بركان

(تم التحويل من Volcano)

Volcano scheme.svg

مقطع عرضي في بركان طبقي:
1. Large magma chamber
2. Bedrock
3. Conduit (pipe)
4. Base
5. Sill
6. أنبوب فرعي
7. طبقات ash المنبعث من البركان
8. Flank
9. طبقات الحمم المنبعثة من البركان
10. عنق
11. Parasitic cone
12. تدفق الحمم
13. Vent
14. Crater
15. سحابة Ash

البُركان فتحة في سطح الأرض، تتفجر وتثور من خلالها الحمم، والغازات الحارة، والشظايا الصخرية. وتتشكل هذه الفتحة عند اندفاع الصخر المنصهر من باطن الأرض، متفجرًا على سطح الأرض. تكون معظم البراكين على هيئة جبال، وبخاصة الجبال المخروطية الشكل التي تكونت حول الفتحة نتيجة تجمع وتراكم الحمم ومواد أخرى قُذِفت إلى سطح الأرض أثناء الثوران البركاني.

ومنظر ثوران الجبال البركانية منظر مثير. وفي بعض حالات الثوران البركاني، ترتفع سحب كثيفة ملتهبة فوق فوهة جبل البركان، كما تنساب أنهار من الحمم المتقدة المتوهجة على جوانب الجبل. وفي حالات أخرى ينطلق الرماد البركاني الحار ذو اللون الأحمر مع حبيبات أكبر حجمًا من الرماد من قمة الجبل، كما تنطلق قطعٌ من الصخر الملتهب، وتتفجر عاليًا في الهواء. وقلة من الثورانات البركانية تكون عنيفة جدًا، تعصف بالجبل البركاني.

وقد يحدث بعض الثوران البركاني في الجزر البركانية. وهذه الجزر قمم جبال بركانية، كانت قد تشكَّلت وبُنيت في قاع المحيط نتيجة ثورانات بركانية متكررة. كما تحدث ثورانات بركانية أخرى على امتداد بعض الشقوق الضيقة في قاع المحيط، حيث تخرج الحمم البركانية عبر الشقوق مُكَوِّنة قاع البحر.

وقد درج الناس دومًا على أن يُفتَنوا بمنظر الثورانات البركانية، وأن يُرَوَّعوا من جبروتها. وقد كانت الثورانات البركانية سببًا في حدوث بعض الكوارث التاريخية، حيث أزالت مدناً بكاملها، وقتلت آلاف الناس.كما أدت البراكين في فجر التاريخ دورًا مهماً في المعتقدات الدينية لبعض الشعوب. تعد إندونيسيا من أكثر الدول التي يوجد بها براكين 180 بركانا.

فهرست

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

كيف يتكوُّن البركان

تؤدي القوى الهائلة الموجودة في باطن الأرض إلى تكوُّن البراكين. ولم يهتد العلماء بعد إلى الفهم الكامل لطبيعة هذه القوى. ولكنهم طوروا نظريات تدور حول كيفية تكوين هذه القوى للبراكين. ويشرح هذا الباب كيف وضَّح جمهور العلماء بداية البركان وثورانه.


بداية البركان

يبدأ البركان على هيئة صخور منصهرة في باطن الأرض يُطلق عليها اسم صُهارة. تتكون هذه الصُّهارات نتيجة للحرارة الشديدة لباطن الأرض. وعند أعماق معينة تكون حرارة باطن الأرض شديدة، بحيث تُصهر الصخور داخل الأرض. وعند انصهار هذه الصخور الباطنية فإنها تطلق كميات كبيرة من الغازات، تختلط بدورها بالصهارة. وتتكون معظم الصهارات على أعماق قد تصل إلى مايقرب من 80 إلى 160كم تحت سطح الأرض، كما أن بعضها يتكون عند أعماق قد تصل إلى مايقرب من 25 إلى50كم.

ثم ترتفع الصهارة المليئة بالغازات تدريجيًا نحو سطح الأرض، وذلك لكونها أخف وزنًا من الصخور الصلبة المحيطة بها. وعند صعود الصهارة، فإنها تقوم بصهر فجوات في الصخور المحيطة. وكلما ازداد صعود الصهارة فإنها تشكَّل حجرة كبيرة على بعد ثلاثة كيلو مترات تحت سطح الأرض. وتقوم حُجرة الصهارة هذه بدور المستودع أو الخزان الذي تنطلق منه المواد البركانية إلى سطح الأرض.

كيفية ثوران جـبل بركانـي

ثوران البركان

كون الصهارة المليئة بالغازات والموجودة في المستودع، تحت ضغط شديد من جراء كثافة وزن الصخور الصلبة المحيطة بها. يؤدي هذا الضغط بالصهارة إلى صهر أو شق قصبة (قناة) خلال جزء متشقق ضعيف من الصخور المحيطة. وتصعد الصهارة إلى أعلى عبر هذه القصبة إلى سطح الأرض.

وعندما تقترب الصهارة من سطح الأرض، فإن الغاز المذاب بها يتحرر وينطلق. ويشق الغاز والصهارة فتحة، ينطلقان منها تسمى الفتحة المركزية. وتثور معظم الصهارة والمواد البركانية الأخرى عبر هذه الفتحة. وتتراكم المواد البركانية تدريجيًا حول هذه الفتحة بانيةً جبلاً بركانيًا أو بركانًا. وبعد هدوء الثوران تتشكّل فوهة على شكل قوس على قمة البركان. وتكون فتحة البركان الرئيسة أسفل هذه الفوهة.

ولدى اكتمال تشكّل البركان، فإن الصهارة من الثورانات البركانية اللاحقة، لاتصل كلها إلى سطح الأرض عبر الفتحة المركزية. فأثناء صعود الصهارة، يشق جزء منها جدران القصبة، ثُمَّ تندفع الصهارة عبر الشقوق مُشَكِّلة قنوات أصغر حجما من قصبة البركان. وقد تندفع الصهارة في هذه القنوات الفرعية محدثة فتحة جديدة في جانب البركان. وقد تبقى هذه الصهارة كامنة تحت سطح الأرض.

أنواع الثوران البركاني

وقد قسم الجيولوجيون الألمان, والثوران البركاني إلى أربعة أنواع:

(أ) النوع الهاوائي  : ويمتاز بثوران هادئ وبفوهات ضيقة, وتوصلها بكتل الصخر المنصهر التي توجد في الطبقات السفلى من الغلاف الصخري (التي تعرف بغرف الصهير ) أعناق طويلة ضيقة, وتمتاز جوانب المخروط البركاني في هذا النوع بتدرج إنحدارها.

(ب) نوع سترومبولي  : وتمثله براكين مجموعة جزر ليباري وبركان سترومبولي. ويمتاز هذا النوع بثوران متقطع تتخلله إنفجارات تنجم عن إنفجار فقاقيع الغاز التي تتكون على سطح اللابة القاعدية, وتمتاز فوهات هذا النوع من البراكين بأنها أكثر إتساعاً من النوع الأول.

(ج) النوع الفولكاني  : ويمتاز بأن اللابة التي كونته لابة حمضية, وبأن جوانب المخروط البركاني شديدة الإنحدار. وتصاحب ثوران هذا النوع نم البراكين إنفجارات شديدة, أما فوهة البركان وعنقه فتمتازان بضيق واضح.

(د) نوع الكالديرا  : ويمثل مرحلة نهائية تصل إليها الأنواع الثلاثة السابقة إذا ما تعرضت لثورانات بركانية أخرى غير التي كونتها, فتنهار وتتهدل جوانب عنق البركان, ويدمر جزء كبير من أعالي المخروط ذاته, وبذلك تتسع مساحة فوهته ويستوي سطحها. وتعرف الفوهة البركانية في هذه الحالة بالكالديرا.

وقد سبق أن ذكرنا أن عمليات تداخل كتل الصهير في الطبقات الصخرية الرسوبية يؤدي إلى تكون بعض الظاهرات الجيومورفية الممثلة في الخزانات الصخرية, والأطباق, والسدود الرأسية (القواطع) والمتوافقة.

