حمم بركانية

حمم بركانية

الحمم البركانية أو اللاڤا أو اللابة هي كتل سائلة تخرج من البراكين، كما تطفح من الشقوق على جوانب البركان، والتي نشأت من خلال الانفجارات الحادثة. ، وهى الصخور المنصهرة تحت سطح الأرض، عندما تنبثق فوق سطح الأرض. ويستخدم مصطلح اللابة للدلالة أيضا على الصخر الذي تصلدت منه. تكون درجة حرارتها بين 1000 و 1200 °م.

تتكون الحمم من محلول معادن السليكات. انظر: السليكا. وهي تشبه السائل الحار الذي ينتج عن انصهار الجرانيت أو البازلت. وعندما تبرد الحمم بسرعة لا يتشكّل إلا عدد قليل من البلورات. ثم تتصلّب الحمم، وأحيانًا تكوِّن البراكين أو الصدوع (الشقوق) الأرضية التي تحتوي على حمم متفجرة، حيث تطلق من وقت لآخر كميات هائلة من شظايا الصخور التي تكوِّن طبقات تفصل بين تدفقات الحمم. وتضم بعض أنواع الحمم مقادير ضخمة من الغازات المنحلة. وحينما تتمدد الغازات تبقى محتَجزة في الحمم، وتشكل العديد من الفقاعات. والخَفّاف نوع من الحمم التي تحتوي على كثير من الفقاعات.

وغالبًا ماتصبح الأراضي التي كانت تغطيها الحمم في الماضي شديدة الخصوبة، بعد أن تسهم العوامل الجوية في تفتيت الحمم إلى تربة ناعمة. وهناك بعض أنواع الحمم كالحمم الزجاجية التي تسمى البرليت، يتم تسخينها في أفران. وهي تتمدد حتى تتحوّل إلى مادة مزبدة تُستخدم في تصنيع الخرسانة خفيفة الوزن.

Contents

تركيب اللاڤا

Pāhoehoe and ʻAʻā lava flows side by side at the Big Island of Hawaii in September, 2007

تنقسم اللاڤا حسب التركيب الكيميائي للكتل ومظهرها إلى نوعين:

  • لافا خفيفة فاتحة اللون: هذا النوع يتميز باللزوجة، وبالبطئ أثناء التدفق.
  • لافا ثقيلة داكنة اللون: هذا النوع سائل ويتحرك بسرعة كبيرة.

مصادر اللابة

  • يعتقد الجولوجيون أن(الغلاف اللدن) هو المصدر الرئيسي للصهارة وذلك لأن نتائج تسجيل درجات الحرارة أثناء حفر الآبار العميقة في الأرض (نحو 10 كم) أن درجة الحرارة الأرض تزداد بزيادة العمق، حيث ترتفع درجة الحرارة بمعدل 30م لكل كيلو متر عمقا. ويعتقد الآن أن درجة الحرارة تصل إلي 1100م وإلي 1200م عندأعماق الغلاف اللدن (الأسثينوسفير)، والذي يمتد من نحو 100 إلي 350 كم. وهى درجة حرارة عالية بما يكفي لأن تبدأ عندها الصخور في الإنصهار.
  • كما يعتقد أن الإنصهار الجزئي لبعض أجزاء الغلاف الصخري الصلب الذي يعلو الغلاف اللدن هو مصدر آخر للصهارة. وتصعد الصهارة كما لو كانت تطفو، لأن كثافة الأجزاء المنصهرة عند هذه الحرارة تكون أقل من كثافة الصخور المحيطة المتبقية. وتضغط الصخور المحيطة الأكثر كثافة على الصهير لتعصره وتدفعه إلي أعلى. كما قد يجد الصهير طريقة إلي سطح الأرض خلال كسورالغلاف الصخري، أو بصهر الصخور. وقد تصل بعض الصهارة في النهاية إلي سطح الأرض وتنبثق على هيئة لابة.
The Arenal Volcano, Costa Rica, is a stratovolcano.
  • البركان مصطلح مشتق من اسم إله النار عند الرومان والمسمي فولكان، وهو عبارة عن تل أو جبل، يأخذ عادة شكلا مخروطيا، تكون من تراكم مواد تنبثق على سطح الأرض .والذي يشبه نظام خطوط أنابيب المياه، والذي يؤدي إلي دفع الصخور المنصهرة في الأعماق من غرفة الصهارة، وينشيء مخرجا لها عند سطح الأرض، تصعد منه الصهارة خلال قناة تشبه الأنبوب تعرف بالعنق المركزي (مخرج) أو القصبة البركانية للبركان. وتوجد فوق المخرج المركزي حفرةعلى شكل قمع تعرف بفوهة البركان. ويتم ملء غرفة الصهارة القريبة من سطح الأرض أسفل قمة البركان دوريا بالصهارة الصاعدة من أسفل، وتفرغ على السطح في دورات من الثورات. ويمكن أن تنبثق اللابة أيضا من كسور على جوانب البركان.

