الخميس، 16 فبراير، 2012

بحث علمي عن : البراكين



تعريف البراكين
البراكين هي فتحات في قشرة الأرض تصل باطنها الشديد الحرارة بسطحها البارد، ويخرج من هذه الفتحات وقت الثوران مقذوفات ملتهبة من مواد صلبة وأخرى منصهرة أو سائلة ومعادن ذائبة وأبخرة وغازات ورماد وطفح بركاني وتتراكم أغلب هذه المقذوفات (اللافا) حول الفوهة مكونة جبلا مخروطي الشكل يعرف بالبركان أو جبل النار.كما قد تسيل هذه الطفوح و الحمم فوق مساحة واسعة مسطحة من الأرض مكونة أغطية من الطفوح البركانية كما هي الحال في شمال غرب كينيا و فوق شبه جزيرة الدكن في  الهند.(1)
                خريطة رقم 1 المناطق التي تكثر بها الزلازل المصدر : محمد السيد غلاب : مبادئ الجغرافي الطبيعية ص 87.
أسباب حدوث البراكين
 تحدث البراكين لوجود مناطق ضعف في القشرة الأرضية تستطيع المواد الباطنية المنصهرة الواقعة تحت الضغط الشديد أن تتغلب عليها، وتنفذ منها بصورة مروعة من الثوران الهائل.
تركيب البركان :
ويتركب البركان من الأجزاء الآتية :
-       مخروط له قاعدة مستديرة وجوانب مائلة.
-   القصبة أو المدخنة وهي التجويف الأسطواني الذي يصل فتحة البركان بالطبقات الباطنية حيث توجد المواد المنصهرة.
-       الفوهة وهي مكان خروج المقذوفات البركانية وهي دائرية الشكل مرتفعة الجوانب(1).
شكل رقم 1 رسم توضيحي لأجزاء البركان
أنواع البراكين :
البراكين علي ثلاثة أنواع من حيث نشاطها وهي:
-       البراكين الثائرة أو النشطة وهي التي تثور بانتظام مثل بركان استرمبولي   Strompoli بايطاليا.
-       البراكين الهادئة وهي التي تثور أحيانًا ثم تهدأ أحيانًا، مثل بركان فيزوف المطل على خليج نابولي بإيطاليا(1).
-   البراكين الخامدة وهي التي ثارت قديمًا ثم خمدت نهائيًا وتهدمت فوهتها وانسدت قصبتها ونمت الأشجار والنباتات على جوانبها وأصبحت مخاريط بركانية تُكَوِّن جبالاً منفردة مثل جبل كينيا بقارة أفريقيا.
و من أمثلة ثورات البراكين ثورة بركان فيزوف عام 72 ميلادي عندما دمر مدينه بومبى الرومانية فدفنها تحت الرماد.

شكل رقم 2 صورة لبركان دفاق
آثار البراكين :
تحدث البراكين تغييراً في سطح الأرض إذ تنشأ عنها:
1-     الجبال والهضاب التراكمية مثل هضبة الحبشة.
2-  البحيرات المستديرة التي تشغل فوهات البراكين الخامدة بعد أن تملأها الأمطار مثل بحيرة تيتكاكا في وسط هضبة بوليفيا وسط أمريكا الجنوبية.
3-     التربة البركانية ذات الخصوبة الشديدة بسبب الرماد البركاني، مثل حقول نابولي التي يخصبها بركان فيزوف في إيطاليا.
4-     الجزر البركانية الخصبة في قلب المحيطات وهي ذات مناظر طبيعية جميلة كجزيرة هاواي.
فوائد البراكين :
وإذا صرفنا النظر عما تحدثه البراكين من آثار مخربة تهلك الحرث والنسل فإن لها منافع يستفيد منها الإنسان، لأنها تخرج لنا من باطن الأرض معادن مختلفة ومواد بركانية تحملها الأنهار من سفوح الجبال البركانية إلى الأراضي الزراعية، كـما يحدث في جبال الحبشة التي تمد وادي النيل بالغرين الذي يزيد خصوبة الأراضي الزراعية سنة بعد أخرى مع كل فيضان لنهر النيل.
ومن  فوائد البراكين أيضا:
1- خروج الضغط و الحرارة من باطن الأرض...فتحتفظ الأرض بتوازنها و استقرارها.
2- تكوين الماس...فان مناجم الماس توجد داخل الجبال البركانية... فالماس يتكون من الكربون الذي تحول تحت تأثير الحرارة و الضغط الشديد إلى ماس.
3- إخصاب الأرض ...فالبراكين تخرج البوتاسيوم المقوى للتربة.
4- فصل المعادن و إخراجها للبشرية بصورة تسهل بها تنقيتها .
5- تكوين صخور البازالت التي تستخدم في رصف الطرق.
6- خروج غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يساعد على ضبط حرارة الغلاف الجوى

