تقنية جديدة تحدد الصهارة المجزأة تحت يلوستون وتستبعد خطر الثوران العملاق

حدد الباحثون الهيكل الدقيق لخزان الصهارة الموجود أسفل متنزه يلوستون الوطني. ولا تشكل المادة المنصهرة جيبًا عملاقًا واحدًا، بل شبكة مجزأة تحت الأرض. ويستبعد هذا الاكتشاف إمكانية حدوث انفجار ذو أبعاد عالمية على المدى القصير. الحجم الإجمالي للصخور السائلة كبير. يعمل التكوين المنقسم كمثبت طبيعي للنظام البركاني.

الاستطلاع الأخير الذي نشر في المجلة العلمية Nature يغير فهم الديناميكيات الداخلية للبركان الهائل. لقد طبق الجيولوجيون طريقة لقياس الموصلية لتصور الأعماق بدقة غير مسبوقة. أكد التحليل ثلاثي الأبعاد أن معظم المادة تظل في حالة صلبة أو عجينة. ولا يصل سوى جزء صغير من السيولة اللازمة لتوليد الضغط الانفجاري. تجذب الحديقة اهتمامًا مستمرًا من علماء الزلازل نظرًا لتاريخها الجيولوجي.

https://twitter.com/viagempassado/status/1793050735485047269?ref_src=twsrc%5Etfw

تقنية التوصيل الكهربائي تحت الأرض

استبدل الفريق العلمي علم الزلازل التقليدي ببيانات المغنطيسية لرسم خريطة للطبقات السفلية من القشرة الأرضية. تستخدم الطريقة التقليدية موجات الصدمة الناتجة عن الزلازل لرسم باطن الكوكب. يقيس النهج الجديد التغيرات الطبيعية في المجالات الكهربائية والمغناطيسية للأرض. تقوم الصهارة السائلة شديدة الحرارة بتوصيل الكهرباء بسهولة بالغة. تعمل الصخور الصلبة المحيطة بالعزل. إن التباين الناتج عن هذا الاختلاف في الموصلية جعل من الممكن إنشاء خريطة واضحة للكتل المخفية.

وقد أدى تطبيق هذه التقنية إلى تقديم نتائج تفصيلية ثلاثية الأبعاد حول الحوض البركاني. التقطت أجهزة الاستشعار إشارات من السطح إلى عمق عشرات الكيلومترات. لقد تحايلت القراءة الكهربائية على القيود المفروضة على الموجات الزلزالية، والتي غالبًا ما تفقد دقتها عند عبور المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة. وكشفت الخرائط عن معالم دقيقة لمناطق التخزين. تمكن العلماء من حساب النسبة الدقيقة بين الصخور المنصهرة والمواد المتبلورة.

تشير البيانات التي تم جمعها إلى أن الاحتياطي البركاني يتركز على مسافة تتراوح بين أربعة وخمسة عشر كيلومترًا تحت كالديرا الرئيسية. يتجاوز الحجم الإجمالي المقدر الكمية التي تم طردها في أكبر ثوران تم تسجيله على الإطلاق في تاريخ المتنزه بما يصل إلى أربع مرات. حجم الأرقام يثير إعجاب الباحثين. التوزيع المادي لهذا الحجم يغير تماما حساب المخاطر. يؤدي عدم وجود خزان متجانس مملوء بالسائل إلى تقليل الضغط الداخلي للنظام.

تقسيم المادة المنصهرة إلى أربع غرف

يشير الكشف الرئيسي للدراسة إلى وجود أربع غرف من الصهارة متميزة ومنفصلة. يتم توزيع المواد المتوهجة في جميع أنحاء هذه المقصورات الموجودة تحت الأرض. ويمنع التجزئة تكوين فقاعة عملاقة من الغاز والصهارة قادرة على اختراق القشرة في وقت واحد. يعتمد استقرار البركان العملاق بشكل مباشر على هذه البنية الجيولوجية المنقسمة. يعمل النظام كمجموعة من الخزانات الصغيرة بدلاً من الخزان المركزي الكبير.

• تظل نسبة الصهارة السائلة داخل كل حجرة منخفضة.
• المسافة المادية بين الغرف تجعل من الصعب دمج المادة بسرعة.
• أكد التصور ثلاثي الأبعاد وجود حواجز صخرية صلبة بين الجيوب.
• لا يحتوي إجمالي الحجم المخزن على سيولة كافية للارتفاع إلى السطح.

