غيرت دراسة جديدة عن البراكين الأسترالية ما نعرفه عن البراكين المتفجرة “الساخنة”

تساعد دراستنا الجديدة المنشورة في Nature Geoscience عن سلسلة قديمة من البراكين الأسترالية على تغيير فهمنا للبراكين “الساخنة”.

قد تتفاجأ عندما تعلم أن شرق أستراليا يستضيف أطول سلسلة من البراكين القارية الساخنة على الأرض. اندلعت هذه البراكين خلال الـ 35 مليون سنة الماضية (من 1 إلى 7 ملايين سنة لكل منها) ، حيث تحركت القارة الأسترالية فوق منطقة حرارة (نقطة ساخنة) داخل الكوكب ، والمعروفة أيضًا باسم شذوذ الحرارة الثابت أو عمود الوشاح.

لكن يبدو أن النقطة الساخنة الأسترالية تضاءلت مع مرور الوقت. ووجدنا أن البنية الداخلية للبراكين وثورات البراكين قد تغيرت نتيجة لذلك. تظهر النتائج الجديدة التي توصلنا إليها أن قوة النقاط الساخنة لها تأثيرات رئيسية على تطور البنية الداخلية للبراكين ، إلى جانب موقعها وعمرها.

تغير النقاط الساخنة سطح الأرض

يمكن أن تنتج براكين النقاط الساخنة كميات كبيرة جدًا من الحمم البركانية ولها دور مهم في تطور الأرض والغلاف الجوي. اليوم ، البراكين النشطة الشهيرة في النقاط الساخنة تشمل براكين هاواي في المحيط الهادئ وجزر الكناري في المحيط الأطلسي. تُعرف هذه البراكين بجزيرة المحيط.

توفر سلسلة النقاط الساخنة الأسترالية منظورًا قاريًا وتغطي دورة حياة النقطة الساخنة – وهي فرصة فريدة لفهم كيفية عمل براكين النقاط الساخنة بشكل أفضل ، ولماذا تندلع ، وكيف تتطور بمرور الوقت.

وجدنا أن قوة النقطة الساخنة وإمدادات الصهارة تتحكم في مدة البراكين وتكوينها وانفجارها على السطح. منذ حوالي 35 إلى 27 مليون سنة ، كانت النقطة الساخنة الأسترالية المبكرة قوية وولدت براكين هائلة وطويلة الأمد عبر كوينزلاند حيث اتخذت الصهارة (الصخور المنصهرة) طريقًا مباشرًا إلى السطح.

في المقابل ، تعد براكين نيو ساوث ويلز الأحدث (منذ 20 إلى 6 ملايين سنة) أصغر حجمًا ولها أعمار أقصر ، مما يشير إلى أن النقطة الساخنة فقدت قوتها بمرور الوقت. ومن المثير للاهتمام أن انخفاض العرض جعل رحلة الصهارة إلى السطح أكثر تعقيدًا ، مع العديد من التوقفات (غرف الصهارة) والمزيد من الانفجارات المتفجرة.

حدثت نقطة التحول في المشهد البركاني المذهل تويد وولومبين (جبل تحذير) ، والذي تشكل منذ 21-24 مليون سنة على الحدود الحالية بين كوينزلاند ونيو ساوث ويلز.

الرحلة السرية للصهارة

لاكتشاف رحلة الصهارة داخل البركان ، والتوقفات التي قطعتها في طريقها للانفجار ، قمنا بتحليل البلورات البركانية. هؤلاء هم الأبطال الصغار الذين يصلون إلى السطح. تتكون بشكل أساسي من معادن السيليكات مثل الزبرجد الزيتوني والبيروكسين والبلاجيوجلاز ، وتنمو البلورات في أحشاء البركان عند درجة حرارة عالية ، وتسجل ما يحدث قبل بدء الانفجارات.

هذه البلورات بسيطة جدًا في البراكين الشمالية مثل Buckland في كوينزلاند ، مما يعني أنها تنتقل عبر عدد قليل من غرف الصهارة البسيطة. في المقابل ، تصبح البلورات معقدة للغاية في البراكين الجنوبية مثل Nandewar و Warrumbungle في نيو ساوث ويلز ، مما يعني أن لديهم رحلة معقدة عبر الكثير من غرف الصهارة المزدحمة – الكثير من التوقفات.

الأهم من ذلك ، عندما تتوقف الصهارة في غرفة ، فإنها تبرد وتصبح أكثر لزوجة ويصعب اندلاعها – مثل معجون الأسنان البارد ، بدلاً من القهوة الساخنة. قد تحتاج هذه الصهارة السميكة البطيئة إلى صهارة جديدة أكثر سخونة (تحتوي على الكافيين!) لتأتي وتدفعها للانفجار.

إذا حدث ذلك ، فقد لا تتمكن الغازات المحبوسة في الصهارة الباردة من الهروب ، لأن الصهارة سميكة جدًا. ينتج عن هذا تراكم للضغط ، ينفجر في النهاية مثل زجاجة مشروب غازي مهتز – انفجار بركاني متفجر.

اقرأ المزيد: بلورات البركان يمكن أن تجعل من السهل التنبؤ بالانفجارات البركانية

ساعة خاصة

تدفقات الحمم الباردة والمتصلبة التي نراها في شكل صخور بركانية تحتوي على ساعة خاصة – العناصر الكيميائية المشعة تتفكك ببطء إلى منتجات ابنة مستقرة تتراكم وتزداد في التركيز مع مرور الوقت.

جمال هذه العملية هو أننا نعرف مدى سرعة حدوثها. من خلال قياس نسبة العنصر المشع ومنتج ابنته المستقر يمكننا حساب عمر الصخور البركانية. من خلال قياس عمر كل تدفق من الحمم البركانية من أسفل إلى أعلى البركان ، يمكننا قياس عمرها.

تُظهر دراستنا أهمية البراكين الأسترالية ، حتى لو انقرضت في الغالب ، في فهم أفضل للانفجارات البركانية التي شكلت تطور كوكبنا. نوضح الدور الأساسي لقوة النقاط الساخنة وإمداد الصهارة في المناظر الطبيعية للأرض ، بالإضافة إلى أنماط الثوران وأعمار البراكين.

هذا الاختراق يجعل من الممكن تصور الهيكل الداخلي للبراكين الساخنة وتطورها ، ويمكن الوصول إليه بسهولة بشكل فريد في المناظر الطبيعية الأسترالية القديمة المكشوفة.

اقرأ المزيد: كشف العلماء للتو عن النموذج الجيولوجي الأكثر تفصيلاً لما يقرب من 100 مليون سنة على الأرض