علم

العلم وراء حلقات الدخان البركانية

العلم وراء حلقات الدخان البركانية



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إنه أمر لا يصدق أن تفكر في بركان يقوم بحيل الحفلات. ولكن هناك بعض البراكين ، مثل بركان ياسور في فانواتو ، التي يمكنها حرفيًا أن تنفخ حلقات الدخان.

المشهد ساحر حقًا ، وإذا التقطت صورة له ، فمن المحتمل أن يعتقد الناس أنه تم التقاط الصور. لكن هذه الظاهرة حقيقية للغاية ، وتثير تساؤلات حول أسبابها.

تم رصد حلقات الدخان من العديد من البراكين في جميع أنحاء العالم ، لكن السر حول آليتها لم ينكشف إلا الآن.

ذات صلة: سر الحمم الزرقاء و KAWAH IJEN VOLCANO

البراكين عبارة عن فتحات في القشرة الأرضية تعمل كمنفذ للهروب من الصهارة والغازات. تختلف الصهارة في لزوجتها بناءً على عوامل مثل درجة الحرارة ومحتوى السيليكا وكمية الغازات المذابة.

لا تحدد هذه العوامل فقط ما إذا كانت الصهارة ستتدفق بحرية أم أنها ستتمتع بمقاومة أكبر (اللزوجة). كما يحدد أيضًا ما إذا كانت الغازات المكثفة ستكون قادرة على الهروب من الصهارة وتشكيل حلقات دخان.

لنقم باستعراض سريع لمعرفتنا بالبراكين ونحاول فهم ما يحدث لهذه الغازات المحتبسة داخل فم البركان.

كيف تتشكل البراكين؟

هناك أكثر 1500 البراكين النشطة على الأرض ، وربما أكثر تحت المحيطات. يعتقد بعض العلماء أن 80 في المائة من الانفجارات البركانية على الأرض تحدث في المحيط.

تستضيف هاواي وألاسكا وكاليفورنيا وأوريجون وواشنطن الغالبية العظمى من البراكين في الولايات المتحدة.

هناك طرق مختلفة لتحديد البركان النشط ، ولكن بشكل عام ، يُعرف البركان بأنه نشط إذا كان قد حدث ثوران بركاني واحد على الأقل في آخر 10000 عام.

قد يكون من الصعب تخيل ذلك ، نظرًا لعنف الانفجار البركاني ، لكن معظم البراكين تتشكل في عملية بطيئة. تتشكل هذه البراكين عندما تشق الصهارة من داخل وشاح الأرض العلوي طريقها إلى السطح. بمجرد وصوله إلى السطح ، يظهر ليشكل تدفقات الحمم البركانية ورواسب الرماد.

تتشكل البراكين من خلال العديد من دورات مثل هذه الانفجارات. تبرد الحمم البركانية بعد ملامستها للهواء ، والتي تتصلب في النهاية إلى طبقات تشكل البركان في النهاية. تحدث هذه العملية بشكل متكرر على مدى آلاف السنين ، ومع مرور الوقت ، مع استمرار البركان في الانفجار ، غالبًا ما يصبح أكبر وأكبر.

ما الذي يسبب الانفجارات البركانية؟

ترتفع الصهارة من الوشاح عندما تذوب. يمكن أن يحدث ذلك من خلال انفصال الصفائح التكتونية عن بعضها أو دفعها لأسفل ضد بعضها البعض ، أو في "النقاط الساخنة" حيث تكون قشرة الأرض رقيقة.

ترتفع الصهارة ، وهي خفيفة نسبيًا ، إلى السطح وتهرب في النهاية من خلال الفتحات البركانية. الانفجارات المتفجرة التي كثيرا ما نفكر فيها عندما نسمع كلمة ثوران تحدث بشكل غير متكرر وفي أنواع معينة من البراكين.

يحدث هذا عندما يصبح الضغط مرتفعًا جدًا. يمكن أن يحدث أيضًا عندما تتلامس الصهارة مع الماء. يكون البخار المتشكل نتيجة لذلك كافياً لإعطاء البركان الضغط المطلوب للانفجار.

لكن لم تنفجر كل البراكين. تُعرف تلك التي تفعل بالبراكين النشطة.

هذه البراكين موضوع الكثير من البحث والمسح على الرغم من التحديات والمخاطر الواضحة.

ما هي أنواع البراكين المختلفة؟

هناك أنواع مختلفة من البراكين. أبسط مخاريط جمرة. تحدث عندما يتم إخراج جزيئات ونقط الحمم البركانية من فتحة بركانية. بمرور الوقت ، يؤدي هذا إلى تكوين مخروط دائري أو بيضاوي الشكل ، عادةً مع فوهة على شكل وعاء في الأعلى. تميل البراكين المخروطية إلى أن تكون قصيرة ، حيث يبلغ ارتفاعها حوالي 1000 قدم فقط.

تعد البراكين المركبة أو البراكين الطبقية من أشهر الجبال في العالم: جبل رينييه وجبل فوجي كلاهما من البراكين الطبقية. في هذه البراكين ، يتم توجيه الصهارة من أعماق الأرض إلى السطح. تخترق الحمم السطح من خلال فتحات أو شقوق وتشكل مخاريط شديدة الانحدار. يمكن أن تنفجر البراكين المركبة بعنف وقد تنفجر بخار ورماد وصخور بدلاً من الصهارة. يُعرف هذا النوع من الثوران بشكل جماعي بتدفق الحمم البركانية.