أثر الحركات الفجائية بأن أثرها في تشكيل سطح الأرض:تتميز الحركات الفجائية بأن أثرها في تشكيل سطح الأرض,أثر طفيفيعدو بضع ظاهرات تتمثل في تكون شقوق عميقة في المناطق التي تتعرض للزلازل. وتتكون هذه الشقوق في الجهات التي تتميز بتكويناتها الجيولوجية اللينة, وكثيراً ما تنبثق المياه الباطنية من هذه الشقوق مختلطة ببعض الرواسب الطميية أو الرملية.

ومن الآثار الأخرى الملموسة التي تنجم عن تلك الحركات الفجائية التي تتعرض لها قشرة الأرض من وت لآخر, تغير مناسيب سطح الأرض في المناطق التي تصاب بمثل هذه الحركات, فقد أدى زلزال ألاسكا المشهور الذي حدث في سنة 1897 إلى إرتفاع مساحة كبيرة من سطح الأرض - في جنوب شبه الجزيرة - حوالي 47 قدماً. كما صاحب زلزال طوكيو الذي حدث في سبتمبر سنة 1923, حدوث حركة إرتفاع تعرض لها قاع البحر الياباني مماأدى إلى طغيان اليابس في كثير من المناطق, وقدر الإرتفاع الذي تعرض له قاع البحر الياباني بحوالي 900 قدم.

وهنالك بعض أنواع من الزلازل قد تحدث تحت مستوى سطح البحر, وترعف مثل هذه الزلازل بالزلازل الغائصة. وينجم حدوث موجات هائلة من المد هي التي تعرف بالتسونامي , تطغى على اليابس وتسبب خراباًِ هائلاً في المناطق الساحلية. وينتمي زلزال لشبونة المشهور الذي حدث في سنة 1755 إلى هذا النوع.

أما التقلقلات الباطنية فقد جرى العرف على تقسيمها إلى قسمين رئيسيين: حركات إلتوائية أو أوروجينية تعمل في حركة أفقية وتؤدي إلى إلتواء الصخر وإنثنائه وتكزين السلاسل الجبلية الإلتوائية, وحركات رأسية هي التي تعمل على تكسر صخور القشرة وتصدعها, وتعمل هذه الحركات في المعتاد في حركة رأسية.

أنواع المواد البركانية

هناك ثلاثة أنواع رئيسة من المواد يمكن أن يقذف بها البركان إلى الخارج وهذه المواد هي: 1- اللافا أي حُمَم، 2- شظايا صخرية، 3- غاز. وتعتمد المادة المقذوفة بشكل رئيسي على مدى لزوجة أو سيولة الصهارة البركانية.

الحُمم

وتسمى اللاڤا، وهي اسم للصُّهارة التي تسللت إلى سطح الأرض. وعندما تصل الحمم إلى سطح الأرض، تكون ملتهبة ومتوهّجة، وقد تزيد درجة حرارتها على 1100°م. وتنساب الحمم عالية السيولة سريعًا على جوانب البركان، بينما تنساب الحمم اللزجة ببطء أكثر. وعند انخفاض درجة حرارة الحمم فإنها تتصلب إلى أشكال عديدة مختلفة. وتتصلب الحمم عالية السيولة إلى شرائح صخرية ملساء مطوية تسمى باهوهو، ثم تنخفض درجة حرارة الحمم اللزجة لتُشكِّل شرائح صخرية خشنة تُسمَى آ آ. وتغطي كل من الباهوهو والـ آ آ مساحات كبيرة من جزر هاواي، حيث وُضِعت هناك هذه المصطلحات. وتشكّل الحمم الأكثر لزوجة طفوحًا من الحصى والدبش تُسمّى الطفوح الكتلية. كما يمكنها أن تكوِّن أكوامًا وركامات من الحمم تسمى قببًا.

وتشمل بعض تكوُّنات الحمم ما يعرف بالمخاريط المشتتة وأنابيب الحمم. و المخاريط المشتتة هي تلال منحدرة يبلغ ارتفاعها 30م. وقد بُنيت هذه التلال نتيجة لاندفاعات الحمم السميكة، على هيئة نافورات متفرقة. أما أنابيب الحمم فهي أنفاق تشكلت من الحمم السائلة. فحينما تطفح الحمم وتنساب، فإن سطحها الخارجي الملامس للهواء يبرد ويتصلب، في حين يستمر انسياب الحمم أسفل السطح المتصلب. وعندما ينتهي انسياب الحمم يتخلف عنها نفق.

قوة البركان الهادمة من الممكن أن تؤدي إلى وفيات عديدة ودمار ممتلكات كثيرة. دمَّرت الحمم أثناء ثوران عام 1973م هذه المنازل على جزيرة هيماي في أيسلندا.

وتنقسم مادة الصهير التي تنبثق على سطح الأرض إلى نوعين:[1]

1- اللابة الحمضية  : وتتكون من صخور نارية منصهرة ترتفع بها نسبة السيلكا. ويمتاز هذا النوع من اللابة بسرعة تصلبه إذا ما إقترب من سطح الأرض, كما تصاحب إنبثاقه بعض الغازات السامة ودر كبير من بخار الماء, مما يؤدي إلى إندفاعه إلى سطح الأرض بقةو إنفجارية كبيرة تتطاير معها مفتتات من مادة اللابة التي سرعان ما تتصلب في الهواء, ثم تتراكم هذه المفتتات بالقرب من فوهة البركان في صورة رماد بركاني أو جمر خامد يختلط بمادة اللابة, ويكون مخروطاً منحدر يصل إرتفاعه في النهاية إلى منسوب الجبال, ومن طراز هذه الجبال البركانية جبل إلجون وكلمنجارو وكينيا.

2- اللابة القاعدية  : وتتكون من صخور نارية منصهرة تقل بها نسبة السيلكا كثيراً عن النوع الأول, وتتميز بأنها تظل على سطح الأرض في حالة منصهرة لفترة طويلة, ولذا تعمل الغازات والأبخرة التي تتصاعد مع إنبثاقها على إحداث مجرد فقاقيع على سطحها دون أن تؤدي إلى إنفجارها بقوة كبيرة. ولذا تتميز البراكين التي يخرج منها هذا النوع من اللابة بأنها هادئة نسبياً إذا ما قورنت ببراكين النوع الأول. وبعد تصلب تلك اللابة القاعدية - الذي يستغرق وقتاً طويلاً لكي يتم - تتكون طبقات سميكة تتخذ شكلأً أفقياً تقريباً, وتصبح مخاريطها - إن تكونت - ذات جوانب قليلة الإنحدار, وقد تكونت جزر هاوائي بهذه الطريقة.

وتنتمتي إلى نوع اللابة القاعدية تلك الطفوح البازلتية التي تغطي مساحات واسعة من سطح الأرض تتمثل في:

1- طفوح الدكن التي تغطي المناطق الشمالية الغربية من هضبة الدكن.

2- التكوزينات البازلتية بهضبة الحبشة وتعرف بتكوينات أشانجي ومجدلا ويزيد سمكها على ثلاثة كيلومترات.

3- الطفوح البازلتية بجنوب البرازيل.

4- طفوح هضبة كولومبيا بامريكا الشمايلة.

الشظايا الصخرية

وتسمى تفرا. وهي تتشكل من الصهارة اللزجة، التي تبلغ لزوجتها حدًا يحول دون انطلاق الغاز منها،لدى اقترابها من سطح الأرض أو من فتحة البركان المركزية. وفي النهاية يولِّد الغاز المحصور في الصهارة ضغطا كبيرًا يؤدي إلى انفجار الصهارة وتحولها إلى شظايا وفُتَيْتات. وتحتوي التفرا الصغرى والكبرى على الغبار البركاني والرماد البركاني والقذائف البركانية.

