آتشفشان‌ها چگونه شکل می‌گیرند؟

3 دقیقه مطالعه

آتشفشان‌ها ساختارهای زمین‌شناسی هستند که زمانی ایجاد می‌شوند که ماگما (سنگ مذاب) از اعماق زمین از طریق پوسته به سطح زمین صعود کرده و در آنجا به صورت گدازه، خاکستر و گاز فوران می‌کند. این فرآیند سازندگی در دوره‌های فعالیت تکرار می‌شود که با گذشت زمان، مخروط آتشفشانی را می‌سازد [1].

مکانیسم‌های اصلی تشکیل

مکان و نوع آتشفشان اساساً به دینامیک صفحات تکتونیکی بستگی دارد. سه زمینه زمین‌شناسی اصلی وجود دارد:

۱. مرزهای واگرا (صفحاتی که از هم دور می‌شوند)

وقتی دو صفحه تکتونیکی از یکدیگر فاصله می‌گیرند، فضایی ایجاد می‌شود که ماگمای گوشته برای پر کردن آن صعود می‌کند. این امر باعث ایجاد پوسته اقیانوسی جدید و سیستم‌های آتشفشانی گسترده، مانند پشته‌های میان‌اقیانوسی می‌شود [2].

۲. مرزهای همگرا و مناطق فرورانش (صفحاتی که با هم برخورد می‌کنند)

در اینجا، یک صفحه اقیانوسی که چگالی بیشتری دارد، به زیر یک صفحه قاره‌ای یا اقیانوسی دیگر می‌لغزد (فرورانش). هنگام پایین رفتن به گوشته، این صفحه آب و سایر مواد فرار را آزاد می‌کند که باعث ذوب شدن سنگ‌های اطراف شده و ماگمایی را تولید می‌کند که صعود کرده و کمان‌های آتشفشانی (مانند رشته‌کوه‌های آند یا حلقه آتش اقیانوس آرام) را شکل می‌دهد [3].

۳. نقاط داغ (hotspots)

این‌ها ستون‌هایی از مواد داغ هستند که مستقل از مرزهای صفحات، از اعماق گوشته صعود می‌کنند. همانطور که یک صفحه تکتونیکی بر روی یک نقطه داغ ثابت حرکت می‌کند، یک زنجیره از آتشفشان‌ها با سنین متفاوت شکل می‌گیرد؛ نمونه کلاسیک آن مجمع‌الجزایر هاوایی است [4].

از ماگما تا ساختار آتشفشانی

ماگما اغلب پیش از یافتن راه‌های خروج (دودکش‌ها، شکاف‌ها) به سمت سطح، در اتاق‌های ماگمایی جمع می‌شود [1]. ماهیت ماگما (گرانروی یا ویسکوزیته و محتوای گازهای آن) سبک فوران و در نتیجه ریخت‌شناسی نهایی آتشفشان را تعیین می‌کند:

• آتشفشان‌های سپری: ماگمای روان (بازالتی)، محتوای گاز کم $\leftarrow$ جریان‌های گدازه‌ای گسترده، دامنه‌های ملایم (مثلاً هاوایی) [5].
• استراتوولکان‌ها (یا آتشفشان‌های ترکیبی): ماگمای گران‌رو (آندزیتی/ریولیتیک)، محتوای گاز زیاد $\leftarrow$ تناوب بین فوران‌های انفجاری (خاکستر، پیروکلاست‌ها) و فوران‌های جاری (گدازه‌ها)، که منجر به ایجاد دامنه‌های تند و پروفیل‌های مخروطی متقارن می‌شود (مثلاً کوه فوجی، کوتوپاکسی) [5].

طبقه‌بندی بر اساس وضعیت فعالیت

بسته به رفتار تاریخی و فعلی، آتشفشان‌ها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• فعال: در دوران تاریخی فوران کرده‌اند یا نشانه‌های فعالیت (لرزه‌خیزی، خروج گاز، تغییر شکل) را نشان می‌دهند.
• غیرفعال (یا خفته): در دوران تاریخی فوران نکرده‌اند، اما شکل و پتانسیل فورانی خود را حفظ کرده‌اند.
• خاموش: انتظار نمی‌رود دوباره فوران کنند؛ مجرای ماگمایی آن‌ها بسته شده یا منبع ماگما خشک شده است [2].

خلاصه فرآیند

به طور خلاصه، تشکیل آتشفشان جلوه سطحی از دست رفتن گرمای داخلی زمین است. این چرخه شامل موارد زیر است: ۱. تولید ماگما در گوشته (بر اثر کاهش فشار، افزودن سیالات یا گرمای غیرمعمول). ۲. صعود و ذخیره در اتاق‌های ماگمایی. ۳. فوران از طریق مجاری و آزاد شدن گدازه، تِفرا و گازها. ۴. تجمع محصولات فورانی که ساختمان آتشفشانی را می‌سازند.

درک این فرآیندها نه تنها برای زمین‌شناسی، بلکه برای کاهش خطرات طبیعی، کشاورزی (خاک‌های حاصلخیز آتشفشانی) و تحقیقات علمی [6] ضروری است.