Volcano-tectonic Seismicity at Villarrica Volcano: A Decade of Evidence (2014–2023) to Understand Its Internal Dynamics
تحلل هذه الدراسة عقدًا من النشاط الزلزالي البركاني التكتوني في بركان فيلاريكا للكشف عن أنماط تطور أسراب متميزة وتغيرات إجهاد مكاني تربط بين الضغط الصهاري الضحل والنشاط الانفجاري المتأخر، مما يوفر إطارًا متعدد المعايير لفهم الديناميكيات الداخلية للبركان وتحسين تقييم المخاطر.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
غالبًا ما تُصوَّر البراكين على أنها عمالقة نائمة تستيقظ بزمجرة عنيفة واحدة، لكن الواقع لكيفية سلوكها أكثر دقة وتعقيدًا. فخلف السطح، تحت بركان نشط، تتحرك الأرض باستمرار، وتتصدع، وتعيد ترتيب نفسها بينما تتحرك الصهارة (الماغما) والسوائل الساخنة عبر الصخور. وعندما يحدث هذا التحرك، فإنه يولد زلازل. وفي البيئات البركانية، يميز العلماء بين نوعين رئيسيين من هذه الهزات؛ النوع الأول، المعروف باسم الأحداث طويلة المدى، يبدو كضربات عميقة وإيقاعية، وعادة ما يشير إلى أن الغاز أو الصهارة يغلي ويتحرك داخل الأنبوب الرئيسي للبركان. أما النوع الآخر، المسمى بالزلازل البركانية التكتونية، فيبدو مثل صوت تكسر غصن حاد. وتحدث هذه الزلازل عندما تتصدع الصخور الصلبة نفسها تحت الضغط، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب الضغط من الأسفل الذي يدفع ضد جدران هيكل خزان الصهارة. ومن خلال الاستماع إلى هذه الشقوق الحادة ورسم خرائط لأماكن حدوثها، يستطيع الباحثون بناء صورة للقوى غير المرئية التي تعيد تشكيل البركان من الداخل إلى الخارج. إن فهم هذه الأنماط أمر بالغ الأهمية للمجتمعات التي تعيش في ظل البراكين النشطة، حيث إن الطريقة التي تتصدع بها الأرض يمكن أن تكون، في بعض الأحيان وليس دائمًا، إشارة إلى أن ثورانًا وشيكًا في الطريق.
لمدة عقد من الزمن، من عام 2014 إلى 2023، راقب فريق من الباحثين عن كثب بركان "فيلاريكا" في تشيلي، وهو أحد أكثر البراكين نشاطًا وخطورة في أمريكا الجنوبية. وقد ركزوا تحديدًا على الزلازل الحادة الناتجة عن تكسر الصخور لفهم كيفية عمل المحرك الداخلي للبركان. ومن خلال تحليل 2,364 من هذه الأحداث، حدد العلماء تسع فترات متميزة من النشاط المكثف، تُعرف بالأسراب، حيث ارتفع عدد الزلازل لأسابيع أو أشهر في كل مرة. وما وجدوه كان قصة متسقة للغاية حول كيفية انتقال الإجهاد عبر الجبل. ففي معظم هذه الأسراب، بدأ النشاط على عمق تحت مركز الكالديرا البركانية، حيث كانت الصخور تحت أكبر ضغط. ومع تقدم السرب، كانت الزلازل تهاجر نحو الخارج، متحركة من مركز الكالديرا نحو الحواف وإلى المناظر الطبيعية المحيطة. ويشير هذا التحرك نحو الخارج إلى أنه بمجرد أن تبدأ الصخور داخل الكالديرا في التكسر، يتم إطلاق الإجهاد وينتقل على طول الشقوق الموجودة مسبقًا في الأرض، مما ينشر النشاط الزلزالي إلى محيط البركان.
