بركان درعي

الانتشار

الملاحظات

إضافةً إلى ذلك، توجد البراكين الدرعية في جميع أنحاء العالم. ويمكن أن تتشكل فوق النقاط الساخنة، مثل سلسلة جبال هاواي-الإمبراطور البحرية وجزر غالاباغوس، أو فوق مناطق الصدع التقليدية، مثل وبراكين الدرع في شرق إفريقيا. وعلى الرغم من أن البراكين الدرعية لا ترتبط عادةً بالاندساس، إلا أنها يمكن أن تحدث فوق مناطق الاندساس. وتوجد الكثير من الأمثلة في كاليفورنيا وأوريغون، بما في ذلك قمة بروسبكت في متنزه لاسين البركاني الوطني، إلى جانب في ولاية أوريغون. وتوجد الكثير من البراكين الدرعية في أحواض المحيطات، مثل كيلاويا في هاواي، على الرغم من أنه يمكن العثور عليها في الداخل كذلك — وشرق إفريقيا هو أحد الأمثلة على ذلك.

الخصائص الانبثاقية

علاوةً على ذلك، ومن السمات البارزة كذلك أنابيب الحمم، وهي ممرات بركانية مشابهة للكهوف تتشكل حين تتصلب القشرة العليا لتدفق الحمم بينما يستمر تدفق الحمم المنصهرة تحتها. وتلعب هذه الأنابيب دورًا مهمًا في نقل الحمم لمسافات بعيدة بفضل عزلها الحراري. وقد قُدّر أن نحو 58% من تدفقات كيلاويا مصدرها أنابيب الحمم.

كذلك، كذلك على عكس الأنواع البركانية الأخرى، غالبًا ما تحدث انبثاقات هاواي في فتحات الشقوق اللامركزية، بدءًا من كبيرة تخمد بسرعة وتتركز في مواقع محددة على مناطق الصدع في البركان. وفي الوقت نفسه، غالبًا ما تتخذ انبثاقات الفتحات المركزية شكل نوافير حمم بركانية كبيرة، والتي يمكن أن تصل إلى ارتفاعات مئات الأمتار أو أكثر. عادةً ما تبرد جزيئات نوافير الحمم البركانية في الهواء قبل أن تصطدم بالأرض، مما يؤدي إلى تراكم شظايا الخبث الرماد؛ ومع ذلك، عندما يكون الهواء كثيفًا بشكل خاص بالفتات البركاني، لا يمكنها التبريد بسرعة كافية بسبب الحرارة المحيطة، وتصطدم بالأرض وهي لا تزال ساخنة، وتتراكم في مخاريط تناثر . إذا كانت معدلات الانبثاق مرتفعة بما يكفي، فقد تشكل تدفقات حمم بركانية تتغذى على التناثر. غالبًا ما تكون انبثاقات هاواي طويلة الأمد للغاية؛ Puʻu Ōʻō، مخروط جمرة كيلاويا، اندلع بشكل مستمر من 3 يناير 1983 حتى أبريل 2018.

كذلك، وقد تتحول بعض الانفجارات الدرعية إلى ثورات بركانية جوفية عندما تتفاعل الحمم مع الماء، وهو نمط أكثر شيوعًا في البراكين المحاطة بالمياه مثل تلك الواقعة ضمن سلسلة جبال هاواي-الإمبراطور البحرية.

علاوةً على ذلك، وفي بعض الحالات، تتدفق الحمم البازلتية من شقوق طويلة بدلًا من فوهات مركزية، مكوّنة هضاب بازلتية واسعة، كما في أيسلندا وولايات واشنطن وأوريغون وأيداهو، حيث يصل سمك بعضها إلى .

