Late-stage evolution of the Crotone Mud Volcano and implications for mud volcanism in the Calabrian Accretionary Prism

عطسة أعماق البحار: لماذا تهمنا البراكين الطينية

تخيل قشرة الأرض كأنها شطيرة عملاقة تتحرك بالحركة البطيئة. في بعض الأماكن، تغوص طبقة من القشرة تحت طبقة أخرى، مثل بطانية ثقيلة تنزلق تحت واحدة أخف منها. وبينما تغوص، تتعرض للضغط والحرارة والاعتصار، مما يجبر الماء والغازات على الخروج من الصخور. يمكن لهذا الضغط أن يتراكم حتى يجد مخرجاً، فيدفع خليطاً من الطين والماء والغاز عبر الشقوق في قاع المحيط. وعندما ينفجر هذا الوحل، يشكل تلاً على قاع البحر يسمى "البركان الطيني". وخلافاً للبراكين النارية التي تقذف الحمم البركانية والتي تراها في الأفلام، فإن هذه البراكين باردة، وفوضوية، ومكونة من طين رطب.

العلماء مفتونون بهذه التلال تحت الماء لأنها تعمل مثل مصاصات ضخمة، تمتص السوائل من أعماق الأرض وتنفثها عند السطح. هذه العملية هي جزء رئيسي من كيفية نقل كوكبنا للحرارة والمواد الكيميائية. ولكن إليك الجزء الصعب: مجرد كون البركان الطيني يبدو هادئاً اليوم لا يعني أنه "ميت". قد يكون نائماً فحسب، أو قد يكون يغير شخصيته. إن فهم ما إذا كانت هذه البراكين نشطة، وكيف تتغير بمرور الوقت، وما تخبرنا به عن أعماق الأرض يساعدنا في فهم كل شيء، بدءاً من كيفية حدوث الزلازل وصولاً إلى أين قد يختبئ الغاز الطبيعي.

---

بركان كروتوني الطيني: بركان في "سنواته الذهبية"

في أعماق البحر الأبيض المتوسط، بالقرب من ساحل إيطاليا، يقع بركان طيني ضخم تحت الماء يسمى بركان كروتوني الطيني (CMV). إنه فوهة هائلة مسطحة القمة يبلغ عرضها حوالي 1.2 كيلومتر، وتقع على منحدر حوض كروتوني. قرر فريق من العلماء مؤخراً الحفر في تاريخه، ومعاملة الطين كأنه صفحات من مذكرات فوضوية جداً ورطبة جداً. أرادوا معرفة: هل لا يزال هذا البركان نشطاً؟ هل هو في طور الموت؟ وماذا تحكي قصته عن البراكين الطينية الأخرى في المنطقة؟

للإجابة على ذلك، لم يكتف الفريق بالنظر إلى السطح. بل سحبوا أنابيب طولية طويلة من الطين (تسمى العينات اللبية/اللبات) من أماكن مختلفة من البركان. فكر في هذه العينات كأنها كعكة متعددة الطبقات، ولكن بدلاً من الكعكة والزينة، تكون الطبقات عبارة عن أنواع مختلفة من الطين وقطع الصخور. ومن خلال دراسة حجم القطع، والمواد الكيميائية المحاصرة في الماء بين حبيبات الطين، وحتى الأصداف الصغيرة للكائنات البحرية المجهرية (المنخربات/foraminifera) المتجمدة بالداخل، استطاعوا إعادة بناء قصة حياة البركان.

قصة ثلاث طبقات

حكت عينات الطين قصة واضحة لبركان يهدأ ببطء. وجد العلماء ثلاث طبقات متميزة، تمثل كل منها "حقبة" مختلفة من حياة البركان:

1. الانفجار العظيم (الوحدة الثالثة): في الأسفل، كان الطين عبارة عن فوضى عارمة من الصخور الكبيرة والمسننة والطين الرمادي المخضر الصلب. تمثل هذه الطبقة "سنوات المراهقة" للبركان—وهي فترة اتسمت بالطاقة العالية. في ذلك الوقت، كان البركان يثور بقوة كافية لإطلاق قطع كبيرة من الصخور والطين وصولاً إلى السطح. لقد كانت حفلة جامحة وفوضوية حيث تم قذف الرواسب بسرعة كبيرة لدرجة أنها لم تجد وقتاً لتختلط مع طين المحيط المحيط بها.
2. مرحلة الهدوء (الوحدة الثانية): بالانتقال للأعلى في العينة، صغرت الصخور لتتحول إلى حصى وحبيبات بحجم الرمل. كان الطين هنا مزيجاً من اللون البني والرمادي الداكن. هذه هي "المرحلة الانتقالية". كان البركان لا يزال يثور، لكن الطاقة كانت تنخفض. كان الأمر أشبه بحفلة بدأت تهدأ؛ كانت الثورات أقل عنفاً، وكان للطين وقت أطول ليمتزج مع البيئة.
3. الهدوء الحالي (الوحدة الأولى): في الأعلى تماماً، كان الطين ناعماً ودقيقاً وبنياً. هذه هي "المرحلة المتأخرة". لم يعد البركان يقذف صخوراً كبيرة، بل يكتفي فقط بنضح الطين الناعم بهدوء. ومع ذلك، فهو ليس ميتاً تماماً. فقد وجد العلماء أنه رغم ضعف الثورات، لا يزال البركان متصلاً بمصدر غاز عميق.

