يخبرنا ماضي بركان تونجا عما يمكن توقعه بعد ذلك


في 15 يناير ، ثار بركان تحت الماء في جزيرة تونغا بقوة تفجيرية لقنبلة نووية ، وربما لم يتم ذلك بعد.

أدى ثوران بركان هنغجا – تونغا – هونغغا – هاباي في جنوب المحيط الهادئ إلى إطلاق سحابة شاهقة من الرماد والغبار على شكل عيش الغراب على بعد 20 كيلومترًا على الأقل في الغلاف الجوي – و ربما يصل ارتفاعها إلى 39 كيلومترًا حسب تقدير واحد. أرسل الانفجار موجات الصدمة التي لا تزال متموجة من خلال الغلاف الجوي بعد أسبوع.

تُظهر الصور الرماد متكتلًا على جزر تونغا ، ويغطي المباني ، ويتشبث بالمحاصيل وربما يلوث إمدادات المياه. تسببت قوة الانفجار أيضًا في حدوث تسونامي بركاني نادر اجتاز المحيط ، وأغرق جزيرة تونجاتابو المكتظة بالسكان على بعد 65 كيلومترًا من الانفجار ، مما دفع السكان إلى الفرار إلى مناطق مرتفعة. لقي ثلاثة أشخاص على الأقل مصرعهم بسبب ثوران البركان وتسونامي.

قد يعود البركان الآن إلى فترة السكون بعد إطلاق غضبه. لكنها قد لا تكون كذلك. يقول الباحثون الذين درسوا التاريخ البركاني لهونغغا – تونغا – هونغ هاباي ، المسجل في طبقات من الرماد المتصلب وشظايا من الخفاف البركاني ، إن هذا البركان كان يميل إلى الانفجار كل ألف عام أو نحو ذلك – وليس مرة واحدة فقط ، ولكن في نبضات متعددة.

ما إذا كان هذا سيحدث هذه المرة ، وإذا كان الأمر كذلك ، فمتى يصعب تحديده في هذه المرحلة ، كما يقول شين كرونين ، عالم البراكين في جامعة أوكلاند في نيوزيلندا. لقد كان يعمل مع زملائه لجمع معلومات حول البركان للمساعدة في جهود الإغاثة والتنبؤ بما قد يحدث بعد ذلك.

صورة gif متحركة تلتقط سحابة تنفجر من بركان هونغغا-تونغا-هونغغا-هاباي
عندما انفجرت سحابة على شكل عيش الغراب من بركان هونغغا – تونغا – هونغغا – هاباي في تونغا في جنوب المحيط الهادئ ، أحدث الانفجار دويًا صوتيًا سمع في أماكن بعيدة مثل ألاسكا وأرسل موجات صدمة جوية تموج في جميع أنحاء العالم.مرصد الأرض التابع لناسا

يقول: “سيخبرنا الوقت ، وقد تخبرنا الأيام القليلة القادمة بالكثير”.

لا يوجد في تونغا مقاييس زلازل نشطة – ولا تزال الاتصالات من الدولة الجزيرة معطلة إلى حد كبير بسبب الرماد والفيضانات. ولكن بمساعدة صور الأقمار الصناعية ، يراقب كرونين وآخرون المنطقة عن كثب ، باحثين عن تغييرات في شكل البركان أو ارتفاعه أو مؤشرات أخرى قد تشير إلى أن الصهارة قد تتحرك مرة أخرى.

في الوقت الحالي ، قد يقدم الماضي العنيف للبركان بعض الأدلة على مستقبله. حتى قبل الانفجار الأخير ، كان معظم البركان ، بما في ذلك كالديرا ، أو فوهة البركان المركزية ، مغمورة بالمياه. الآن غرقت أكثر. ولكن على حافة الفوهة توجد جزيرتان صغيرتان غير مأهولتين – هونغ تونغا وهونغا هاباي. لقد ارتفعوا ذات مرة مائة متر فوق سطح الماء. هذا هو المكان ، بعد ثوران صغير 2014-2015 ، ظهر مخروط بركاني جديد ، يربط أساسًا بين الجزيرتين. وفر ذلك نقطة هبوط لكرونين وزملائه ، الذين سافروا إلى هناك في عام 2015 و اكتشف التاريخ الخفي لهونغا – تونغا – هانغا – هاباي.

تحدث كرونين مع أخبار العلوم حول الثوران الأخير للبركان ، ولماذا كان تسونامي غير عادي للغاية وجهوده هو وزملاؤه لتجميع تاريخ البركان. تم تحرير هذه المقابلة من أجل الإيجاز والوضوح.

