ما زلنا نتعلم ما حدث أثناء ثوران بركان جبل سانت هيلين عام 1980

بالنسبة لمعظم علماء البراكين ، 18 مايو 1980 هو أحد أهم التواريخ في القرن الماضي. في ذلك الصباح ، أطلق جبل سانت هيلين أقوى ثوران بركاني شهدته الولايات الـ 48 السفلى على الإطلاق. هذا الانفجار والانفجارات اللاحقة التي استمرت حتى الثمانينيات ألهمت نمو علم البراكين الحديث في الولايات المتحدة وخارجها.

لذلك ، بعد 41 عامًا ، كما تعتقد قد نعرف كل شيء هناك لمعرفة عن ذلك اليوم المشؤوم في مايو 1980. حسنًا ، كما هو الحال مع كل العلوم ، لا تعرف أبدًا كل ما يمكن معرفته. حتى بعد أربعة عقود ، لا يزال تسلسل الأحداث أثناء الثوران ينحل ، كل ذلك لمساعدتنا على فهم أفضل لكيفية عمل هذه الانفجارات شديدة التدمير.

مراجعة الثوران

هذا الأسبوع فقط ، دراسة جديدة في Journal of Volcanology and Geothermal Research قدم تسلسلًا زمنيًا منقحًا للأحداث التي حدثت في 18 مايو 1980. يستخدم هذا العمل ، من قبل C. William Criswell ، أدلة من ثور الخفاف عبر ذلك اليوم للكشف عن كيف يمكن لمصادر الصهارة والقناة التي اتبعتها الصهارة إلى السطح تغيرت على مدار الثوران.

هناك عدد من الخصائص الموجودة في الخفاف يمكن أن يساعدنا في فهم ما يحدث أثناء الثوران. الأول هو تكوين الخفاف. بطريقة واقعية للغاية ، يعتبر الخفاف ، وهو زجاج بركاني في الغالب ، لقطة من الصهارة التي تنفجر بعنف من البركان. لذلك ، مع تغير تركيبة الخفاف ، نعلم أن الصهارة التي تنفجر تتغير. يمكننا أيضًا استخدامه لمعرفة ما إذا كان قد ينفجر أكثر من نوع واحد من الصهارة في نفس الوقت!

يمكننا أيضًا النظر إلى شكل وعدد الحويصلات الموجودة في الحجر الخفاف. الحويصلات هي ثقوب الهواء الموجودة في جميع أنحاء الخفاف وهي السبب في أن الخفاف يمكن أن يطفو على الماء. كل هذا الهواء المحبوس في تلك الجيوب يقلل من كثافة الحجر الخفاف بحيث يمكن أن يطفو – وأحيانًا يكون الهواء أكثر من 60٪ من قطعة الخفاف. سيخبرنا شكل وعدد الحويصلات عن طبيعة الغازات الخارجة من المحلول في الصهارة. إن انتقال هذه الغازات ، مثل الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت ، من الذوبان في الصهارة إلى أن تصبح فقاعات هو ما يدفع انفجار الانفجار البركاني.

صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح للخفاف الأبيض من ثوران بركان ماونت سانت هيلينز في 18 مايو 1980. الأشكال المستطيلة هي فقاعات هواء تعرف بالحويصلات. الائتمان: مجلة علم البراكين وأبحاث الطاقة الحرارية الأرضية.

باستخدام أدلة من الخفاف الأبيض والرمادي الذي اندلع في 18 مايو 1980 بالإضافة إلى التصوير الفوتوغرافي وملاحظات اليوم ، صمم Criswell نموذجًا لكيفية اختلاف معدلات الثوران وحجم قناة الثوران على مدار اليوم. تبين أنه مع تقدم اليوم وتغير نمط الثوران من عمود ثوران طويل إلى العديد من تدفقات الحمم البركانية ، تباين معدل الاندفاع بمقدار> 10x بينما نمت قناة الثوران بمقدار 65 قدمًا (20 مترًا) ثم تقلصت بمقدار 32 قدمًا (10) أمتار).

ليس هذا فقط ، يشير الخفافان إلى أن دفعات متعددة من الصهارة ذات التاريخ المختلف كانت موجودة تحت البركان في الأيام إلى الأسابيع التي سبقت 18 مايو. ومع ذلك ، كان الخفاف الأبيض هو الأكثر استعدادًا لإنشاء عمود الرماد البليني الشاهق عندما ثار البركان في ذلك الصباح ، بينما كان الخفاف الرمادي هو وقود الانفجار الجانبي (الجانبي) الذي حدث عندما انهار البركان.

تسلسل الانفجار الجانبي في جبل سانت هيلين في 18 مايو 1980. Credit: USGS، Gary Rosenquist.

“ما مدى سرعة” و “كم” من الثوران

عندما كان الثوران يسير بكامل طاقته ، كان البركان يبصق 136 مليون رطل من الحطام البركاني في الثانية! هذا أقل بقليل من نصف حاملة طائرات حديثة من الأشياء في الثانية. كانت الصهارة ترتفع من نصف ميل على الأقل (~ كيلومتر) تحت البركان بمعدلات تصل إلى 10.8 قدم / ثانية (3.3 م / ث). ما هي سرعة ذلك؟ حسنًا ، إنه صخرة منصهرة تتحرك صعودًا إلى السطح ، على الأرجح في شكل رغوة (صهارة وفقاعات) ، بسرعة 7 أميال في الساعة. بالنسبة للأشياء التي تتحرك عبر الصخور الصلبة ، فهذا سريع!

إن المظهر الطويل والقصير لهذه النظرة الجديدة على ثوران جبل سانت هيلين في 18 مايو 1980 هو أن ديناميكيات الانفجار وشكل القناة التي جلبت الصهارة إلى السطح تغيرت على مدار اليوم. كلما ثار البركان ، ازدادت اتصال مجموعات الصهارة المخزنة تحت البركان ، مما يساعد على تغذية الانفجار لمدة 9-10 ساعات. لذلك ، على عكس القياس الذي نستخدمه أن الانفجار المتفجر يشبه “فرقعة الفلين” على الصهارة الجاهزة للانفجار ، فإن هذا يعني أنه بعد زوال الفلين ، فإن كل الصهارة المتفجرة تغير شكل عنق الزجاجة لتعظيم ما يأتي خارج.

الكثير من البحث العلمي مثل هذا: كلما حصلنا على المزيد من البيانات ، يمكننا تعديل نماذجنا وتحسينها وإلقاء الضوء عليها. هذا لا يعني أن النماذج السابقة كانت خاطئة – لقد استندت إلى أفضل دليل في وقت تطوير النموذج. حتى بعد مرور 40 عامًا ، ما زلنا نصقل نموذجنا لجبل سانت هيلينز.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *