دراسة: بركان كيكاي العملاق في اليابان يعيد ملء خزان الصهارة

يعيد أحد أقوى البراكين العملاقة على الأرض ملء خزان الصهارة الجوفي ببطء بعد آلاف السنين من ثوران هائل، بحسب باحثين في جامعة كوبه. فقد وجدت المسوح الزلزالية تحت كالديرا كيكاي في اليابان، التي ثارت قبل نحو 7300 عام، أدلة على أن صهارة جديدة تتراكم هناك. وتظهر الدراسة في مجلة Communications Earth & Environment.

لماذا تُعدّ كيكاي مختبرًا مفيدًا

تُطلق بعض الثورانات كمية من الصهارة تبلغ من الضخامة أن الصخور الواقعة فوق الخزان الذي فرغ تنهار، مخلّفة منخفضًا واسعًا ضحلًا يُسمى الكالديرا. ومن الأمثلة على ذلك يلوستون في الولايات المتحدة، وتوبا في إندونيسيا، وكيكاي. وكان آخر ثوران هائل لكيكاي، قبل نحو 7300 عام، أكبر ثوران بركاني معروف في عصر الهولوسين، وهو العصر الذي بدأ قبل نحو 11700 عام. وكانت الصهارة التي انطلقت كافية لدفن سنترال بارك في نيويورك تحت طبقة يبلغ سمكها نحو 12 كيلومترًا (7.5 ميل).

يعلم العلماء أن براكين الكالديرا العملاقة قد تثور أكثر من مرة، لكنهم لا يفهمون إلا القليل عن كيفية تراكم كميات ضخمة كهذه من الصهارة، ما يجعل توقع الثورانات المستقبلية صعبًا. يقول عالم الجيوفيزياء في جامعة كوبه نوبوكازو سياما: «يجب أن نفهم كيف يمكن أن تتراكم كميات كبيرة كهذه من الصهارة لكي نفهم كيف تحدث ثورانات الكالديرا العملاقة». ويقع معظم كيكاي تحت البحر، وهو ما يتبين أنه ميزة: «يتيح لنا الموقع تحت الماء إجراء مسوح منهجية واسعة النطاق»، كما يوضح سياما.

الإصغاء إلى القشرة

استخدم الفريق، بالتعاون مع الوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا الأرض والبحار (JAMSTEC)، مصفوفات من مدافع الهواء لإرسال نبضات زلزالية عبر القشرة تحت قاع البحر. وسجّلت أجهزة تُسمى مقاييس الزلازل في قاع المحيط كيفية انتقال الموجات. وتتحرك الموجات الزلزالية بشكل مختلف عبر الصخر الصلب وعبر المناطق التي تحتوي على مادة منصهرة، ولذلك تكشف التسجيلات عن تراكيب لا يمكن رصدها مباشرة.

وكشف التحليل عن منطقة كبيرة ذات نسبة عالية من الصهارة تقع مباشرة تحت موقع الثوران الذي حدث قبل 7300 عام. ويدل موضعها وامتدادها على أنها نظام تخزين الصهارة نفسه الذي شارك في ذلك الثوران. يقول سياما: «بسبب امتدادها وموقعها، من الواضح أن هذا هو فعلًا خزان الصهارة نفسه الذي كان في الثوران السابق».

صهارة جديدة لا بقايا

وجدت أعمال سابقة أن قبة حمم تنمو قرب مركز الكالديرا منذ نحو 3900 عام، وأظهرت التحاليل الكيميائية أن مادة القبة والنشاط الحديث الآخر تختلف في تركيبها عمّا أطلقه الثوران الهائل. ويشير ذلك إلى أن الصهارة المخزنة الآن تحت القبة جاءت من حقن جديد لصخور منصهرة من أعماق أكبر في القشرة أو الوشاح، لا من بقايا الثوران. ويلخص سياما: «هذا يعني أن الصهارة الموجودة الآن في الخزان تحت قبة الحمم هي على الأرجح صهارة حُقنت حديثًا».

انعكاسات على البراكين العملاقة الأخرى

يقول الباحثون إن نموذج إعادة الحقن هذا يتفق مع خزانات الصهارة الكبيرة الضحلة الموجودة تحت كالديرات عملاقة أخرى مثل يلوستون وتوبا. ولا يعني تجدد الامتلاء أن ثورانًا كارثيًا آخر وشيك؛ بل يبين كيف يمكن إعادة بناء الخزان على مدى آلاف السنين، وهو ما يحتاج العلماء إلى فهمه قبل أن يتمكنوا من تقييم السلوك طويل الأمد للبراكين العملاقة.

ويريد الفريق الآن تحسين أساليبه الزلزالية لدراسة حركة الصهارة وتخزينها بمزيد من التفصيل. يقول سياما: «هدفنا النهائي هو أن نصبح أقدر على رصد المؤشرات الحاسمة للثورانات الهائلة المستقبلية». وحظي العمل بدعم وزارة التعليم اليابانية (MEXT) والجمعية اليابانية لتعزيز العلوم.

تجدون المزيد من أخبار علوم الأرض في قسم العلوم لدينا.