آتشفشانها چگونه فوران میکنند؟
مجله علمی ایلیاد - طبق تحقیقات جدیدی از دانشگاه امپریال کالج لندن و دانشگاه بریستول انگلستان، آتشفشانها به وسیلهی ماگمای مایعی که در غارهای بزرگ زیرزمینی به نام «حفرههای ماگما»، تشکیل میشود، تغذیه نمیشوند؛ بلکه به وسیلهی مخازن به اصطلاح «خمیری» تغذیه میشوند. مخازن خمیری، مناطقی هستند که عمدتاً از کریستالهای جامد ساخته شده و فضاهای کوچک بین این کریستالها را ماگما پُر میکند.
دانشمندان بیان دارند که ذخیرهسازی ماگما به وسیلهی جریان مذاب در مخازن خمیریِ قدیمی رخ میدهد، نه به وسیلهی فرآیند کریستالیزاسیون ناچیز در حفرههای ماگما. پروفسور «متیو جکسون» از امپریال کالج لندن و نویسندهی اصلی این تحقیق، گفت: «اکنون باید دوباره بررسی کنیم که فوران از مخازن خمیری چرا و چگونه رخ میدهد؟ میتوانیم برای درک فورانهای آتشفشانی با پیامدهای ایمنی عمومی و نیز برای درک تشکیل رسوبهای معدنی فلزی مربوط به سیستمهای آتشفشانی، از یافتههای خود استفاده کنیم.»
برای رخ دادن فوران، آتشفشانها به منبعی از ماگما که حاوی مقادیر نسبتاً کمی از کریستالهای جامد باشد، نیاز دارند. به طور سنتی، تصور میشود که این ماگما در حفرهی ماگما تشکیل و ذخیره میشود. مطالعات جدید شیمی ماگما، این دیدگاه را به چالش کشیده و موجب پیشنهاد مدل مخزن خمیری شده است. در این مدل، مخازن کوچک ماگما در شکافهای کوچک بین کریستالهای جامد، قرار میگیرند.
با این حال، مدل مخزن خمیری نمیتواند توضیح دهد که ماگماهایی که کریستالهای نسبتاً کمی دارند، چگونه به وجود میآیند و به آتشفشانها منتقل میشوند تا آتشفشان، آنها را در سطح زمین فوران کند. اکنون پروفسور جکسون و همکارانش با مدلسازی ماهرانهی مخازن خمیری، راهحلی ارائه دادند.
در طرح مخزن خمیری، این ماگما چگالی کمتری نسبت به کریستالها دارد که باعث میشود از طریق فضاهای بین آنها به بالا بیاید. با بالا آمدن آن، ماگما با کریستالها واکنش میکند، آنها را ذوب میکند و موجب ایجاد مناطقی که حاوی کریستالهای نسبتاً کمی است، میشود. این مناطق دارای ماگمای زیاد هستند که میتوانند موجب فوران شوند.
پروفسور «استفن اسپارک» از دانشگاه بریستول، گفت: «راز بزرگ در مورد آتشفشانها این است که تصور میشود حفرههای بزرگی از سنگهای ذوبشده در زیر آنها قرار دارد. با این حال، یافتن این حفرههای ماگما بسیار دشوار است. مظریهی جدید این است که سنگهای ذوبشده در سنگهای بزرگ و داغ کریستالی تشکیل میشوند و بیشتر زمان آن در منافذِ کوچک درون سنگ سپری میشود، نه در حفرههای بزرگ ماگما. با این حال، سنگی که ذوب شده به آهستگی فشرده میشود تا مخازن مذاب را تشکیل دهد که بعد از آن میتواند فوران کند یا حفرههای کمعمر ماگما را شکل دهد.»
این مدل جدید مخزن خمیری، علاوه بر توضیح شروع فورانها، به توضیح پدیدههای دیگر در سیستمهای آتشفشانی نیز کمک میکند، از جمله توضیح چگونگی شکل گرفتن ترکیب شیمیایی ماگما و چگونگی فوران کریستالهای بسیار قدیمیتر در ماگماهای جوانتر. این تحقیق در مجلهی Nature منتشر شده است.
نوشته: SsciNews
ترجمه: زهرا جهانبانی – مجله علمی ایلیاد