ما الذي سيحدث إذا انفجر بركان تحت سطح البحر
على عمق 3000 قدم (900 متر) تحت مستوى سطح البحر ، في وسط المحيط الهادئ ، يقع ما يسمى "بركان هافر" ، أحد أكبر البراكين على الأرض. كان حجم الثوران البركاني الأخير للجبل كبيرًا لدرجة أنه يعتبر من بين أكبر الانفجارات البركانية في التاريخ الحديث - تدفقت الحمم البركانية لمدة 90 يومًا في عام 2012 من خلال 14 حفرة حول الدائرة البركانية نصف الدائرية. كان أكبر ثوران بركاني سُجل في العصر الحديث في المياه العميقة ، وقدر العلماء حجم الحمم البركانية والخفاف البركاني والغبار الناتج ليكون بحجم ما أطلقه جبل سانت هيلين أثناء ثورانه في عام 1980.
على الرغم من حجم وقوة ذلك الانفجار البركاني ، إلا أنه ذهب دون أن يلاحظه أحد تقريبًا. بالصدفة ، ألقت مسافرة نظرة خاطفة من نافذة الطائرة التجارية التي كانت فيها ، لترى بقعة ملونة غريبة. اعتقدت في البداية أنه تسرب نفطي أو خفاف بركاني عائم - صخرة بركانية مسامية يشير وجودها إلى ثوران بركاني حديث. مجرد بريد إلكتروني من شاهد عيان مرفق بصورة لجيولوجي ، مما سمح بإجراء تحقيق عالمي للمتهمين في تلك الظاهرة.
كان هذا اكتشاف بالصدفة. تحدث أكثر من 70٪ من الانفجارات البركانية تحت سطح الماء ، وعند الحديث عن براكين المياه العميقة ، تجد العلماء في ظلام دامس لأن معظم هذه الانفجارات تحدث بعيدًا عن أعينهم تحت آلاف الأقدام من الماء.
في عام 2015 ، أبحر فريق من العلماء على متن سفينة (روجر ريفيل) إلى موقع جبل هافر حيث وقع الانفجار البركاني ، على بعد 600 ميل شمال نيوزيلندا ، وكانت مهمتهم دراسة بركان يقع تحت سطح البحر بعد وقت قصير نسبيًا من حدوثه. ، وكشفوا عن موقع ضخم بمساعدة عدسات الكاميرا ، مركبة جيسون الروبوتية. وتناثرت كميات ضخمة من الخفاف البركاني ، بعضها بحجم سيارة ، في قاع البحر ، وظهرت طبقة كبيرة من الرماد من أعلى البركان. خرجت الحمم من العديد من الفتحات البركانية ، وتشكل أحيانًا قبابًا. كان المشهد غير متوقع على الإطلاق.
تقول ريبيكا كاري ، الباحثة من جامعة تسمانيا التي تشارك في الدراسة حول هذه المسألة: "مع أي استكشاف لقاع المحيط ، هناك مجال لاكتشافات مذهلة حقًا لأننا لا نعرف حتى الآن كيفية عمل البراكين الموجودة تحت سطح البحر".
في بداية الحملة ، توقع العلماء العثور على طبقات من الخفاف والرماد من ثوران شديد الانفجار في قاع البحر (مثل Krakatau 1883 و Mount St. Helens 1980). وبدلاً من ذلك ، عثروا على صخور ضخمة يبلغ حجمها حوالي متر من الحجر الخفاف ، مما يشير إلى أن الحمم البركانية الرغوية قد انبثقت من الفتحات البركانية ، والتي اندلعت في اتصال مع مياه البحر.
حوالي 75 ٪ من الحمم البركانية المتدفقة من هافر وصلت إلى السطح وسافرت في طوف ضخم من الخفاف ، لاحظه أولئك الذين يسافرون بالطائرة ومن خلال صور الأقمار الصناعية أيضًا.
تراوحت القطع بين كرة الجولف وكرة القدم ، وتغطي مساحة بحجم فيلادلفيا. أظهر توزيع صخور الخفاف على قاع المحيط أنها مكدسة أحيانًا على شكل أربع طبقات غير مستقرة من الكتل الصخرية ، وهذا يشير إلى أنها كانت أيضًا عائمة وتغرق ببطء عندما امتلأت مسامها بالماء. تدفقت الحمم البركانية من فتحات بركانية غازية ضعيفة ، مماثلة لتلك المتدفقة من البراكين في هاواي.
كيف تتشكل هذه الأنواع المختلفة من الحمم البركانية؟ العلماء لا يعرفون على وجه اليقين حتى الآن. تقول كاري: "في الماء ، تصبح الأمور معقدة بعض الشيء". في أي ثوران بركاني ، ترتفع الحمم البركانية (الصخور المنصهرة تحت سطح الأرض) من الأعماق إلى سطح الأرض أو قاع المحيط. تحتوي الحمم البركانية على غازات مذابة تشكل فقاعات ، حيث يقل الضغط على الصهارة كلما ارتفعت.
تحدث الانفجارات المتفجرة على الأرض عندما يتم إطلاق هذه الغازات المذابة فجأة - تذكر الفقاعات التي تندفع من زجاجة الكوكا بعد اهتزازها ، حيث يتم تحرير كل هذا الضغط مرة واحدة - ولكن تحت سطح البحر تظل الحمم البركانية تحت ضغط هائل من أطنان من مياه المحيط عندما تصل إلى قاع المحيط.
يقع بركان حافر بين 3000 إلى 4000 قدم تحت مستوى سطح البحر ، مما يجعله تحت ضغط أعلى من 92 إلى 122 مرة من الضغط على سطح البحر ، وهذا ما جعل العلماء يعتقدون أن ضغط مياه البحر تسبب في ثوران البركان. هذا ساهم أيضًا في تكوين أنواع مختلفة من الحمم البركانية.
الضغط ليس السبب الوحيد لتغيير كيفية تشكل الحمم ، بل هو أيضًا مع التفاعل بين الماء والحمم البركانية نفسها التي تختلف تمامًا عن كيفية تفاعل الحمم مع الهواء.
عندما يتلامس الماء مع الصهارة عند درجة حرارة 800 درجة مئوية ، يتبخر الماء على الفور. إن التمدد السريع للمياه إلى بخار قوي بما يكفي لكسر الحمم إلى قطع. من ناحية أخرى ، عندما تتلامس الصهارة مع الماء ، تتغير درجة الحرارة بسرعة كبيرة بحيث تتصلب الصهارة على الفور في عملية تسمى التبريد.
مهمة العلماء الآن هي تحديد الدور الذي لعبته هذه التفاعلات في تكوين الأنواع المختلفة من الحمم البركانية المنبعثة من بركان هافر. مسلحين بمجموعة من العينات التي أخذوها من رحلتهم إلى المكان ، يأمل العلماء في الكشف عن أسرار البراكين البحرية.