كيف تتكون الزلازل والبراكين؟
تعد الزلازل والبراكين من الظواهر الطبيعية القوية التي يمكن أن تؤدي إلى تغييرات جذرية في البيئة، سواء كان ذلك من خلال تحريك الأرض أو بث الحمم والغازات إلى الجو. على الرغم من أن الزلازل والبراكين يبدوان كظواهر غير مترابطة، إلا أن هناك علاقة وثيقة بينهما من حيث العوامل الجيولوجية التي تؤدي إلى حدوثهما. هذا المقال يهدف إلى استكشاف كيفية تكون الزلازل والبراكين من منظور علمي، ويُسلّط الضوء على العمليات والآليات الجيولوجية التي تؤدي إلى نشوئهما.
أولاً: كيف تتكون الزلازل؟
الزلزال هو اهتزاز مفاجئ لسطح الأرض ينتج عن انكسار أو حركة الصخور داخل القشرة الأرضية. وتنشأ الزلازل غالبًا بسبب تراكم الضغط في مناطق معينة من القشرة الأرضية نتيجة لحركة الصفائح التكتونية. هذه الصفائح تسبح على طبقة شبه منصهرة تسمى “الوشاح” الذي يتسم بدرجة عالية من اللزوجة. وعندما تتصادم أو تبتعد هذه الصفائح عن بعضها البعض، فإنها تسبب إجهادًا داخل الصخور يؤدي إلى تراكم الطاقة. عندما لا تستطيع الصخور تحمل هذا الضغط، فإنها تنكسر أو تنزلق فجأة، مما يؤدي إلى حدوث الزلزال.
آلية تكوّن الزلازل
-
الصفائح التكتونية: الأرض تتكون من صفائح ضخمة من الصخور التي تسمى الصفائح التكتونية. هذه الصفائح لا تكون ثابتة، بل تتحرك باستمرار على سطح الأرض بسبب تيارات الحمل الحراري في الوشاح. حركة هذه الصفائح يمكن أن تكون على شكل تصادم، انزلاق، أو انفصال، وكل من هذه الحركات يمكن أن يؤدي إلى الزلازل.
-
نقاط الانكسار: عندما تتقارب الصفائح أو تبتعد عن بعضها، فإن هذا يؤدي إلى حدوث “نقاط انكسار” حيث تنكسر الصخور بسبب الإجهاد المتراكم. عندما ينكسر سطح الأرض في هذه النقاط، تنتشر الطاقة الناتجة عن الانكسار على شكل اهتزازات أو موجات زلزالية.
-
الموجات الزلزالية: الموجات الزلزالية هي الاهتزازات التي تنتقل عبر الأرض بعد وقوع الزلزال. هناك نوعان رئيسيان من الموجات: الموجات الأولية (P waves) التي تتحرك بسرعة عبر الصخور السائلة والصلبة، والموجات الثانوية (S waves) التي تتحرك أبطأ ولكنها تسبب اهتزازات شديدة. عندما تصل هذه الموجات إلى سطح الأرض، ينتج عن ذلك الاهتزاز الذي نلاحظه على الأرض.
-
بؤرة الزلزال: النقطة داخل الأرض التي يبدأ منها الزلزال تعرف بالبؤرة أو المركز الزلزالي، وتتمثل هذه النقطة في منطقة انكسار الصخور. أما نقطة السطح المقابلة للبؤرة فتُسمى “مركز الزلزال” أو “مركز الهزة”. يحدث معظم الدمار في المناطق القريبة من مركز الزلزال.
ثانياً: كيف تتكون البراكين؟
البراكين هي فتحات في القشرة الأرضية يتم من خلالها خروج المواد المنصهرة مثل الحمم البركانية والغازات الساخنة. تتكون البراكين نتيجة للضغط الناتج عن الصهارة التي تتراكم تحت سطح الأرض، مما يؤدي إلى انبثاقها إلى السطح عندما يصل الضغط إلى مستوى معين. وهذه العملية تحدث عادة في مناطق حدود الصفائح التكتونية.
آلية تكوّن البراكين
-
الصفائح التكتونية: كما هو الحال مع الزلازل، تلعب الصفائح التكتونية دورًا مهمًا في تكون البراكين. في بعض الأماكن، تكون الصفائح التكتونية تتحرك باتجاه بعضهما البعض، مما يؤدي إلى حدوث انصهار الصخور في المناطق العميقة من الأرض. عند التقاء الصفائح وتضاربها، يتم إنشاء مناطق بها ضغط هائل يؤدي إلى انصهار الصخور في أعماق الأرض، وبالتالي تكوّن الصهارة.
-
مناطق الحواف المتقاربة: عندما تكون الصفائح التكتونية متقاربة، مثل الحافة المحيطية حيث تلتقي صفيحة المحيط مع صفيحة قارية، فإنها تتسبب في انغماس إحدى الصفائح في الوشاح مما يؤدي إلى صهر الصخور وتكوين الصهارة. في هذه الحالة، يتم دفع الصهارة إلى السطح على شكل حمم بركانية.
-
البراكين البازلتية والحمم البركانية: البراكين التي تنتج عن انصهار الصخور في الحواف المتقاربة غالبًا ما تكون براكين حممية، حيث تكون الحمم البركانية ذات درجة حرارة عالية ولزوجة منخفضة. هذه الحمم تتدفق بسهولة على سطح الأرض، مما يؤدي إلى تكون براكين منخفضة وآثار كبيرة من الحمم السائلة.
-
البراكين الدخانية: في بعض الأحيان، يتم إنتاج براكين على الحدود بين الصفائح التكتونية عندما تنزلق إحدى الصفائح تحت الأخرى، مما يتسبب في تجميع المواد الساخنة والغازات في الفجوات. عندما يتم فتح هذه الفجوات، يتسبب الضغط الكبير في خروج الصهارة بشكل مفاجئ، مما يؤدي إلى ثوران بركاني ودخان كثيف.
-
البراكين الدرعية والمخروطية: هناك نوعان رئيسيان من البراكين، وهي البراكين الدرعية التي تتميز بقاعدة واسعة وانحدار منخفض بسبب الحمم البركانية السائلة، والبراكين المخروطية التي تتميز بقاعدة ضيقة وارتفاع حاد نتيجة للحمم الأكثر لزوجة والتي تتراكم حول الفتحة البركانية.
العلاقة بين الزلازل والبراكين
تعتبر الزلازل والبراكين ظواهر جيولوجية متصلة بشكل وثيق. ففي كثير من الأحيان، يمكن أن يؤدي الزلزال إلى انطلاق المواد المنصهرة في المناطق البركانية. في المقابل، غالبًا ما يصاحب الثوران البركاني زلازل صغيرة نتيجة لتحرك الحمم تحت الأرض أو انفجار الفتحات البركانية.
أنواع البراكين
-
البراكين الدرعية: تتميز بأنها ذات انحدار خفيف وقاع واسع، وتنتج غالبًا عن الحمم السائلة التي تتدفق لمسافات طويلة.
-
البراكين المخروطية: تتكون من تراكم الحمم البركانية ذات اللزوجة العالية، مما ينتج عنه مخروط حاد الشكل.
-
البراكين المركبة: هي براكين تكون مزيجًا من البراكين الدرعية والمخروطية، وتحدث نتيجة لتراكم الرماد والحمم في مناطق معينة.
-
البراكين اللافا العميقة: هي البراكين التي تتكون عند الشقوق الموجودة في قاع المحيطات، والتي تنتج عنها جزر جديدة وأراضٍ صخرية.
