العلماء يحددون المصدر الرئيسي الذي قد يكون يغذي نشاط البراكين الساخنة في آيسلندا

بعد 800 عام من الهدوء، استيقظت البراكين في شبه جزيرة ريكجانيس في أيسلندا على بعد حوالي 56 كيلومترًا (35 ميلًا) جنوب عاصمة البلاد، ريكيافيك.

منذ عام 2021، أدت سلسلة من الانفجارات البركانية إلى تعطيل الحياة اليومية في المنطقة المكتظة بالسكان، مما أدى إلى عمليات إجلاء وانقطاع التيار الكهربائي وتضرر البنية التحتية، فضلاً عن تأجيج المخاوف من حدوث حدث مثل ثوران بركان إييافجالاجوكول، وهو بركان كبير على بعد حوالي 80.5 كيلومتر (50 ميلاً) إلى الجنوب الغربي والذي تسبب في أزمة سفر دولية في أبريل/نيسان 2010.

وعلى الرغم من عدم وجود خطر حدوث كارثة عالمية، إلا أن الباحثين يحذرون الآن من أن الأدلة العلمية الجديدة تشير إلى أن الانفجارات البركانية التي تنشأ من شبه جزيرة ريكجانيس قد تستمر لسنوات أو حتى عقود. ويمكن أن يؤدي النشاط البركاني المطول إلى مزيد من الاضطراب وربما يجبر على إخلاء غريندافيك على المدى الطويل، وهي بلدة صيد الأسماك التي يقطنها أكثر من 3000 نسمة والتي تعد أيضًا بوابة لأكبر معلم سياحي في أيسلندا - بركة بلو لاغون الحرارية الأرضية.

وقال فالنتين ترول، الأستاذ في قسم علوم الأرض في جامعة أوبسالا في السويد، والمؤلف الرئيسي لدراسة عن الانفجارات البركانية نُشرت يوم الأربعاء في مجلة تيرا نوفا: "أعتقد أننا بحاجة إلى الاستعداد للتخلي عن غريندافيك".

"لا يزال بإمكانها البقاء على قيد الحياة كميناء للصيد، حيث يدخل الناس ويخرجون. لكن بقاء الناس هناك، مع احتمال حدوث نشاط بركاني سريع للغاية، لا أعتقد أن هذا أمر غير مستحسن. ما نعتقده الآن هو أن الانفجارات البركانية ستستمر على الأرجح كما رأينا على مدى السنوات الثلاث الماضية، ونتائجنا تدعم ذلك".

ولكي يتمكن ترول وزملاؤه الباحثون من التنبؤ بما إذا كانت الانفجارات البركانية ستستمر وكيف يمكن أن يستمر النشاط البركاني في المستقبل، اتبع ترول وزملاؤه الباحثون نهجًا جديدًا من خلال الجمع بين فرعين منفصلين من العلوم التي كشفت عن مصدر أساسي للصهارة تحت الأرض أو الصخور المنصهرة التي تغذي النشاط في شبه جزيرة ريكجانيس.

قال هيو تافن، وهو قارئ في علم البراكين في جامعة لانكستر في المملكة المتحدة الذي لم يشارك في التقرير، إن البحث قدم حجة قوية لتكرار الانفجارات البركانية في السنوات القادمة. وقال: "توفر هذه الدراسة تجميعًا مفيدًا للأدلة من تاريخ الانفجارات البركانية في شبه جزيرة ريكجانيس، وكيمياء الحمم البركانية المنفجرة وعمق الزلازل وطبيعتها".

"تشير جميع الأدلة إلى إنشاء خزان صهارة واحد تحت (بركان) فاغرادالسفجال، وأن هذا الخزان يمكن أن يغذي الانفجارات البركانية في مواقع مختلفة في شبه جزيرة ريكجانيس، اعتمادًا على الضغوطات المتغيرة في القشرة الأرضية."

