عملاق نائم تحت اليابان.. هل يستيقظ أحد أخطر براكين العالم؟

كشف فريق من العلماء اليابانيين عن وجود خزان صهاري ضخم ونشط تحت كالديرا كيكاي البركانية في جنوب اليابان، في اكتشاف قد يساعد الباحثين على فهم الكيفية التي تستعيد بها البراكين العملاقة مخزونها من الصهارة بعد الثورات الكارثية.

وتقع كالديرا كيكاي إلى الجنوب من جزيرة كيوشو، بينما تغمر مياه البحر معظم مساحتها. والكالديرا هي منخفض بركاني واسع يتشكل عندما يؤدي ثوران هائل إلى تفريغ كميات ضخمة من الصهارة، فتنهار الصخور الواقعة فوق الخزان البركاني إلى الداخل بدلا من تكوين مخروط بركاني تقليدي.

وأجرى الدراسة باحثون من جامعة كوبي اليابانية، بالتعاون مع الوكالة اليابانية لعلوم وتكنولوجيا البحار والأرض «جامستك»، ونُشرت نتائجها في دورية «كوميونيكيشنز إيرث آند إنفيرونمنت».

ثوران غيّر تاريخ المنطقة

شهد بركان كيكاي قبل نحو 7300 عام ثوران كيكاي-أكاهويا، الذي يُعتقد أنه كان أكبر ثوران بركاني خلال عصر الهولوسين، وهي الحقبة الجيولوجية التي بدأت قبل نحو 11700 عام وما زالت مستمرة حتى الوقت الحاضر.

وتشير التقديرات إلى أن ذلك الثوران أطلق ما يعادل نحو 133 إلى 183 كيلومترا مكعبا من الصهارة الكثيفة، ما يجعله واحدا من أعنف الأحداث البركانية المعروفة في التاريخ الجيولوجي الحديث.

ومنذ ذلك الحين، ظل العلماء يحاولون فهم ما يحدث داخل الأنظمة البركانية العملاقة بعد انتهاء ثوراتها الكبرى، وما إذا كانت خزاناتها الصهارية تبقى خامدة أم تبدأ في إعادة بناء نفسها تدريجيا.

تصوير باطن البركان بالموجات الزلزالية

لرسم صورة دقيقة للبنية الجيولوجية المختبئة أسفل البركان، استخدم الباحثون تقنية تُعرف باسم المسح بالانكسار الزلزالي.

وخلال عمليات المسح، أطلقت سفن الأبحاث نبضات صوتية محكومة بواسطة مدافع هوائية، في حين سجلت أجهزة قياس الزلازل المثبتة في قاع المحيط طريقة انتقال الموجات عبر طبقات القشرة الأرضية.

وتختلف سرعة الموجات الزلزالية تبعا لكثافة الصخور ودرجة حرارتها ونسبة المواد المنصهرة الموجودة داخلها. ومن خلال تحليل التغيرات في سرعة هذه الموجات ومساراتها، تمكن العلماء من تحديد منطقة منخفضة السرعة أسفل الجزء الأوسط من الكالديرا.

ويشير انخفاض سرعة الموجات عادة إلى وجود صخور شديدة الحرارة أو منصهرة جزئيا، وهو ما سمح للباحثين بتحديد موقع الخزان الصهاري وتقدير أبعاده وخصائصه.

خزان يمتد تحت الكالديرا

أظهرت النتائج وجود خزان صهاري كبير على عمق يتراوح بين 2.5 و6 كيلومترات تحت بركان كيكاي. ويمتد عرض الخزان على الأقل بمقدار عرض الكالديرا الداخلية، ما يدل على أن النظام الصهاري الموجود تحت البركان واسع ومعقد.

وقدّر الباحثون نسبة المواد المنصهرة داخل الخزان بنحو 3% إلى 6%، مع احتمال وصولها في أعلى التقديرات إلى نحو 10%. وهذا يعني أن معظم الخزان لا يزال مكونا من صخور صلبة أو شبه صلبة، تتخللها كميات محدودة من المواد المنصهرة.

وتكمن أهمية الاكتشاف في أن موقع الخزان الحالي وعمقه يتطابقان بصورة كبيرة مع موقع الخزان الذي يُعتقد أنه غذّى ثوران كيكاي-أكاهويا قبل آلاف السنين.

صهارة جديدة تعيد تنشيط النظام

لا يعتقد الباحثون أن الصهارة الموجودة حاليا تحت كيكاي تمثل مجرد بقايا قديمة ظلت عالقة منذ الثوران العملاق. بل تشير الأدلة الجيولوجية إلى أن صهارة جديدة قد أُعيد حقنها تدريجيا في النظام البركاني نفسه.

ويعني ذلك أن الخزان الصهاري أسفل كيكاي لم يتوقف عن التطور، بل واصل استقبال مواد منصهرة جديدة من أعماق الأرض على مدار آلاف السنين.

وتقدم هذه النتيجة دليلا مهما على أن البراكين العملاقة قادرة على إعادة بناء أنظمتها الصهارية ببطء شديد بعد الثورات الكبرى، بدلا من أن تدخل بالضرورة في حالة خمول دائم.

هل يقترب ثوران جديد؟

رغم استمرار النشاط الصهاري تحت البركان، يؤكد العلماء أن الاكتشاف لا يعني أن ثورانا عملاقا وشيك الحدوث.

فالنسبة المنخفضة نسبيا من المواد المنصهرة تشير إلى أن معظم الخزان لا يزال صلبا، كما أن الدراسة لا تستطيع بمفردها تحديد موعد أي ثوران مستقبلي أو تقدير حجمه.

ويتطلب التنبؤ بالنشاط البركاني مراقبة مستمرة لمجموعة من المؤشرات، من بينها الزلازل المحلية، وتشوه سطح الأرض، وتغيرات الحرارة، وانبعاثات الغازات البركانية.

ومع ذلك، فإن وجود صهارة جديدة داخل النظام يثبت أن بركان كيكاي ليس نظاما منطفئا، بل بنية جيولوجية نشطة تتطور ببطء تحت قاع المحيط.

نافذة على دورة حياة البراكين العملاقة

تتمثل القيمة العلمية الأساسية للدراسة في أنها تقدم صورة أوضح عن دورة حياة البراكين العملاقة بعد الثورات الكارثية.

فبدلا من النظر إلى الثوران الكبير باعتباره نهاية نشاط البركان، تشير النتائج إلى أنه قد يمثل بداية مرحلة طويلة من التعافي وإعادة شحن الخزانات الصهارية، وهي عملية قد تمتد لآلاف أو عشرات الآلاف من السنين.

وقد تساعد دراسة كيكاي العلماء على تحسين النماذج المستخدمة لفهم البراكين العملاقة في مناطق أخرى من العالم، وعلى التمييز بين وجود خزان صهاري نشط وبين اقتراب حدوث ثوران فعلي.

وبينما لا يشير الاكتشاف إلى خطر فوري، فإنه يسلط الضوء على أهمية مراقبة الأنظمة البركانية المغمورة تحت البحار، التي قد تخفي تحتها عمليات جيولوجية ضخمة لا تظهر آثارها بوضوح على سطح الأرض.