البراكين: من أين يفتح الفتح التالي؟

نموذج جديد يتوقع موقع تفشي المرض في المستقبل

منطقة شديدة الخطورة: منظر لكالديرا البركان الفائق Campi Flegrei بالقرب من نابولي. حيث في هذه المنطقة البركانية يمكن أن اندلاع الحمم المقبل يحدث الآن يتوقع نموذجا جديدا. © Giuseppe Vilardo / INGV-OV GeoLab
قراءة بصوت عال

خطر محدود: يمكن أن يتنبأ نموذج جديد بالمكان الذي سيحدث فيه خروج الحمم البركانية في أحد البركان - وهو تحد كان من الصعب تحقيقه حتى الآن. أصبح هذا ممكنًا عن طريق الجمع بين البيانات الجيوفيزيائية وطريقة إحصائية ، وفقًا لما أورده الباحثون في مجلة "Science Advances". في البركان الخارق Campi Flegrei بالقرب من نابولي ، أثبت الطراز الجديد بالفعل دقته.

حتى التنبؤ بوقت الاختراق التالي يمثل تحديًا لبركان نشط. لكن الأمر يصبح أكثر صعوبة إذا كنت تريد التنبؤ بالضبط بمكان هروب الحمم البركانية. لأنه غالبًا ما تفتح الصهارة أرضًا جديدة وتخرج على جوانب البركان أو حتى على بعد أميال ، مثل بارداربونجا في أيسلندا أو كيلوا في هاواي.

مشكلة التكهن

هذا أكثر تطرفًا مع البراكين الفائقة: يمكن أن تكون ثقوبها البركانية الضخمة من قبل مداخن الثورات الصغيرة. يقول المؤلف الأول إليونورا ريفالتا من مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض في جي إف زد في بوتسدام: "كالديرا غالباً ما يشبه العشب المغطى بألواح التلال". بالإضافة إلى ذلك: إن ثوران كالديرا نادرة ومتفرقة في الوقت المناسب. وفقًا لذلك ، من الصعب التنبؤ بموقع الانفجار التالي في بركان كالديرا.

يقول ريفالتا: "كانت النماذج المستخدمة حتى الآن تعتمد على إحصاءات مواقع الانفجارات السابقة". في هذه العملية ، افترض علماء البراكين أن الفتحات الموجودة تشكل بقعًا ضعيفة في باطن الأرض ، مما قد يجعل الصهارة ترتفع بسهولة أكبر في المرة القادمة. ومع ذلك ، فإنه يتناقض مع حقيقة أن العديد من الفتحات عبارة عن "فتحات لمرة واحدة" ، كما يوضح ريفالتا وفريقها: إنهم ينشطون فقط خلال فترة تفشي المرض وليس مرة أخرى.

الجيوفيزياء جنبا إلى جنب مع الإحصاءات

لذلك ، طور فريق البحث الآن طريقة جديدة للتنبؤ بموقف المخارج. "نحن نستخدم أحدث المعرفة المادية لكيفية انتشار الصهارة تحت الأرض ، والجمع بينها مع عملية إحصائية ومعرفة هيكل وتاريخ البركان ،" يوضح Rivalta. على وجه التحديد ، يحدد الباحثون عوامل مثل موضع حجرة الصهارة أو توزيع الإجهاد في الأرض أو موقع الانفجارات البركانية. عرض

ثم يجمع العلماء بين هذا النموذج المادي وطريقة ثابتة ، تسمى محاكاة مونت كارلو. "نقوم بضبط معلمات النموذج المادي حتى تتطابق مع أنماط الثوران السابقة. ثم لدينا نموذج عمل ويمكننا استخدامه للتنبؤ بحدوث تفشي المرض في المستقبل "، كما يقول ريفالتا.

اختبار في البركان السوبر

مدى دقة النموذج الجديد ، قام الباحثون باختبار باستخدام مثال Campi Flegrei بالقرب من نابولي. منذ 40،000 عامًا ، قبل 29،000 عامًا وقبل 15،000 عامًا ، شهد هذا البركان الكبير ثوران كبير غطى نصف أوروبا بالرماد وترك وراءه كالديرا عملاقة. ومنذ ذلك الحين ، خلفت ثورات بركانية صغيرة أكثر من 70 فتحة في المنطقة البركانية. في الآونة الأخيرة ، هناك دلائل متزايدة على أن البركان الكبير يتجه نحو ثوران كبير جديد - يمكن أن يؤثر على أكثر من مليون شخص.

يعد Monte Nuovo مدخنة آخر ثوران صغير لـ Campi Flegrei في عام 1538. Mauro Antonio Di Vito

لاختبارهم ، قام الباحثون بتغذية نموذجهم بالبيانات الجيوفيزيائية لهذا البركان الفائق وأعادوا في البداية بناء موقع بعض المخارج السابقة. معلومات موقعهم التي لم يتغذوا عليها من قبل. وبالفعل ، فإن النتائج تعكس التحول التدريجي للفتحات وتوقعت أيضًا موقع الانفجار الأخير. لقد حدث في عام 1538 في مونتي نويفو في الركن الشمالي الشرقي من كالديرا ، وهي منطقة كانت تعتبر غير مرجحة بسبب الادعاءات السابقة.

تفشي المستقبل يهدد في الشمال الشرقي

والأهم من ذلك ، أن النموذج الجديد يتنبأ أيضًا بالمكان الذي يمكن أن نتوقع حدوثه في المستقبل في Campi Flegrei. تبعا لذلك ، من المحتمل أن تحدث فتحات تهوية جديدة في شمال شرق كالديرا. تشكل منطقة الاندفاع الأكثر احتمالا حلقة على بعد 2.3 إلى 4.5 كيلومترات من مركز كالديرا ، كما يقول الباحثون. لذلك ، لا تقع منطقة الخطر هذه في الجزء المغمور من المنطقة البركانية ، ولكن في وسط المنطقة الساحلية المكتظة بالسكان.

إذا كان النموذج دقيقًا للغاية مع البراكين الأخرى ، فإن الباحثين يريدون التحقيق بعد ذلك. يقول ريفالتا: "إذا كانت طريقتنا تعمل بشكل جيد مع البراكين الأخرى ، فبإمكانها أن تساعد في التخطيط بشكل أفضل لاستخدام الأراضي في المناطق البركانية والتنبؤ بموقع الثورات في المستقبل بيقين أكبر من السابق". (العلوم المتقدمة ، 2019 ؛ دوي: 10.1126 / sciadv.aau9784)

المصدر: مركز هلمهولتز بوتسدام GFZ مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض

- ناديا بودبريجار