البراكين

• تعرّف أجزاء البركان
• ووصف المقذوفات البركانية من حيث شكلها وحجمها وآلية تكوّنها
• وتمييز أنواع البراكين
• والمقارنة بين اللابة الحمضية واللابة القاعدية
• وتعرّف توزّع البراكين محليًا وعالميًا
• وتقدير القيمة الاقتصادية للبراكين في الزراعة والصناعة والسياحة

البركان: من حجرة الماغما إلى الفوهة

نسمع كثيرًا عن حدوث الثورانات البركانية في مناطق متعددة في العالم، ونشاهدها على شاشة التلفاز.

• الشكل (10): حركة الماغما من حجرة الماغما عبر قناة البركان، وتدفق اللابة وانسيابها في الخارج حول فوهة البركان.
• ويظهر فيه أيضًا: غازات ساخنة ورماد بركاني، وفتحة جانبية، وتدفقات من اللابة، والفوهة.

الكالديرا: ماذا يبقى بعد أن تفرغ حجرة الماغما؟

عندما تفرغ حجرة الماغما الموجودة أسفل البركان من الماغما، قد تنهار قمة البركان أو جوانبه مشكّلة حفرة كبيرة مكان الفوهة

• الشكل (11): كالديرا متشكّلة نتيجة نفاد الماغما المتجمعة في حجرة الماغما مع الزمن، وانهيار قمة البركان.

أحدّد ما ينجم عن انهيار قمة البركان.

أصف كيف تتشكل الكالديرا.

____ هي حفرة تنتج مكان فوهة البركان نتيجة انهيار قمة البركان أو جوانبه عندما تفرغ حجرة الماغما الموجودة أسفل البركان من الماغما.

أين تقع البراكين؟ أحزمة وبقع ساخنة

تتوزع البراكين في العالم على شكل أحزمة تقع معظمها في مواقع محددة بالقرب من حدود الصفائح المتقاربة وحدود الصفائح المتباعدة.

• حزام النار: يحيط بالمحيط الهادي، وهو أحد أشهر الأحزمة البركانية.
• أصله: تشكل مصاحبًا لأنطقة الطرح الناتجة من غطس صفيحة محيطية أسفل صفيحة قارية أو محيطية أخرى.

• عملها: يعمل العمود مع الزمن على صهر الغلاف الصخري وخروج الماغما إلى سطح الأرض مشكّلة براكين.
• سلسلة براكين: ثبات البقعة الساخنة وحركة الصفيحة الأرضية فوقها ينتجان مع الزمن سلسلة من البراكين المتجاورة، مثل براكين جزر هاواي.

أحدّد العلاقة بين حدود الصفائح والأحزمة البركانية في العالم.

أفسّر تشكل سلسلة من البراكين بسبب البقعة الساخنة.

يُطلَق على مكان الماغما التي تغذي البركان في داخل الصفيحة الأرضية: كالديرا، بقعة ساخنة، مخروط، شق أرضي.

لماذا يهدأ بركان وينفجر آخر؟

تختلف طبيعة الثورانات البركانية، فبعضها يكون على شكل لابة تتدفق ببطء وهدوء من فوهة البركان، وبعضها الآخر يكون على شكل انفجارات ضخمة.

• العوامل المؤثرة: تعتمد طبيعة الثورانات البركانية على لزوجة الماغما، وكمية الغازات الذائبة فيها.

• ما تعتمد عليه اللزوجة: تختلف لزوجة الماغما اعتمادًا على محتواها من السيليكا ودرجة حرارتها.
• السيليكا: الماغما الفلسية الغنية بالسيليكا تتميز بلزوجة أكبر من الماغما المافية قليلة السيليكا.
• الحرارة: الماغما ذات درجات الحرارة المرتفعة أقل لزوجة، وكلما انخفضت درجة حرارة الماغما ازدادت لزوجتها.

وماذا عن الغازات التي تحملها الماغما؟

• الغازات الذائبة ⁦Dissolved Gases⁩: بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت.
• الماغما المافية: تسمح للغازات بالصعود وخروجها بسهولة، لذلك تتميز ثوراناتها بالهدوء.
• الماغما الفلسية: الغازات محصورة فيها بسبب لزوجتها الكبيرة، وعند وصولها إلى سطح الأرض يقل الضغط فتخرج الغازات بصورة عنيفة.

أحدّد العلاقة بين اللابة المافية ونسبة السيليكا فيها.

أتوقع شدة انفجار بركان ناتج من ماغما نسبة السيليكا فيها قليلة.

أحدّد العوامل التي يعتمد عليها الثوران البركاني.

أيّ من خصائص اللابة الآتية تحدّد قوة ثوران البركان؟ اللون، الكثافة، العمر، اللزوجة.

أصدر حكمًا على صحة ما ورد في العبارة الآتية مع ذكر السبب: تعتمد قوة الثوران البركاني وطبيعته على التركيب الكيميائي للماغما التي تخرج منه.