الغبار البركاني يتكون من جزئيات ذات قطر أقل من 0,25 ملم، ويمكن حمل هذا الغبار لمسافات بعيدة. وفي عام 1983م قذف ثوران بركان كراكاتاو في إندونيسيا بالرماد البركاني عاليًا لمسافة 27كم في الهواء. وقد حُمل هذا الغبار، ودار حول الأرض عدة مرات معطيًا منظرًا أحمر متألقًَا لغروب الشمس في عدة أماكن من العالم. ويرى بعض العلماء أن كميات كبيرة من الغبار البركاني بمقدورها التأثير على المناخ، وذلك باختزال كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الأرض.

الرماد البركاني يتألف من شظايا يقل قطرها عن نصف سنتيمتر. ويسقط معظم الرماد البركاني فوق سطح الأرض، ويلتحم معظم الرماد البركاني بعضه مع بعض مكونًا صخرًا يُسمّى الطَفَل البركاني. وفي بعض الأحيان يجتمع الرماد البركاني مع الماء مشكلاً جدولاً من الطفح الوحلي في حالة الغليان. وقد تبلغ سرعة جريان هذا الطفح الوحلي 100كم/س، الأمر الذي يمكن أن يكون مدمرًا بشكل واسع.

القذائف البركانية شظايا كبيرة تتراوح أحجامها مابين حجم كرة الرجبي وحجم كرة السلة. وقد تبلغ القذائف البركانية الكبيرة مترًا واحدًا في القطر وتسعين طنًا متريًا في الوزن. وتسمى القذائف البركانية الصغيرة الحبيبات البركانية.

الغاز

ينطلق الغاز بكميات كبيرة من البراكين خلال معظم الثورانات البركانية. ويتكون الغاز بشكل رئيسي من بخار. لكنه يحتوي على كل من ثاني أكسيد الكربون ونيتروجين وثاني أكسيد كبريت وغازات أخرى. ويأتي معظم البخار من الصهارة البركانية، كما أن بعض البخار يمكن أن يُتْتَجَ عندما تقوم الصهارة الصاعدة بتسخين الماء فوق سطح الأرض. ويحمل الغاز البركاني كميات كبيرة من الغبار البركاني. ويبدو هذا المزج مابين الغاز والرماد كدخان أسود.

أنواع البراكين

يُقسِّم العلماء البراكين إلى ثلاث مجموعات: 1- براكين درْعية 2- المخاريط الحبيبية 3- براكين مركبة.

وقد اعتمد تصنيف هذه المجموعات على شكل البراكين، وعلى طبيعة المواد التي تكونت منها.

بركان درعي

يتكون حينما تثور الحمم من عدة فتحات وتنتشر بشكل واسع وتبني جبلاً عريضًا منخفضًا. ويكون لمعظم وتسمى الفوهات الكبيرة الجفرات. البراكين الدرعية. وتتكون من كميات كبيرة من طفوح الحمم التي تندفع من فتحة وتنتشر بشكل واسع. وتكوِّن الحمم تدريجيًا جبلاً على شكل قبة عريضة منخفضة. ويُعدُّ بركان ماونا لووا في هاواي بركانًا درعيًا، حيث شكَّلته آلاف من طفوح الحمم المنفصلة بعضها عن بعض، والمتراكمة فوق بعضها والتي يبلغ سُمك كل منها أقل من 15م.

المخاريط الحبيبية

وتتكون هذه المخاريط عندما تُقذف التفرا من فتحة بركان ثم تسقط عائدة إلي الأرض، وتتجمع حول فتحة البركان. وتشكل التفرا المتراكمة، وهي حُبيبات بركانية، جبلاً مخروطي الشكل.

ويُعدُّ بركان باريكوتين في غرب المكسيك مخروطًا حبيبيًا. وقد بدأ هذا البركان المخروطي عام 1943م، عندما انفتح شق أرضي في حقل زراعي. وعندما توقف ثوران هذا البركان في عام 1952م كان ارتفاع قمة المخروط قد بلغ 410م فوق قاعدة المخروط.

البراكين المركبة

تتكون عند اندفاع كل من الحمم والتفرا من فتحة مركزية، حيث تتراكم المواد على شكل طبقات متعاقبة حول فتحة البركان، وتشكل برجًا جبليًا مخروطيًا. ومن البراكين المركبة جبل فوجي في اليابان، وبركان مايون في الفلبين، وبركان فيزوف في إيطاليا. في عام 89م، وفي أثناء الثوران البركاني التاريخي الكبير، ثار بركان فيزوف ودفن المدن المجاورة، مثل مدينة بومبي، ومدينة هركولانيوم، ومدينة ستابيا تحت كتلة من الرماد والغبار والحبيبات التجمعية البركانية. ويعتبر جبل سانت هلنز في واشنطن والذي ثار عدة مرات منذ عام 1980م، واحدًا من أكثر البراكين نشاطًا في الولايات المتحدة.

وفي بعض الأحيان يمكن أن تصبح حُجْرة الصهارة في بركان درعي، أو مخروط حبيبي، أو بركان مركب فارغة تقريباً. ويحدث هذا الأمر عندما يتم قذف معظم الصهارة البركانية إلى سطح الأرض. وبسبب تفريغ حجرة الصهارة فإنها تصبح غير قادرة على دعم البركان فوقها. ولهذا فإن جزءًا كبيرًا من البركان ينهار، مشكلاً فوهة كبيرة تسمى الجفرة. وتُعدُّ بحيرة سينك في أوريجون بالولايات المتحدة جفرة مُلِئت بالماء، وهي تبلغ ما يقرب من 10كم اتساعًا و589م عمقًا.

A volcano is an opening, or rupture, in a planet's surface or crust, which allows hot, molten rock, ash, and gases to escape from below the surface. Volcanic activity involving the extrusion of rock tends to form mountains or features like mountains over a period of time.

Volcanoes are generally found where tectonic plates are pulled apart or come together. A mid-oceanic ridge, for example the Mid-Atlantic Ridge, has examples of volcanoes caused by "divergent tectonic plates" pulling apart; the Pacific Ring of Fire has examples of volcanoes caused by "convergent tectonic plates" coming together. By contrast, volcanoes are usually not created where two tectonic plates slide past one another. Volcanoes can also form where there is stretching and thinning of the Earth's crust (called "non-hotspot intraplate volcanism"), such as in the African Rift Valley, the Wells Gray-Clearwater Volcanic Field and the Rio Grande Rift in North America and the European Rhine Graben with its Eifel volcanoes.

Volcanoes can be caused by "mantle plumes". These so-called "hotspots" , for example at هاوائي, can occur far from plate boundaries. Hotspot volcanoes are also found elsewhere in the solar system, especially on rocky planets and moons.

تكتونيات الصفائح والمناطق الساخنة

خريطة توضح الحدود المتباعدة للصفائح (OSR – Oceanic Spreading Ridges) والبراكين تحت الهوائية الحديثة.

الحدود المتباعدة للصفائح

At the mid-oceanic ridges, two tectonic plates diverge from one another. New oceanic crust is being formed by hot molten rock slowly cooling and solidifying. The crust is very thin at mid-oceanic ridges due to the pull of the tectonic plates. The release of pressure due to the thinning of the crust leads to adiabatic expansion, and the partial melting of the mantle causing volcanism and creating new oceanic crust. Most divergent plate boundaries are at the bottom of the oceans, therefore most volcanic activity is submarine, forming new seafloor. Black smokers or deep sea vents are an example of this kind of volcanic activity. Where the mid-oceanic ridge is above sea-level, volcanic islands are formed, for example, Iceland.

الحدود المتقاربة للصفائح

Subduction zones are places where two plates, usually an oceanic plate and a continental plate, collide. In this case, the oceanic plate subducts, or submerges under the continental plate forming a deep ocean trench just offshore. Water released from the subducting plate lowers the melting temperature of the overlying mantle wedge, creating magma. This magma tends to be very viscous due to its high silica content, so often does not reach the surface and cools at depth. When it does reach the surface, a volcano is formed. Typical examples for this kind of volcano are Mount Etna and the volcanoes in the Pacific Ring of Fire.

