دلیل توجه دانشمندان به فوران آتشفشان کیلاویا در جزایر هاوایی چیست

خرداد, ۱۳۹۷ بدون نظر جالب, علم و دانش

دلیل توجه دانشمندان به فوران آتشفشان کیلاویا در جزایر هاوایی چیست

 

آتشفشان کیلاویا در جزیره هاوایی در طول سه هفته‌ی گذشته دور جدیدی از فوران‌های خود را آغاز کرده و فرصت نادری را در اختیار دانشمندان قرار داده تا به بررسی فعالیت‌های آتشفشان بپردازند.

آتشفشان کیلاویا در جزیره‌ی هاوایی از روز ۳ مه (۱۳ اردیبهشت) دوره‌ی جدیدی از فوران‌های خود را آغاز کرد. در طول این فوران‌ها، گدازه‌ها روی سطح زمین پیش روی کرده‌اند و ستون‌هایی مهیب خاکستر تا چندین کیلومتر به آسمان پرتاب شده‌اند.

تیم‌های مختلفی از گروه‌های مختلف پژوهشی هم‌اکنون مشغول بررسی شکاف‌ها، فوران‌های انفجاری و الگوهای جریان ماگمایی در این آتشفشان هستند. فوران آتشفشان کیلاویا، فرصت نادری برای بسیاری از دانشمندان است که بدون فوران‌های واقعی اغلب به دنبال مدل‌سازی فوران‌های آتشفشانی در آزمایشگاه‌ها هستند.

وندی استوال، آتشفشان شناسی از سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، گفت:

فوران آتشفشان کیلاویا، فرصت فوق‌العاده‌ای را در اختیار ما قرار داده تا تغییرات آتشفشان‌ها را مشاهده کنیم.

از زمان شروع شکافته شدن زمین در کناره‌ی جنوب شرقی جزیره هوایی، دیواره‌های گدازه و گازهای خطرناک هزاران نفر از ساکنان هاوایی را آواره کرده و موجب تخریب بیش از ۴۵ خانه و ساختمان شده است. علاوه بر این، نیروگاه ژئوترمالی (زمین‌گرمایی) که حدود یک چهارم برق منطقه را تامین می‌کرد با شروع فوران‌ها تعطیل شده است.

خروج بخار و گاز از ۲۲ شکاف آتشفشان که بیشتر در نواحی جنوبی واقع شده‌اند، مه صورتی رنگی را به‌وجود آورده که وگ (Vog، ترکیبی از اسامی آتشفشان، مه‌دود و مه) نام دارد. پدیده‌ی وگ، زمانی اتفاق می‌افتد که دی‌اکسید گوگرد و دیگر گازها و ذراتی که توسط فوران آتشفشان به هوا پرتاب شده‌اند، در حضور نور خورشید با اکسیژن و رطوبت واکنش نشان دهند. پدیده‌ی وگ همواره در جزایر هاوایی اتفاق می‌افتد. بر اساس اندازه‌گیری‌های انجام شده، آتشفشان کیلاویا روزانه ۲ تا ۴ هزار تن دی‌اکسید گوگرد منتشر می‌کند.