ماذا يقذف البركان؟ لابة وفتات وغازات

تقذف البراكين أنواعًا مختلفة من المواد في أثناء ثورانها، على شكل لابة منسابة أو فتات بركاني، إضافة إلى الغازات وخاصة بخار الماء.

• اللابة المافية: تتميز بسرعة انسيابها، إذ تتحرك بسرعة تساوي $(10-300)\ \text{m/s}$.
• اللابة الفلسية: حركتها بطيئة جدًا.

• تصنيفه بحسب الحجم:
• الرماد البركاني ⁦Volcanic Ash⁩: لا يتعدى قطر كل حبة منه $2\ \text{mm}$.
• القنابل البركانية ⁦Volcanic Bombs⁩: يزيد حجم الكتل فيها على $64\ \text{mm}$.

• الغازات ⁦Gases⁩: تبلغ نسبتها في اللابة تقريبًا (1-6)% من وزن اللابة الإجمالي.
• أهمها: بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكبريت.
• بكميات قليلة: كبريتيد الهيدروجين، وأول أكسيد الكربون، والميثان.

أتحقّق: أقارن بين اللابة الغنية بالسيليكا واللابة قليلة السيليكا من حيث لزوجة كل منهما.

أقارن بين اللابة والماغما من حيث نسبة الغازات ودرجة الحرارة.

ثلاثة أشكال للبراكين: درعي ومركّب ومخروطي

تُصنَّف البراكين اعتمادًا على أشكالها إلى ثلاثة أنواع رئيسة، هي البراكين الدرعية، والبراكين المركّبة، والبراكين المخروطية.

• ما يحدد الشكل: نسبة السيليكا المكونة للماغما المتدفقة من باطن الأرض نحو فوهة البركان، وطبيعة الثوران البركاني.

• شكلها: انحدارها قليل وامتدادها واسع، بسبب تراكم اللابة في صورة طبقات أفقية متتالية بعضها فوق بعض.
• حجمها: أكبر أنواع البراكين مساحة، ونشأ معظمها في قيعان المحيطات مشكّلة جزرًا بركانية، مثل جزر هاواي وأيسلندا.

• في أثناء الثوران البركاني الهادئ تنساب اللابة مشكّلة طبقة ممتدة على جوانب البركان، ثم يتبعها حدوث ثوران بركاني متفجر يتجمّع الفتات البركاني فيه حول فوهة البركان.
• خطرها: أخطر البراكين على الأرض، وهي أقل مساحة من البراكين الدرعية.
• صخورها: معظمها من صخور الأنديزيت، ومثالها جبل شيحان في وسط الأردن وبركان أيجن في جزيرة جاوا بأندونيسيا.

• ارتفاعها: لا يتجاوز $500\ \text{m}$.
• الشكل: المخروطي شديد الانحدار.
• تكوّنها: تتشكل نتيجة الثورانات شديدة الانفجار، إذ يتراكم الفتات البركاني حول فوهة البركان.
• عمرها: لا يستمر ثورانها عادة فترة طويلة، بل يتوقف عند تحرر الغازات المتراكمة في باطنه ولا يثور مرة أخرى.

أصف شكل البركان الدرعي.

أفسّر لماذا تكون جدران البراكين الدرعية أقل انحدارًا من البراكين المركّبة.

أقارن بين الماغما المكونة للبراكين الدرعية والبراكين المركّبة من حيث اللزوجة وكمية الغازات.

نوع البراكين التي تنتج من انسياب اللابة على جوانب البركان وتراكم الفتات البركاني فقط حول فوهة البركان: الدرعية، الطبقية، المخروطية، المركّبة.

____ هي براكين تتكوّن من طبقات متعاقبة من اللابة والفتات البركاني، بسبب اختلاف قوة ثوران البركان وتغيّر المواد التي يقذفها مع الزمن.

تجربة: كيف تغيّر المادة شكل البركان؟

كيف تؤثر خصائص الماغما، ومنها اللزوجة، في نوع البركان المتكون؟

أضبط المتغيّرات: أحدّد المتغيّر المستقل والمتغيّر التابع.

أقارن بين زوايا ميل سطحي البركانين الناتجين.

أستنتج أيّ البركانين الناتجين يمثّل بركانًا مخروطيًا، وأيهما يمثّل بركانًا درعيًا؟

أتوقّع كيف ستتأثر درجة انحدار البركان إذا استُخدمت مادة دقيقة الحبيبات مثل السكر بدلًا من الشوفان؟

أستنتج ما المواد التي يمكن استخدامها لتصميم بركان مركّب، وأبرّر إجابتي.

الحرّات: سهول بازلتية بدل جبال

تتشكل طفوح البازلت التي تُسمّى (الحرّات) نتيجة تدفق اللابة من الكسور والشقوق الطويلة في القشرة الأرضية وانسيابها على سطح الأرض

• مثال: تمثل حرة الشام الواقعة شمال شرق الأردن إحدى الطفوح البازلتية.

كيف يبرّد ثوران كبير مناخ الأرض؟

تُعد البراكين أحد العوامل الطبيعية التي تؤثر في المناخ، وتؤدي مع الزمن إلى حدوث التغير المناخي.