مناطق ساخنة

Hotspots are not usually located on the ridges of tectonic plates, but above mantle plumes, where the convection of Earth's mantle creates a column of hot material that rises until it reaches the crust, which tends to be thinner than in other areas of the Earth. The temperature of the plume causes the crust to melt and form pipes, which can vent magma. Because the tectonic plates move whereas the mantle plume remains in the same place, each volcano becomes dormant after a while and a new volcano is then formed as the plate shifts over the hotspot. The Hawaiian Islands are thought to be formed in such a manner, as well as the Snake River Plain, with the Yellowstone Caldera being the part of the North American plate currently above the hotspot.

Indonesia - Lombok: Mount Rinjani - outbreak in 1994

سمات بركانية

The most common perception of a volcano is of a conical mountain, spewing lava and poisonous gases from a crater at its summit. This describes just one of many types of volcano, and the features of volcanoes are much more complicated. The structure and behavior of volcanoes depends on a number of factors. Some volcanoes have rugged peaks formed by lava domes rather than a summit crater, whereas others present landscape features such as massive plateaus. Vents that issue volcanic material (lava, which is what magma is called once it has escaped to the surface, and ash) and gases (mainly steam and magmatic gases) can be located anywhere on the landform. Many of these vents give rise to smaller cones such as Puʻu ʻŌʻō on a flank of هاوائي's Kīlauea.

Other types of volcano include cryovolcanoes (or ice volcanoes), particularly on some moons of Jupiter, Saturn and Neptune; and mud volcanoes, which are formations often not associated with known magmatic activity. Active mud volcanoes tend to involve temperatures much lower than those of igneous volcanoes, except when a mud volcano is actually a vent of an igneous volcano.

Skjaldbreiður, a shield volcano whose name means "broad shield"

البراكين الدرعية

المقالة الرئيسية: بركان درعي

Shield volcanoes, so named for their broad, shield-like profiles, are formed by the eruption of low-viscosity lavas that can flow a great distance from a vent, but not generally explode catastrophically. The هاوائيan volcanic chain is a series of shield cones, and they are common in Iceland, as well.

قباب الحمم

المقالة الرئيسية: قبة الحمم

Lava domes are built by slow eruptions of highly viscous lavas. They are sometimes formed within the crater of a previous volcanic eruption (as in Mount Saint Helens), but can also form independently, as in the case of Lassen Peak. Like stratovolcanoes, they can produce violent, explosive eruptions, but their lavas generally do not flow far from the originating vent.

Cinder cones

المقالة الرئيسية: Volcanic cone

Volcanic cones or cinder cones result from eruptions that erupt mostly small pieces of scoria and pyroclastics (both resemble cinders, hence the name of this volcano type) that build up around the vent. These can be relatively short-lived eruptions that produce a cone-shaped hill perhaps 30 to 400 meters high. Most cinder cones erupt only once. Cinder cones may form as flank vents on larger volcanoes, or occur on their own. Parícutin in Mexico and Sunset Crater in Arizona are examples of cinder cones.

Mayon Volcano, a stratovolcano

Stratovolcanoes (composite volcano)

المقالة الرئيسية: Strato volcano

Stratovolcanoes are tall conical mountains composed of lava flows and other ejecta in alternate layers, the strata that give rise to the name. Stratovolcanoes are also known as composite volcanoes. Strato/composite volcanoes are made of cinders, ash and lava. The volcanoes are made by another volcano. Cinders and ash pile on top of each other, then lava flows on top and dries and then the process begins again. Classic examples include Mt. Fuji in Japan, Mount Mayon in the Philippines, and Mount Vesuvius and Stromboli in Italy. Within a relatively short geologic time scale stratovolcanoes are more dangerous (see stratovolcano for a list of dangers).

The Lake Toba volcano created a caldera 100 km long

البراكين العملاقة

المقالة الرئيسية: بركان عملاق

Supervolcano is the popular term for a large volcano that usually has a large caldera and can potentially produce devastation on an enormous, sometimes continental, scale. Such eruptions would be able to cause severe cooling of global temperatures for many years afterwards because of the huge volumes of sulfur and ash erupted. They are the most dangerous type of volcano. Examples include Yellowstone Caldera in Yellowstone National Park of western USA, Lake Taupo in New Zealand and Lake Toba in Sumatra, Indonesia. Supervolcanoes are hard to identify centuries later, given the enormous areas they cover. Large igneous provinces are also considered supervolcanoes because of the vast amount of basalt lava erupted, but they are non-explosive because only non-explosive eruptions such as Kilauea produce basalt lava.

براكين تحت الماء

المقالة الرئيسية: بركان تحت الماء

Submarine volcanoes are common features on the ocean floor. Some are active and, in shallow water, disclose their presence by blasting steam and rocky debris high above the surface of the sea. Many others lie at such great depths that the tremendous weight of the water above them prevents the explosive release of steam and gases, although they can be detected by hydrophones and discoloration of water because of volcanic gases. Pumice rafts may also appear. Even large submarine eruptions may not disturb the ocean surface. Because of the rapid cooling effect of water as compared to air, and increased buoyancy, submarine volcanoes often form rather steep pillars over their volcanic vents as compared to above-surface volcanoes. They may become so large that they break the ocean surface as new islands. Pillow lava is a common eruptive product of submarine volcanoes.

Herðubreið, one of the tuyas in Iceland

البراكين تحت الثلجية

المقالة الرئيسية: بركان تحت ثلجي

Subglacial volcanoes develop underneath icecaps. They are made up of flat lava flows atop extensive pillow lavas and palagonite. When the icecap melts, the lavas on the top collapse leaving a flat-topped mountain. Then, the pillow lavas also collapse, giving an angle of 37.5 degrees [بحاجة لمصدر]. These volcanoes are also called table mountains, tuyas or (uncommonly) mobergs. Very good examples of this type of volcano can be seen in Iceland, however, there are also tuyas in British Columbia. The origin of the term comes from Tuya Butte, which is one of the several tuyas in the area of the Tuya River and Tuya Range in northern British Columbia. Tuya Butte was the first such landform analyzed and so its name has entered the geological literature for this kind of volcanic formation. The Tuya Mountains Provincial Park was recently established to protect this unusual landscape, which lies north of Tuya Lake and south of the Jennings River near the boundary with the Yukon Territory.

ثورة القطب الجنوبي

In January, 2008, the British Antarctic Survey (Bas) scientists led by Hugh Corr and David Vaughan, reported (in the journal Nature Geoscience) that 2,200 years ago, a volcano erupted under Antarctica ice sheet (based on airborne survey with radar images). The biggest eruption in the last 10,000 years, the volcanic ash was found deposited on the ice surface under the Hudson Mountains, close to Pine Island Glacier.[2]

المواد المقذوفة

تركيب الحمم

Pāhoehoe Lava flow at Hawaii (island). The picture shows few overflows of a main lava channel.

