أجرى باحثون في جامعة كوبي دراسة تفصيلية للرواسب البركانية حول كالديرا كيكاي في اليابان، وكشفوا أن الثوران الذي حدث قبل 7300 عام، كان الأكبر في عصر الهولوسين. وباستخدام التصوير السيزمي وأخذ عينات من الرواسب، اكتسب الفريق نظرة ثاقبة للعمليات الرسوبية للانفجارات البركانية تحت الماء، مما يدل على التأثير الواسع النطاق لهذه الأحداث. توفر النتائج التي توصلوا إليها معلومات مهمة لفهم ديناميكيات الانفجارات البركانية الكبيرة وأهميتها التاريخية والمناخية. الائتمان: SciTechDaily.com
سلطت دراسة متعمقة للرواسب البركانية المغمورة المحيطة بكالديرا كيكاي في اليابان الضوء على كل من الترسبات وحجم الحدث. ونتيجة لذلك، قرر باحثون من جامعة كوبي أن هذا الثوران، الذي حدث قبل 7300 عام، كان أكبر ثوران بركاني في عصر الهولوسين.
بالإضافة إلى الحمم البركانية، تطرد البراكين كميات كبيرة من الصخور البلورية والرماد والغازات في تدفق سريع الحركة يسمى “تدفق الحمم البركانية”، وتعد رواسبها مصدرًا قيمًا للبيانات حول الانفجارات الماضية. بالنسبة للبراكين الموجودة على الأرض، يفهم الجيولوجيون آلية ترسيب تدفقات الحمم البركانية جيدًا، ولكن يتم فقدان الرواسب بسهولة بسبب التآكل.
من ناحية أخرى، بالنسبة للجزر المحيطية أو البراكين القريبة من الشاطئ، غالبًا ما تكون عملية ترسيب تدفق الحمم البركانية غير واضحة لأن التفاعل مع الماء غير مفهوم بشكل جيد ومن الصعب الحصول على بيانات موثوقة، وبالتالي محدودة. لهذه الأسباب، من الصعب تقييم تأثير الانفجارات الماضية على المناخ والتاريخ.
إن عمليات الثوران وترسب المواد البركانية لثورانات كالديرا العملاقة ليست مفهومة جيدًا، ومن الصعب تقدير حجمها. وقام باحثو جامعة كوبي بتصور البنية الرسوبية باستخدام مسوحات الانعكاس الزلزالي وقاموا بتحليل عينات الرواسب المجمعة للحصول على معلومات مهمة حول آليات التوزيع والحجم والنقل للتصريف. الائتمان: شيميزو ساتوشي
البعثات البحثية والاكتشافات
ذهب فريق بحث من جامعة كوبي يتكون من شيما نوبوكاسو وشيميزو ساتوشي إلى البحر على متن سفينة التدريب المملوكة لجامعة كوبي فوك مارو (التي حلت محلها سفينة كاجين مارو المبنية حديثًا) لإجراء التصوير السيزمي وأخذ عينات من الرواسب حول كالديرا كيكاي. الساحل الجنوبي لجزيرة كيوشو باليابان. كشفت التفاصيل الدقيقة لبيانات الانعكاس الزلزالي عن هياكل رسوبية ذات دقة رأسية تبلغ 3 أمتار وأعماق تصل إلى عدة مئات من الأمتار تحت قاع البحر.
يعد ساتسوما إيو جيما جزءًا من حافة كالديرا كيكاي. الائتمان: شيميزو ساتوشي
يوضح شيميزو: «نظرًا لأن الانبعاثات البركانية المترسبة في البحر محفوظة جيدًا، فإنها تسجل الكثير من المعلومات حول وقت الثوران. وباستخدام مجسات الانعكاس الزلزالي الأمثل لهذا الغرض ومن خلال تتبع الرواسب المجمعة، كان من الممكن الحصول على معلومات مهمة حول آليات التوزيع والحجم والنقل للمقذوفات.
