ما هي أضرار سقوط رماد البراكين على سطح الأرض؟

لا يتسبب سقوط الرماد من النفث المتفجر المستمر للجسيمات البركانية الدقيقة في سحب الرماد العالية في حدوث أي وفيات مباشرة، ومع ذلك عندما يتراكم الرماد أكثر من بضعة سانتي مترات، فإن انهيار الأسقف وفشل المحاصيل يمثل مخاطر ثانوية رئيسية، يمكن أن يحدث فشل المحاصيل في مناطق شاسعة في اتجاه الريح من ثورات الرماد الكبيرة وقد ينتج عن ذلك مجاعة ومرض على نطاق واسع، خاصة في البلدان النامية الفقيرة.

ولكن على المدى الطويل فإن تحلل البراكين الغنية بالمغذيات هو المسؤول عن بعض من أفضل أنواع التربة في العالم، وفيما يلي أهم أخطار تساقط رماد البراكين على السطح:

1. الانهيارات الثلجية وأمواج تسونامي وتدفقات الطين: تنتشر الانهيارات الجليدية في الصخور والجليد وفي البراكين النشطة، ومن الممكن أن تحدث مع أو بدون ثوران، كما أنه غالباً ما تحدث الزلازل من البراكين التي لم تنفجر أو عن طريق إضعاف الصخور إلى الطين؛ بسبب النشاط الحراري المائي أو بسبب هطول الأمطار الغزيرة أو تساقط الثلوج.

تحدث تلك المرتبطة بالانفجارات أحياناً بسبب الانحدار المفرط لجناح البركان عن طريق اقتحام جسم ضحل من الصهارة داخل المخروط البركاني أو تحته مباشرة كما حدث في جبل سانت هيلينز، عادة ما يؤدي انهيار كالديرا الذي يكون جزئياً أو كلياً من الغواصة إلى حدوث تسونامي، كلما كان الإنهيار أكبر وأسرع زاد تسونامي، ويمكن أن يكون سبب تسونامي أيضاً هو الانهيارات الجليدية أو التدفقات البركانية الكبيرة التي تدخل البحر بسرعة على جانب البركان.

إن التدفقات الطينية هي من المخاطر الشائعة المرتبطة بالبراكين الطبقية، ويمكن أن تحدث حتى بدون انفجار، وتحدث عندما تجتاح فيضانات المياه الممزوجة بالرماد أو التربة الرخوة أو الطين الحراري المائي في الوديان التي تستنزف جوانب البراكين الكبيرة.

إن التدفقات الطينية الضخمة الناتجة عن المياه الذائبة من الغطاء الجليدي لجبل رويز كولومبيا في عام 1985 هي أمثلة كلاسيكية للتدفقات الطينية المرتبطة بالانفجارات البركانية، كما يمكن أن تتسبب الأمطار الغزيرة أو الانهيارات الجليدية الناتجة عن الزلازل أو الطين الحراري المائي في حدوث تدفقات طينية على البراكين شديدة الانحدار خلال فترات الراحة بين الانفجارات.

2. مخاطر ثانوية: من الصعب تقدير الأضرار التي لحقت بالممتلكات من الانفجارات البركانية؛ وذلك بسبب اختلاف أنظمة القيمة والتغيرات في استخدام الأراضي، تقدر إحدى الدراسات ما متوسطه مليار دولار سنوياً في أضرار الممتلكات في جميع أنحاء العالم من الانفجارات البركانية، كما هو الحال مع الضحايا تسبب بعض الانفجارات أضراراً مروعة بينما يكون معظمها أقل تدميراً.

كما تسبب ثوران جبل سانت هيلين في عام 1980 في أضرار تجاوزت قيمتها مليار دولار لا سيما صناعة الأخشاب، وقد قدرت التكلفة الاقتصادية لثوران بركان جبل بيناتوبو في الفلبين عام 1991 بنحو 7 مليارات دولار، على الرغم من أنه من المرجح أن الخسائر استمرت في الارتفاع لسنوات بعد ذلك بسبب غمر الكثير من الأراضي الصالحة للزراعة بسبب التدفقات الطينية.