SN: ماذا يحدث في أعقاب الثوران؟ تظهر صور الأقمار الصناعية سحابة من ثاني أكسيد الكبريت من البركان فوق المحيط الهادئ.

كرونين: نعم ، العمود يمتد لفترة طويلة جدًا الآن إلى الشمال الغربي. إنه مرتفع جدًا في الغلاف الجوي ، يزيد ارتفاعه عن 25 كيلومترًا. لذلك ستبقى هناك لفترة قصيرة ، ليست طويلة بما يكفي لإحداث تأثير مناخي طويل المدى ، لكنها بالتأكيد كافية لتوليد بعض الأمطار الحمضية. [in the region].

SN: ما هي بعض مخاطر الرماد؟

كرونين: [Satellite photos suggest many Tonga] الجزر رمادية ومغطاة بالرماد. من الصعب جدًا معرفة ذلك من الهواء ، لكنه يبدو في نطاق يبلغ سمكه بضعة سنتيمترات. وهذا يعني أن مخاطر انهيار المباني منخفضة. المشكلة الأكبر هي المحاصيل ، لأن الرماد يلتصق بالنباتات وقد يموتون.

صورة جوية لجزيرة نوموكا التونغية مغطاة بالرماد
تسبب ثوران بركان هنغجا-تونجا-هنجا-هاباي في 15 يناير في أضرار جسيمة لجزيرة نوموكا في تونغا ، على بعد 70 كيلومترًا. بعد يومين من ثوران البركان ، غطى الرماد الكثيف معظم الجزيرة الخضراء ، كما هو موضح هنا في صورة التقطتها قوات الدفاع النيوزيلندية أثناء رحلة استطلاعية.قوة دفاع نيوزيلندا عبر Getty Images

مشكلة ثانوية هي شرب الماء: فالرماد به أملاح تذوب في الماء وتحولها إلى حامضية. يحصل حوالي 50 في المائة من سكان تونغا على مياههم من إمدادات مياه الأمطار التي تغذيها الأسطح. الطعم والرائحة كريهة ، ويمكن أن تسبب اضطرابات في المعدة ، لكنها ليست سامة من حيث أنها لا تحتوي على تركيزات عالية من المعادن الثقيلة.

SN: الكثير من الأرض التي حددتها في عام 2015 مغمورة الآن. كيف يبدو الأمر عندما تعرف أن هذا المكان قد اختفى للتو؟

كرونين: إنه محزن بعض الشيء. من اللافت للنظر مدى تغير هذه المناظر الطبيعية البركانية. ربما لم يغوص هذا الشخص بعد لأنني كنت مشغولًا جدًا في أعقابه. ما زلنا ننظر إلى جميع الصور القادمة من التغييرات. يبدو أن الجزء العلوي من البركان انخفض في الواقع رأسيًا ، بما لا يقل عن 10 أمتار ؛ فقط نصائح [Hunga-Tonga and Hunga-Ha’apai] الجزر الآن فوق مستوى سطح البحر.

SN: هل كانت هناك حجرة صهارة كبيرة تحت كالديرا أفرغت وانهارت ، وأسقطت كل شيء؟

كرونين: سيكون هذا هو تفسيري. يقول بعض علماء البراكين الآخرين إنه لا يوجد دليل حتى الآن ، وأن [observed volume of erupted magma] كان صغيرا جدا. لكن الانفجار نشأ ربما على عمق 250 مترًا تحت مستوى سطح البحر. لديك مادة تنفجر لأعلى ، ولكن هناك أيضًا الكثير من المواد التي من المحتمل أن تنفجر بشكل جانبي.

SN: متى أدركت أن البركان قد يكون أكبر وأكثر تفجيرًا مما اقترحه ثوران 2014-2015؟

كرونين: حسنًا ، علمنا أن هناك بركانًا أكبر [than just the cone] هناك ، لم نكن نعرف ما هو شكله. أخذنا معنا نظامًا متعدد الحزم لرسم خرائط قاع البحر ، معتقدين أننا سنحاول رسم شكل الغواصة للمخروط الجديد.

بينما كنا نقود [offshore] مع الحزم المتعددة ، بدأنا في رؤية الكثير من المخاريط البركانية الصغيرة الأخرى تحت الماء. كان الأمر مثل ، “واو ، انظر إلى ذلك!” ثم أدركنا أنهم كانوا جميعًا داخل حوض عميق ، بعمق حوالي 150 مترًا. كانت جميع المخاريط الصغيرة في الواقع داخل كالديرا كبيرة مغمورة ، يبلغ عرضها حوالي 6 كيلومترات.