عصر جديد من الانفجارات البركانية في آيسلندا

تضم أيسلندا، التي تبلغ مساحتها تقريبًا مساحة ولاية كنتاكي ويبلغ عدد سكانها ما يقرب من 400,000 نسمة، أكثر من 30 بركانًا نشطًا أصبحت من المعالم السياحية ضمن المناظر الطبيعية الخلابة في البلاد.

وأوضح ترول أن العدد الكبير من البراكين التي تثور بنشاط أو تشير إلى وجود علامات على الاضطراب يرجع إلى حقيقة أن الجزيرة تقع على حدود بين الصفائح التكتونية (قطع عملاقة تتحرك ببطء من القشرة الأرضية والوشاح العلوي)، مما يخلق شقوقًا تسمح للصهارة بالخروج.

"وأضاف قائلاً: "تقع شبه جزيرة ريكجانيس على حدود هذه الصفيحة بالضبط، ويبدو أننا نشهد الآن الجزء الأول من حلقة ثوران بركاني كبير. وهذه ظاهرة متكررة في شبه الجزيرة، مع 800 سنة من التوقف أو السكون، تليها 100 أو 200 سنة من الانفجارات البركانية الشديدة، تليها فترة هدوء أخرى. من الناحية العلمية، نحن محظوظون لأننا قادرون على مراقبة ذلك، ولكن من وجهة نظر مجتمعية لسنا محظوظين، لأن ذلك يحدث في جزء مكتظ بالسكان في جزء من البلاد به الكثير من البنية التحتية."

قال ترول إنه يوجد الآن نظام حاجز كبير حول غريندافيك لحماية البلدة، حيث تدفع الحمم البركانية ضدها في العديد من الأماكن. كما توجد محطة لتوليد الطاقة في المنطقة، وهي تزود مطار كيفلافيك الدولي، وهو المطار الرئيسي في البلاد الذي يقع على طرف شبه الجزيرة. "إذا تأثرت محطة الطاقة، فقد يكون لدينا نقص في الطاقة في مطار كيفلافيك على المدى الطويل. وقد يؤثر ذلك على حركة السفر الدولي".

ومع ذلك، أضاف أن احتمالية حدوث حدث على غرار ما حدث في إييافجالاجوكول ضئيلة إلى حد ما، لأن الوضع في شبه جزيرة ريكجانيس مختلف - فحقول الحمم البركانية ضحلة، ولم تكن الانفجارات في السنوات الثلاث الماضية قريبة من مستويات إييافجالاجوكول.

تم الكشف عن خزان الصهارة الرئيسي

نظر فريق البحث في المسألة من وجهة نظر الكيمياء الجيولوجية والجيوفيزياء.

أولاً، استخدم الفريق الكيمياء الجيوكيميائية للنظر في تركيب الحمم البركانية وتعرفوا على وجود تشابه بين العينات المأخوذة على بعد عدة أميال. ويُظهر هذا الاكتشاف أن جميع الانفجارات البركانية تغذيها جميعًا خزان صهارة مشترك يقع على عمق 9 إلى 12 كيلومترًا (5.6 إلى 7.5 ميل) تحت السطح، وليس مصادر مختلفة.

بعد ذلك، استخدم العلماء الجيوفيزياء الجيوفيزيائية للنظر في توزيع سلسلة من الزلازل المرتبطة بالانفجارات، ووجدوا مجموعة من الزلازل العميقة على نفس العمق تحت الأرض بالضبط. قال ترول: "إنها تقع مباشرة تحت بركان يسمى فاغرادالسفجال، ويبدو أنها غرفة الصهارة الرئيسية أو الخزان الكبير الذي يغذي البراكين الأخرى أيضًا".

وأوضح: "هذه أخبار جيدة، بطريقة ما، لأنها تعني أنه سيكون لدينا ثورات بركانية فردية أصغر على الأرجح لبعض الوقت، ولكن ليس العديد من الانفجارات البركانية المتزامنة على طول شبه الجزيرة بأكملها".

