فوران زیرآبی دریای بیسمارک و احتمال تولد جزیره تازه

بخار سفید و رگه‌های تیره روی سطح اقیانوس دیده می‌شود. سنگ‌پاهای شناور مانند رد خرده‌نان روی آب کشیده شده‌اند. از مدار زمین، دریای بیسمارک ناآرام به نظر می‌رسد و دانشمندانی که داده‌ها را زیر نظر دارند می‌گویند شاید در جایی که نقشه‌ها ناقص‌اند و پرسش‌ها فراوان، پدیده‌ای تازه در حال شکل‌گیری باشد.

ماهواره‌ها چگونه نخستین نشانه‌های رویداد را ثبت کردند

لرزه‌نگارها نخستین سرنخ را دادند: خوشه‌ای کوچک از زمین‌لرزه‌ها در ۸ مه. اما این حسگرهای فضایی بودند که یک زمزمه کم‌رنگ را به نشانه‌ای روشن تبدیل کردند. در کمتر از ۲۴ ساعت، ماهواره‌های آکوا و ترا متعلق به ناسا از ستون‌های روشن و سرشار از بخار که از بخش مرکزی دریای بیسمارک بالا می‌آمدند تصویربرداری کردند. ابزارهای سنجش رنگ اقیانوس در ماهواره پیس، آب‌های تغییررنگ‌داده و آشفته را نشان دادند و سکوهای تصویربرداری با وضوح بالا، خاکستر و ناهنجاری‌های حرارتی را ثبت کردند. در ۱۲ مه، حسگر وی‌آی‌آی‌آراس روی ماهواره سوئومی ان‌پی‌پی، نشانه‌های گرمایی را در گستره‌ای حدود هفت کیلومتر مربع ثبت کرد.

سنتینل-۲ و لندست ۹ جزئیات بیشتری افزودند؛ از جمله نماهای رنگ کاذب که سیگنال فروسرخ مواد داغ نزدیک سطح را برجسته می‌کرد. این نقاط داغ حرارتی که چندین ابزار مختلف آن‌ها را دیده‌اند، نشان می‌دهد ماگما یا حجم بزرگی از مواد پرتابی داغ به عمق‌های کم رسیده است. سایمون کارن، آتشفشان‌شناس دانشگاه فناوری میشیگان، به خبرنگاران گفت: «برای ایجاد این تعداد ناهنجاری حرارتی، باید مقدار زیادی ماده داغ نزدیک سطح وجود داشته باشد.» او استدلال کرد که شواهد، در مقایسه با نقشه‌های ژرفاسنجی قدیمی‌تر که از وجود صدها متر آب روی عوارض بستر دریا حکایت دارند، به دهانه‌ای نسبتا کم‌عمق اشاره می‌کند.

در این تصویر با رنگ طبیعی که تصویرگر عملیاتی زمین روی لندست ۹ در ۱۱ مه ۲۰۲۶، سه روز پس از آغاز فوران، ثبت کرده است، ستون‌های آتشفشانی نزدیک به هم که با ابرها احاطه شده‌اند، از یک سکوی آتشفشانی زیرآبی در حال رشد بیرون می‌زنند. تصویر سمت راست، امضای فروسرخ فوران را برجسته‌تر نشان می‌دهد. 

چرا دریای بیسمارک پژوهشگران را شگفت‌زده می‌کند

به‌راحتی فراموش می‌کنیم که بخش بزرگی از بستر دریاهای زمین هنوز با وضوح کافی نقشه‌برداری نشده است. دانشمندان سیاره‌ای در برخی مناطق، نقشه‌هایی با وضوح بالاتر از ماه و مریخ در اختیار دارند تا از بعضی حوضه‌های اقیانوسی زمین. بخش مرکزی دریای بیسمارک نمونه روشنی از این شکاف دانشی است: توپوگرافی پیچیده، گسل‌ها، پشته‌ها و عوارض مرتبط با فرورانش همگی زیر آب‌های عمیق پنهان‌اند و پیمایش‌های دقیق سوناری در این منطقه اندک است.

به نظر می‌رسد فوران کنونی با پشته تایتان مرتبط باشد؛ جایی در حدود ۱۶ کیلومتری جنوب‌شرق یک رویداد زیردریایی که در سال ۱۹۷۲ ثبت شد. اما اینکه کدام دهانه فعال است، پیش از آغاز فعالیت در چه عمقی قرار داشته و آخرین بار چه زمانی فوران کرده، همچنان پرسش‌هایی بی‌پاسخ‌اند. نمودارهای ژرفاسنجی در برخی نقاط از وجود چند صد متر آب خبر می‌دهند؛ اما سیگنال‌های ماهواره‌ای خلاف آن را القا می‌کنند. این ناهماهنگی اهمیت زیادی دارد. اگر دهانه کم‌عمق باشد، برهم‌کنش ماگما و آب دریا می‌تواند سبک‌های فورانی و مخاطراتی متفاوت از یک فوران زیردریایی عمیق ایجاد کند.