إن الخطر الجديد الذي ظهر مع زيادة السفر الجوي هو التهديد الخطير الذي تتعرض له الطائرات النفاثة بسبب السحب العالية من الرماد البركاني والهباء الجوي، حيث لا يمكن لرادار الطقس رصد هذه الغيوم ويصعب على الطيارين تمييزها عن غيوم الأرصاد الجوية.

وفي عدد صغير من الحالات الموثقة توقفت المحركات النفاثة عن العمل بعد أن حلقت الطائرات عبر السحب البركانية، وقد تم تجنب الكارثة فقط في اللحظة الأخيرة عندما كان الطيارون قادرين على إعادة تشغيل المحركات، حيث هبطت طائراتهم تحت السحب، كان لابد من استبدال المحركات وإصلاح الأضرار الجسيمة التي لحقت بالطائرات، وخلال ثوران بركان بيناتوبو تعرضت الطائرات لـ16 مواجهة مدمرة مع سحب الرماد واحدة على بعد 1700 كيلو متر (1050 ميل) غرب البركان.

استجابة لهذه المخاطر تم إنشاء نظام عالمي لتنبيه الطيارين عن طريق الراديو حول السحب البركانية ومداها المحتمل، هذا النظام  الذي يتكون من شبكة من تسعة مراكز استشارية للرماد البركاني (VAACs) تديرها منظمة الطيران المدني الدولي يساعد مسؤولي الطيران على تحويل الحركة الجوية حول مناطق تركيز الرماد الخطير.

وبعد أسابيع قليلة من بدء ثوران بركان (Eyjafjallajökull) في أيسلندا في مارس 2010 أخذت بيانات عمود الرماد التي تم جمعها من (VAAC) في لندن، في الاعتبار في قرار سلطات الطيران الوطنية لرحلات جوية أرضية لعدة أيام في جميع أنحاء شمال ووسط أوروبا.

ما هي التأثيرات البيئية للبراكين طويلة المدة؟

ليست كل الظواهر البركانية مدمرة؛ أي أن المحيطات والغلاف الجوي والقارات تدين بأصلها وتطورها إلى حد كبير للعمليات البركانية عبر الزمن الجيولوجي، قد يبتلع تدفق الحمم البركانية الأرض ويدفنها، ولكن تتطور تربة ونباتات جديدة في النهاية، زيكون الانتعاش سريعاً في المناخات الدافئة والرطبة؛ هذا يعني أن عقود قليلة تكفي لإخفاء السطح الصخري لتدفقات الحمم الصلبة.

من ناحية أخرى يكون الانتعاش أبطأ في مناخات الصحراء أو القطب الشمالي، والتدفقات التي يزيد عمرها عن 1000 عام قد لا تزال تحتفظ بمظهرها القاحل، يتساقط الرماد البركاني ببطء ليشكل تربة طينية غنية، وفي جزيرة جاوة البركانية تدعم حقول الأرز المدرجات كثافة سكانية عالية.

كما تقع جزيرة بورنيو عبر بحر جافا وهي جزيرة ذات مناخ مشابه ولكن لا توجد فيها براكين، توفر غابات بورنيو زراعة القطع والحرق المؤقتة وتدعم عدداً أقل بكثير من السكان، المناخ أيضاً يخضع لتأثيرات النشاط البركاني، حيث يمكن لسحب الرماد العالية خاصة إذا كانت غنية بثاني أكسيد الكبريت أن تحقن الكثير من الغبار الناعم وقطرات الهواء الجوي من حامض الكبريتيك في الستراتوسفير فوق السحب المطيرة في التروبوسفير.

كما أن هذه القطرات يزيد ارتفاعها بشكل كبير من وقت بقاء هذه الجسيمات الدقيقة في الغلاف الجوي، ولا يتم غسلها بسرعة إلى الأرض ولكنها تنتشر ببطء في طبقات ضبابية يمكن أن تغطي نصف الكرة الأرضية أو حتى الأرض بأكملها.