ووفقًا لترول، فإن الاستخدام المشترك للكيمياء الجيولوجية والجيوفيزياء ليس متكررًا، ولكنه يمكن أن يؤدي إلى تخمينات مدروسة حول عدد الانفجارات البركانية التي يمكن أن تحدث من البركان.

وقال: "إن قوة هذه الدراسة وما يجعلها قوية حقًا هو أننا نجمع بين منهجيتين مستقلتين في الأساس للتوصل إلى استنتاجات متشابهة جدًا".

"تقول الجيوكيميائية أن الصهارة من نفس المصدر، ويقول التصوير المقطعي الزلزالي أن هناك خزان رئيسي واحد فقط في العمق. ووضع هذين الأمرين معًا يعطي بعض القوة لتوقعاتنا."

التصوير المقطعي الزلزالي هو عملية تتبع وتحليل أنماط الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل من أجل اكتشاف وتوصيف السمات الداخلية للأرض كنماذج ثلاثية الأبعاد.

رصد النشاط الزلزالي

وقالت عالمة البراكين عينات ليف، وهي أستاذة باحثة مشاركة في مرصد لامونت دوهرتي للأرض في جامعة كولومبيا في نيويورك، إن الدراسة مثيرة للاهتمام والنتائج مقنعة.

وقال ليف، الذي لم يشارك في الدراسة: "أعتقد أنه من الرائع أن نرى الجيوفيزياء الأرضية والكيمياء الجيولوجية تُستخدم بالتآزر للإجابة على أسئلة مهمة حول الأرض". وأضاف: "يدرك مجتمع علم البراكين أن التعاون بين التخصصات أمر بالغ الأهمية، وهو بالتأكيد اتجاه نعمل على تحقيقه."

وأضافت أن الانفجارات البركانية قد تهدد بالفعل غريندافيك. "لقد رأينا بالفعل أنه حتى إذا لم تنفجر الصهارة أو إذا لم تتدفق الحمم البركانية نحو المدينة، فإن تضخم الأرض وانكماشها وكذلك التشققات التي تحدثها تهدد استقرار وسلامة البنية التحتية لغريندافيك."

قالت جيسيكا جونسون، الأستاذة المشاركة في الجيوفيزياء الجيولوجية في جامعة إيست أنجليا في المملكة المتحدة، والتي لم تشارك في العمل أيضًا، إن الجمع بين أنواع مختلفة من الأدلة، مثل المعلومات الجيوكيميائية عن الحمم البركانية والبيانات الجيوفيزيائية من الزلازل، أمر جديد إلى حد ما، ومن المثير أن كلاهما يتفقان.

وأضافت أن إثبات أن الصهارة يتم إمدادها من خزان مشترك له آثار على تواتر الانفجارات البركانية ومدة استمرارها.

وأوضحت جونسون: "هذا يعني أن هناك إمدادات كبيرة من الصهارة يسهل ثورانها، مما يسمح بحدوث ثورات بركانية في المنطقة لفترة طويلة قادمة".

"لسوء الحظ، نظرًا لأن منطقة التخزين كبيرة جدًا، فهذا يعني أنه من الصعب تحديد مكان الثوران التالي بالضبط. ولهذا السبب يجب على الجميع في المنطقة أن يكونوا مستعدين للثورات البركانية المستمرة."

وفقًا لتوفن من جامعة لانكستر، تؤكد الدراسة على أهمية جهود المراقبة المستمرة. يقوم علماء الجيولوجيا الآيسلنديون والمتعاونون الدوليون بتتبع تواتر وشدة النشاط الزلزالي وتشوه الأرض في الوقت الحقيقي. ويتيح لهم هذا النهج إجراء تقييم سريع لاحتمالية حدوث ثورات بركانية في المستقبل مع تراكم الصهارة في القشرة الأرضية وظهور مسارات جديدة.