من ناحية أخرى ، فإن البراكين الدرع لها منحدرات لطيفة. تكون انفجارات هذه البراكين أكثر تكرارا ولكنها عادة غير قابلة للانفجار. الصهارة لديها لزوجة منخفضة ، لذلك يمكنها السفر لمسافات كبيرة أسفل المنحدرات الضحلة للبركان. تتراكم هذه البراكين ببطء بمرور الوقت ، مع مئات الانفجارات ، مما يخلق طبقات عديدة ، بدلاً من الانفجار بشكل كارثي. جبل كيلويا في هاواي هو بركان درعي.

تشكل بعض البراكين قباب الحمم البركانية. يتم تكوينها بواسطة كتل صغيرة من الحمم البركانية ، ذات اللزوجة العالية والحموضة ، والتي تتراكم فوق وحول الفتحة. تنمو القبة مع توسع الحمم بداخلها. يمكن أن تنفجر قباب الحمم بعنف ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الصخور الساخنة والرماد. مثال على قبة بركان هو بوي دي دوم في فرنسا.

الانفجارات من جميع الأنواع تضر بالحياة ، على الرغم من أن بعضها ، مثل الانفجارات المتفجرة ، لديها قوة تدميرية أكبر. بينما تعتبر الانفجارات موضوعًا مثيرًا للدراسة ، تحدث حلقات الدخان عادةً عندما لا تحدث ثوران بركاني.

شرح حلقات الدخان

تقول نظرية بوريس بهنك ، عالم البراكين في المعهد الوطني الإيطالي للجيوفيزياء وعلم البراكين ، إن هذه الحلقات ، في الواقع ، ليست دخانًا بل بخار ماء وغازات مضغوطة أخرى.

من الصعب دراسة حلقات الدخان لأنها تختفي بسرعة في الغلاف الجوي. تم العثور على تفسير محتمل لحلقة الدخان من قبل مجموعة من العلماء بقيادة فابيو بولفيرنتي. بولفيرنتي زميل أقدم في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا.

كان نهج هذه المجموعة راديكاليًا تمامًا. لقد قبلوا أن دراسة هذه الظاهرة باستخدام المعدات المادية ستكون صعبة ، بسبب ندرتها. بدلاً من ذلك ، قاموا بإنشاء عمليات محاكاة على جهاز كمبيوتر.

قاموا بتغذية المعلمات المختلفة لحلقات الدخان البركاني ، مثل السرعة والارتفاع ووقت التبريد في برنامج كمبيوتر. اعتمد هذا البرنامج على المفاهيم النظرية لميكانيكا الموائع التي حددت كيفية تفاعل الغازات مع الصهارة وفيزياء تكوين الدوامة.

ثم قاموا بتغيير المعلمات التي يمكن أن تؤثر على تشكيل حلقة الدخان. ووجدوا أن تغيير ضغط وهندسة الفتحة لقيم معينة أدى إلى ظهور واختفاء حلقات الدخان.

في المحاكاة ، تسربت الغازات المكثفة ، وبخار الماء في الغالب ، من الصهارة ودُفعت من فتحة البركان. ينجرف هذا البخار البركاني ، وهو أكثر دفئًا وأقل كثافة من الهواء المحيط ، إلى أعلى ويبدأ في التمدد.

الآلية شبيهة بما يحدث في فم المدخن عندما ينفخ حلقات الدخان. لقد ثبت أن البركان يحتاج إلى فتحة ضيقة بشكل معقول حتى تتشكل الحلقات.

لكن اللغز لا ينتهي عند هذا الحد.

لماذا لا تنفخ هذه البراكين دائمًا في حلقات الدخان؟

السؤال الصحيح إذن ليس كيف تحدث ولكن لماذا لا تحدث معظم الوقت عندما يتم استيفاء الشروط. والجواب المحتمل بسيط للغاية: الريح.

الرياح السريعة لا تسمح بتشكيل حلقات الدخان ، أو على الأقل ليست كبيرة بما يكفي بحيث يمكن ملاحظتها.

تغليف

طور علماء الميتافيزيقيا والعلماء الأوائل فهمنا للعالم اليوم من خلال مراقبة الطبيعة. اليوم ، نرى انفصالًا بين باحثينا والطبيعة.

ذات صلة: صور مذهلة لانفجار رايكوكي بركاني مأخوذ من الفضاء

في الوقت نفسه ، تعد التقنيات وأساليب البحث التي نستخدمها اليوم ضرورية لفهمنا للطبيعة ، كما أوضح فريق Pulvirenti.

سيبقى الاختيار بين الاثنين معضلة للعلماء دائمًا. وعليهم إيجاد توازن للقيام بعمل ملهم حقًا.

تظهر الدراسة أنه بغض النظر عن مدى تقدم التكنولوجيا ، سيكون لدى الطبيعة دائمًا شيء أو شيئين لتعليمنا إياه.


شاهد الفيديو: اغرب تجربة علمية!! صرصور يشرب عشرين سيجارة دخان شاهد ماذا حصل (أغسطس 2022).