آتشفشان کیلاویا روزانه، ۲ تا ۴ هزار تن دی‌اکسید گوگرد منتشر می‌کند

اوایل هفته‌ی گذشته، جریان‌های گدازه شروع به پرتاب شدن به درون اقیانوس آرام کردند و در جریان آن، غبارهای سمی که ترکیبی از گاز‌های سمی و قطعات کوچک بلوری بودند را به جو فرستاد. استوال گفت، تغییر قابل‌توجهی که در طول هفته‌ی گذشته رخ داد، این بود که گدازه‌ها گران‌روی (ویسکوزیته) خود را از دست دادند و به این ترتیب، جریان‌های گدازه‌ای داغ‌تر و روان‌تر شدند و با سرعت بیشتری حرکت کردند. در نتیجه تبدیل به تهدید بزرگتری برای مردم و خانه‌ها و ساختمان‌ها شدند. علاوه بر این، دانشمندان شباهت‌های شیمیایی بین گدازه‌های شکاف‌های این منطقه که شکاف تهتانی شرقی (Lower East Rift) نامیده می‌شود و ماگمای قله‌‌ی آتشفشان کیلاویا مشاهده کرده‌اند. این ماگما فاصله‌ ۱٫۲ کیلومتری را می‌پیماید و خود را به سطح زمین می‌رساند. در نتیجه، ماگما کم‌تری در مخزن گدازه می‌ماند. هنگامی که این ماگماها به سطح زمین می‌رسند و با آب برخورد می‌کنند، انفجارهایی که از بخار آب پدید می‌آید؛ موردی که در روزهای اخیر به‌طور مرتب اتفاق افتاده است.

استوال گفت:

 این بدان معناست که ما به مشاهده به فعالیت‌های این‌چنینی ادامه خواهیم داد، اما نمی‌دانیم برای چه مدتی.

آتشفشان کیلاویا طی ۲۵ سال گذشته به‌طور مداوم در حال فوران بوده است؛ اما هیچکدام از این فوران‌ها به قدرت فوران‌های بهار امسال نبوده‌اند. فعالیت همیشگی آتشفشان کیلاویا، آن را به یکی از مورد توجه‌ترین آتشفشان‌های جهان تبدیل کرده است. حتی قبل از اینکه زمین در جزایر هاوایی دهان باز کند، کیلاویا مانند بیماری در بخش مراقبت‌های ویژه (آی‌سی‌یو) بود که فعالیت‌های آن به وسیله‌ی انواع تجهیزات نظارتی کنترل می‌شد.

هر لرزه، هر خروج گاز، هر موجی از ریزش سنگ‌ها در آتشفشان کیلاویا به‌دقت توسط مجموعه‌ای از تجهیزات سنجش از دور، حسگرهای گاز و هوایی ثبت می‌شده است. در بین دوره‌های فوران، پژوهشگران شیب‌های سنگی آتشفشان را بررسی کرده‌اند و شواهدی از جریان گدازه‌های باستانی و انفجارهای مرگبار را کشف کرده‌اند.

جین کریپنر، آتشفشان‌شناسی از دانشگاه کونکورد در ویرجینیای غربی، گفت:

این فرصتی است که اطلاعات عمیق نظارتی را برای این نوع فوران به کار ببندیم.

کریپنر اشاره می‌کند که فوران‌های اخیر آتشفشان، شباهت بسیار زیادی به فورانی دارد که در سال ۱۹۲۴ به وقوع پیوست. و اکنون تکرار فوران‌های گذشته آتشفشان، به پژوهشگران کمک می‌کند تا مدل‌های خود را بازبینی و اصلاح کنند. پژوهشگران مشخصا به دنبال بررسی فوران‌هایی به نام فوران‌های فریاتیک (Phreatic eruption) هستند. فوران‌های فریاتیک هنگامی رخ می‌دهند که ماگما به سطح زمین یا آب برسد. دمای شدید ماگما (در هر نقطه از۵۰۰ تا ۱٫۱۷۰درجه سانتی‌گراد) باعث تبخیر فوری مجرای بخار می‌شود که در نهایت، منجر به انفجار بخار، آب، خاکستر، سنگ و بمب‌های آتشفشانی می‌شود.

جزیره هواییاز زمان شروع شکافته شدن زمین در کناره‌ی جنوب شرقی جزیره هوایی، دیواره‌های گدازه و گازهای خطرناک هزاران نفر از ساکنان هاوایی را آواره کرده و موجب تخریب بیش از ۴۵ خانه و ساختمان شده است

مارتن دی مور، پژوهشگری از رصدخانه‌ی آتشفشانی و زلزله‌شناسی کاستاریکا که در طول یک دهه‌ی گذشته مشغول پژوهش در این زمینه بوده، می‌گوید که علائم هشداردهنده‌ برای این نوع فوران‌ها به‌خوبی شناخته نشده‌اند، از این جهت، می‌توانند بسیار خطرناک باشند.