Another way of classifying volcanoes is by the composition of material erupted (lava), since this affects the shape of the volcano. Lava can be broadly classified into 4 different compositions (Cas & Wright, 1987):

  • If the erupted magma contains a high percentage (>63%) of silica, the lava is called felsic.
    • Felsic lavas (or rhyolites) tend to be highly viscous (not very fluid) and are erupted as domes or short, stubby flows. Viscous lavas tend to form stratovolcanoes or lava domes. Lassen Peak in كاليفورنيا is an example of a volcano formed from felsic lava and is actually a large lava dome.
    • Because siliceous magmas are so viscous, they tend to trap volatiles (gases) that are present, which cause the magma to erupt catastrophically, eventually forming stratovolcanoes. Pyroclastic flows (ignimbrites) are highly hazardous products of such volcanoes, since they are composed of molten volcanic ash too heavy to go up into the atmosphere, so they hug the volcano's slopes and travel far from their vents during large eruptions. Temperatures as high as 1,200 °C are known to occur in pyroclastic flows, which will incinerate everything flammable in their path and thick layers of hot pyroclastic flow deposits can be laid down, often up to many meters thick. ألاسكا's Valley of Ten Thousand Smokes, formed by the eruption of Novarupta near Katmai in 1912, is an example of a thick pyroclastic flow or ignimbrite deposit. Volcanic ash that is light enough to be erupted high into the Earth's atmosphere may travel many kilometres before it falls back to ground as a tuff.
  • If the erupted magma contains 52–63% silica, the lava is of intermediate composition.
  • If the erupted magma contains <52% and >45% silica, the lava is called mafic (because it contains higher percentages of magnesium (Mg) and iron (Fe)) or basaltic. These lavas are usually much less viscous than rhyolitic lavas, depending on their eruption temperature; they also tend to be hotter than felsic lavas. Mafic lavas occur in a wide range of settings:
  • Some erupted magmas contain <=45% silica and produce ultramafic lava. Ultramafic flows, also known as komatiites, are very rare; indeed, very few have been erupted at the Earth's surface since the Proterozoic, when the planet's heat flow was higher. They are (or were) the hottest lavas, and probably more fluid than common mafic lavas.

Lava texture

Two types of lava are named according to the surface texture: ʻAʻa (تـُنطـق [ʔaʔa]) and pāhoehoe (pronounced أص‌د[[المعرفة:أص‌د|paːhoehoe]]), both words having Hawaiian origins. ʻAʻa is characterized by a rough, clinkery surface and is what most viscous and hot lava flows look like. However, even basaltic or mafic flows can be erupted as ʻaʻa flows, particularly if the eruption rate is high and the slope is steep. Pāhoehoe is characterized by its smooth and often ropey or wrinkly surface and is generally formed from more fluid lava flows. Usually, only mafic flows will erupt as pāhoehoe, since they often erupt at higher temperatures or have the proper chemical make-up to allow them to flow at a higher fluidity.

النشاط البركاني

A فالق بركاني وقناة حمم
جبل سانت هلنز في مايو 1980, بـُعـَيد the eruption of May 18

أما عمليات النشاط البركاني فيقصد بها تحرك كتل من الصهير فوق قشرة الأرض أو صوب سطحها, وما يرتبط بهذه الحركة من إنبثاق كتل من الصخر المنصهر خلال أعناق تنتهي على سطح الأرض, فتتكون البراكين, أو قد تنتشر هذه المواد الصخرية المنصهرة على سطح الأرض عن طريق بعض الشروخ والفلوق في قشرتها, وبذا تغطي مساحات واسعة, وتعرف هذه الظاهرة بالطفح البركاني . وتؤدي مثل هذه الطفوح البركانية إلى إحداث تغيرات مباشرة في المظهر الطبوغارفي العام للإقليم الذي يتأثر بها, فطفوح هضبة كولومبيا البركانية الشمالية تغطي مساحة واسعة تزيد على المائة الف ميل مربع ويصل متوسط سمكها إلى أكثر من نصف ميل, وقد أدى إنتشار هذه الطفوح الهائلة على سطح الأرض إلى ملء الأدوية وتغطية عدد كبير من التلال المرتفعة, مكا أصبحت بعض القمم الجبلية الشاهقة تبدو ظاهرة فوق سطح سطح الأرض أشبه بجزر صغيرة وسط محيط هائل من اللابه. [1]

وكثيراً ما ينجم عن عمليات تداخل كتل الصهير في الطبقات الصخرية الرسوبية تكون بعض المظاهر الجيومورفية البارزة كالخزانات الصخرية (مشتقة من الكلمتين اليونانيتين ومعناها خزان. ومعناها صخر) التي تتكون نتيجة تداخل كتل الصهير في الطبقات الرسوبية وإنتشارها خلال سطوح الإنفصال التي تفصل بين هذه الطبقات, وتعمل على تقويس الطبقات الرسوبية التي فوقها إلى أعلى, أو قد تتكون أحواض ضحلة تشبه الأطباق , أو تتداخل هذه الكتل في صورة سدود أفقية (يمكن أن تسمى بالسدود التوافقية لأنها تتمشى مع ميل الطبقات وتسير موازية لها) تتمشى مع سطوح افنفصال بين الطبقات, أو في صورة سدود رأسية أو قواطع (يمكن أن تسمى بالسدود التعارضية لأنها تتعارض مع ميل الطبقات وتتقاطع معها, وكل هذه الصور تؤدي إلى تكوين مظاهر جيومورفية قد تكون لها أهمية كبيرة في بعض جهات عالمنا الواسع.

وقد تتكون في بعض الحالات صور تضاريسية لا ترتبط بعوامل خارجية أو داخلية بل تنشأ عن حركات كونية, كتلك التي تنشأ عن عملية تساقط الشهب والنيازك فوق سطح الأرض. والصور الجيومورفية التي تنشأ عن هذه الظاهرة الكونيةالنادرة بالقرب من ونسلو بولاية أريزونا بالولايات المتحدة, والتي يبلغ طول قطرها زهاء الميل كما يزيد عمقها عن الستمائة قدم. وترجع فرادة مثل هذه الحفر الشهبية إلا أن تكونها لا يرتبط بعوامل أرضية, هذا على الرغم من أن ظاهرة سقوط الشهب والنايزك إنما تنتج في الحقيقة عن تأثير الجاذبية الأرضية.

كما أننا لا يمكن بأي حال أن نغفل أثر الكائنات الحية - ومن بينها الإنسان - في هذا المضمار, فالإنسان يعتبر إلى حد كبير أحد العوامل الحيوية اليت تساهم في تشكيل سطح الأرض, وذلك بقيامه بعمليات التحجير وأنواع عديدة من الحفر التي قد يستغلها في بعض الأغراض التعدينية, كما أنه إذا إستمرت الحروب التي تحدث على سطح كوكبنا على النحو الذي شاهدناه في الحربين الماضيتيين, فلا مفر منأن تصبح ظاهرة "حفر القنابل " ظاهرة جيومورفية هامة. وهنالك بالإضافة إلى الإنسان كائنات حية أخرى تبني بعض الصور الجيومورفية على سطح الأرض ومن أمثلتها حيوانات المرجان التي ساهمت في تكوين حواجظ المرجان الهائلة في البحار المدارية, وأنواع من النمل الأبيض والطيور التي تستطيع أن تبني تلالً قد تكون لها أهمية كبيرة محلياً, إذ قد يصل إرتفاع بعض تلال النمل الأبيض إلى أكثر من 25 قدماً, كما أن النباتات الطبيعية قد تساهم في كثير من الأحيان في تكوين سطح الأرض, فهي التي تؤدي إلى ملء البحيرات في المرحلة النهائية من مراحل إمتلائها, ومن هنا ينشأ الفحم النباتي وبعض نباتات المستنقعات المعروفة بالأجمات .

مدى تأثر العمليات الجيومورفية المختلفة بالعوامل المناخية: مما لاش ك فيه أن عناصر المناخ - وبصفة خاصة عنصري الحرارة والتساقط - تلعب دوراً هاماً في تشكيل سطح الأرض, ولابد بالضرورة أن تتأثر بها العمليات الجيومورفية المختلفة التي تعمل لهذا الغرض, علىاننا نلحظ - رغم هذه الحقيقة - أن الدراسات الخاصة بتوضيح مدى تأثر العمليات الجيوموفية بالعوامل المناخية, لازالت في مهدها, ويرجع هذا إلى أنم دارية الجيولوجيين بالدراسات المناخية دراية محدودة, كما أن الجغرافيين - اذلين لا جدال في أنهم أكثر إلماماً بمثل هذه الدراسات - أصبحوا يركزون جل إهتماهم على الدراسات الجغرافية البشرية وحدها.