مناطق البراكين :
توجد البراكين في مناطق الضعف بالقشرة الأرضية، ويمتد أكبر نطاق من البراكين على اليابس المجاور للمحيط الهادي في شرق آسيا وغرب الأمريكيتين.
التوزيع الجغرافي للبراكين : 
يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض ، ويتركز معظمها في أحزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين غالبا.
وهناك توزيعان كبيران للبراكين :-
الأول: (( دائرة الحزام الناري )) وتقع  في المحيط الهادي.
والثاني : يبدأ من منطقة بلوشستان إلى إيران، فآسيا الصغرى ، فالبحر الأبيض المتوسط ليصل على جزر آزور وكناري ويلتف إلى جبال الأنديز الغربية في الولايات المتحدة. وفيما يلي بعض أسماء البراكين في هذه المناطق:
منطقة المحيط الهادئ
§         آلاسكا : 20 بركانا منها بركان كاتاماي Katamai  ، وشيشالدين Shishaldin.
§         كندا : 5 براكين منها رانجل Wrangell .
§         الولايات المتحدة الأمريكية : 8 براكين ومنها راينر Rainier .
§         المكسيك: 10 براكين منها باريكوتين الذي ثار لأول مرة سنة 1934.
§         أمريكا الجنوبية : بركانان.
§         نيوزيلنده : 6 براكين .
§         جوانا الجديدة: 30 بركانا.
§         الفليبين : 20 بركانا.
§         اليابان : 40 بركانا.
منطقة محور البحر الأبيض المتوسط :
§         من جهة الغرب إلى الشرق نجد البراكين التالية في هذه المنطقة :-
§         منطقة الأدرياتيك : 9 براكين ومنها جبل بيليه Pelee .
§         الآزور : 5 براكين .
§         الكناري :3 براكين .
§         إيطاليا : 15 بركانا ومنها بركان فيزوف وسترومبولي وفولكانو.
§         المنطقة العربية وآسيا الصغرى : 6 براكين .
منطقة الإخدود الأفريقي :
§         هاواي : 5 براكين
§         جزر جالاباجوس : 3 براكين .
§         آسلنده : 27 بركانا.
§         أفريقيا الوسطى: 5 براكين.
§         أفريقيا الشرقية : 19 بركانا.
من الإحصائيات السابقة نلاحظ أن حوالي ¾ براكين العالم تتوزع على حافة المحيط الهادي. ومع أن 80% من هذه البراكين تقع على الأجزاء اليابسة من القارات ، فإن هناك براكين عديدة تثور في قاع المحيطات(1).


خريطة رقم 2 توضح توزيع البراكين في العالم
المصدر: محمد السيد غلاب : مبادئ الجغرافيا الطبيعية   ص 82
أشهر البراكين :
بركان فيزوف: Vesuvius
لاشك ان هذا البركان من أشهر البراكين في التاريخ ، ومنذ القدم شاهده الرومان وسجلوا نشاطاته المتكررة، وقد وصف المؤرخ الروماني بليني Pliny  ثورته المدمرة عام 79 قبل الميلاد بعد فترة خمود طويلة وقد جاء في ذلك ما يلي :
 (استمرت بدايات ثورته لمدة 16 عاما ، صحبها تشققات وأصوات وهزات أرضية خفيفة ضربت جنوب إيطاليا. تلاها بعد ذلك إزالة الصخور المتراكمة عند فوهته القديمة ، حصل بعدها تمدد كبير وفجائي للغازات المحبوسة تحتها، ومع تزايد ضغط هذه الغازات حدثت انفجارات عنيفة نتج عنها طفوح بركانية من نوع الخفاف Pumice  غطت مدينة بومبي Pompeii المجاورة .