فوران کراکاتاوا که تصور می‌شود؛ مهیب‌ترین صدای ثبت‌شده در تاریخ را ایجاد کرده، یک رویداد فریاتیک بوده است. فوران آتشفشان کراکاتوا در سال ۱۸۸۶ به وقوع پیوست. در اثر فوران آتشفشان کراکاتوا، سونامی هولناکی به وقوع پیوست که موجب مرگ بیش یک صد هزار تن شد. تخمین زده می‌شود که بر اثر این فوران، انرژی برابر با بیش از ۱۳ هزار بمب اتمی که در هیروشیما منفجر شد، رها شده است. این فوران موجب نابودی کامل جزیره‌ی آتشفشانی شد. اما فوران‌های فراتیک زیادی در آتشفشان کیلاویا به وقوع می‌پیوندد؛ در فوران سال ۱۹۲۴، سنگ‌هایی که وزن‌ آن‌ها تا هشت تن تخمین زده شده تا فاصله‌ی ۱ کیلومتری پرت شدند.

آتشفشان کیلاویا طی ۲۵ سال گذشته به طور مداوم در حال فوران بوده

فوران‌های فریاتیک فقط از آب و گرما تشکیل شده‌اند. درون آتشفشان را به‌مانند یک فِر تصور کنید که به وسیله‌ی ماگما گرم می‌شود. زلزله و تغییر مکان ماگما اغلب موجب شکافته شدن فر آتشفشان می‌شود. هنگامی که شکافی به یک فر داغ راه باز کند، انفجاری از گرما رها می‌شود، دقیقا همانطور که پس از باز کردن در فر آشپزخانه ممکن است، موجی از گرما به بیرون درز پیدا کند. اگر آب‌های زیرزمینی به درون یک شکاف نفوذ کنند، آب به سرعت از حرارت شدید تبدیل به بخار می‌شود. این تحولات سهمگین سنگ‌های آتشفشانی اطراف را تخریب می‌کند. بخار فضا (یا حجم)  بیشتری به نسبت آب آشغال می‌کند و در تمام جهات به‌سمت خارج پرتاب می‌شود و شکافی در اطراف یا قله‌ی آتشفشان به وجود می‌آورد.

مارگارت منگن، دانشمندی از رصدخانه آتشفشان کالیفرنیا در منلو پارک، گفت:

در این نوع فوران‌ها در واقع، هیچ ماگمایی فوران نمی‌کند، فقط سنگ‌های قدیمی در هم شکسته می‌شوند.

منگن گفت، این شکاف‌ها می‌توانند بدون هشدار باز شوند. از سوی دیگر، زمین‌لرزه‌های مکرر یا شدید در یک آتشفشان با سابقه فوران‌های فریاتیک (همچون کیلاویا) می‌تواند دلیل خوبی برای نظارت دقیق‌تر باشد.

فوران‌های مهیب فریاتیک به‌طور مکرر در کیلاویا رخ می‌دهند

در سال ۲۰۱۴، ۶۳ تن هنگامی که یک انفجار با بخار ناگهانی در نزدیکی کوه اونتاکه ژاپن به وقوع پیوست، کشته شدند. هیچ زلزله‌ای یا فعالیت‌های مشکوکی در آتشفشان مشاهده نشده بود تا به‌نوعی هشداری برای حوادث احتمالی باشند. اما پژوهش‌های دی مور نشان می‌دهد که بررسی گازهای شکاف‌های آتشفشانی در ساعت‌ها و دقایق نزدیک به فوران، ممکن است به دانشمندان در پیش‌بینی وقایع فریاتیک آینده کمک کند و از این جهت، اطلاعاتی که از فوران‌های کیلاویا به دست می‌آید، می‌تواند اهمیت زیادی برای دانشمندان داشته باشد.

