اكتشف العلماء سبب عدم ثوران بعض البراكين

لفترة طويلة كان يعتقد أن طبيعة الانفجار البركاني تعتمد فقط على كمية الغازات الموجودة في الصهارة والضغط. تمت مقارنة العملية بفتح زجاجة من الشمبانيا: أثناء إغلاق الفلين، يظل الغاز بالداخل، ولكن بمجرد فتحه، ينخفض ​​u200bu200bالضغط ويندفع السائل إلى الخارج مع الفقاعات.

ومع ذلك، تبين أن هذا التفسير غير كامل. بعض البراكين، مثل سانت هيلينز في الولايات المتحدة الأمريكية أو كويزابو في تشيلي، تطرح مفاجآت بشكل دوري: صهارةها غنية بالغازات وينبغي أن تنفجر، ولكن بدلا من ذلك تتدفق الحمم البركانية بهدوء من الفتحة. لقد وجدت مجموعة دولية من العلماء الإجابة على هذا اللغز الذي طال أمده.

وفقا لدراسة جديدة نشرت في المجلة علومتتشكل فقاعات الغاز في الصهارة ليس فقط بسبب انخفاض الضغط، ولكن أيضًا بسبب قوى القص – وبعبارة أخرى، الاحتكاك.

يقول البروفيسور أوليفييه باخمان: “تخيل أنك تحرك وعاء من العسل بملعقة”. – يتحرك العسل بشكل أبطأ بالقرب من جدران الجرة بسبب الاحتكاك، وأسرع في المركز. “بنفس الطريقة، تتحرك الصهارة في فوهة البركان بسرعات مختلفة: بالقرب من جدران القناة تتعرض لاحتكاك قوي، ولكن في الوسط تتدفق بحرية أكبر.”

أجرى العلماء تجارب أثبتت أن الاحتكاك وحده يكفي لبدء عملية تكوين الفقاعة، حتى دون تقليل الضغط. ساعد هذا الاكتشاف في تفسير السلوك المتناقض للبراكين – الانفجارات الهادئة مع الصهارة الغنية بالغاز.

إذا تسبب الاحتكاك في تكوين فقاعات عميقة في الحفرة، فسيكون لديهم الوقت للتوحد وإنشاء نوع من “أنابيب الغاز”. يتسرب الغاز بهدوء من خلالها في مرحلة مبكرة، مما يخفف الضغط. ونتيجة لذلك، فإن الصهارة التي قد تنفجر تتدفق إلى السطح بشكل سلمي نسبيًا. على العكس من ذلك، يمكن أن تؤدي الصهارة ذات المحتوى الغازي المنخفض إلى انفجار قوي، إذا تسبب الاحتكاك القوي في تكوين فقاعات تشبه الانهيار الجليدي وتسريع صعودها بشكل حاد.

والمثال الكلاسيكي هو ثوران بركان جبل سانت هيلين (الولايات المتحدة الأمريكية) في عام 1980. بدأ بتدفق بطيء للحمم البركانية، وبعد ذلك فقط تبع ذلك انفجار هائل. ويعتقد العلماء أن الاحتكاك الأول ساعد على إطلاق الغازات، ثم أدى انهيار الصخور إلى انخفاض الضغط بشكل حاد، مما أدى إلى الكارثة.

ولتأكيد نظريتهم، أنشأ الباحثون نموذجًا مختبريًا للبركان. لقد أخذوا سائلًا لزجًا مشبعًا بثاني أكسيد الكربون وخلقوا فيه ظروف احتكاك قوية. وبمجرد أن تجاوز الاحتكاك عتبة معينة، بدأت الفقاعات تظهر على الفور في السائل. كلما زاد الحجم الأولي للغاز، قل الجهد المطلوب لتكوينه. يعد هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو التنبؤ الأكثر دقة بالثوران.