لقد حاول العديد من سكان المدينة الفرار في قوارب بحرية ، لكن الغازات والرماد والطفوح البركانية غطتهم جميعا، وأدت لحدوث اختناقات لهم ، وطمروا تحت الرماد هم ومدينتهم. وبالإضافة على مدينة بومبي ، فإن مدينة أخرى مجاورة لبركان فيزوف هي مدينة (هيركولنيوم Herculaneum) دُمرت هي الأخرى تدميرا تاما، ورقدت المدينتان تحت طبقة من الرماد البركاني يزيد سمكها عن ستة أمتار.

لقد بقيت هاتان المدينتان مختفيتان في طي النسيان لمدة 1700 سنة ، إلى ان عُثر عليهما وازيحت الطبقات البركانية عنهما من قبل علماء التاريخ، ليشاهد الناس آثار تدمير بركان فيزوف لهما، وليشاهدوا أيضاً الأحافير الإنسانية وغيرها ماثلة أمامهم. وبعد ثورة فيزوف المدمرة قبل الميلاد، هدأ لمدة 1500 عام، ولكنه عاد ليثور عام 1631 وقتل وقتها 18000 نسمة، ومنذ ذلك التاريخ وهذا البركان لم يخمد بصورة نهائية.
بركان كراكاتوا: Karakatoa
كراكاتو جزيرة كثيفة الأشجار، تقع في منطقة ضيقة بين جزيرتي جاوه وسومطرة، وصل ارتفاعها حوالي 2600 قدم نتيجة لتكدس التراكمات البركانية على مدى السنين. ويعتبر انفجار بركان كراكاتو من أهم الإنفجارات وأعنفها في عصرنا الحديث.
لقد بقي هذا البركان خامداً مدة 200 سنة ، وفي شهر مايو 1883 بدأت سلسلة من الإنفجارات المتوسطة والضعيفة تحدث فيه. وبعد مرور 3 شهور من هذه النشاطات وصل الإنفجار ذروته في 26 أغسطس من نفس السنة ، وحدثت هزة أرضية عنيفة أثرت على قاع البحر وأحدثت فيها فوهة كبيرة صاحبها ضوضاء وأصوات ودوي لم يعرف مثلها في التاريخ، حتى ان صوت الإنفجارات تلك سمعت على مسافة 5000 كم  من مكان حدوثها.
اندفعت بعد ذلك سحابة من الرماد والغبار والأتربة البركانية إلى ارتفاع 80 كيلومترا وغطت مساحة 500 كم في المحيط الهندي، وانتشر بعدها الظلام لمدة ثلاثة أيام. وقد كان لإنتشار الغبار البركاني الخفيف – الذي عم العالم – ان سبب تألق غروب الشمس بصورة عجيبة رآه الناس في شتى أنحاء الأرض. إن الانفجارات العنيفة التي لازمت ثورة هذا البركان ولدت أمواجاً عاتية في مياه المحيط الهادئ، وتعرف هذه الأمواج بإسم أمواج التسونامي Tsunomi  التي انتشرت محدثة تأثيرات مخربة في مدن جزيرتي جاوة وسومطرة، وقدر ارتفاع هذه الأمواج بحوالي 30 مترا، وتسببت في وفاة حوالي 40.000 نسمة. 
بركان جبل بيليه : Peelee
حدث انفجار هذا البركان في جبل بيليه الذي يصل ارتفاعه إلى 1200 متر وكان يشرف على مدينة سانت بيير St. Piere  والتي كانت تعد من اكبر مدن المارتينيك في البحر الكاريبي. وكان اعتقاد الناس وقتها أنه بركان خامد إلى أن بدأت في شهر أبريل من سنة 1902 تندفع منه الأدخنة والغبار، وفي الخامس من مايو اندفعت كميات من الطين دمرت مصنعا للسكر وقتلت عددا من الناس.
وتوالت بعدها حوادث هذا البركان ووصلت أقصاها يومي 7،8 مايو من تلك السنة عندما اندفعت سُحُب من الرماد وتكون شق عميق في جانب الجبل تبعه حدوث أصوات عنيفة وسحب كثيفة من الدخان والغبار تحمل الصخور والأتربة وتنحدر متدفقة ً نحو مدينة سانت بيير بسرعة وصلت إلى 350 ميلا ً، في الساعة ، وهناك اكتسحت كل ما قابلها من حي وغير حي ٍ، وقد أودى هذا البركان بحياة أكثر من 30.000 نسمة.
براكين جزر هاويHawaiia Volcanoes  :
تقع جزر هاواي في المحيط الهادئ ، ويصل عمقها إلى حوالي 15.000 قدم ويشكل تراكم هذا العمق مواد بركانية في اصلها ، وتعتبر براكينها من الأمثلة الواضحة على البراكين الدرعية حيث تمتاز قبابها بالعرض والإنحدار البسيط .
وتظهر صخورها بمظهر غير خشن نتيجة تدفق اللابة البازلتية أصلا مع تراكم تجمدات السوائل البركانية التي تدفقت خلال التشققات البركانية على مدى زمن طويل. تبلغ مساحة جزيرة هاواي البركانية 7600 ميل مربع وترتفع إلى 13680 قدماً فوق سطح مياه المحيط الهادئ. لقد عملت خمسة براكين على تكوين هذه الجزيرة اثنان منهما مازالا في حالة نشيطة وهما : مونالوا Mauna Loa وكيلاوا Kilauea .
بركان فولكانو : Vulecano
يقع هذا البركان على بعد 30 ميلا من بركان سترومبولي. ومن اسمه Vulcano  أشتق اسم (بركان). إن ما يحدث من اصوات شديدة ونشاطات بركانية غير متوقعة دفعت العلماء لإعطاء اسم  Vulcanian (البركانية) نسبة له . ويرجع ذلك إلى طبيعة حممه اللزجة وتجمدها بسرعة على السطح مشكلة موانع قوية تمنع اندفاع الغازات وتعمل على حسبها بالداخل مما يساعد في حدوث أصوات عالية، ومع وجود وتراكم الغازات يتولد ضغط عنيف ينتهي بانفجارات مدمرة. لقد سجل التاريخ ثورة هذا البركان عام 1880 لمدة سنتين قذف خلالهما ملايين الأطنان من اللابة التي تحولت أخيرا وعلى مر الزمن إلى مسحوق ناعم يغطي مساحات واسعة.

