هل أدت الأمطار الغزيرة إلى انفجار بركان كيلواي في هاواي؟

عرض عالمان من الأرض نموذجًا جديدًا لشرح النشاط المدمر في عام 2018 ، لكن عددًا من زملائهم لا يشترونه.


كان ثوران بركان كيلواي في هاواي في ربيع وصيف عام 2018 هو الأكثر تدميراً في تاريخه المسجل. ومع انهيار فوهة القمة بشكل دوري ، تم التخلص من الحمم البركانية التي يبلغ حجمها 320 ألفًا من الشقوق في جانبها الشرقي. دمرت الأنهار المشتعلة من الصخور المنصهرة 700 منزل أثناء بناء خطوط ساحلية بركانية جديدة وتبخير البحيرات واستحضار الطقس الغريب.

ما الذي بدأ مثل هذا التسلسل الدرامي؟ تشير دراسة نشرت يوم الأربعاء في الطبيعة إلى مشتبه فيه غير عادي: هطول الأمطار.

في الأشهر التي سبقت الثوران ، غمرت هاواي هطول الأمطار فوق المتوسط. كان من الممكن أن يجد هطول الأمطار طريقه إلى المسام الموجودة داخل الصخور البركانية في كيلوا. إذا حاول الكثير من الماء حشر هذه المسام ، فإن الشظايا الصخرية من الداخل إلى الخارج.

يشير هذا النموذج الجديد إلى أنه قبل اندلاع الحمم البركانية مباشرة في مايو 2018 ، كانت الصخور المحيطة بذاكرة التخزين المؤقت للبركان الصهارة تشهد ذروة 47 عامًا في ضغط المسام - وهو ما يكفي لكسر الجدران التي تثبت الصهارة في مكانها حتى الصخور المسالة جعل استراحة لذلك.

يشير مؤلفا الدراسة ، جيمي فاركوهارسون وفالك أميلونج ، عالما الأرض في جامعة ميامي ، إلى أن 60 في المائة من ثورات البركان منذ عام 1790 حدثت خلال موسم الأمطار الأقصر في المنطقة بدلاً من موسم الجفاف. وهذا يجعلهم يشكون في أن هطول الأمطار قد لعب دورًا رئيسيًا في إطلاق ليس فقط ثوران 2018 ، ولكن أيضًا العديد من خلال تاريخه.

إنها مطالبة جريئة. قال د. فاركوهارسون: "إن الاقتراب من أي نظرية جديدة بجرعة صحية من الشك أمر مهم".

لكن العديد من العلماء الآخرين لا يشترونه.

هناك حالات معروفة تؤثر فيها التغيرات البيئية حول البركان على نشاطه البركاني. تشير الدلائل إلى أن الزلازل الكبيرة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إلى الانفجارات ولكن ربما فقط إذا كان البركان مهيأ للانفجار. هناك أيضًا أدلة أولية على أن هطول الأمطار يمكن أن يؤدي إلى زلازل صغيرة على طول بعض الأعطال.

وقال مايكل مانغا ، عالم الجيولوجيا بجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الذي لم يشارك في الدراسة لكنه كتب قطعة منظور مصاحبة للفكرة أن المياه المتراكمة في تجاويف الصخور يمكن أن تشكل ممرات جديدة للصهارة بشكل غير مدمر. الورقة. هذا هو المبدأ الأساسي للتكسير الهيدروليكي ، حيث يتم حقن السوائل المضغوطة تحت الأرض لكسر الصخور وتحرير محتويات الوقود الأحفوري.

وقال مايكل بولندا ، العالم المسؤول في مرصد يلوستون بركان بركان يلوستون ، إن هذه العملية ليست ضرورية ببساطة لتفسير سبب إصابة كيلواير في عام 2018.

في الأسابيع التي سبقت ظهور تلك الشقوق البركانية على الحواف الشرقية ، كان البركان ينتفخ. كما فاضت بحيرة الحمم البركانية في فوهة القمة. كلاهما أشار إلى أن مخبأ الصهارة كان يتراكم الضغط. كان من الواضح إلى حد ما السبب: تضاءل تدفق الحمم البركانية خارج فوهة بواو أويو في كيلوا ، بينما استمر تدفق الصهارة في البركان بأكمله.

