رازهای نهفته زیر پای ما: عوامل پنهان فوران های عظیم آتشفشانی

کشف اسرار زیرزمین: نیروهای ناشناخته فوران آتشفشان‌ها

فوران‌های آتشفشانی برخی از قدرتمندترین پدیده‌های طبیعی روی زمین هستند که قادرند شهرها را نابود کرده، ترافیک هوایی جهان را مختل سازند، اقلیم سیاره را برای سال‌ها دستخوش تغییر کرده و حتی در انقراض‌های جمعی نقش داشته باشند. شناخت عوامل موثر در بروز این فوران‌های مهیب، هدف اصلی دانشمندان زمین‌شناسی و کارشناسان مدیریت بحران در سراسر جهان محسوب می‌شود.

زمینه علمی: گوشته زیرین زمین و ساختارهای شگفت‌انگیز

در عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتری زیر سطح زمین، گوشته زیرین وجود دارد؛ منطقه‌ای فوق‌العاده داغ و جامد که اغلب به عنوان لایه‌ای یکنواخت و بدون ویژگی‌های خاص تصور می‌شد. اما پژوهش‌های اخیر نشان داده‌اند که این ناحیه بسیار پیچیده‌تر است. تحقیقات پیشرفته نشان می‌دهد که گوشته زیرین میزبان ساختارهای عظیم و کوه‌مانندی است که اندازه برخی از آن‌ها با یک قاره برابری می‌کند و جنس آن‌ها می‌تواند نسبت به محیط سنگی اطراف خود تفاوت چشمگیری داشته باشد.

این ساختارهای اسرارآمیز که در جامعه علمی با نام «بلوپ‌ها» (BLOBS) شناخته می‌شوند، دارای توپوگرافی ناهموار و رفتار پویایی هستند. مشابه صفحات تکتونیکی نزدیک به سطح، این بلوپ‌های عظیم حرکت می‌کنند، تا شدن دارند و به شیوه‌هایی تعامل می‌کنند که مدت‌ها دانشمندان را شگفت‌زده کرده است.

فعالیت‌های آتشفشانی و ستون‌های گوشته: نقش بلوپ‌ها

گروه تحقیقاتی به رهبری آتشفشان‌شناس آنالیز کوکیا رو از دانشگاه وولونگونگ استرالیا نشان داده است که این بلوپ‌های گوشته زیرین تاثیر مهمی بر فرآیندهای آتشفشانی سیاره دارند. وقتی که ستون‌های عظیم حرارت یا همان پلاوم‌های گوشته از اعماق نزدیک به سه هزار کیلومتری زمین به سطح می‌رسند، می‌توانند رویدادهای آتشفشانی عظیمی را در سطح زمین رقم بزنند. چنین «ابر فوران‌هایی» نقش کلیدی در تاریخ زمین‌شناسی داشته و حتی در انقراض دایناسورها موثر بوده‌اند.

تیم کوکیا رو با استفاده از سه مجموعه داده مستقل، ارتباط مستقیم بین این بلوپ‌ها و فوران‌های بزرگ آتشفشانی در حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش را اثبات کرده‌اند. به گفته کوکیا رو: «این پژوهش اهمیت پلاوم‌های گوشته را به عنوان "بزرگراه‌های ماگما" به سوی سطح زمین و ایجاد این فوران‌های عظیم برجسته می‌کند. همچنین مشخص شد که این پلاوم‌ها همراه با منشاء خود، یعنی بلوپ‌ها، حرکت می‌کنند.»

مکان، حرکت و تاثیر زمین‌شناسی بلوپ‌ها

در حال حاضر، زمین‌شناسان دو بلوپ اصلی را شناسایی کرده‌اند: یکی زیر قاره آفریقا و دیگری در زیر اقیانوس آرام. اگرچه هنوز مشخص نیست این ساختارها ثابت هستند یا متحرک، اما مطالعات جدید به یک سیستم پویا اشاره دارند. شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای موقعیت بلوپ‌ها را یک میلیارد سال پیش ثبت کرده‌اند و نشان می‌دهند که با جابه‌جایی این بلوپ‌ها، پلاوم‌های گوشته‌ای با زاویه‌هایی خاص و گاهی کج به سطح می‌رسند. این یافته کمک کرد تا مشخص شود چرا برخی ابر فوران‌های گذشته دقیقاً بالای بلوپ‌ها یا در مجاورت آن‌ها رخ داده‌اند و با داده‌های ثبت‌شده زمین‌شناسی همخوانی دارند.

در تحلیلی که اخیراً در The Conversation منتشر شده، کوکیا رو و نیکلاس فلامان اهمیت این کشفیات را چنین بیان کردند: «ما با استفاده از آمار نشان دادیم که محل فوران‌های آتشفشانی عظیم گذشته به طور قابل‌توجهی مرتبط با پلاوم‌های گوشته‌ای پیش‌بینی‌شده در مدل‌های‌مان هستند. این موضوع امیدبخش است چراکه نشان می‌دهد شبیه‌سازی‌ها پلاوم‌های گوشته را در مکان‌ها و زمان‌هایی شبیه به داده‌های زمین‌شناسی پیش‌بینی می‌کنند.»

پیامدهای گسترده: از تخریب تا کشف منابع معدنی

اگرچه ابر فوران‌ها می‌توانند باعث ویرانی گسترده شوند، اما همین فرآیندها موجب ایجاد منابع ارزشمند معدنی نیز هستند. متخصصان معتقدند پدیده‌هایی مانند بلوپ‌ها و پلاوم‌های گوشته نقش اصلی را در پیدایش ذخایر معدنی چون کیمبرلیت (سنگ منشاء الماس) و عناصر کمیاب که برای فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر حیاتی‌اند، ایفا می‌کنند. درک نحوه پیدایش و حرکت بلوپ‌ها نه تنها به پیش‌بینی فوران‌های آتشفشانی و کاهش ریسک بلایای طبیعی کمک می‌کند بلکه می‌تواند راهنمای اکتشافات معدنی آینده نیز باشد.

نیکلاس فلامان در این زمینه می‌گوید: «این پژوهش یکی از پرسش‌های بنیادین را پاسخ می‌دهد؛ آیا بلوپ‌ها ساکن‌اند یا در حرکت بوده‌اند و چه ارتباطی با ابر فوران‌های آتشفشانی دارند؟ کشف و رمزگشایی این معماها واقعاً شگفت‌انگیز است.»

جمع‌بندی

کشف بلوپ‌های قاره‌مانند در اعماق گوشته زمین درک ما را از نیروهای محرک فوران‌های فاجعه‌بار آتشفشانی و تغییر چهره سیاره دگرگون کرده است. با کشف ارتباط بین این ساختارهای اسرارآمیز و سیستم‌های داخلی آتشفشان‌های عظیم، مسیرهای جدیدی برای پژوهش‌های زمین‌شناسی، اکتشاف منابع طبیعی و مدیریت بحران‌ها گشوده می‌شود. با پیشرفت داده‌ها و شبیه‌سازی‌های جدید، توانایی ما برای پیش‌بینی و آمادگی در برابر رویدادهای آتشفشانی جهانی بیش از پیش افزایش خواهد یافت.