الشبح في الآلة

هنا يصبح الأمر مثيراً للاهتمام حقاً. إذا نظرت إلى الطين اليوم، قد تعتقد أن البركان نائم. فالإشارات الكيميائية التي عادة ما تصرخ "ميثان! غاز! تسرب!" هادئة بشكل مفاجئ. بحث العلماء عن حدود كيميائية محددة تسمى "منطقة انتقال الكبريتات والميثان" (SMTZ)—وهي منطقة تأكل فيها البكتيريا الميثان وتترك بصمة كيميائية. في معظم مناطق التسرب النشطة، يكون العثور على هذه المنطقة سهلاً. ولكن في كروتوني، كانت مفقودة أو يصعب جداً رصدها.

لماذا؟ تشير الورقة البحثية إلى أن البركان في الواقع "فوضوي للغاية" بالنسبة لنفسه. ولأن الطين يتم تقليبه وإعادة خلطه باستمرار (حتى لو قليلاً)، فالأمر يشبه محاولة العثيد عن حبة رمل محددة في خلاط. الحركة المستمرة تدمر الطبقات الكيميائية الدقيقة التي تثبت عادةً نشاط البركان. وكأن البركان يمسح آثار أقدامه باستمرار.

ومع ذلك، وجد العلماء "الدليل القاطع" الذي يثبت أن البركان لا يزال متصلاً بأعماق الأرض. فقد جمعوا فقاعات غاز من الماء فوق قاع البحر مباشرة. ورغم أن التدفق ضعيف، إلا أن الغاز لا يزال حرارياً منشأً (thermogenic). وهذا تعبير تقني يعني أن الغاز قد "طُبخ" في أعماق الأرض، في درجات حرارة تتراوح بين 100 و150 درجة مئوية، غال- likely من مواد عضوية قديمة دُفنت على أعماق أميال. لقد سافر الغاز من مصدر أعمق من 3 كيلومترات، وربما يرتبط بحقل غاز إقليمي. لذا، فإن السباكة لا تزال موجودة؛ لكن الصنبور قد تم خفض تدفقه ليصبح مجرد قطرات ضئيلة.

دليل السفر عبر الزمن

واحدة من أروع الطرق التي اكتشف بها العلماء مدة استمرار هذا "التقطير" هي البحث عن الرماد البركاني. لقد وجدوا طبقة رقيقة من الرماد من الثوران الشهير لجبل فيزوف عام 79 ميلادي (الذي دفن بومبي). طبقة الرماد هذه، المعروفة باسم Z-1، وُجدت في بعض أجزاء البركان وليس في أجزاء أخرى.

هذا يخبرنا بشيء ضخم: طوال الـ ~1,900 عام الماضية (منذ عام 79 م)، لم يشهد البركان ثوراناً كبيراً غطى الفوهة بأكملها. لو حدث ذلك، لكان الرماد قد دُفن أو جُرف بعيداً. حقيقة أن الرماد لا يزال هناك، مستقراً في الطين، تعني أن البركان كان في هذا الوضع "الضعيف والمتقطع" لقرابة ألفي عام. إنه ليس تغيراً مفاجئاً، بل هو تلاشٍ طويل وبطيء.

ما يعنيه هذا للصورة الكبيرة

يعد بركان كروتوني الطيني بمثابة "متمرد" في عالم الجيولوجيا. عادة، يعتقد العلماء أن البراكين الطينية الكبيرة في هذه المنطقة مدفوعة بصدوع ضخمة وعميقة في قشرة الأرض تعمل كطرق سريعة للغاز. لكن كروتوني مختلف؛ فهو يقع في حوض تتراكم فيه الرواسب بسرعة هائلة. تشير الورقة إلى أنه بالنسبة لكروتوني، ليست الشقوق الكبيرة هي الأكثر أهمية، بل الوزن الهائل للطين المتراكم فوق بعضه البعض. هذا الوزن يضغط على الصخور، مما يخلق ضغطاً يدفع الغاز والطين للأعلى، حتى بدون وجود خط صدع عملاق.

الخلاصة

النتيجة الرئيسية لهذه الورقة هي أن بركان كروتوني الطيني في "مرحلة متأخرة" من حياته. لقد تحول من عملاق عنيف يقذف الصخور إلى تلة ناضحة بهدوء. لا يزال متصلاً بمصدر غاز عميق وحار، لكن التدفق ضعيف وغير منتظم.

أهم درس هنا هو تحذير للعلماء: لا تفترض أن البركان ميت لمجرد أنه يبدو هادئاً. أحياناً، عملية تحريك البركان لطينه الخاص تدمر الأدلة الكيميائية التي نستخدمها عادةً لاكتشافه. يظهر لنا بركان كروتوني الطيني أنك بحاجة للنظر في القصة الكاملة—طبقات الطين، والأصداف الصغيرة، والرماد من الانفجارات القديمة—لفهم ما يحدث حقاً في الأعماق تحت الأمواج. إنه تذكير بأن الأرض مليئة بالأسرار، وأحياناً، الأشياء الأكثر هدوءاً هي التي تهمس بأعلى القصص.