بركان إتنا :

يقع هذا البركان في جزيرة صقلية ويصل ارتفاعه إلى حوالي 3600م ويعد أعلى براكين أوروبا في ارتفاعه ويغطي مساحة قدرها 460 ميلا مربعا ويبلغ عمق فوهته 1500م  وقد سجل التاريخ 400 ثورة بركانية له منذ عام 475 ق.م. وفي ثورته  سنة 1669 أدى إلى مقتل  20.000 نسمة، وتمتاز فوهة هذا البركان باتساعها الكبير ولا يندفع منها أي مقذوفات حاليا، في حين توجد له فوهات كثيرة على جوانبه المنحدرة يندفع منها بعض الغازات والأبخرة. إن المنحدرات السفلى لهذا البركان مأهولة بالسكان لأن تربتها الخصبة تزرع على نطاق واسع.
بركان اشيكون : Echichon
ثار هذا البركان في المكسيك بتاريخ 28 مارس 1982 ويصل ارتفاعه حوالي 1260 متراً وامتازت ثورته باطلاق كميات هائلة من الغبار والأدخنة والأتربة التي غطت قرية (نارانجو) فأصبحت تبدو مبانيها وكأنها أشباح ماثلة للعيان.
بركان جبل سانت هيلين  : Mountain St. Helens Vol.
وكانت ثورة هذا البركان في 18 مايو 1980 حيث سجل له التاريخ ثورات في عام 1900 ق. م وقد اندفعت منه كميات هائلة من الغازات والرماد والصخور وعمت المنطقة بأسرها وكانت هذه الغازات والرماد تجوب المنطقة بسرعة 200 ميل في الساعة الواحدة حيث غطت مقذوفاته مساحة مقدارها 200 ميل مربع وقتل العشرات من الناس.
التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية : 
سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau   في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa   على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.
كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟
وللإجابة على هذا السؤال يجب أن نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الانفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات أو بسنين أحيانا.
2- التغير في صفات وسلوك الينابيع الحارة و الفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية .
3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض.
4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الاستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء.
5- التحول في القوى الكهربائية المحلية.
6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.
ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter  الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم(1).
إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الانفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.




