التفسير الكلاسيكي لتكوّن الفقاعات في الصهارة يعتمد على انخفاض الضغط أثناء الصعود، بحيث تنفصل الغازات المذابة وتكوّن فقاعات تزيد من طفو الصهارة وتسرّع صعودها، ما قد يسبب انفجاراً عنيفاً. مع ذلك، تشرح دراسة نُشرت في مجلة Science آلية بديلة: قوى القص داخل قناة البركان تستطيع توليد فقاعات وتهيئة قنوات تسمح بإزالة الغاز قبل أن يرتفع الضغط كثيراً.
قوى القص هي اختلاف سرعة الحركة بين مركز القناة وجدرانها. توضيح تجريبي استخدم سائلاً لزجاً مشابهاً للصهارة وشبّعوه بثاني أكسيد الكربون (CO2). عند تطبيق قص يتجاوز عتبة معيّنة ظهرت فقاعات فجأة، وكانت الفقاعات المسبقة تزيد من احتمال اندماج فقاعات جديدة عند الحواف. كما بيّنت المحاكاة الحاسوبية أن هذا يحدث خصوصاً عندما تتعرّض الصهارة اللزجة إلى قص قوي على الجدران.
لذلك يمكن أن يحدث سيناريوان مختلفان: القص القوي قد يولد عددًا كبيرًا من الفقاعات في صهارة فقيرة بالغاز فيؤدي إلى صعود سريع وانفجار، بينما في صهارة غنية بالغاز قد يُكوِّن القص قنوات لإزالة الغاز ويخفّض فرصة الانفجار المبكر. مثال واضح هو بداية نشاط جبل سانت هيلينز 1980، حيث كان هناك تدفق لابا هادئ سمح بتقليل الغاز أولاً ثم تلاه انفجار بعد انخفاض الضغط بسبب انزلاق أرضي وفتح الفوهة.
يقول الباحثون إن إدراج قوى القص في نماذج البراكين ضروري لتحسين تقدير المخاطر، ويشير البحث إلى ETH Zurich كمصدر المعلومات.
كلمات صعبة
- الصهارة — صخر منصهر داخل باطن الأرض
- قوة القص — تغيّر في السرعة بين مركز الجريان والجدرانقوى القص
- طفو — حركة صعود جسم في سائل لأنّه أخف
- عتبة — قيمة أو مستوى يبدأ عنده التأثير
- اندماج — اتحاد شيئين أو التئامهما معًا
- محاكاة — تمثيل ظاهرة حقيقية باستخدام نموذج أو حاسوبالمحاكاة الحاسوبية
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف يمكن أن يؤثر إدراج قوى القص في نماذج البراكين على تقدير مخاطر الانفجار؟ اذكر سببين مبنيين على نص المقال.
- بناءً على مثال جبل سانت هيلينز الوارد في المقال، كيف تغيّرت ظروف الصهارة قبل وبعد الانفجار؟ اشرح بالاستناد إلى النص.