شريط تمرير الصورة يقارن الجسر البري بين هونغا تونغا وهونغا هاباي قبل وبعد الانفجار البركاني الأخير.  تُظهر الصورة السابقة مخروطًا بركانيًا يربط الجزر ؛  يظهر بعد ذلك أن المخروط قد اختفى وغرقت الجزيرة.شريط تمرير الصورة يقارن الجسر البري بين هونغا تونغا وهونغا هاباي قبل وبعد الانفجار البركاني الأخير.  تُظهر الصورة السابقة مخروطًا بركانيًا يربط الجزر ؛  يظهر بعد ذلك أن المخروط قد اختفى وغرقت الجزيرة.
على حافة كالديرا البركانية الكبيرة تحت الماء توجد جزيرتان صغيرتان غير مأهولتين ، هونجا تونجا (على اليسار) وهونجى هاباي (على اليمين). قبل حدث 15 يناير ، جلس مخروط بركاني صغير بين الجزيرتين. كان هذا الجسر الأرضي من بقايا ثوران بركاني سابق في 2014-2105. تظهر الصورة التي التقطت بعد أيام قليلة من الانفجار الهائل للبركان في 15 يناير أن المخروط قد اختفى وغرق الجزر. أطواف صغيرة عائمة من الخفاف عبر الأمواج. استخدم شريط التمرير لمقارنة الصور قبل وبعد.

[Meanwhile] قضيت الكثير من الوقت في البحث في سلسلة من [volcanic] الودائع في هونغا تونغا وهونغا هاباي. كان من الواضح أنها نتجت عن عمليات أكثر عنفًا [than what had formed the new cone. These deposits] كانت مبخرة: كانت ساخنة وملحومة معًا وتحتوي على الفحم ، والذي اعتدنا أن نحصل عليه في عام الحدث: 1100. ثم ، أسفل طبقة من التربة ، كانت هناك سلسلة أخرى من الرواسب المتشابهة جدًا [dating to about the year 200].

SN: هل أدركت بشكل أساسي أنه كل ألف عام أو نحو ذلك ، كانت هناك سلسلة من الانفجارات القوية؟

كرونين: نعم. وربما كان هناك مجموعتان أو ثلاث مجموعات أخرى من الرواسب تحت تلك المجموعة.

SN: براكين جزيرة المحيط مثل كيلويا ليست عادة شديدة الانفجار (SN: 5/16/18) ؛ تميل الصهارة البازلتية إلى أن تكون أقل سماكة وغازية. إذن ماذا حدث هنا؟

كرونين: لا نعرف تركيبة هذا الثوران ، لأنه ليس لدينا أي عينة من المواد حتى الآن. لكن كل شيء آخر أخذنا عينات منه من هذا البركان هو في الواقع ممل للغاية – كل شيء من البازلت ، إلى حد ما نفس التركيبات أثناء تسرب الصهارة الصغيرة كما حدث أثناء الأحداث المتفجرة الكبرى.

يتمثل الاختلاف الرئيسي في الأحداث التفجيرية الكبرى في أن الصهارة ربما كانت تستغرق وقتًا أطول قليلاً في البقاء [within the magma chamber]، مما يسمح لها بتراكم المزيد من الغاز. [As magma rises toward the surface and the pressure decreases, gases in it expand, giving magma its potentially explosive power.]

عندما يكون هناك الكثير من المياه وتنفجر الصهارة الغازية بسرعة في المحيط ، يمكن أن تتعرض أيضًا لبعض الانفجارات. لديك تفاعل تفتيت الصهارة الساخنة مع مياه البحر الباردة ، وتحول مياه البحر إلى بخار ، مما يضيف الكثير من الطاقة إلى الانفجار. نحن نطلق على ذلك ثوران فريتوماغماتي.

SN: من غير المعتاد أن يتسبب البركان في حدوث تسونامي أيضًا ، أليس كذلك؟

كرونين: نعم ، كان هناك الكثير من النقاش حول كيف كان تسونامي نشيطًا للغاية. من الصعب توليد طاقة كافية بالبراكين [because they don’t tend to be big enough and shift enough water to create a powerful tsunami, unlike earthquakes].

حتى لو كنت تفكر في القطر الكامل للحفرة تحت الماء البالغ 6 كيلومترات ، وكل شيء انخفض بمقدار 10 أو حتى 100 متر ، فهذه لا تزال منطقة صغيرة جدًا. إنها كمية صغيرة نسبيًا من المياه تتسبب في حدوث تسونامي.