يمثل الجزء المنخفض من السائل العامل الأكثر أهمية للحفاظ على الهدوء الجيولوجي الحالي. تتطلب الانفجارات الانفجارية كميات كبيرة من السوائل والصهارة الغنية بالغاز المتراكمة تحت ضغط مرتفع. أما السيناريو الموجود في يلوستون فيظهر عكس ذلك. تشبه معظم المحتويات الموجودة تحت الأرض عجينة سميكة متبلورة. ويحدث صعود هذا النوع من المواد ببطء وتدريجي. ينخفض ​​خطر وقوع حدث كارثي مفاجئ بشكل كبير في ظل هذه الظروف الهيكلية.

ويتلقى المجتمع العلمي هذه البيانات كتأكيد على الاستقرار المؤقت للمجمع البركاني. تكتسب المراقبة المستمرة معلمات تقييم جديدة باستخدام الخريطة المغنطيسية. يعرف علماء الزلازل الآن بالضبط أين يركزون أدوات القياس الخاصة بهم. يعمل الهيكل المعقد كمنطقة عازلة طبيعية ضد التغيرات المفاجئة في الضغط. يأخذ تقييم المخاطر الآن في الاعتبار الديناميكيات الفردية لكل غرفة من حجرات الصهارة.

نشاط حراري متواصل على سطح الحديقة

تحتفظ حديقة يلوستون الوطنية بسمعة عالمية بسبب نشاطها الحراري الأرضي المرئي المكثف. حدث آخر انفجار كبير مكون من كالديرا منذ حوالي سبعين ألف عام. غيّر هذا الحدث تضاريس المنطقة الشمالية الغربية بأكملها من الولايات المتحدة. نتجت الكالديرا الحالية عن انهيار سقف غرفة الصهارة بعد إفراغ الصخور المنصهرة. يعرض المكان علامات عميقة لهذه القوة الطبيعية المدمرة.

ويعج سطح الحديقة بالمظاهر البركانية اليومية. تطلق السخانات أعمدة من الماء المغلي على فترات منتظمة يمكن التنبؤ بها. تطلق الفومارول بخارًا ثابتًا من خلال الشقوق الموجودة في الأرض. الفتحات الحرارية المائية الملونة بواسطة البكتيريا المحبة للحرارة في العديد من مناطق الزيارة. تعمل الطاقة الحرارية الكامنة على تسخين المياه الجوفية بالقرب من السطح. ويهز النشاط الزلزالي المتكرر المنطقة بهزات صغيرة تكاد تكون غير محسوسة للسياح.

كل هذه الظواهر السطحية تؤكد أن النظام البركاني يبقى نشطا وديناميكيا. إن عدم وجود خطر ثوران فوري لا يعني أن البركان خامد أو خامد. تستمر الحرارة المنبعثة من الأعماق في تغذية النظام البيئي الفريد للحديقة. إن فهم تاريخ الثوران يساعد الجيولوجيين على تفسير الإشارات الحالية. كل هزة وتغير في درجة حرارة الماء يوفر بيانات لنماذج التنبؤ طويلة المدى.

تركيز الرصد في المنطقة الشمالية الشرقية من كالديرا

وقد حددت الخرائط منطقة معينة تتطلب مراقبة مكثفة من قبل معاهد البحوث. يعد القسم الشمالي الشرقي من كالديرا موطنًا لأكبر الخزانات الأربعة المكتشفة. السعة التخزينية لهذه الحجرة تعادل الحجم الذي تم طرده خلال أصغر ثوران بركاني تاريخي في يلوستون. الجيب حاليا فارغ جزئيا. يتمتع الهيكل الجيولوجي المحلي بخصائص فريدة للاحتفاظ بالحرارة.

واكتشفت أجهزة الاستشعار وجود صخور منصهرة ساخنة على أعماق كبيرة في هذه المنطقة الشمالية الشرقية. تعمل هذه المادة كحاجز حراري يحافظ على الصهارة محاصرة في القشرة الأرضية. يشير التكوين إلى أن أي نشاط بركاني مستقبلي من المحتمل أن ينشأ عند هذه النقطة المحددة. يسمح الموقع الدقيق لفرق المراقبة بتركيب معدات أكثر حساسية في المنطقة الصحيحة. إن دقة البيانات المغنطيسية هي الدافع وراء جهود الوقاية.

وتستبعد وكالات الرصد الجيولوجي حدوث هذا السيناريو الانفجاري في العقود أو القرون المقبلة. يعمل الزمن الجيولوجي على نطاق آلاف أو ملايين السنين. الاكتشاف المبكر لأي شذوذ في الغرفة الشمالية الشرقية يوفر الوقت لخطط الطوارئ. يستمر العلم في فك رموز الميكانيكا الداخلية للبركان العملاق باستخدام تقنيات متقدمة بشكل متزايد. يظل العملاق تحت الأرض تحت المراقبة المستمرة والصارمة.