وتؤثر العوامل المناخية على العمليات الجيومورفية إما بطريق مباشر أو بطريق غير مباشر. وتتمثل المؤثرات المناخية المباشرة في:

(أ) كمية الأمطار ونظام سقوطها.

(ب) العلاقة بين التساقط ودرجة التبخر.

(ج) المدى اليومي للحرارة.

(ه) سرعة الرياح وإتجاهاتها - طول الفترة التي يتعرض فيها سطح الأرض للتجمد - فصول النهاية العظمى للأمطار - تتابع فترات من التجمد والذوبان - الإختلاف في الظروف المناخية على السفوح المواجهة للشمس وعلى تلك التي لا تواجهها - تغير الظورف المناخية وبزيادة الإرتفاع عن سطح الأرض, أما المؤثرات غير المباشرة فترتبط بمعرفة كيف أن التوزيع النباتي على سطح الأرض يتأثر بتغاير الظورف المناخية وتباينها.

ولابد أن يلحظ دارسو الصور التضاريسية على سطح الأرض أن هناك علاقة وثيقة للغاية بين الظروف المناخية وبين الصور التضاريسية الرئيسية والثانوية التي تنشأ في كل إقليم مناخي. وقد كان "كرايناين " (1936) أول فرق بين الأقاليم المعتدلة الرطبة وبين الأقاليم المدارية المطيرة من حيث نوع العمليات الجيومورفية التي تعمل في كل منها. فالأقاليم المدارية الرطبةتتفكك صخورها بطريقة التحليل اليماوي بصورة ملحوظة,ويتمثل هذا بصورة خاصة ف يالمناطق الواطئة المسطحة في هذه الأقاليم. أما المناطق الجبلية فكثيراً ما تكون على منحدارتها طبقة سميكة من تربة اللاترتي قد يزيد سمكها على العشرين قدماً, كما قد تنحدر علىطولها أنهار خانقية عميقة وسريعة الجريان. ويرجع وجود هاتين الظاهرتين المتناقضتين في المناطق الجبلية من الأقاليم المدارية الرطبة إلى أثر الغطاء النباتي الذي ينمو كثيفأً حتى على المنحدرات التي يزيد درجة إنحدارها على 70 درجة, وقد تمتد هذه النباتات الطبيعية حتى ضفاف المجاري المائية, مما يعوق عملية النحت الجانبي, ويصبح لا مفر أمام مياه هذه المجاري منأن تعمق أوديتها, ولهذا يمكن القول بأن الغطاء النباتي الكثيف في المناطق المدارية المطيرة, يلعب دور حماية التربة من الإنجراف بفعل الأمطار الغزيرة, كما يساعد على تفوق عملية النحتلرأسي على عملية النحتالجانب, وما يتبع هذا من تكون أنهار خانقية عميقة, كما تساهم بعض عمليات الإنهيالر الأرضي (كالتدفقات الطينية) في زيادة إنحدار جوانب هذه الأنهار وتحويلها إلى حوائط رأسية مرتفعة. ولاشك في أن كل هذه العمليات الجيومورفية يقتصر نشاطها على الأقاليم المدارية المطيرة وحدها.

ويختلف كذلك تأثر بعض الأنواع الصخرية بالعمليات الجيومورفية المختلفة بإختلاف الظروف المناخية, فالصخور الجيرية في الأقاليم المدارية المطيرة صخور ضعيفة لا تقوى على مقاومة عمليات التجوية الكيماوية وخاصة عملية الإذابة, ولذا تتميز المناطق التي تتألف من صخور جيرية بأنا منخفضة بالنسبة لما يجاورها من مناطق قد تتأف من أنواع صخرية أكثر مقاومة لهذه العمليات, هذا في حين أن الصخور الجيرية في الأقاليم الجافة - حيث تقل درجة الرطوبة ويكاد يتلاشى تأثير عملية الإذابة - صخور ذات صلابة عجيبة وتبدو على صورة حوائط أو حافات فقرية مرتفعة.

وإذا ما قارنا الأقاليم الرطبة بالأقاليم الجافة من الناحية الطبوغرافية لوجدنا أن المظهر الطبوغرافي للأقاليم الجافة يتميز بصور تضاريسية عالية.وهذا ما يندر أن نجده في الأقاليم الرطبة التي تتميز أشكالها التضاريسية بإستدارتها وإنصقالها بصورة عامة,ويرجع هذا الإختلاف إلى:

أولاُ: عمليات الإنهيار الأرضي - كعمليات زحف التربة والتدفقات الطينية - نادرة الحدوث في الأقاليم الجافة ويرجع هذا إلى قلة الأمطار التي لابد أن تساعد على إتمام هذه العمليات مما يحول في النهاية دون "صقل" الصور التضاريسية وإستدارتها في هذه الأقاليم.

ثانياً: عملية تكون التربة في المناطق الجافة عملية بطيئة تستغرق وقتاً طويلأً لكي تتم.

ثالثاً" عدم وجود غطاء نباتي مستديم في الأقاليم الجافة.

ولا يقتصر أثر العوامل المناخية في العمليات الجيومورفية على الأقاليم المناخية الكبيرة, بل كثيراً ما تظهر ف يداخل الإقليم المناخي الواحد فروقات مناخية تؤثر تأثيراً كبيراً على "اللاندشافت الطبيعي" فالمعروف - مثلاً - أن منحدارات الأودية العرضية (التي تمتد من الشرق إلى الغرب في نصف الكرة الشمالي) التي تواجه الجنوب تتميز بصورة عامة بأنها أقل إنحداراً من سفوحاه التي تواجه الشمال, ويرجع هذا إلى أن السفوح التي تواجه الشمال والتي لا تتعرض تعرضاً مباشراً للإشعاع الشمسي يتكون فوقها غطاء ثلجي يستمر لفترة طويلة, كما تتميز بغطاء نباتي أغنى بكثر من ذلك الذي ينمو على المنحدارات التي تواجه الجنوب (الشمس). وتؤدي كل هذه العوامل إلى إعاقة عمليات النحت على طول هذه المنحدارات في القوت الذي ينشط فيه هذه العمليات نشاطاً ملحوظاً على طول المنحدارات المواجهة للشمس, مما يجعل هذه المنحدرات في النهاية أقل إنحداراً من شقيقتها التي تجابه الشمال.

ومما يلاحظ أيضاً, أن عمليات التجوية الكيماوية تصل إلى أقصى نشاط لها في المناطق المدارية المطيرة التي تغزر فيها الأمطار المقرونة بإرتفاع في درجة حرارة الهواء, أما في الأقاليم الجافة - حيث يندر سقوط الأمطار - وكذلك في الأقاليم الباردة - اليت ينعدم فيها نشاط عمليات التفاعل الكيمائي نظراً لإنخفاض درجة الحرارة - فيقل نشاط عمليات التجوية الكيمائية ويصل إلى نهايته الصغرى, كما أن عمليات التفكك الميكانيكي للصخر, تصبح في عنفوان نشاطها في المناطق التي تتعاقب عليها فترات من التجمد والذوبان, أو التي تتابع فيها الحرارة والبرودة, ويقل نشاطها بصفة خاصة في الأقاليم التي تتميز بإرتفاع درجة الحرارة إرتفاعاً منتظماً بحيث يندر هبوطها إلى ما دون نقطة التجمد, وفي الأقاليم التي تنخفض فيها درجة الحرارة إنخفاضاً مستديمأً دون نقطة التجمد مما يؤدي إلى عدم ذوبان الجليد الذي يتراكم.

ويتوقف نشاط عملية النحت بفعل المياه الجارية على العوامل الآتية:

1-درجة إنفاذ الصخر للمياه .

2-درجة تماسك الصخور الأصلية.

3- كثافة الغطاء النباتي.

4- درجة التبخر والنتح.

5-كمية الأمطار.

6-تكرر العواصف المطيرة.