ومع ذلك، فقد كان الباحثون حذرين في ملاحظة أن هذا النمط هو توجه قوي، وليس قاعدة صارمة. فبينما اتبعت معظم الأسراب هذا المسار من المركز نحو الخارج، تصرف اثنان من المجموعات التسع بشكل مختلف؛ حيث ظل أحد الأسراب نشطًا في المركز حتى مع ظهور زلازل جديدة في الخارج، بينما حدث آخر بالكامل خارج الكالديرا، دون أن يمس المنطقة المركزية أبدًا. هذا التباين يخبر العلماء أنه بينما يمتلك البركان طريقة مفضلة لتفريغ الإجهاد، فإنه ليس آلة تعمل وفق نص واحد ثابت لا يتغير. إذ يعتمد موقع وتوقيت هذه الأحداث على الظروف المحددة للصخور والسوائل التي تتحرك من خلالها في تلك اللحظة. كما بحثت الدراسة أيضًا في حجم الزلازل ضمن كل سرب؛ ووجدوا أن أكبر زلزال وأكثرها طاقة في السرب يحدث عادةً في منتصف الحدث، وليس في بدايته. ويعمل هذا الزلزال الأكبر كنقطة ارتكاز؛ فقبل وقوعه، يكون النشاط في مرحلة البناء، وبعده، تبدأ الطاقة في الانتشار ثم التلاشي.
كما فحص الفريق ما إذا كانت هذه الشقوق تحت الأرض تؤدي إلى ثورات مرئية. واكتشفوا وجود صلة متأخرة في بعض الحالات؛ ففي أربعة من الأسراب التسعة، وبعد حوالي شهر إلى شهرين من وقوع أكبر زلزال، أظهر البركان علامات على زيادة النشاط السطحي، مثل الانفجارات الأكثر تكرارًا أو درجات الحرارة المرتفعة التي رصدتها الأقمار الصناعية. ويشير هذا التأخير إلى أن تكسر الصخور داخل الجبل يخلق مسارات جديدة لانتقال الحرارة والغازات نحو الأعلى، ولكن يستغرق الأمر وقتًا لتصل هذه السوائل إلى السطح. ومع ذلك، فإن هذا الارتباط ليس مضمونًا؛ ففي الأسرعة الخمسة الأخرى، اهتزت الأرض وتوزع الإجهاد تمامًا كما حدث في الأسراب النشطة، ولكن لم يصاحب ذلك أي زيادة في الانفجارات أو الحرارة. وهذه النتيجة حاسمة لتقييم المخاطر: فهي تعني أنه بينما يعد سرب الزلازل علامة على أن البركان نشط ومعرض للضغط، إلا أنه لا يعني تلقائيًا حدوث ثوران. إذ يمكن لإعادة التنظيم الداخلي للبركان أن يحدث دون أن يصل أبدًا إلى السطح.
ومن خلال الجمع بين مواقع الزلازل وقياسات كيفية تكسر الصخور، رسم العلماء خرائط لمناطق مختلفة داخل البركان. فقد أظهرت المنطقة الواقعة مباشرة تحت الكالديرا علامات على إجهاد عالٍ وتكسر صخري مركز، بينما تميزت المناطق الواقعة خارج الكالديرا مباشرة بنوع مختلف من التصدع، والذي يُرجح تأثره بالسوائل الساخنة. وفي مناطق أبعد، اصطفت الزلازل مع خطوط الصدع الرئيسية في المنطقة، مما يوضح كيف يتفاعل الضغط الداخلي للبركان مع القوى التكتونية الأوسع للأرض. وتخلص الدراسة إلى أن بركان "فيلاريكا" هو نظام ديناميكي حيث تقوم الصهارة والسوائل الضحلة بضغط الصخور، مما يسبب تكسرها في تسلسل يمكن التنبؤ به يتحرك عادةً من المركز نحو الخارج. ومع ذلك، نظرًا لأن العلاقة بين هذه الشقوق العميقة والثورات السطحية هي علاقة شرطية وليست مؤكدة، فإن مراقبة البركان تتطلب مراقبة الصورة الكاملة — موقع الزلازل، ونوع تكسر الصخور، والإشارات السطحية — بدلاً من الاعتماد على علامة تحذير واحدة. ويساعد هذا الفهم التفصيلي العلماء على تفسير سلوك البركان بشكل أفضل، مما يوفر رؤية أوضح وأكثر دقة للمخاطر التي يشكلها على المجتمعات المحيطة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.