قالت دكتورة بولندا "إن الأمر يشبه إلى حد ما شبكًا في الخرطوم". "في النهاية ، قام نظام السباكة بعمل نسخة احتياطية." وطوال تلك الفترة ، لم يلاحظ أولئك الذين يراقبون البركان أي تغيرات بسبب هطول الأمطار.

لقد أمطرت كثيرًا قبل انفجار البركان في مايو. وقالت جانين كريبنر ، عالمة البراكين في برنامج البراكين العالمي التابع لمعهد سميثسونيان ، إن كيلواي تنفجر منذ 35 عامًا وشهدت الكثير من العواصف المطيرة الغزيرة والممتدة خلال تلك الفترة. لكن لا شيء مثل جحيم 2018 - وهو الازدهار النهائي الغاضب لتلك الفترة الطويلة من النشاط البركاني - حدث خلال مناسبات رطبة أخرى.

وعلى الرغم من أن هطول الأمطار هذا كان سيحدث بالتأكيد تحت الأرض ، إلا أن نموذج الدراسة بسيط للغاية بحيث يفترض أنه شق طريقه إلى عمق الصهارة.

تحت السطح من Kilauea هي مجموعة بيزنطية من الميزات الصخرية ، بما في ذلك العديد من الجدران غير المنفصلة من الصهارة المجمدة. الكثير من الماء لا يتحرك إلى الأسفل ، ولكن من جانب واحد. "إن هيدرولوجيا Kilauea معقدة بشكل لا يصدق" ، قال الدكتور بولندا. "إنه ليس شيئًا يمكن تقريبه جيدًا من خلال النماذج البسيطة."

إذا كانت مياه الأمطار قد كسرت طبقات من الصخور ، بدءًا من السطح ووصلت إلى الصخور بالقرب من الصهارة ، فينبغي أن يؤدي ذلك إلى انتشار موجة زلزالية من الانخفاض. وقال الدكتور مانغا هذا النمط لم ير.

حتى إذا وجدت المياه طريقها إلى عمق ذاكرة التخزين المؤقت للصهارة ، فإن ذروة الضغوط في نموذج الدراسة صغيرة جدًا لإحداث فرق ، حتى بالنسبة للبركان الجاهز للانفجار. هذه الضغوطات أضعف من تلك التي يسببها سحب الجاذبية للقمر. "إذا كان هطول الأمطار سيؤدي إلى تغيير في السلوك ، فلماذا لا يكون المد والجزر؟" قال الدكتور مانغا.

تتناقض الدراسة أيضًا مع السجل التاريخي لمئات البراكين حول العالم التي كانت مشبعة بالمطر طوال التاريخ المسجل. قال الدكتور كريبنر: "لم نر أي دليل مقنع على أن هطول الأمطار هو سبب اندلاع البركان".

يدرك مؤلفو الدراسة أن نموذجهم يبسط البنية العميقة للكيلوا ، كما هو الحال مع أي نموذج يحاول إعادة بناء نظام بركاني معقد تقريبًا. وقال الدكتور فاركوهارسون إنهم مع ذلك "واثقون من قدرتها على إعادة إنتاج حركة المياه الجوفية في منطقة الصدع بشكل جيد إلى حد معقول". ولكن نظرًا لأن أجهزة الاستشعار لم تكن تتتبع ضغوط السوائل بعمق خلال ثوران عام 2018 ، فمن الصعب التحقق من صحة نتائج هذا النموذج.

قال الدكتور مانغا إن هذا الثوران - من نوباته المثيرة في مايو 2018 إلى انخفاضه المفاجئ في أغسطس - "يسلط الضوء على مدى صعوبة التنبؤ بالثوران". ويقول إن البراكين ليست حراسًا مستقلين ولكنها مكونات نظام أرضي معقد ، والتحقيق في القوى التي يمكن أن تؤثر عليها هو محاولة جديرة بالاهتمام.