وترتبط العوامل الأربعة الأخيرة بالمناخ إما بطريق مباشر أو بطريق غير مباشر. وسنرى فيما بعد كيف أن هذه العوامل . هي المسئولة أولأً وقبل كل شئ عن تلك الإختلافات الملموسة بين الأقاليم الجافة من جهة والأقاليم الرطبة من جهة أخرى.

ويبو لنا من كل ما سبق أنه لاشك في أن هناك علاقة وثيقة بين الظروف المناخية التي تسود في أجزاء العالم المختلفة وبين الأشكال التضاريسية التي يتميز بها كل جزء إذ أن كل إقليم من أقاليم سطح الأرض كان عرضة للتأثر بظروف معينة هي التي حددت تضاريسية وصوره الأرضية بعد ما تفاعلت هذه الظروف مع تكويناته الجيولوجية. ولهذا يجب أن يهتم الجيوموفولوجيون بتقسيم العالم إلى أقاليم مورفوجينية على أساس أن كل إقليم منها قد ساهمت في تشكيله مجموعة من العمليات الجيومورفية, وفي هذا يقول الجغرافي الأمريكي "كارل ساور ".


والدراسة الجغرافية - التي تعتمد في أساسها على توضيح وإبراز العلاقات التي توجد بين شتى عناصر البيئة الطبيعية - هي التي يمكن أن تفسر ذلك الإرتباط الوثيق بين المؤثرات المناخية والتضاريسية, ولذا كان الجغرافيون أقدر من غيرهم على إيضاح تشابه أنماط التوزيع المناخي والنباتي والفزيوجرافي على سطح الكرة الأرضية, على أساس أن العامل المشترك لاذي يفسر هذا التشابه هو عامل المناخ وحده. وقد إستطاع الجغرافي الألماني " " أن يفصل فكرة الأقاليم الموفوجينية التي أطلق عليها إسم على أساس أن "عمليات جيومورفية معينة تساهم في تشكيل سطح الأرض في إقليم ما تحت ظروف مناخية معينة, بحيث تطبع هذه العمليات "اللاندشافت الطبيعي" في هذا الإقليم بخصائص تختلف تماماً عن الخصائص الجيومورفية التي يتميز بها إقليم آخر في ظروفه المناخية".

على أنه يجب ألا يغيب عن أذهاننا دائماً أنه إذا إفترضنا أن التكوين الجيولوجي والصخري لسطح الأرض ليس بذلك التنوع والتباين الهائل الذي يتميز به, لأصبحت المظاهر الطبوغرافية في جهات سطح الأرض المختلفة نتيجة حتمية لظورف المناخ. وهذا يدل دلالة قاطعة على أن عامل التكوين الجيولوجي يحد من تأثير العامل المناخي في تكوين الصور التضاريسية, وذلك لإختلاف وتباين التركيب الجيولوجي والصخري لجهات سطح الأرض المختلفة, كما أن العمليات الجيومروفية لم تدأب على عملها في تشكيل سطح الأرض وذلك على مدى فترات زمنية واحدة في كلجهات العالم, بل يختلف الوقت الذي إستغرقته من مكان إلى آخر على سطح الأرض, ولهذا كان من الأوفق ألا تغالي في إبراز أثر المناخ في تشكيل سطح الأرض, وخاصة أن هنالك عوامل أخرى غير عامل المناخ تساهم كله متضافرة من اجل هذا الهدف.

التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية

حمم بركانية

سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.

كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟

وللإجابة على هذا السؤال يجب ان نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا. 2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية . 3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض. 4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء. 5- التحول في القوى الكهربائية المحلية. 6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.

ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم.

إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.

فوائد البراكين

تُعدّ البراكين من أشد القوى الطبيعية المدمرة على الأرض. فمنذ القرن الخامس عشر الميلادي، قتلت البراكين ما يقرب من 200,000 شخص. وعلى الرغم من هذا فإن البراكين تقدم بعض المنافع مثل، استخدام مواد بركانية عديدة في الاستعمالات الصناعية والكيميائية المهمة. كما أن الصخور المكونة من الحمم غالبا ماتُستعمل في بناء الطرق. ويستعمل حجر الخفاف ـ وهو زجاج طبيعي ينتج عن الحمم ـ في طحن وصقل الأحجار والفلزات وبعض المواد الأخرى. وتستعمل رواسب الكبريت الناتجة عن ثورات البراكين في إنتاج المواد الكيميائية. كما يؤدي الرماد البركاني المتجوي إلى تحسين خصوبة التربة.

يَستعمل الناس في كثير من المناطق البركانية البخار الجوفي كمصدر للطاقة. كما تستخدم الطاقة الحرارية الجوفية لإنتاج الكهرباء في بعض الأقطار كإيطاليا والمكسيك ونيوزيلندا والولايات المتحدة. وفي ريكيافيك في أيسلندا يُدفئ معظم الناس منازلهم باستعمال المياه المسحوبة من الينابيع البركانية الحارة.

وأخيرًا فإن البراكين تُعدُّ نافذة إلى باطن الأرض. فالمواد المقذوفة من باطن الأرض تساعد العلماء على معرفة ظروف وأحوال باطن

التوزيع الجغرافي للبراكين

فوهة بركان خامد في أريزونا الأمريكية
لوحة فنية من القرن الثامن عشر تصور ثوران أحد البراكين

يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض ، ويتركز معظمها في احزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين غالبا. وهناك توزيعان كبيران للبراكين :

الأول: "دائرة الحزام الناري"، وتقع في المحيط الهادي. والثاني : يبدأ من منطقة بلوشستان إلى إيران، فآسيا الصغرى ، فالبحر الأبيض المتوسط ليصل على جزر آزور وكناري ويلتف إلى جبال الأنديز الغربية إلى الولايات المتحدة. وفيما يلي بعض أسماء البراكين في هذه المناطق:

منطقة المحيط الهادئ

  • آلاسكا : 20 بركانا منها بركان كاتاماي Katamai ، وشيشالدين Shishaldin.
  • كندا : 5 براكين منها رانجل Wrangell .
  • الولايات المتحدة الأمريكية : 8 براكين ومنها راينر Rainier .
  • المكسيك: 10 براكين منها باريكوتين الذي ثار لأول مرة سنة 1934.
  • أمريكا الجنوبية : بركانان.
  • نيوزيلنده : 6 براكين .
  • جوانا الجديدة: 30 بركانا.
  • الفليبين : 20 بركانا.
  • اليابان : 40 بركانا.

منطقة محور البحر الأبيض المتوسط

  • من جهة الغرب إلى الشرق نجد البراكين التالية في هذه المنطقة :-
  • منطقة الأدرياتيك : 9 براكين ومنها جبل بيليه Pelee .
  • الآزور : 5 براكين .
  • الكناري :3 براكين .
  • إيطاليا : 15 بركانا ومنها بركان فيزوف وسترومبولي وفولكانو.
  • المنطقة العربية وآسيا الصغرى : 6 براكين .

منطقة الأخدود الأفريقي

من الإحصائيات السابقة نلاحظ أن حوالي ثلاث أرباع براكين العالم تتوزع على حافة المحيط الهادي. ومع ان 80% من هذه البراكين تقع على الأجزاء اليابسة من القارات ، فإن هناك براكين عديدة تثور في قاع المحيطات.

أشهر الكوارث البركانية

جزيرة بركانية
البركان الوفيات المكان السنة
بركان فيزوف 16.000 بومبي هيركولانيوم 79 ق.م
بركان إتنا 15.000 صقلية 1169
إتنا لمدة 40 يوما 20.000 صقلية 1669
جبل هيكلا 9.000 آيسلنده 1783
تامبورو 90.000 إندونيسيا 1815
كراكاتو 40.000 إندونيسيا 1883
مونت بيليه 40.000 مارتينيك 1902
جبل كيلود 3.000 جاوه 1919

تأثير البراكين

Volcanic "injection"
Solar radiation reduction from volcanic eruptions
Sulfur dioxide emissions by volcanoes.
Average concentration of sulfur dioxide over the Sierra Negra Volcano (Galapagos Islands) from October 23–November 1, 2005

There are many different kinds of volcanic activity and eruptions: phreatic eruptions (steam-generated eruptions), explosive eruption of high-silica lava (e.g., rhyolite), effusive eruption of low-silica lava (e.g., basalt), pyroclastic flows, lahars (debris flow) and carbon dioxide emission. All of these activities can pose a hazard to humans. Earthquakes, hot springs, fumaroles, mud pots and geysers often accompany volcanic activity.