علاوةً على ذلك، وعلى عكس كثير من الأنماط البركانية الأخرى، غالبًا ما تبدأ الانبثاقات الهاوايية من شقوق جانبية تُطلق «ستائر نارية» سرعان ما تتركّز في نقاط محددة على مناطق الصدع. أما الفتحات المركزية فغالبًا ما تقذف نوافير حمم قد يصل ارتفاعها إلى مئات الأمتار. وعادةً ما تبرد جزيئات تلك النوافير قبل وصولها إلى الأرض، مشكّلة رواسب من الخبث والرماد. لكن في حال كان الهواء محمّلًا بكميات كبيرة من التفرا ولا يسمح بالتبريد السريع، تهبط الجزيئات وهي لا تزال ساخنة مكوّنة مخاريط التراكم، وقد تتغذى على تدفقات الحمم إذا كانت معدلات الانبثاق مرتفعة. تتسم الانبثاقات الهاوايية كذلك بطول مدتها؛ فمخروط Puʻu ʻŌʻō التابع لكيلاويا ثار باستمرار من يناير 1983 حتى أبريل 2018. وتنقسم تدفقات الحمم فيها إلى نوعين رئيسيين: باهوهوي (pāhoehoe): ناعمة نسبيًا، ذات سطح حبلي، وتتدفق في صفائح أو ألسنة متعرجة. آآ (ʻAʻā): أكثر خشونة ولزوجة، تتحرك بفعل تراكم الضغط خلف الجبهة المتصلبة جزئيًا. يمكن أن يتحول تدفق «باهوهوي» إلى «آآ» بفعل زيادة اللزوجة أو إجهاد القص، لكن لا يحدث العكس.

ومن ناحية أخرى، استُخلِص أغلب ما يُعرف في الوقت الحالي عن طبيعة الانبعاثات في البراكين الدرعية الانفجارية من الدراسات المُجراة على براكين جزيرة هاواي، وهي أكثر البراكين الدرعية خضوعًا للبحث العلمي بفضل سهولة الوصول إليها. وقد اشتُق اسم «الانبثاقات الهاوايية» منها، وهي الانبثاقات الهادئة نسبيًا والمميزة للبراكين الدرعية. تُعدّ الانبثاقات الهاوايية الأقل انفجارًا بين الأنماط البركانية؛ إذ تتسم باندفاع حمم بازلتية عالية السيولة وضعيفة المحتوى الغازي. وبسبب لزوجتها المنخفضة، تقطع هذه الحمم مسافات طويلة قبل أن تتصلب، مُشكّلة صفائح واسعة ورقيقة، غالبًا بسُمك لا يتجاوز متر واحد. وتراكم هذه الطبقات على مدى فترات طويلة هو ما يمنح البركان الدرعي شكله المنخفض والعريض.

في هذا الإطار، وعلى الرغم من أن أكبر البراكين الدرعية تكون بازلتية بالكامل وتنتمي للنمط الهاوايي، فبعضها يُظهر تباينات في خصائص صهارتها، مثل في ألاسكا و في المكسيك؛ حتى إن إحدى الدراسات اقترحت وصف الأخير بأنه «بركان مركب يشبه الدرع». وتنتشر على جوانب أغلب البراكين الدرعية الناضجة مخاريط رماد طفيلية، وهي بقايا لانبعاثات تفرا سابقة ومؤشرات على مواقع النشاط القديمة. ومن الأمثلة البارزة مخروط بوو أوو الناتج عن انبثاق كيلاويا المستمر منذ 1983، والذي بلغ ارتفاعه نحو 698 متر.

من جانب آخر، أما الكالديرا، فهي سمة شائعة تتشكل وتُعاد تشكيلها مرارًا خلال عمر البركان. إذ تتراكم مخاريط الرماد أثناء الثورات الطويلة ثم تنهار لاحقًا مشكلة الكالديرا، وقد تُملأ لاحقًا بتدفقات جديدة أو تتشكل كالديرا أخرى في مكان مختلف.

في هذا الإطار، ولا تقع البراكين الدرعية الهاوايية قرب حدود الصفائح التكتونية، بل تتشكل نتيجة مرور الصفيحة المحيطية فوق نقطة ساخنة. وتُنتج هذه العملية سلاسل طويلة من البراكين عبر قاع البحر مع تحرك الصفيحة خلال ملايين السنين. تتميز حمم هذه البقع الساخنة بغناها بـالصوديوم والبوتاسيوم والألمنيوم.