دی مور گفت:

بسیار علاقمندم تا ببینم که آیا دانشمندان خواهند توانست تغییرات متمایزی را در گازهای خروجی مشاهده کنند. از این رویداد، اطلاعات ارزشمند علمی را انتظار دارم.

اما باید بپذیریم که بسیاری از دانشمندان و مشخصا آتشفشان‌شناس‌ها هم همچون بسیاری از مردم، فریفته‌ی این فوران‌های شگفت‌انگیز شده‌اند. چشم‌انداز فوران گدازه‌های سرخِ داغ از شکاف‌های زمین و پرتاب ستون‌های قوی از خاکستر که گاه تا ارتفاع ۸ کیلومتری به آسمان می‌روند؛ هر کسی را به شگفتی وا می‌دارد.

 آدام کنت، زمین‌شناسی از دانشگاه ایالتی اورگن، گفت:

هرگاه رویدادی فوق‌العاده جالبی همچون رویداد اخیر در دنیای مدرن اتفاق می‌افتد، با پخش‌های زنده و عکس‌ها، شاهد شواهد دست اولی از رویداد هستیم که اغلب زمین‌شناسان با جستجوی سوابق سنگی به دنبال آن هستند.

دی مور می‌گوید، نمی‌توان یافته‌های رویداد آتشفشانی کیلاویا را برای دیگر آتشفشان‌های جهان به کار برد. بیشتر مکان‌هایی که در آن فوران زمین در ناحیه فرورانش رخ می‌دهد، دو صفحه تکتونیکی مجاور به هم برخورد می‌کنند و یکی از صفحات به زیر صفحه‌ی دیگر فرورانده می‌شود. این فرایند موجب ذوب صفحه سوارشونده (به همین ترتیب، صفحه‌ای که به زیر می‌رود، صفحه‌ی فرورونده نامید می‌شود) می‌شود و کمان‌های آتشفشانی مانند حلقه آتش (Ring of Fire) را پدید می‌آورد که اقیانوس آرام را احاطه کرده‌اند.

از آنجایی که فوران‌های فرورانشی از سنگ‌های قاره‌ای غنی از سیلیس تشکیل شده‌اند، باعث ایجاد گدازه‌های چسبناک می‌شوند. این آتشفشان‌ها مخروط‌های آتشفشانی را به‌وجود می‌آورند که فوران‌های انفجاری دارند. این فرایند کاملا با آنچه در جزایر هاوایی اتفاق می‌افتد، بی‌ارتباط است. در جزایر هاوایی، صفحه اقیانوس آرام روی لایه‌ای از مواد داغ که از پوسته زمین به بیرون نفوذ کرده‌اند، می‌لغزد و نواحی را به وجود می‌آورد که نقطه‌ی داغ (Hotspot) نام دارند. گدازه در این آتشفشان‌ها، از پوسته مذاب اقیانوسی تشکیل می‌شود که روان و مایع است. گدازه‌های این نوع فوران‌ها به‌جای منفجر شدن، جریان می‌یابند. و با جریان یافتن گدازه‌ها به درون اقیانوس، زمین جدیدی در لبه‌ی جزایر هاوایی تشکیل می‌شود.

فوران‌های فریاتیک، بدون علائم هشدار دهنده رخ می‌دهند

کریپنر، طی چند هفته‌ی اخیر، بخش زیادی از وقت خود را صرف مصاحبه با رسانه‌های مختلف کرده تا به شایعات عجیب و غریبی که در مورد فعالیت‌های آتشفشان کیلاویا به وجود آمده پایان دهد. مواردی مانند ارتباط بین جزایر هاوایی و حلقه آتش و اینکه نباید نگران وقوع زمین‌لرزه‌های فاجعه بار یا سونامی‌های عظیم در این ناحیه بود. و همچنین دود آتشفشان کیلاویا روی تغییرات اقلیمی تاثیری نخواهد نداشت.

 کریپنر گفت:

باید به بدترین سناریوها بپردازید تا آتشفشان‌ها را به مسئله‌ی جذابی (برای عموم مردم) تبدیل کنید!

Tags

ارسال نظر شما

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *