لخّصلي

كثيرًا ما يتساءل البعض لماذا تنفجر بعض البراكين بعنف شديد، بينما تثور بعضها الآخر ببطء؟ ولماذا تتصلب بعض الماجما داخل القشرة الأرضية مكونة الصخور النارية الجوفية (البلوتونات)، بينما يتمكن بعضها الآخر من الخروج لأعلى سطح الأرض وتكوين أشكال سطح مميزة؟ والإجابة على هذه التساؤلات تستلزم فهم لخصائص وسلوك الماجما أو اللافا البركانية. فمن المعروف أن الماجما بمجرد تجمعها وتكونها في باطن الأرض تبدأ في التحرك لأعلى نحو سطح الأرض لأن كثافتها أقل من كثافة الصخور المحيطة بها في باطن الأرض. وعندما تتحرك لأعلى فإنها تتعرض للتغير من وجهتين رئيسيتين: الوجهة الأولى أنها تبرد نسبيًا بمجرد وصولها إلى صخور القشرة الأرضية الباردة. أما الوجهة الثانية أنها تتحرر تدريجيًا من قدر كبير من الضغط الواقع عليها مع تحركها المستمر لأعلى. ولكل من التبريد وتقليل الضغط نتائج مضادة على خصائص الماجما. فالتبريد يؤدي إلى تصليبها solidifying، بينما تقليل الضغط يؤدي إلى استمرار سيولتها ويساعدها على التحرك لأعلى بشكل أسرع. بذالك نجد أن الماجما تقع تحت تأثير عاملين لكل منهما نتائج مغايرة تمامًا للآخر. وهنا يتوقف تصليب الماجما أو استمرارها في التدفق على عامل ثالث هام وهو نوعية الماجما ذاتها، ونعني بذالك التركيب المعدني أو نوعية الصخور المنصهرة المكونة للماجما. فالميجما البازلتية basaltic magma لديها القدرة على استمرار تدفقها عبر السطح، بينما نجد أن الماجما الجرانيتية granitic magma عادة ما تتصلب داخل القشرة الأرضية دون أن تصل إلى سطح الأرض. ويرجع هذا إلى التباين فيما بينهما في طبيعة التركيب المعدني لكل من البازلت والجرانيت، فالآخر يحتوي على نحو 70% من السيليكا و 10% من الماء، بينما يحتوي البازلت على 50% من السيليكا وما يتراوح بين 1 إلى 2% فقط من المياه. وتتميز السيليكا بترتيبها في شكل هرمي silicate tetrahedron، ومن ثم فإن ذرات السيليكا تتصل ببعضها البعض لتكون مجموعة من مسطحات السيليكا sheets أو في شكل سلاسل chains أحادية أو ثنائية. ويتوقف طول هذه السلاسل على محتوى الصخر من السيليكا فالصخور التي تحتوي على نسبة 70% أو أكثر تتميز بسلاسل السيليكا الطويلة long chains، بينما الصخور التي يقل محتواها من السيليكا تتميز بسلاسل السيليكا القصيرة short chains. وتلعب طبيعة سلاسل السيليكا دورًا هامًا في تحديد تدفقها، فسللاسل السيليكا الطويلة تكون عادة متشابكة مع بعضها البعض tangled مما يزيد من لزوجتها viscosity ويقلل من انسيابية flow الماجما، ومن ثم غالبًا ما تتصلب stiff داخل القشرة الأرضية، أو ترتفع فوق السطح ببطء شديد كما هو الحال في الماجما الجرانيتية. أما الماجما البازلتية فتميز بقصر سلاسل السيليكا فيها، ومن ثم تقل نسبة لزوجتها وتزداد قدرتها على التدفق والانسياب بسهولة، حتى تصعد إلى سطح الأرض فجأة في شكل ثورات بركانية عنيفة.