ما هي الماجما ؟ و لماذا الشكل المخروطي؟
شكل رقم 3 صورة لبركان في بداية الانفجار
هي كلمة لاتينية تسمى عجينة وعندما تضغط القشرة الأرضية المحيطة بالصهارة بقوة عليها فتصعد إلى أعلى في نفق متعرج آخذة معها كل الصخور و الرمال التي تواجهها بالطريق
و لا تخرج الحمم دفعة واحدة و لكن على دفعات و على ساعات متفرقة فتتجمع الحمم عند الفوهة فيعلوا البركان و يأخذ الشكل المخروطي المعروف و من أمثلة الجبال البركانية الكبيرة جبل أتنا و
ETNA هو أحد الجبال البركانية و يصل ارتفاعه الى3000 متر فوق سطح البحر و جبل فيزوف.
و أما البراكين الصغيرة مثل بركان باراكوثين فارتفاعه 500 متر فقط وولد ومات بسرعة , فقط في 9 سنين , أي انه البركان الوحيد الذي استطاع الإنسان أن يشاهد مولده و موته فقد ولد في فبراير 1943 وسط حقل قمح كان يعمل فيه صاحبه و عندما ذهب الفلاح ليرى مكان الدخان ,قذف البركان بقبعة الفلاح و اهتزت الأرض بسبب زلزال و انشقت الأرض و أخذت تقذف بالصخور و عاد الفلاح لقريته مذعورا ليظهر عمود دخان بحجم شجرة و كان ارتفاع البركان عندئذ 60 مترا و مات البركان عام 1952 و كان ارتفاعه 500 متر و غطى مساحة 160 كيلو متر
ما سبب النيران عند الفوهة ؟ و ما سبب السحابة الرمادية؟
حرق المواد العضوية عند السطح من أسباب الدخان, أما السحابة الرمادة الهائلة فبسبب و تفتت الصخور و الغازات و البخار المندفع.
أما ما يراه الناس نارا عند الفوهة فبسبب انعكاس اللون الأحمر للصهارة على الأتربة و البخار الصاعد وكذلك تناثر الصخور الملتهبة إلى أعلى يوحي أنها نارا
أما الغبار المتصاعد فسببه ذرات أو غبار الحمم و هو خفيف لدرجه صعوده لدرجات الهواء العليا و سيره مع الريح ليسقط بعيدا عن البركان.
أما غازات البراكين فهي سامه و تكون ذائبة مع الحمم تحت تأثير الضغط العالي و بصعودها إلى أعلى تمدد و تكون فقاعات و نظرا لأنها أسرع في الصعود و مع تمددها فأنها تأخذ معها الحمم إلى أعلى في الهواء و إذا احترقت عند الفوهة فان درجة الحرارة تزداد فتزيد سيولة الحمم و إذا سدت الحمم الفوهة نظرا للزوجتها فأن الغازات تنفجر محطمة فوهة البركان و أحيان جسمه المخروطي .


 


قائمة المراجع

1-  جودة حسنين جودة : جغرافية أوربا الإقليمية , دار النهضة العربية , بيروت , 1980م.

2-  محمد السيد غلاب : مبادئ الجغرافيا الطبيعية , مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1983م.
3-  محمد متولى : وجه الأرض : مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1977م.




مع خالص التحية

بحث من إعداد :  
محمود طلبه محمد زغلي .... ميت طريف – دكرنس – دقهلية – مصر ...



(1)   محمد السيد غلاب : مبادئ الجغرافيا الطبيعية , مكتبة الانجلو المصرية , القاهرة , 1983م , ص : 86.
(1)   المرجع السابق: ص 85.
(1)   جودة حسنين جودة : جغرافية أوربا الإقليمية , دار النهضة العربية , بيروت , 1980م, ص: 596.
(1)   المرجع السابق :ص :236.
(1)   محمد متولى : وجه الأرض : مكتبة الأنجلو المصرية , القاهرة , 1977م, ص: 27.