دراسة اللابة

اهتم الجيولوجيون بدراسة اللابة، حيث تعتبر اللابة عينة من باطن الأرض. ولسوء الحظ، فهى ليست عينه مطابقة تماما، حيث تختلف اللابة عن الصهارة التي توجد في الأعماق. فاللابة فقدت بعض مكوناتها من الغازات في الغلاف الجوي أو المحيط أثناء انبثاقها، كما أن يمكن أن تفقد الصهارة أو تكتسب بعض المكونات الكيميائية الأخرى أثناء صعودها إلي السطح. وبالرغم من هذه الإختلافات، فإن الصهارة و المواد الأخرى المنبثقة تمدنا بمعلومات مهمة، والتي تعتبر مفتاحا لفهم التركيب الكيميائي والحالة الفيزيائية للجزاء العليا من الوشاح. وتدلنا هذه المواد التي كونت هذه الصخور منذ آلاف أو ملايين السنين. ويؤثر التركيب الكيميائي والمعدني لا للابات في الطريقة التي تنبثق بها وأشكال التضاريس التي تكونها عندما تتصلب.


الأشكال البركانية

Lava entering the sea to expand the big island of Hawaii, Hawaii Volcanoes National Park.

تختلف الأنواع الرئيسية للابات و الصخور التي تكونها للصهارات التي تتكون منها.

الصهارات

تقسم الصهارات والصخور النارية التي نشأت منها إلي ثلاثة أقسام رئيسية، وهى • لابات ريوليتية (فلسية) • أو لابات أنديزيتية (متوسطة) • أو لابات بازلتية (مافية) تبعا لتركيبها الكيميائي.

الصخور النارية

تقسم الصخور النارية إلي:

صخور متداخلة

(بردت ببطء تحت سطح الأرض وتكون خشنة التحبب)، وتعرف أيضا بالصخور الجوفية. تضم الصخور المتداخلة الرئيسية:

صخور منبثقة

(بردت فوق سطح الأرض وتكون دقيقة التحبب) ، وتعرف أيضا بالصخور البركانية. تضم الصخور المنبثقة الرئيسية المقابلة:

أنواع اللابات

يؤدي تكون الأنواع المختلفة من اللابات إلي تكون العديد من التضاريس، مثل الجبال البركانية التي تختلف في شكلها، واللابات التي تصلبت وتختلف في معالمها، وتعكس هذه الإختلافات الفرق في التركيب الكيميائي ومحتوي الغازات ودرجة حرارة اللابة. فكلما زاد محتوي السيليكا مثلاً زادت لزوجة اللابة وبطأ انسيابها، وكلما زاد محتوي اللابة من الغازات، كان انبثاقها أكثر عنفا.

اللابات البازلتية

تنبثق اللابة البازلتية الداكنة اللون عند درجات حرارة تتراوح بين 1000م و1200م وهى درجة قريبة من درجة حرارة الأجزاء العليا من الوشاح. وتتميز اللابة البازلتية بأنها سائلة لدرجة كبيرة نتيجة لارتفاع درجة حرارتها، ومحتواها المنخفض من السيليكا. وتنساب هذه اللابة على المنحدرات بسرعة ولمسافات بعيدة. وعلى الرغم من أن المتوسط الشائع لإنسياب اللابات هو عدة كيلومترات في الساعة،إلا أنه لوحظ أن بعض اللابات تصل سرعة انسيابها إلي نحو 100كم في الساعة. وفي عام 1938 ماستطاع جيولوجيان روسيان جريئان قياس درجة حرارة الغازات البركانية وجمع عينات منها بوقوفهما فوق كتلة متصلبة تطفو فوق لابة من البازلت المنصهر الذي يتحرك كنهر جار. وكانت درجة الحرارة عند سطح الكتلة المتصلبة 300م، بينما كانت درجة حرارة نهر البازلي 870م. وقد سجلت حالات انسابت فيها اللابة لمسافة تزيد على 50كم من مصدر انبثاقها تحتها.وأنواعها: • بازلت فيضي: وفيه تنتشر اللابة البازلتية السائلة التي تنبثق فوق أرض مستوية على هيئة فرش رقيقة، مثل فيضان من اللابة. وغالبا ما تتراكم الفيوض المتشابهة في هيئة هضاب بازلتية ضخمة تسمي البازلت الفيضي أو الهضاب البازلتية مثل الموجودة في هضبة كولومبيا في أوريجون وواشنطن، وكذلك في هضبة الدكن غرب الهند، وتلك التي تغطي مساحات واسعة من الدرع العربي في غرب شبة الجزيرة العربية و المعروفة بالحرات.