• ثورانات كبرى: تعمل محفزات لتغيرات مناخية قصيرة المدى، بخفض درجة حرارة سطح الأرض بفعل تراكم الرماد البركاني في الجو.
• التأثير: في الأنماط المناخية العالمية، مثل الرياح الموسمية والتيارات البحرية، ومن ثم في الزراعة والإنتاج الغذائي.

• التبريد العالمي:
• تنبعث كميات كبيرة من الرماد البركاني والغازات وتتراكم في طبقة الستراتوسفير.
• يتفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت ($SO_{2}$) مع بخار الماء ليشكّل قطرات صغيرة من حمض الكبريتيك.
• قطرات حمض الكبريتيك والأغبرة تشكل الهباء الجوي ⁦Aerosols⁩، الذي يشتت أشعة الشمس ويعكسها بعيدًا عن الأرض.
• فتقل كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى سطح الأرض، فيحدث تبريد مؤقت للمناخ.

• قد يستمر بقاء الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير مددًا تتراوح بين عدة أشهر إلى بضع سنوات، اعتمادًا على حجم الثوران البركاني وكمية المواد المنبعثة منه.
• مثال، جبل بيناتوبو (الفلبين، 1991): أطلق نحو $20\ \text{tons}$ من غاز ثاني أكسيد الكبريت إلى طبقة الستراتوسفير.
• نتيجته: انخفض متوسط درجات الحرارة العالمية بحوالي $0.5\ \text{C}$ لمدة تصل إلى سنتين تقريبًا.

أوضّح كيف أثّر ثوران جبل بيناتوبو عام 1991م في المناخ.

كيف يمكن أن يؤثر الثوران البركاني في الأنماط المناخية العالمية؟ أوضّح إجابتي.

هل البراكين وراء الاحترار العالمي؟

تطلق البراكين، بالإضافة إلى الرماد البركاني وثاني أكسيد الكبريت، العديد من غازات الدفيئة وخاصة ثاني أكسيد الكربون $CO_{2}$

• ثاني أكسيد الكربون $CO_{2}$: أحد الغازات الدفيئة الرئيسة التي تسهم في حدوث ظاهرة الاحتباس الحراري.
• غازات دفيئة أخرى: بخار الماء، وغاز الميثان، وغازات أكاسيد النيتروجين.
• تراكمها: يؤدي مع الزمن إلى ارتفاع درجة الحرارة ومن ثم حدوث الاحترار العالمي.

• لكن: الكميات المنبعثة من البراكين ضئيلة بالمقارنة مع الانبعاثات الناتجة من الأنشطة البشرية، مثل حرق الوقود الأحفوري وإزالة الغابات.
• الخلاصة: تأثير البراكين المباشر في الاحترار العالمي ضئيل نسبيًا، وإن كانت تسهم في دورة الكربون.

أرسم بركانًا، وأحدّد أجزاءه على الرسم.

____ مناطق تتجمع فيها الماغما تحت القشرة الأرضية وأعلى الستار العلوي في باطن الأرض أسفل البركان.

هل تُعد طفوح البازلت أحد أنواع البراكين؟

أسئلة المراجعة المتبقية

ما الذي يساعد الماغما على الصعود باتجاه فوهة البركان في أثناء الثوران البركاني؟

أطرح سؤالًا تكون إجابته: البراكين الدرعية.

أي من البراكين الآتية يتميز بأكبر ثوران عنيف؟ المخروطية، الدرعية، المركّبة، الطبقية.

فوائد البراكين: تربة خصبة وطاقة نظيفة

على الرغم من التأثيرات السلبية الناجمة عن الثورانات البركانية وما يصاحبها من تدمير للبيئة المحيطة، فإن للبراكين تأثيرات إيجابية عديدة في البيئة والمجتمع

• التربة الخصبة: تتميز المناطق المحيطة بالبراكين الخامدة بتربتها الخصبة.

• سببها: لاحتوائها على عناصر عدة ضرورية للنبات، وقدرتها على الاحتفاظ بالماء.
• مثال: المناطق المحيطة ببركان فيزوف في إيطاليا.

• الطاقة الحرارية الجوفية: إحدى مصادر الطاقة المتجددة التي تُستخدم في توليد الطاقة الكهربائية.
• كيف: ترتفع حرارة الأعماق في المناطق النشطة بركانيًا لقربها من حجرة الماغما، فترتفع حرارة المياه الجوفية القريبة منها.
• الاستخدام: يمكن استخدام البخار الناتج منها في تحريك التوربينات وإنتاج الطاقة الكهربائية.

أحدّد المصدر الأكثر تأثيرًا في زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

أستنتج سبب زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون الناتجة من الأنشطة البشرية بعد عام 1880م.

أقارن بين كمية ثاني أكسيد الكربون الناتجة من الأنشطة البشرية وتلك الناتجة من البراكين في الفترة ما بين (1800 - 1900)م.

أتوقّع كمية ثاني أكسيد الكربون مستقبلًا.