يبدو أن المناخ العالمي قد تأثر بانفجارات بركان كراكاتوا (كراكاتو) بالقرب من جاوة عام 1883، وجبل أجونج في بالي في عام 1963 وبيناتوبو في عام 1991، كما يبدو أن سحب الرماد العالية التي أحدثتها هذه البراكين قد خفضت متوسط ​​درجة حرارة العالم بنحو 0.5 درجة درجة مئوية (0.9 درجة فهرنهايت) على مدى سنة إلى ثلاث سنوات بعد ثوراناتهم.

وعلى الرغم من تسجيل بيانات درجة حرارة العالم بشكل سيئ في أوائل القرن التاسع عشر، إلا أن ثوران بركان جبل تامبورا في جزيرة سومباوا في عام 1815 تبعه في عام 1816 في أمريكا الشمالية وأوروبا بما أطلق عليه (العام بدون صيف).

من ناحية أخرى يبدو أن الانفجارات الكبيرة الأخرى مثل نوفاروبتا بالقرب من جبل كاتماي في ألاسكا في عام 1912 لم تنتج أي تأثير تبريد، غالباً ما تُظهر سجلات متوسط ​​درجة حرارة العالم على مدى العقود العديدة الماضية تغيرات من 0.1 إلى 0.3 درجة مئوية (0.2 إلى 0.5 درجة فهرنهايت) من سنة إلى أخرى غير مرتبطة بأي ثوران بركاني معروف، لذلك من الصعب تحديد ما إذا كانت البراكين لها تأثير رئيسي، (تأثير على المناخ).

أظهر أخذ العينات المباشر من الستراتوسفير أن العامل الرئيسي المكون للضباب الناتج عن الانفجارات البركانية ليس غباراً ناعماً ولكنه رذاذ من قطرات حمض الكبريتيك الصغيرة، يشير هذا إلى أن تكوين سحب الرماد البركاني العالية قد يكون بنفس أهمية حجمها في التأثير على المناخ، كما يهتم علماء الكيمياء في الغلاف الجوي بالاضطرابات الجوية التي قد لا تكون ناجمة عن الانفجارات البركانية فحسب، بل أيضاً بسبب الهواء الجوي من صنع الإنسان من مركبات الكربون الكلورية فلورية والعادم من الطائرات النفاثة على ارتفاعات عالية والزيادة العامة في ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى من حرق الأحافير والوقود، كما تحتوي الأرض على العديد من المخازن المؤقتة التي تحافظ على بيئتها لكن تفاعلاتها ليست مفهومة بوضوح.

تظل العديد من الأسئلة حول كيفية تأثير النشاط البركاني والبشري على المناخ بلا إجابة إلى حد كبير، وهي مشكلات مهمة للبحث المستمر، كثيراً ما تُصنف البراكين حسب حجمها وشكلها (كما هو موصوف في دراسات التضاريس البركانية)، ولكن يمكن أيضاً تصنيفها حسب عاداتها البركانية.

وفي الواقع يلعب نوع الثوران البركاني الذي يحدث دوراً مهماً في تطور التضاريس البركانية، وبالتالي يشكل رابطاً مهماً بين العادة البركانية والبنية البركانية، بشكل عام يمكن تصنيف الانفجارات إما على أنها انفعالية أو متفجرة، كما تتضمن الانفجارات البركانية تدفق الصهارة البازلتية المنخفضة اللزوجة نسبياً وفي محتوى الغاز، وتشمل الانفجارات المتفجرة عموماً الصهارة التي تكون أكثر لزوجة وتحتوي على نسبة أعلى من الغاز، غالباً ما يتم تحطيم هذه الصهارة إلى أجزاء من الحمم البركانية عن طريق تمدد الغاز المتفجر أثناء الثوران.

وفي مخططات التصنيف الأكثر تفصيلاً التي تستند إلى طبيعة الثوران، حيث يتم عادةً تقسيم النشاط البركاني والمناطق البركانية إلى ستة أنواع رئيسية (آيسلندي، هاواي، سترومبوليان، فولكانيان، بيلين، بلينيان).