الذوبان والموائع والشقوق تحت بركان إيبيكو (جزر الكوريل) مكشوفة بواسطة تصوير التوهين للضجيج المحيطي

لماذا يهم فهم بنية البركان الخفية

بركان إيبيكو، على جزيرة نائية في سلسلة الكوريل في روسيا، ينفجر بشكل متكرر ويقع على بعد بضعة كيلومترات فقط من مدينة سيفيرو-كوريلسك. يواجه السكان هناك سحب الرماد والسيول الطينية والينابيع الحارة التي تندلع عبر المنظر الطبيعي. تستخدم هذه الدراسة اهتزازات الأرض الخافتة، بدلاً من الحفر المباشر، لرسم مسارات الصخر الساخن والماء والغاز تحت البركان. يساعد فهم هذا «السباكة» الجوفية في تفسير لماذا تنفجر بعض الفوهات ببث الرماد يومياً بينما تتدفق الينابيع المجاورة بهدوء، ويمكن أن يوجه التخطيط لمخاطر البركان ومحاولات استغلال الطاقة الحرارية الأرضية في المستقبل.

الاستماع إلى ضجيج الأرض الهادئ

بدلاً من الانتظار لهزات أرضية كبيرة، استغل الباحثون الاهتزازات الخلفية المستمرة الناتجة عن المحيط والرياح والنشاط البشري. باستخدام شبكة مؤقتة مكونة من 21 مقياس زلزالي، سجلوا سنة من هذا الضجيج المحيطي وعالجوه لإنشاء إشارات زلزالية افتراضية بين كل زوج من المحطات. من خلال دراسة كيفية تلاشي هذه الموجات أثناء انتقالها، تمكنوا من تقدير مدى امتصاص الصخور تحت جزيرة باراموشير للطاقة الزلزالية. المناطق التي «تمتص» طاقة أكبر تميل لأن تكون أكثر سخونة أو أكثر تحطماً أو مملوءة بالموائع، بينما المناطق التي تسمح للاهتزازات بالمرور بسهولة أكبر تكون أبرد أو أكثر صلابة أو أقل تشققاً.

مناطق سطحية تهيمن عليها الموائع

يظهر أكبر فقد للطاقة قريباً جداً من السطح تحت الفوهات النشطة في إيبيكو والينابيع الحارة يورييف المجاورة، ضمن عمق يقارب كيلومتريْن. يفسر هذا الطبقة السطحية على أنها منطقة صخرية شديدة التحطم مملوءة بموائع وغازات ساخنة. من المرجح أن الانفجارات المتكررة والمياه الجوفية المغلية تحافظ على تشقق الصخور وتشبعها، مما يؤدي إلى تشتت وامتصاص الموجات الزلزالية. يمتد نفس النمط القوي من منطقة القمة نحو سيفيرو-كوريلسك، محدداً حوض مياه جوفية سطحي طويل يبدو أنه يحمل ماءً دافئاً وبخاراً نحو المدينة على أعماق تقل عن كيلومتر. يساعد هذا النمط في تفسير لماذا تظل بعض الينابيع ساخنة وكيميائياً مستقرة حتى عندما يتغير نشاط البركان.

نواة عميقة محاطة بمسارات موائع

أعمق قليلاً، على عمق نحو أربعة إلى ستة كيلومترات تحت إيبيكو، يتغير المشهد. يجد الفريق هناك نواة مدمجة تمتص الموجات الزلزالية بشكل ضعيف، تحيط بها مناطق تمتصها بشدة. بالمقارنة مع دراسات سابقة عن سرعة الموجات، يشير هذا النمط إلى نواة ماغماتية ساخنة لكن ميكانيكياً قوية، ربما على شكل «معجون بلوري» حيث تبرد الماغما ببطء وتصلب بينما تظل حارة جداً. حول هذه النواة يظهر هالة من الصخور المتصدعة المشبعة بالموائع تعمل كقنوات طبيعية. من المرجح أن توجه هذه المسارات غازات ماغماتية نحو السطح، مغذية كل من الفتحات النشطة عند القمة والينابيع الحارة يورييف، التي تُظهر كيمياء مائية ثابتة بشكل ملحوظ رغم الانفجارات المستمرة.

سلسلة بركانية تتقدم في العمر من الجنوب إلى الشمال

تشمل الدراسة ليس إيبيكو فقط بل كامل سلسلة فيرنادسكي، خط من البراكين يمتد تقريباً من الشمال إلى الجنوب. تكشف صور التوهين عن اتجاه واضح: البراكين الجنوبية الأقدم تظهر فقداً منخفضاً للطاقة، مما يتوافق مع صخور أبرد وأشد إحكاماً ونشاط هيدروحراري متلاشى. بالتحرك شمالاً نحو إيبيكو، تزداد إشارات التوهين، دلالة على تزايد التشقق ودوران الموائع. في منتصف السلسلة، تحت براكين تعتبر خامدة، تشير مستويات التوهين المتوسطة إلى بقاء غازات وموائع دافئة تحت السطح، رغم أن النشاط السطحي يقتصر على انبعاث بخار بين الحين والآخر. تلتقط هذه الانتقال التدريجي من أنظمة هادئة ومبردة إلى نظام نشط بقوة دورة حياة السلسلة بصورة زلزالية.

ما الذي يعنيه هذا للناس وموارد الحرارة

لغير المتخصصين، لاستخلاص الفكرة الرئيسية أن الاستماع إلى الضجيج الخلفي للأرض يمكن أن يكشف أين تتركز الموائع الساخنة والتشققات والماغما تحت البركان. في إيبيكو، تُظهر النتائج غطاء سطحياً غنياً بالموائع يغذي الانفجارات المتكررة والمداخن، ومسارات عميقة تربط نواة ماغماتية ساخنة بالينابيع على السفوح، وتدرج شمالي-جنوبي يتتبع كيف تتقدم الأنظمة البركانية في العمر وتخمد. تساعد هذه الرؤى على تحسين تقييم المخاطر، وتوضح لماذا أظهر الحفر السابق صخوراً ساخنة لكنها جافة، وتدل على الأماكن التي قد توجد فيها موارد طاقة حرارية أرضية قابلة للاستخدام. وعلى نطاق أوسع، يقدم النهج وسيلة فعالة وغير تدخلية لرسم عمل البراكين القوسية المخفية المماثلة حول العالم.

الاستشهاد: Cabrera-Pérez, I., Komzeleva, V., Berezhnev, Y. et al. Melt, fluids, and fractures beneath Ebeko Volcano (Kuril Islands) revealed by ambient noise attenuation tomography. Sci Rep 16, 15134 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43820-1

الكلمات المفتاحية: بركان, ماغما, هيدروحراري, تصوير زلزالي, طاقة حرارية أرضية