Fluctuating conduit dynamics during the 877 CE Hrafntinnuhraun rhyolitic fissure eruption, Torfajökull, Iceland
تقدم هذه الدراسة أول توصيف تفصيلي للتيفرا القريبة من ثوران "هرافنتينوهراون" الريوليتي الذي حدث عام 877 م في "تورفايوكول" بأيسلندا، كاشفةً عن تاريخ ثوران معقد متعدد المراحل مدفوع بديناميكيات قناة بركانية متذبذبة، وأوبسيديان يافع ناتج عن التلبد، ومعدلات انخفاض ضغط صهارة عالية باستمرار حتى خلال مراحل خبو الثوران.
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 تُتخيل البراكين كأحداث درامية منفردة: جبل يستيقظ، ينفث النار والرماد، ثم يلوذ بالصمت. لكن بالنسبة لعلماء الجيولوجيا، فإن أكثر الانفجارات خطورة وإثارة للاهتمام هي نادراً ما تكون بهذه البساطة؛ فهي عمليات معقدة ومتغيرة، حيث يغير سلوك الصهارة (الماغما) في أعماق الأرض الطريقة التي تنفجر بها عند السطح. ويتمثل أحد الأسئلة الرئيسية في علم البراكن الحديث في كيفية تحول انفجار عنيف نافث للرماد ببطء إلى تدفق هادئ للحمم البركانية، أو كيف يمكن لهذين السلوكين أن يحدثا في وقت واحد. ويعد دراسة هذا التحول أمراً صعباً لأنه يحدث في أعماق حنجرة البركان، بعيداً عن الأنظار، ولأن الصخور المتبقية غالباً ما تكون مبعثرة أو مدفونة. إن فهم هذا التحول أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بكيفية سلوك الانفجارات المستقبلية، حيث يعتمد الفرق بين سحابة رماد ضخمة تعطل حركة السفر العالمي وبين تدفق حمم بطيء يهدد المجتمعات المحلية على هذه الميكانيكيات الخفية.
في آيسلندا، تقدم ثورة بركانية محددة من عام 877 ميلادي نافذة نادرة وجيدة الحفظ على هذه العملية الفوضوية. عُرفت باسم ثورة "هرافنتينوهراون" (Hrafntinnuhraun)، وقد حدثت في بركان "تورفايوكول" (Torfajökull) وأنتجت طبقة هائلة من الرماد ساعدت في تحديد تاريخ الاستيطان في آيسلندا. وبينما درس العلماء لفترة طويلة الرماد الذي سافر لمسافات بعيدة عبر المناظر الطبيعية، ظلت المواد التي ترسبت بجوار فوهات المصدر غير مستكشفة إلى حد كبير. قام فريق من الباحثين مؤخراً بالسفر إلى الموقع لفحص كومة من طبقات الصخور البركانية يبلغ سمكها أربعة أمتار ونصف الأمتار، تقع على بعد أقل من كيلومترين من مكان بدء الثورة. ومن خلال تحليل حجم وشكل والتركيب الكيميائي لهذه الصخور بعناية، تمكنوا من إعادة بناء تاريخ دقيق دقيقة بدقيقة لكيفية تغير السباكة الداخلية للبركان مع تقدم الثورة، مما كشف عن قصة من التوقفات المفاجئة، وإعادة التشغيل العنيفة، والتحول البطيء من الانفجار إلى التدفق.
وجد الباحثون أن الثورة لم تحدث في دفعة واحدة ثابتة، بل كانت سلسلة من المراحل المتميزة التي تفصل بينها فترات توقف قصيرة. بدأ التسلسل بطبقة رقيقة من الرماد، مما يشير إلى أن الثورة بدأت بانفجار صغير مدفوع بالمياه. تبع ذلك بسرعة انفجار قوي قذف صخوراً كبيرة تشبه حجر الخفاف. ثم توقف النشاط فجأة؛ حيث حدد الفريق طبقة رقيقة من الصخور الطينية تمثل هذه الفترة الهادئة، والتي يُرجح أنها استمرت لساعات. ويعتقدون أن حنجرة البركان، أو القناة، قد انسدت مؤقتاً بسبب سقوط الصخور من الجدران، مما أدى إلى تراكم الضغط في الأعماق. وعندما استسلم الانسداد أخيراً، استؤنفت الثورة بكثافة جديدة، حيث قذفت مزيجاً من الصخور الداكنة الزجاجية والصخور المحمرة والمتغيرة التي لم تكن موجودة في الطبقات السابقة.