ﻛﺜﯿرا ﻤﺎ ﯿﺘﺴﺎﺌل اﻟﺒﻌض ﻟﻤﺎذا ﺘﻨﻔﺠر ﺒﻌض اﻟﺒراﻛﯿن ﺒﻌﻨف ﺸدﯿد ، ﺒﯿﻨﻤﺎ ﯿﺜور ﺒﻌﻀﻬﺎ اﻷﺨر ﺒﺒطء؟! وﻟﻤﺎذا ﺘﺘﺼﻠب ﺒﻌض اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ داﺨل اﻟﻘﺸرة اﻷرﻀﯿﺔ ﻤﻛوﻨﺔ اﻟﺼﺨور اﻟﻨﺎرﯿﺔ اﻟﺠوﻓﯿﺔ )اﻟﺒﻠوﺘوﻨﺎت( ، ﺒﯿﻨﻤﺎ ﯿﺘﻤﻛن ﺒﻌﻀﻬﺎ اﻷﺨر ﻤن اﻟﺨروج ﻷﻋﻠﻰ ﺴطﺢ اﻷرض وﺘﻛوﯿن اﺸﻛﺎل ﺴطﺢ ﻤﻤﯿزة؟ واﻹﺠﺎﺒﺔ ﻋﻠﻰ ﻫذﻩ اﻟﺘﺴﺎؤﻻت ﺘﺴﺘﻠزم ﻓﻬم ﻟﺨﺼﺎﺌص وﺴﻠوك اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ أو اﻟﻼﻓﺎ اﻟﺒرﻛﺎﻨﯿﺔ. ﻓﻤن اﻟﻤﻌروف أن اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ ﺒﻤﺠرد ﺘﺠﻤﻌﻬﺎ وﺘﻛوﻨﻬﺎ ﻓﻰ ﺒﺎطن اﻷرض ﺘﺒدأ ﻓﻰ اﻟﺘﺤرك ﻷﻋﻠﻰ ﻨﺤو ﺴطﺢ اﻷرض ﻷن ﻛﺜﺎﻓﺘﻬﺎ أﻗل ﻤن ﻛﺜﺎﻓﺔ اﻟﺼﺨور اﻟﻤﺤﯿطﺔ ﺒﻬﺎ ﻓﻰ ﺒﺎطن اﻷرض. وﻋﻨدﻤﺎ ﺘﺘﺤرك ﻷﻋﻠﻰ ﻓﺈﻨﻬﺎ ﺘﺘﻌرض ﻟﻠﺘﻐﯿر ﻤن وﺠﻬﺘﯿن رﺌﯿﺴﯿﺘﯿن. اﻟوﺠﻬﺔ اﻷوﻟﻰ أﻨﻬﺎ ﺘﺒرد ﻨﺴﺒﯿﺎ ﺒﻤﺠرد وﺼوﻟﻬﺎ إﻟﻰ ﺼﺨور اﻟﻘﺸرة اﻷرﻀﯿﺔ اﻟﺒﺎردة. أﻤﺎ اﻟوﺠﻬﺔ اﻟﺜﺎﻨﯿﺔ أﻨﻬﺎ ﺘﺘﺤرر ﺘدرﯿﺠﯿﺎ ﻤن ﻗدر ﻛﺒﯿر ﻤن اﻟﻀﻐط اﻟواﻗﻊ ﻋﻠﯿﻬﺎ ﻤﻊ ﺘﺤرﻛﻬﺎ اﻟﻤﺴﺘﻤر ﻷﻋﻠﻰ.

وﻟﻛل ﻤن اﻟﺘﺒرﯿد وﺘﻘﻠﯿل اﻟﻀﻐط ﻨﺘﺎﺌﺞ ﻤﻀﺎدة ﻋﻠﻰ ﺨﺼﺎﺌص اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ. ﻓﺎﻟﺘﺒرﯿد ﯿؤدى إﻟﻰ ﺘﺼﻠﺒﻬﺎ solidifying ، ﺒﯿﻨﻤﺎ ﺘﻘﻠﯿل اﻟﻀﻐط ﯿؤدى إﻟﻰ إﺴﺘﻤرار ﺴﯿوﻟﺘﻬﺎ وﯿﺴﺎﻋدﻫﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﺘﺤرك ﻷﻋﻠﻰ ﺒﺸﻛل أﺴرع. ﺒذﻟك ﻨﺠد أن اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ ﺘﻘﻊ ﺘﺤت ﺘﺄﺜﯿر ﻋﺎﻤﻠﯿن ﻟﻛل ﻤﻨﻬﻤﺎ ﻨﺘﺎﺌﺞ ﻤﻐﺎﯿرة ﺘﻤﺎﻤﺎ ﻟﻸﺨر. وﻫﻨﺎ ﯿﺘوﻗف ﺘﺼﻠب اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ أو إﺴﺘﻤرارﻫﺎ ﻓﻰ اﻟﺘدﻓق ﻋﻠﻰ ﻋﺎﻤل ﺜﺎﻟث ﻫﺎم وﻫو ﻨوﻋﯿﺔ اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ ذاﺘﻬﺎ ، وﻨﻌﻨﻰ ﺒذﻟك اﻟﺘرﻛﯿب اﻟﻤﻌدﻨﻰ أو ﻨوﻋﯿﺔ اﻟﺼﺨور اﻟﻤﻨﺼﻬرة اﻟﻤﻛوﻨﺔ ﻟﻠﻤﺎﺠﻤﺎ. ﻓﺎﻟﻤﺎﺠﻤﺎ اﻟﺒﺎزﻟﺘﯿﺔ basaltic magma ﻟدﯿﻬﺎ اﻟﻘدرة ﻋﻠﻰ اﺴﺘﻤرار ﺘدﻓﻘﻬﺎ ﻋﺒر اﻟﺴطﺢ ، ﺒﯿﻨﻤﺎ ﻨﺠد أن اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ اﻟﺠراﻨﯿﺘﯿﺔ granitic magma ﻋﺎدة ﻤﺎ ﺘﺘﺼﻠب داﺨل