هيكل

علاوةً على ذلك، تتميّز البراكين الدرعيّة عن الأنواع البركانية الرئيسة الثلاثة الأخرى بشكلها الهيكلي الناتج عن تكوينها الصهاري الخاص. ومن بين هذه الأنواع الأربعة، تُطلِق البراكين الدرعية أقلَّ الحمم لزوجة. ففي حين تتشكّل البراكين الطبقية وقباب الحمم من تدفّقات شديدة اللزوجة، وتُبنى المخاريط الرمادية من التِّفْرا الناتجة عن انفجارات بركانية شديدة الانفجار، فإن البراكين الدرعية تنشأ من انبثاقاتٍ اندفاعية خفيفة لحممٍ فائقة السيولة، تُنتج مع مرور الزمن واسعًا ومنحدرًا بلطف، وهو ما يمنحها اسمها. وعلى الرغم من أن المصطلح يُستعمل عادةً لوصف الدروع البازلتية، فإنه يُطبَّق أحيانًا على أنواع أخرى نادرة من البراكين الدرعية ذات تراكيب صخرية مختلفة — ولا سيما الدروع البركانية الفتاتية، التي تتكوّن من تراكم مواد مجزّأة ناجمة عن انفجارات بركانية شديدة العنف، والدروع الدرعية الفلسية النادرة التي تتشكّل من صهارة فلسية ذات سيولة غير معتادة. ومن أمثلة الدروع البركانية الفتاتية: بركان في بابوا غينيا الجديدة و في تشيلي؛ ومن أمثلة الدروع الفلسية: في كولومبيا البريطانية، كندا. وتتشابه البراكين الدرعيّة في أصلها مع هضاب الحمم البركانية الشاسعة وبازلت الفيضانات المنتشرة في مناطق مختلفة من العالم؛ إذ تُعدّ جميعها سماتٍ انبثاقية تحدث على طول شقوق تصدّعية خطية، لكنها تختلف عن البراكين الدرعية في أنها تفتقر إلى مركز انبثاق رئيس يمكن تمييزه.

وفي السياق ذاته، تُعتبر مناطق الصدع سمةً شائعة في البراكين الدرعية، بينما نادرًا ما تظهر في الأنواع البركانية الأخرى. ويُعزى الشكل الكبير وغير المتمركز للبراكين الهاوائية إلى ثورات الصدوع. وتُعدّ تنفيسات الشقوق شائعة في هاواي؛ إذ تبدأ أغلب الثورات الهاوائية بما يُعرف بـ على امتداد خط شق رئيس، قبل أن تتركز في عدد محدود من النقاط. وهذا ما يُفسّر شكلها غير المتناظرة، في حين تتبع البراكين الأيسلندية نمط الانبثاقات المركزية التي تهيمن عليها كالديرات القمة، فينتج عنها توزيع متناظر للحمم البركانية.

من جانب آخر، تشهد البراكين الدرعيّة النشطة نشاطًا انبثاقيًا شبه مستمر على مدى فترات زمنية طويلة للغاية، مما يؤدي إلى تراكم تدريجي لبُنى بركانية يمكن أن تصل إلى أبعاد كبيرة جدًا. وباستثناء البازلت الفيضاني، تُعد الدروع الناضجة أكبر السمات البركانية على سطح الأرض. تقع قمة أكبر بركان تَحْتَهُوائي في العالم، ماونا لوا، على ارتفاع فوق مستوى سطح البحر. ويبلغ عرض قاعدة البركان أكثر من ، كما يُقدَّر أنه يحتوي على نحو من البازلت. وتبلغ كتلة ماونا لوا من الضخامة حدًا أدّى إلى انكماش القشرة الأرضية تحته بمقدار . وبأخذ هذا الهبوط في الاعتبار مع ارتفاع البركان فوق قاع البحر، فإن الارتفاع "الحقيقي" لماونا لوا منذ بداية تاريخه الانبثاقي يبلغ نحو . وللمقارنة، يبلغ ارتفاع جبل إيفرست نحو . وفي سنة 2013، أعلن فريق بقيادة من جامعة هيوستن عن اكتشاف تامو ماسيف، وهو بركان منقرض غائص وهائل الحجم يبلغ عرضه نحو . وتبلغ مساحة تامو ماسيف قرابة 1.5 مليون كيلومتر مربع، مما يجعله أكبر بكثير من جميع البراكين المعروفة سابقًا على الأرض. ومع ذلك، لم يُؤكَّد مدى البركان بشكل قاطع. وعلى الرغم من الاعتقاد في البداية بأن تامو ماسيف بركان درعي، فإن ساجر وزملاءه أقَرّوا عام 2019 بأن تامو ماسيف ليس بركانًا درعيًا.