ومع استمرار الثورة، تغير النمط مرة أخرى. لاحظ الفريق دورة إيقاعية من النبضات القوية والضعيفة. خلال الدفعات القوية، كان البركان يحفر صخوراً زجاجية عميقة من جدران قناته. وخلال اللحظات الهادئة، كانت الجدران تبرد وتندمج معاً، مما يخلق بطانة جديدة من الزجاج. ثم يتم تكسير هذه البطانة وقذفها خلال النبضة القوية التالية. هذه الدورة من بناء جدار زجاجي ثم تحطيمه تكررت مراراً، مما خلق مزيجاً معقداً من أنواع الصخور في الطبقات. وقاس الباحثون الفقاعات الصغيرة المحاصرة داخل هذه الصخور لتحديد سرعة صعود الصهارة وانخفاض ضغطها. ووجدوا أنه حتى عندما بدا أن الثورة تخمد، كانت الصهارة لا تزال ترتفع بسرعة، مما يشير إلى أن القناة كانت تضيق وأن الانفجارات أصبحت أكثر تركيزاً وعنفاً قبل النهاية مباشرة.
في النهاية، أفسحت المرحلة الانفجارية المجال لحالة هجينة، حيث بدأت الحمم بالتدفق من الفوهة بينما استمر الرماد في الصعود في أعمدة صغيرة منخفضة الكثافة. تظهر الطبقات الأخيرة من الصخور في التسلسل علامات على هذا التحول، حيث أصبح الرماد أنعم وتشير الصخور إلى أن مصدر المادة كان يقترب من السطح. تشير الدراسة إلى أن المرحلة الانفجارية بأكملها، والتي تضمنت هذه الدورات المتعددة من الكثافة والتوقف، من المرجح أنها تمت على مدار فترة تقارب خمسة أيام. وتتحدى هذه النتائج فكرة أن مثل هذه الثورات هي أحداث بسيطة وخطية؛ بل تظهر نظاماً ديناميكياً حيث يتغير الهيكل الداخلي للبركان باستمرار، حيث تعمل جدران القناة كمصدر للمواد التي يتم كسرها ودمجها وإعادة كسرها بشكل متكرر.
إن هذه النظرة التفصيلية للصخور الموجودة بجوار الفوهة توفر صورة أوضح بكثير لكيفية تطور الثورات السيليسية مما يمكن أن توفره دراسات رواسب الرماد البعيدة. فهي تكشف أن الانتقال من الانفجار العنيف إلى تدفق الحمم الهادئ ليس انزلاقاً ناعماً، بل هو مسار متعرج من الضغط المتقلب والظروف المتغيرة. وأشار الباحثون إلى أن الصخور التي درسوها احتوت على أدلة على تفاعل الصهارة مع الماء وجدران البركان، مما خلق نسيجاً معقداً كان من المستحيل تخيله من مسافة بعيدة. ومن خلال تجميع التوقيعات الكيميائية والأشكال الفيزيائية للصخور، أنشأ الفريق نموذجاً موحداً للثورة يشرح كيف يمكن لبركان واحد أن ينتج مثل هذا التنوع الواسع في السلوكيات في وقت قصير جداً. ويؤكد هذا العمل أنه لفهم المخاطر البركانية حقاً، يجب على العلماء النظر إلى المحيط المباشر للفوهة، حيث تُسجل أكثر التغييرات دراماتيكية وسرعة في طبيعة الثورة في الحجر.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.