شهدت كل من تشيلي وإندونيسيا مجموعة من البراكين تندلع بعد أن كانت خامدة لمدة عقد أو أكثر . جاء ذلك بعد ثوران في أبريل 2015 ، عندما عاد بركان Calbuco في تشيلي إلى الحياة بعد أكثر من 40 عامًا من الصمت ، مع تحذير الخبراء لأقل من ساعتين . في عصر المراقبة العالمية للأقمار الصناعية مع وجود شبكات منتشرة من الأدوات على الأرض ، لماذا لا يمكننا حتى الآن التنبؤ بدقة بالانفجارات البركانية .

مراقبة البراكين

يمتلك علماء البركان مجموعة غير مسبوقة من الأدوات التي تراقب بها العديد من البراكين المضطربة والنشطة في العالم . في كثير من الحالات ، يمكننا مشاهدة الأحداث الناشئة من مسافة آمنة من مرصد البركان . أو ، بمجرد بدء ثوران ، يمكننا أن نلاحظ ذلك في الوقت شبه الحقيقي باستخدام قنوات الأقمار الصناعية ووسائل التواصل الاجتماعي . ولكن هذا لايقابله قدرتنا على توقع ما يمكن أن يحدث بعد ذلك في بركان لا يهدأ ولكنه خامد . ومع ذلك ، يقدم بحث جديد أدلة حول أفضل طريقة للبحث عن إشارات السلوك البركاني في المستقبل .

التوقع بحدوث البراكين

مثل الطب ، يمكن لعلماء البراكين الحصول على إحساس أوضح بحالة البركان باستخدام الملاحظات من العديد من الأمثلة الأخرى حول العالم . ولكن إذا كنا لا نعرف التاريخ السابق لبركان معين ، وبدون أي طريقة لأخذ ما يعادل عينة منه ، فإن قدرتنا على اكتشاف ما يجري ستكون محدودة دائمًا . على سبيل المثال ، تبقى بعض البراكين هادئة تمامًا ثم تندلع بعنف دون سابق إنذار ، في حين أن البعض الآخر صاخب جداً ولكن تحدث لحظة هدوء قبل أن يندلع بدون معرفة مسبقة .

ثوران البركان بعد أخذ العينات

على الرغم من أنه لا يمكننا بعد التنقيب بأمان في بركان نشط ، فقد تحتوي الرواسب الناتجة عن الانفجارات السابقة على المعلومات التي نحتاجها بشأن ما حدث في الفترة التي سبقت هذا الانفجار . تؤدي الانفجارات عادةً إلى إخراج كميات كبيرة من القاذورات ، وهي بقايا مجمدة ومضطربة من خزان الصهارة الفارغ .

ويشمل ذلك في كثير من الأحيان الخفاف والصخور الخفيفة والرغوة المصنوعة من شبكة من الأنابيب الزجاجية والخيوط تملأ بالبراكين بالغاز والبخار أساسًا ، مباشرةً قبل اندلاع والتي يتم بعد ذلك استبدالها بالهواء . تشتمل المكونات الأخرى على بلورات من معادن مختلفة نمت بعمق مع تبريد الصهارة وبدأت في التصلب ، ربما لعقود أو لقرون . ويعتقد أن الانفجارات الناجمة عن فقاعات من الغاز تفلت من الصخور المنصهرة في عمق الأرض .

عندما يصل الصهارة لأول مرة إلى أسفل البركان ، فإنه عادةً ما يحتوي على كميات من الغازات الذائبة ، مثل الماء وثاني أكسيد الكربون . وعندما تبرد الصهارة وتتجمد في صخور صلبة ، تظل الغازات مذابة في كمية أصغر وأصغر من الذوبان ، حتى تذوب في النهاية تصبح مشبعة وتبدأ فقاعات الغاز في التكون . من هذه النقطة ، يبدأ الضغط داخل البركان ، وفي نهاية المطاف ، الصخور حول صدع غرفة الصهارة . ثم الصهارة الفقاعية ترتفع إلى السطح ،  ثم بدء الثوران .

تشير الفقاعات أن البركان في طريقه للاندلاع

ولكن كيف يمكننا معرفة النقطة التي تبدأ عندها الصهارة في نمو الفقاعات هذا هو المكان الذي يأتي فيه علم البراكين الشرعي . عند تجميد الصهارة ، ستلتقط البلورات التي تشكلت في أوقات مختلفة لقطات لحالة الخزان البركاني . من الممكن في وقتٍ ما الذهاب والعثور على هذه البلورات بعد الثوران ، وتجميع تسلسل الأحداث . في بحثنا الجديد ، أظهرنا أنا وزملائي كيف يعمل هذا النهج في Campi Flegrei ، وهو مجال بركان ينشط .

التي تقع غرب نابوليو الموقع المفترض لمدخل العالم السفلي في الأساطير الرومانية . من خلال تحليل تكوين معدن معين يسمى الأباتيت ، والذي نما عبر تاريخ التبريد الطويل للصهارة ، وجدنا أن فقاعات الغاز يمكن أن تتشكل فقط بعد فترة قصيرة ربما بضعة أيام إلى أشهر قبل الانفجار نفسه . لذلك في هذا البركان ، قد تكون أفضل إشارات حدوث ثوران وشيك مزيجًا من تورم مستويات الأرض (مع تغيرالضغط) وفي الغازات المنبعثة من البركان .

هذا لا يزال لا يوفر لنا طريقة بسيطة للتنبؤ ثوران البركان . لكنه يوضح كيف أن إلقاء نظرة على الطب الشرعي على رواسب الثورات الماضية في موقع معين يوفر طريقة للمساعدة في تحديد إشارات المراقبة التي ستمنحنا أدلة على سلوك البركان في المستقبل . وهذا يقترب منا خطوة أقرب إلى أن نكون قادرين على التنبؤ عندما يحتمل حدوث ثوران .