اﻟﻘﺸرة اﻷرﻀﯿﺔ دون أن ﺘﺼل إﻟﻰ ﺴطﺢ اﻷرض. وﯿرﺠﻊ ﻫذا إﻟﻰ اﻟﺘﺒﺎﯿن ﻓﯿﻤﺎ ﺒﯿﻨﻬﻤﺎ ﻓﻰ طﺒﯿﻌﺔ اﻟﺘرﻛﯿب اﻟﻤﻌدﻨﻰ ﻟﻛل ﻤن اﻟﺒﺎزﻟت واﻟﺠراﻨﯿت ، ﻓﺎﻷﺨﯿر ﯿﺤﺘوى ﻋﻠﻰ ﻨﺤو ٧٠% ﻤن اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ و١٠% ﻤن اﻟﻤﺎء ، ﺒﯿﻨﻤﺎ ﯿﺤﺘوى اﻟﺒﺎزﻟت ﻋﻠﻰ ٥٠% ﻤن اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ وﻤﺎ ﯿﺘراوح ﺒﯿن ١ إﻟﻰ ٢% ﻓﻘط ﻤن اﻟﻤﯿﺎﻩ. و ﺘﺘﻤﯿز اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ ﺒﺘرﺘﯿﺒﻬﺎ ﻓﻰ ﺸﻛل ﻫرﻤﻰ silicate tetrahedron ، وﻤن ﺜم ﻓﺈن ذرات اﻟﺴﯿﻠﯿﻛﺎ ﺘﺘﺼل ﺒﺒﻌﻀﻬﺎ اﻟﺒﻌض ﻟﺘﻛون ﻤﺠﻤوﻋﺔ ﻤن ﻤﺴطﺤﺎت اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ
sheets أو ﻓﻰ ﺸﻛل ﺴﻼﺴل chains أﺤﺎدﯿﺔ أو ﺜﻨﺎﺌﯿﺔ. وﯿﺘوﻗف طول ﻫذﻩ اﻟﺴﻼﺴل ﻋﻠﻰ ﻤﺤﺘوى اﻟﺼﺨر ﻤن اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ ﻓﺎﻟﺼﺨور اﻟﺘﻰ ﺘﺤﺘوى ﻋﻠﻰ ﻨﺴﺒﺔ ٧٠% أو أﻛﺜر ﺘﺘﻤﯿز ﺒﺴﻼﺴل اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ اﻟطوﯿﻠﺔ long chains ، ﺒﯿﻨﻤﺎ اﻟﺼﺨور اﻟﺘﻰ ﯿﻘل ﻤﺤﺘواﻫﺎ ﻤن اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ ﺘﺘﻤﯿز ﺒﺴﻼﺴل اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ اﻟﻘﺼﯿرة short chains. وﺘﻠﻌب طﺒﯿﻌﺔ ﺴﻼﺴل اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ دورا ﻫﺎﻤﺎ ﻓﻰ ﺘﺤدﯿد ﺘدﻓﻘﻬﺎ ، ﻓﺴﻼﺴل اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ اﻟطوﯿﻠﺔ ﺘﻛون ﻋﺎدة ﻤﺘﺸﺎﺒﻛﺔ ﻤﻊ ﺒﻌﻀﻬﺎ اﻟﺒﻌض tangled ﻤﻤﺎ ﯿزﯿد ﻤن ﻟزوﺠﺘﻬﺎ viscosity وﯿﻘﻠل ﻤن إﻨﺴﯿﺎﺒﯿﺔ flow اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ ، وﻤن ﺜم ﻏﺎﻟﺒﺎ ﻤﺎ ﺘﺘﺼﻠب stiff داﺨل اﻟﻘﺸرة اﻷرﻀﯿﺔ ، أو ﺘرﺘﻔﻊ ﻓوق اﻟﺴطﺢ ﺒﺒطء ﺸدﯿد ﻛﻤﺎ ﻫو اﻟﺤﺎل ﻓﻰ اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ اﻟﺠراﻨﯿﺘﯿﺔ. أﻤﺎ اﻟﻤﺎﺠﻤﺎ اﻟﺒﺎزﻟﺘﯿﺔ ﻓﺘﺘﻤﯿز ﺒﻘﺼر ﺴﻼﺴل اﻟﺴﯿﻠﻛﺎ ﻓﯿﻬﺎ ، وﻤن ﺜم ﺘﻘل ﻨﺴﺒﺔ ﻟزوﺠﺘﻬﺎ وﺘزداد ﻗدرﺘﻬﺎ ﻋﻠﻰ اﻟﺘدﻓق واﻹﻨﺴﯿﺎب ﺒﺴﻬوﻟﺔ ، ﺤﺘﻰ ﺘﺼﻌد إﻟﻰ ﺴطﺢ اﻷرض ﻓﺠﺄة ﻓﻰ ﺸﻛل ﺜوراﻨﺎت ﺒرﻛﺎﻨﯿﺔ ﻋﻨﯿﻔﺔ