Pāhoehoe lava from Kīlauea flowing through a tube system down Pulama Pali, Hawaii, United States.

Pillow lava

Pillow lava (NOAA)

•باهوي هوي وآه أه: تقسم اللابة البازلتية التي تبرد أثناء انسيابها على المنحدرات إلي نوعين تبعا لشكل السطح المتكون، و هما باهوي هوي وآه آه. يتكون الباهوي هوي حينما تنتشر لابة سائلةعلى هيئة فرش، ويتجمد سطحها ليكون قشرة رقيقة زجاجية مرنة تسحب وتجدل لتكون طيات ملتفة تشبه الحبل، بينما يستمر السائل المنصهر في التدفق أسفل هذه الطبقة المرنة المتجمدة. أما الآه آه فهو ما ينطق به الشخص الغافل (غير الحذر) عندما يتجرأ ويسمشي حافي القدمين على لابة تشبة الأرض المحروثة حديثاً. والآه آه هى لابة فقدت محتواها من الغازات وأصبحت بالتالي أكثر لزوجة عن الباهوي هوي. ولذلك فهى تتحرك ببطء، مما يؤدي إلي تكون طبقة سطحية أكثر سمكا. وبينما تستمر اللابة في التحرك، فإن القشرة السطحية السميكة تتكسر إلي كتل كبيرة خشنة ذات نتوءات حادة، حيث تتراكب تلك الكتل فوق الجزء اللزج مما يؤدي إلي تراكم مقدمة شديدة الإنحدار من الكتل الكبيرة المزواة التي تتقدم مثل جرار متحرك. وحينما تنساب لابة بازلتية على المنحدرات فإنها تأخذ عادة شكل الباهوي هوي بالقرب من مصدر خروج اللابة، حيث تكون اللابة مازالت سائلة وساخنة، بينما تأخذ اللابة شكل الآه آه في المناطق الأبعد عن مصدر الصهارة على المنحدرات، حيث يتعرض سطح اللابة المنسابة للهواء البارد لمدة طويلة وتتكون طبقة خارجية سميكة. • لابة وسائدية: لاحظ الجيولوجيون أن اللابات الوسائدية تتكون على قاع المحيط في هاواي ثم يقوم ماء البحر بتبريدها بسرعة. ويتكون التركيب الوسائدي على قاع البحر بعيداً عن مخرج اللابة البازلتية عند حيود وسط المحيط، حيث تنخفض درجة حرارة اللابة المنسابة. ويشير مصطلح بازلت وسائدي إلي تركيب معين يتميز بوجود كتل غير متصلة من البازلت، تكون وسائدية الشكل تشبه الأكياس، يتراوح قطرها بين بضعة سنتيمترات ومتر أو أكثر. ويتكون التركيب الوسائدي عندما تبرد ألسنة من اللابة البازلتية المنصهرة، ويتقسي سطحها بالتبريد المفاجيء، وتتكون قشرة خارجية خشنة، بينما تبرد اللابة داخل هذه القشرة بمعدل أكثر بطئاً. ولذلك فإن الجزء الداخلي للوسائد يتكون من نسيج متبلور، بينما تتكون القشرة الخارجية من نسيج زجاجي عديم البلورات بسبب تبردها بسرعة. وتحدث كسورا في هذا السطح الخارجي، مما يؤدي إلي فتحات تخرج منها الصهارة التي مازالت في حالة سائلة وتتسرب للخارج. ثم تتقسي هذه القطعة الجديدة البارزة بالتبريد المفاجيء ويتشقق سطحها، وهكذا تستمر العملية ويتكون في النهاية ركام متكدس من أجسام تشبه أكياس الرمل. ومعظم اللابات التي تنساب على القشرة المحيطية تكون بازلتا وسائديا. أما بالقرب من الكسور البازلتية عند حيود وسط المحيط فإن درجة حرارة اللابة تكون أعلى، وتنساب فرش رقيقة من اللابة ليتكون سطحا زجاجيا نتيجة للتبريد المفاجيء، وتتكدس الطفوح المنسابة لتكون تراكما من الفرش البازلتية التي لا يزيد سمك كل فرش منها على 20سم تقريبا.