تصاویر نوری همچنین قایق‌های گسترده سنگ‌پا را نشان می‌دهد؛ توده‌های بزرگی از سنگ آتشفشانی شناور که در فوران‌های انفجاری زیرآبی بیرون رانده می‌شوند و سپس همراه جریان‌ها حرکت می‌کنند. این قایق‌های سنگ‌پا، جریان‌های سطحی را ردیابی می‌کنند و می‌توانند مسافت‌های طولانی بپیمایند و به این ترتیب، نشانه‌ای سطحی از فرایندهای پنهان بستر دریا به دست می‌دهند.

آیا واقعا ممکن است جزیره‌ای تازه پدیدار شود؟

عکس‌های ماهواره‌ای از فعالیت شدید سطحی خبر می‌دهند: آب تغییررنگ‌داده، دهانه‌های بخار و خاکستر و سنگ‌پایی که در امتداد جریان‌ها پخش می‌شود. این ترکیب، احتمال هیجان‌انگیزی را مطرح می‌کند. وقتی مواد کافی انباشته شوند و کنار هم پایدار بمانند، یک عارضه خشکی بیرون‌زده می‌تواند ظاهر شود. جیم گاروین، دانشمند ارشد مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا، گفت: «اکنون مشتاقانه منتظریم ببینیم آیا جزیره‌ای تازه در آستانه تولد است یا نه؛ چیزی که تنها به‌ندرت توانسته‌ایم هنگام وقوع، با ماهواره‌ها مشاهده کنیم.»

اگر خشکی تازه‌ای سر از آب بیرون بیاورد، مرحله بعد تعیین می‌کند که آیا این خشکی دوام خواهد آورد یا نه. یک مخروط توفی، یعنی عارضه‌ای آتشفشانی با شیب تند که از خاکستر و مواد خردشده شکل می‌گیرد، ممکن است سال‌ها تا دهه‌ها باقی بماند و به دانشمندان امکان دهد توالی اولیه زیستی، هوازدگی شیمیایی و فرسایش را بررسی کنند. یا ممکن است جزیره نوپا اگر سست و در معرض شست‌وشوی امواج باشد، طی چند روز یا چند هفته دوباره در دریا فرو بریزد.

فعالیت انفجاری تاکنون محدود به نظر می‌رسد. این فوران مانند انفجار هونگا تونگا هونگا هااپای در سال ۲۰۲۲ رفتار نمی‌کند؛ رویدادی که خاکستر و بخار را تا استراتوسفر پرتاب کرد. محیط قرارگیری آن در نزدیکی یک پشته آتشفشانی، در محل پیوند یک گسل امتدادلغز و یک مرکز گسترش پشت‌کمانی، معمولا به فوران‌هایی کم‌خشونت‌تر از فوران‌های آتشفشان‌های چینه‌ای در پهنه‌های فرورانش می‌انجامد. مراکز گسترش معمولا مذاب‌های بازالتی تولید می‌کنند که به شکلی متفاوت با آب برهم‌کنش دارند و خردشدگی انفجاری کمتری ایجاد می‌کنند.

مدت‌زمان ادامه فوران نامشخص است. رویدادهای تاریخی این منطقه از جهش‌های کوتاه چهارروزه تا فعالیت‌های طولانی‌مدت چندساله متغیر بوده‌اند. فوران نزدیک به این محل در سال ۱۹۷۲ کوتاه‌عمر بود؛ اما رویدادی جداگانه در تنگه سنت اندرو در سال ۱۹۵۷ نزدیک به چهار سال ادامه یافت. همین گستره زمانی پژوهشگران را وادار می‌کند برای سناریوهای گوناگون آماده باشند.

فناوری‌ها و روش‌هایی که برای پایش تغییرات به کار می‌روند

سنجش از دور در خط مقدم این پایش قرار دارد. تصویرگرهای نوری و فروسرخ، ستون‌های فورانی و گرما را شناسایی می‌کنند. حسگرهای رنگ اقیانوس، تغییر رنگ آب و خاکستر یا سنگ‌پای معلق را نقشه‌برداری می‌کنند. ماهواره‌های راداری مانند نیسار و رادارست می‌توانند توپوگرافی را مستقل از ابر و نور روز نقشه‌برداری کنند و پژوهشگران قصد دارند مجموعه داده‌های راداری را با هم مقایسه کنند تا هر خشکی تازه پدیدارشده را شناسایی و تغییر شکل آن را طی روزها تا ماه‌ها اندازه‌گیری کنند.