The concentrations of different volcanic gases can vary considerably from one volcano to the next. Water vapor is typically the most abundant volcanic gas, followed by carbon dioxide and sulfur dioxide. Other principal volcanic gases include hydrogen sulfide, hydrogen chloride, and hydrogen fluoride. A large number of minor and trace gases are also found in volcanic emissions, for example hydrogen, carbon monoxide, halocarbons, organic compounds, and volatile metal chlorides.

Large, explosive volcanic eruptions inject water vapor (H2O), carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF) and ash (pulverized rock and pumice) into the stratosphere to heights of 16–32 kilometres (10–20 mi) above the Earth's surface. The most significant impacts from these injections come from the conversion of sulfur dioxide to sulfuric acid (H2SO4), which condenses rapidly in the stratosphere to form fine sulfate aerosols. The aerosols increase the Earth's albedo—its reflection of radiation from the Sun back into space - and thus cool the Earth's lower atmosphere or troposphere; however, they also absorb heat radiated up from the Earth, thereby warming the stratosphere. Several eruptions during the past century have caused a decline in the average temperature at the Earth's surface of up to half a degree (Fahrenheit scale) for periods of one to three years. The sulfate aerosols also promote complex chemical reactions on their surfaces that alter chlorine and nitrogen chemical species in the stratosphere. This effect, together with increased stratospheric chlorine levels from chlorofluorocarbon pollution, generates chlorine monoxide (ClO), which destroys ozone (O3). As the aerosols grow and coagulate, they settle down into the upper troposphere where they serve as nuclei for cirrus clouds and further modify the Earth's radiation balance. Most of the hydrogen chloride (HCl) and hydrogen fluoride (HF) are dissolved in water droplets in the eruption cloud and quickly fall to the ground as acid rain. The injected ash also falls rapidly from the stratosphere; most of it is removed within several days to a few weeks. Finally, explosive volcanic eruptions release the greenhouse gas carbon dioxide and thus provide a deep source of carbon for biogeochemical cycles.

Rainbow and volcanic ash with sulfur dioxide emissions from Halema`uma`u vent.

Gas emissions from volcanoes are a natural contributor to acid rain. Volcanic activity releases about 130 to 230 teragrams (145 million to 255 million short tons) of carbon dioxide each year.[3] Volcanic eruptions may inject aerosols into the Earth's atmosphere. Large injections may cause visual effects such as unusually colorful sunsets and affect global climate mainly by cooling it. Volcanic eruptions also provide the benefit of adding nutrients to soil through the weathering process of volcanic rocks. These fertile soils assist the growth of plants and various crops. Volcanic eruptions can also create new islands, as the magma cools and solidifies upon contact with the water.

أهمية البراكين

يوجد في العالم حالياً نحو 516 بركاناً نشطاً ؛ أي أن هذه البراكين لا تزال تنبعث منها مواد ملتهبة بشكل دائم أو متقطع. ويزيد عدد البراكين القديمة الخامدة عن عشرات الألوف ؛ حيث توجد الصخور البركانية في معظم مناطق الأرض ،وتكمن أهمية البراكين في الآتي:

  1. معرفة تركيب القسم الداخلي من قشرة الأرض والقسم الخارجي من الوشاح ؛ لأن الحمم تصدر من هذا المستوى.
  2. تدل على مواقع الضغط في قشرة الأرض ؛ إذ أن مواقع البراكين تتفق مع مواقع الضغط في القشرة حيث توجد تصدعات مهمة وعميقة.
  3. مصدر لتكون بعض المعادن ذات القيمة الاقتصادية.
  4. يساعد الرماد البركاني على خصوبة التربة الزراعية.

البراكين في الكواكب الأخرى

Olympus Mons (Latin, "Mount Olympus") is the tallest known mountain in our solar system, located on the planet Mars.

The Earth's Moon has no large volcanoes and no current volcanic activity, although recent evidence suggests it may still possess a partially molten core.[4] However, the Moon does have many volcanic features such as maria (the darker patches seen on the moon), rilles and domes.

The Tvashtar volcano erupts a plume 330 km (205 mi) above the surface of Jupiter's moon Io.

بانوراما

Irazú Volcano, Costa Rica

متفرقات

  1. حصلت اكبر ثورة بركانية في التاريخ في تامبورا Tambora في جزيرة سامباوا بإندونيسيا يوم 5-7 أبريل 1815 حيث قدرت حجم النواتج البركانية المقذوفة بحوالي 80 كم2 والطاقة الناتجة عنه بحوالي 8.4*10(26) إرغ. وتكونت له فوهة قطرها 11 كم وقتل بسبب ثورته 90.000 نسمة.
  2. أطول مسافة قطعتها الحمم البركانية كانت 70كم ناتجة عن بركان لاكي Laki جنوب شرق آيسلندا عام 1873.
  3. حدث اعظم انفجار بركاني في 27 أغسطس 1883 في جزيرة كراكاتو الواقعة بين سومطرة وجاوه وقضى على 163 قرية وقتل حوالي 40.000 نسمة وتدفقت الحمم لعلو 55 كم واندفع الغبار البركاني ليقطع مسافة 5330 كم خلال عشرة أيام.
  4. أوسع فوهة بركانية هي فوهة بركان توبا Toba في جزيرة سومطرة مساحتها 1775 كم3.

يقال أن اسم ((بركان)) يرجع إلى الإله ڤولكان إله النار والحدادة عند الرومان حيث كانوا يعتقدون ان الجبل الذي يشرف على خليج نابولي في إيطاليا ما هو إلا مدخنة لأتون كبير يوقده هذا الإله.

فيديو

قراءات اضافية

  • Marti, Joan and Ernst, Gerald. (2005). Volcanoes and the Environment. Cambridge University Press. ISBN 0-521-59254-2. 
  • Macdonald, Gordon A., and Agatin T. Abbott. (1970). Volcanoes in the Sea. University of Hawaii Press, Honolulu. 441 p.
  • Ollier, Cliff. (1988). Volcanoes. Basil Blackwell, Oxford, UK, ISBN 0-631-15664-X (hardback), ISBN 0-631-15977-0 (paperback).
  • Haraldur Sigurðsson, ed. (1999) Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press. ISBN 0-12-643140-X. This is a reference aimed at geologists, but many articles are accessible to non-professionals.
  • Cas, R.A.F. and J.V. Wright, 1987. Volcanic Successions. Unwin Hyman Inc. 528p. ISBN 0-04-552022-4

المصادر

  1. ^ أ ب أبو العز, محمد صفي الدين (2001). قشرة الأرض. القاهرة، مصر: دار غريب للطباعة والنشر والتوزيع. 
  2. ^ BBC NEWS, Ancient Antarctic eruption noted Nature article: DOI:10.1038/ngeo106
  3. ^ "Volcanic Gases and Their Effects" (HTML). U.S. Geological Survey. Retrieved 2007-06-16. 
  4. ^ M. A. Wieczorek, B. L. Jolliff, A. Khan, M. E. Pritchard, B. P. Weiss, J. G. Williams, L. L. Hood, K. Righter, C. R. Neal, C. K. Shearer, I. S. McCallum, S. Tompkins, B. R. Hawke, C. Peterson, J, J. Gillis, B. Bussey (2006). "The Constitution and Structure of the Lunar Interior". Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 60 (1): 221–364. doi:10.2138/rmg.2006.60.3. 

الموسوعة المعرفية الشاملة

هامش

وصلات خارجية

نص الوصلة