يمكن للطريقة المكتشفة حديثًا لمراقبة حركات الصهارة تحت جبل إتنا أن تساعد العلماء على التنبؤ بالوقت الذي قد يثور فيه البركان.

ويعد جبل إتنا، الواقع في جزيرة صقلية الإيطالية، أكبر بركان نشط في أوروبا. لقد وثق البشر نشاطه على مدار 2700 عام مضت، لكن تاريخ ثوران البركان يمتد يعود تاريخها إلى 500000 سنة.

إتنا أحدث ثورانفي يونيو 2025، قذف سحابة عملاقة من الرماد يبلغ ارتفاعها 4 أميال (6.5 كيلومتر) وأثارت انهيارًا ثلجيًا من كتل الحمم البركانية الساخنة وغيرها من الحطام. كان ثوران البركان متوقعًا، لذلك تمكن المسؤولون من إصدار تحذيرات في صباح يوم الحدث، لكن التوقعات لا تضرب دائمًا الهدف.

يمكن للطريقة الجديدة أن تسهل التنبؤ بثورانات جبل إتنا. في دراسة جديدة، قام الباحثون في المعهد الوطني الإيطالي للجيوفيزياء وعلم البراكين (INGV) بتحليل معامل يسمى القيمة b، والذي يصف نسبة الزلازل ذات القوة المنخفضة إلى الزلازل ذات القوة العالية في منطقة من قشرة الأرض. يمكن أن تتغير هذه النسبة مع ارتفاع الصهارة عبر القشرة إلى قمة البركان، حسبما ذكر الباحثون في دراسة نشرت في 8 أكتوبر في المجلة. تقدم العلوم.

“التغيرات في قيمة b مع مرور الوقت تعكس كيفية تطور الضغط داخل البركان،” مؤلف الدراسة الرئيسي ماركو فيريتو كارلينوقال عالم الجيوفيزياء في مرصد إتنا التابع لـ INGV لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. “بما أن صعود الصهارة يؤدي إلى تغيرات في الضغط داخل القشرة، فإن تتبع القيمة b يمكن أن يساعد في الكشف عن المراحل المختلفة لانتقال الصهارة من العمق إلى السطح.”

تعد قيمة b معلمة ثابتة في علم البراكين، لكن الباحثين فحصوها بطريقة جديدة، باستخدام نموذج إحصائي محدث. وقال فيريتو كارلينو إنه من خلال جمع بيانات الزلازل على مدار 20 عامًا من جبل إتنا، وجدوا علاقة “قوية جدًا” بين القيمة b والنشاط البركاني لإتنا.

يقع جبل إتنا في منطقة الاصطدام بين الصفائح التكتونية الأفريقية والأوروبية. ونتيجة لذلك، فإن الكسر العمودي في قشرة الأرض المعروف باسم الصدع الانزلاقي يقع تحت الصدع بركانمما يسهل صعود الصهارة إلى السطح، بحسب الدراسة.

يصل سمك القشرة الموجودة أسفل جبل إتنا إلى 19 ميلاً (30 كم). ترتفع الصهارة من خلال هذا الحجم قبل الانفجار، ولكن بدلاً من تجديد غرفة الصهارة الواحدة، تغذي الصخور المنصهرة سلسلة من مناطق التخزين المترابطة الموجودة في القشرة على أعماق مختلفة.

أوضح فيريتو كارلينو أن أعمق منطقة تخزين للصهارة تقع على بعد 7 أميال (11 كم) تحت مستوى سطح البحر، وهي تغذي نظام تخزين وسيط بمناطق مختلفة من المحتمل أن تمتد من 2 إلى 4 أميال (3 إلى 7 كم). ومع ارتفاع الصهارة، فإنها تنتقل عبر شبكة معقدة من الشقوق وتصل في نهاية المطاف إلى منطقة التخزين الأخيرة، والتي تقع فوق مستوى سطح البحر داخل الصرح البركاني.

كان لدى الباحثين ثروة من البيانات للعمل عليها واستخراج قيم b منها، وذلك بسبب نشاط إتنا المتكرر. وقاموا بتحليل الأنماط الزلزالية في 19 ميلاً من القشرة تحت البركان من عام 2005 إلى عام 2024، مع إيلاء اهتمام خاص لكيفية تباين هذه الأنماط بين مناطق القشرة الأرضية.

بشكل عام، تظهر مناطق قشرة الأرض التي تحتوي على مناطق تخزين الصهارة النشطة قيم b أعلى من المناطق الأكثر استقرارًا، لأن المناطق النشطة تتعرض لصغر حجمها الزلازل من تلك الأكبر.

وقال فيريتو كارلينو: “يحدث هذا لأن الصخور المتأثرة بالصهارة المتحركة تصبح ضعيفة ومتكسرة بشدة”. “على سبيل المثال، عندما تطلق الصهارة الموجودة داخل المخزن مواد متطايرة، فإنها تتخلل الصخور المحيطة بها، مما يسهل انزلاق الكسور الصغيرة.”

وعلى العكس من ذلك، فإن مناطق قشرة الأرض الأكثر استقرارًا تتعرض عادةً لزلازل كبيرة أكثر من الزلازل الأصغر، لأن كسر الصخور يتطلب قوة أكبر. وقال فيريتو كارلينو: “الصخور ذات الخواص الميكانيكية الجيدة يمكنها تخزين الضغط لفترات أطول”. “عندما تنكسر أخيرًا، فإنها تنتج زلازل أكبر، تتوافق مع قيم b الأقل.”

لذلك، من خلال تتبع القيمة b مع مرور الوقت، قد يكون من الممكن للباحثين متابعة حركة الصهارة عبر القشرة العميقة إلى منطقة التخزين الأولى، ومن هناك إلى نظام التخزين الوسيط، ومرة ​​أخرى إلى منطقة التخزين الضحلة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة الخبراء في تقدير توقيت الانفجارات في جبل إتنا.

وقال فيريتو كارلينو: “إن مراقبة القيمة b توفر وسيلة قوية لتتبع حركة الصهارة داخل القشرة وتقييم حالة تطور البركان قبل الانفجارات”.

لقد كان جبل إتنا اختبارًا جيدًا للدراسة نظرًا لمناطق تخزين الصهارة ذات الطبقات وكتالوج الزلازل الهائل، ولكن النتائج قد تنطبق أيضًا في أماكن أخرى.

وقال فيريتو كارلينو: “من حيث المبدأ، يمكن أيضًا استخدام القيمة b لتتبع حركات الصهارة في المناطق البركانية الأخرى، بشرط توفر عدد كافٍ من الزلازل وأن تكون مواقعها موزعة على قطاعات القشرة الأرضية المختلفة، مقيدة جيدًا بالدراسات الجيولوجية السابقة”.