پیمایش‌های کشتی‌پایه و سونار چندپرتوی، ژرفاسنجی قطعی را فراهم می‌کنند؛ اما دریای ناآرام و دورافتادگی محل، بسیج سریع تجهیزات و تیم‌ها را دشوار می‌سازد. در همین فاصله، منظومه‌های ماهواره‌ای دولتی و تجاری، بازدیدهای مکرر و باندهای طیفی مکمل ارائه می‌دهند و حتی زمانی که دسترسی میدانی محدود است، تصویری نزدیک به زمان واقعی از نمودهای سطحی فوران فراهم می‌کنند.

ارزش علمی این رویداد فراتر از زمین‌شناسی است. اگر جزیره‌ای پایدار شود، به آزمایشگاهی زنده برای بررسی کلونیزاسیون زیست‌محیطی تبدیل می‌شود. پس از رویداد هونگا تونگا هونگا هااپای، پژوهشگران مشاهده کردند که میکروب‌ها، گیاهان و پرندگان چگونه شروع به اشغال و دگرگون کردن بستر آتشفشانی تازه می‌کنند. این فرایندها ممکن است در اینجا، تحت تأثیر عرض جغرافیایی، جریان‌های اقیانوسی و ترکیب مواد فوران‌یافته، به‌گونه‌ای متفاوت پیش بروند.

در این تصویر که حسگر مادیس روی ماهواره ترا ناسا در ۱۵ مه ۲۰۲۶ ثبت کرده است، سنگ‌پای شناور و آب سبز تغییررنگ‌داده از محل فوران به سمت جنوب‌غرب امتداد یافته‌اند، در حالی که یک ستون سفید آتشفشانی در بالا به سوی غرب رانده می‌شود.

دیدگاه کارشناس

دکتر النا مورالس، آتشفشان‌شناس دریایی که فوران‌های زیردریایی در اقیانوس آرام را مطالعه کرده است، گفت: «رویدادهایی از این دست فرصت‌هایی نادر هستند. ماهواره‌ها پرده‌های نخست داستان را به ما نشان می‌دهند؛ کشتی‌ها و غواصان، وقتی بتوانند به محل برسند، جزئیات ریز را می‌خوانند. اگر جزیره‌ای تازه شکل بگیرد و از فرسایش اولیه امواج جان سالم به در ببرد، می‌تواند به ما بیاموزد که حیات با چه سرعتی می‌تواند سنگ استریل را اشغال کند و هوازدگی شیمیایی در محیط دریایی چگونه پیش می‌رود.»

او افزود که پایش قایق‌های سنگ‌پا از نظر عملی نیز اهمیت دارد: «سنگ‌پا مانند یک ردیاب طبیعی جریان‌های سطحی عمل می‌کند. دنبال کردن مسیر حرکت آن به ما کمک می‌کند جریان‌های نزدیک سطح و مخاطرات احتمالی برای کشتیرانی را استنباط کنیم و در عین حال، مسیرهای پراکنش جانداران در پهنه‌های اقیانوسی را نیز آشکار می‌سازد.»

نتیجه‌گیری

فوران بخش مرکزی دریای بیسمارک یادآور این واقعیت است که زیر امواج هنوز ناشناخته‌های فراوانی وجود دارد و ماهواره‌ها برای آتشفشان‌شناسی مدرن تا چه اندازه ضروری‌اند. از ناهنجاری‌های حرارتی تا قایق‌های سنگ‌پا، حسگرهای مداری رویدادی دورافتاده و مبهم را به پدیده‌ای تبدیل کرده‌اند که دانشمندان می‌توانند تقریبا در زمان واقعی روند آن را دنبال کنند. چه این رویداد به جزیره‌ای تازه و پایدار ختم شود و چه به ستونی کوتاه اما تماشایی از سنگ‌پا، پژوهشگران آماده آموختن هستند. کار اصلی زمانی آغاز می‌شود که نقشه‌های راداری، پیمایش‌های اقیانوسی و تیم‌های میدانی شکاف‌های به‌جامانده از ژرفاسنجی کم‌دقت را پر کنند و جایگاه این عارضه نوپا را روی نقشه مشخص سازند.