اللابات الريوليتية

يتميزالريوليت الفاتح اللون وكذلك اللابة الريوليتية بأنها تكون أكثر فلسية، كما تكون درجة انصهارها أقل من اللابة البازلتية، وتنبثق عند درجات حرارة تتراوح بين 800 و1000م. وتكون اللابة الريوليتية أكثر لزوجة من اللابة البازلتية نتيجة انخفاض درجة حرارتها ومحتواها العالي من السيليكا. وتتحرك اللابة الريوليتية بمعدل أبطا بمقدار العشر عن اللابة البازلتية، ولذلك فهى تقاوم الإنسياب، وتميل إلي أن تتراكم في هيئة رواسب سميكة منتفخة تشبه البصلة.

اللابات الأنديزيتية

يتميزالأنديزيت، والذي يحتوي متوسط من السيليكا بين كل من اللابة الفلسية والمافية، بصفات تقع بين تلك المميزة لكل من البازلت والريوليت.

سلوك الحمم البركانية

Toes of a pāhoehoe advance across a road in Kalapana on the east rift zone of Kīlauea Volcano in Hawaii,United States.



Cinder and spatter cones

كيپوكا

قباب اللابة

A forested lava dome in the midst of the Valle Grande, the largest meadow in the Valles Caldera National Preserve, New Mexico, United States.

شلالات الحمم ونوافيرها

A lava cascade in Hawaii, United States
Lava fountain within Villarrica's crater
Shiprock, New Mexico, United States: a volcanic neck in the distance, with radiating dike on its south side. Photo credit: USGS Digital Data Series

أنسجة اللابات

تتميز اللابات بوجود مظاهر أخرى تعكس ظروف الحرارة و الضغط التي تكونت تحتها. فيمكن أن يتكون نسيج زجاجي أو دقيق التحبب إذا كان التبريد سريعا، أو نسيج أكثر خشونة إذا كان التبريد بطيئاً. ويسمي النسيج الذي يتكون من حبيبات معدنية كبيرة تعرف بالبلورات الظاهرة في أرضية مكونة من حبيبات صغيرة من المعادن بالنسيج البورفيري. ويمكن أن يؤدي انخفاض الضغط فجأة أثناء صعود اللابة وتبريدها إلي تكون فقاعات صغيرة. وتحتوي اللابة أساسا على غازات، كما تحتوي زجاجة المياة الغازية المغلفة على الصودا. وعندما تصعداللابة، يقل الضغط من فوقها، كما ينخفض الضغط عن قطرات الصودا حينما يفتحغطاء زجاجة المياة الغازية. وكما يكون ثاني أكسيد الكربون في الصودا فقاعات نتيجة انخفاض الضغط، فإن بخار الماء والغازات الأخرى الذائبة في اللابة تهرب منها وتكون فراغات أو كهوف صغيرة غازية أو فجوات تشبة الرغوة. ويشير النسيج الرغوي في اللابة المتصلبة إلي الأصل البركاني للصخر. ويمثل صخر البيومس (الحجر الخفاف) أحد أمثلة الصخور البركانية الريوليتية التي تتميز بوجود عدد هائل من الفجوات، لدرجة أن بعض صخور البيومس تطفو فوق سطح الماء.


موقع الطبقات البركانية

تتكون كثير من مناطق الأرض من طبقات متراكمة من الحمم البركانية؛ فجزر هاواي سلسلة من البراكين تتكون في معظمها من الحمم، كما أن الحزام الجبلي لجنوب المكسيك الذي يضم مئات البراكين يوجد فيه ركام بركاني هائل.

بلدات دمرها تدفق الحمم

Lava can easily destroy entire towns. This picture shows one of over 100 houses destroyed by the lava flow in Kalapana, Hawaiʻi, United States, in 1990.


المصادر

وصلات خارجية

كومونز
هنالك المزيد من الملفات في ويكيميديا كومنز حول :