كنت أفكر في هذا في الأيام القليلة الماضية ، لمحاولة شرح نقل الطاقة من البركان إلى الأمواج. أثناء الانفجار البركاني ، لديك عمليات تؤدي إلى تفجير المواد إلى أعلى ، مما ينتج عنه عمود الثوران الرئيسي. ولكن عندما نكون قريبين من مستوى سطح البحر ، أو حتى الغواصة ، ينتهي بك الأمر أيضًا إلى تكوين أعمدة ثوران كثيفة جدًا تحت الماء يمكن أن تنهار وتنتقل أفقياً.

لذلك يمكن أن ينتهي بك الأمر مع هذه التيارات الموجهة أفقيًا المكونة من مزيج من جزيئات الصخور الساخنة ، وقطرات الهواء والماء المتدفقة على جانبي البركان. ولن نراهم أبدًا لأنهم تحت الأمواج. [These flows] من المحتمل أن تكون آلية لحجم إضافي أكبر بكثير ، وللكثير من الطاقة الجانبية ، التي يمكن أن تخلق أحداث تسونامي. إنها موجات تسونامي غير عادية في هذا الصدد.

SN: شهد البركان بعض الانفجارات الصغيرة في 30 ديسمبر و 13 يناير. هل كنت تستعد للمزيد؟

كرونين: كنت أشاهده مثل الصقر بالتأكيد. بعد حدث 30 ديسمبر ، سارعنا للحصول على صور لمحاولة اكتشاف ما كان يحدث.

كان للثوران 2014-2015 بعض الزيادات الطفيفة في [volcano’s] القاعدة ، بعض الطائرات ، مذهلة للنظر إليها ولكنها مهمة محليًا بشكل أساسي. كانت أحداث 30 كانون الأول (ديسمبر) و 13 كانون الثاني (يناير) أكثر عمودية ، وأعمدة لائقة تمامًا ، وخطوة من حيث الطاقة المتفجرة ، ومن الواضح أن الضغط كان يرتفع ، وبحلول الخامس عشر ، كانت تلك الصهارة المكبوتة الغنية بالغاز جاهزة للانفجار.

SN: إذن السؤال الكبير: ماذا يمكننا أن نتوقع بعد ذلك؟

كرونين: ليس لدينا الكثير لنتواصل معه. لا توجد أجهزة قياس الزلازل في أي مكان بالقرب من هذا البركان ، أو في تونغا ، وهي مشكلة حقيقية. جميع الملاحظات حتى الآن مأخوذة من قارب ، أو من هذه الصور الجوية. من الصعب القيام بأي تنبؤ.

لذا [volcanologists] قد توصلوا إلى ثلاثة سيناريوهات محتملة ، صغيرة ومتوسطة وكبيرة ، بناءً على الخلفية الجيولوجية. السيناريو الكبير هو أن هناك صهارة مكبوتة مشحونة بالغاز اندلعت ، وتسببت في انفجار كبير للغاية ، وغيرت شكل الجزء العلوي من البركان. لذلك ، إذا وصلت الصهارة الجديدة سريعًا لتحل محلها ووصلت إلى ذلك الصرح غير المستقر حقًا ، فقد تبدأ في خلق المزيد من الانفجارات المتفجرة ، ولكن أيضًا الانهيار المحتمل للجناح [possibly causing more tsunamis].

السيناريو المتوسط ​​هو أن هناك صهارة جديدة ، لكن [any] الشقوق الجديدة في جوانب البركان تعني أن الصهارة يمكن أن تتخلص من الغازات [becoming less likely to explode] قبل أن يندلع. ومع ذلك ، سيظل هناك تفاعل بين الصهارة والمياه ، وفرص حدوث ثوران بركاني صغير وربما تسونامي صغير.

السيناريو الصغير هو أن هناك القليل من النشاط المتبقي ، وبعض أحداث الصهارة المائية الصغيرة ، ثم يهدأ كل شيء. في الوقت الحالي ، لا نشهد قدرًا كبيرًا من الاضطراب أو تغير اللون في الماء من الصور الجوية ، والذي يبدو أنه يشير إلى أن الأمور تهدأ.

سيخبرنا الوقت الآن ، وسنراقب.





المصدر

ندى عبدالرحمن
مهتمة في العلوم والفضاء خاصةً محبة للتقنية اعمل كاتبة في موقع اراود