وفي مقالهم المنشور في مجلة علم البراكين وأبحاث الطاقة الحرارية الأرضيةأفاد الجيولوجيون أن ثورانًا حدث قبل 7300 عام قذف مواد بركانية (رماد، خفاف، إلخ) استقرت على مساحة تزيد عن 4500 كيلومتر مربع حول موقع الثوران. مع حجم يعادل 133 إلى 183 كيلومترًا مكعبًا من الصخور الكثيفة، كان هذا الحدث أكبر ثوران بركاني في عصر الهولوسين (آخر 11700 سنة من تاريخ الأرض بعد نهاية العصر الجليدي الأخير). .
ويقدر علماء الجيولوجيا في جامعة كوبي أن الثوران قذف ما بين 133 و183 كيلومترًا مكعبًا من المنتجات البركانية (الرماد والخفاف وغيرها) من الصخور الكثيفة المكافئة، والتي استقرت على مساحة 4500 كيلومتر مربع حول موقع الثوران. أكبر ثوران بركاني في عصر الهولوسين. الائتمان: شيميزو ساتوشي
رؤى وتداعيات
وفي سياق الدراسة، أكد الفريق البحثي أن الرواسب الموجودة في قاع البحر وتلك المترسبة في الجزر القريبة هي من نفس المصدر ومن توزيعها حول موقع الثوران توضح العلاقة بين تدفق الحمم البركانية والمياه. ولاحظوا أن الجزء تحت الماء من التدفق يمكن أن ينتقل إلى مسافة أبعد عند المنبع.
توفر النتائج التي توصلوا إليها رؤى جديدة حول الديناميكيات بعيدة المنال للأحداث البركانية الضخمة، والتي يمكن أن تكون مفيدة في تحديد بقايا الأحداث الأخرى وتقدير حجمها.
خرج فريق بحث من جامعة كوبي حول شيما نوبوكازو إلى البحر على متن سفينة التدريب المملوكة لجامعة كوبي فوكي مارو (التي تم استبدالها منذ ذلك الحين بسفينة كايجين مارو المبنية حديثًا) لإجراء التصوير السيزمي وأخذ عينات من الرواسب حول كالديرا كيكاي على الساحل الجنوبي. في جزيرة كيوشو باليابان. الائتمان: جامعة كوبي
توضح سيما أن “الانفجارات البركانية الكبرى التي لم تشهدها الحضارة الحديثة بعد تعتمد على السجلات الرسوبية، ولكن من الصعب تقدير مدى الانفجار بدقة كبيرة لأن العديد من الانفجارات البركانية المترسبة على الأرض قد فقدت بسبب التآكل. لكن ثورانات كالديرا العملاقة إنها ظاهرة مهمة في علم الأرض، وهي مهمة بالنسبة للمناخ العالمي والماضي. ونحن نعلم أن الزمن كان له تأثير على تاريخ البشرية، كما أن فهم هذه الظاهرة له أهمية اجتماعية أيضا.
في ضوء ذلك، من المغري الاعتقاد بأن الحدث الذي خلق كالديرا بحجم عاصمة حديثة كان في الواقع أكبر حدث بركاني منذ انتشار البشر في جميع أنحاء العالم.
المرجع: “رواسب الحمم البركانية المغمورة من ثوران كيكاي-أكاهويا المكون من 7.3 جيجا كالديرا” يوشيوكي بقلم ساتوشي شيميزو، رينا ناكاوكا، نوبوكازو شيما، كيكو سوزوكي كاماتا، كاتسويا كانيكو، كوجي كيوسوكي، هيكارو إيوامورو، ماسونو ماسورو، ماسونو ماسورو، سومورو إيواماتور تاتسومي، 1 فبراير 2024، مجلة علم البراكين وأبحاث الطاقة الحرارية الأرضية.
دوى: 10.1016/j.jvolgeores.2024.108017
تم تمويل هذا البحث من قبل وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا اليابانية وبرنامج رصد وبحوث مخاطر الزلازل والبراكين (أبحاث الحد من مخاطر الزلازل والبراكين) والجمعية اليابانية لتقدم العلوم (منحة 20H00199). )