انصهار الوشاح وبنية الليثوسفيرا تحت براكين الحقبة الحديثة في شرق أستراليا من قياسات المغناطوصوتية ثلاثية الأبعاد

لماذا تهم سلاسل البراكين البعيدة عن حواف الصفائح

تمتلئ شرق أستراليا ببراكين حديثة تمتد لأكثر من 3000 كيلومتر من الشمال إلى الجنوب. على خلاف سلاسل الجزر البركانية الكلاسيكية مثل هاواي، لا تظهر هذه الانفجارات نمطًا زمنيًا مرتبًا على طول القارة، رغم أن أستراليا كانت تنزلق فوق الوشاح الكامن لعشرات ملايين السنين. هذا النمط المحير يطرح سؤالًا كبيرًا: ما الذي يواصل تغذية الحمم إلى نفس المنطقة العريضة للقارة المتحركة دون أثر واضح لِـ«نقطة ساخنة»؟ تستخدم الدراسة وراء هذا المقال قياسات حساسة لخصائص الأرض الكهربائية للنظر عميقًا تحت شرق أستراليا، كاشفة كيف تساعد البنى المخفية في القشرة والوشاح على التحكم في وقت ومكان نشاط هذه البراكين.

النظر داخل القارة بإشارات طبيعية

بدلاً من الحفر عميقًا في الكوكب، استخدم الباحثون طريقة تسمى المغناطوصوتية، التي تستمع إلى كيفية استجابة صخور سطح الأرض للتغيرات الطبيعية في المجال المغناطيسي للكوكب. على مدى أربعة عقود، نشر العلماء أكثر من 800 محطة عبر شرق أستراليا، مسجلين مدى سهولة توصيل الطبقات الجوفية للكهرباء. من خلال قلب هذه البيانات إلى نموذج ثلاثي الأبعاد، أنتج الفريق نوعًا من الأشعة الكهربائية للقشرة والوشاح العلوي إلى عمق نحو 250 كيلومترًا. المناطق التي توصل الكهرباء جيدًا تدل عادة على صخور أكثر سخونة، أو وجود سوائل، أو معادن بعينها، بينما تميل المناطق المقاومة بشدة إلى أن تكون أبرد وأكثر جفافًا. تسمح هذه الصورة على مقياس القارة للمؤلفين بمقارنة المناطق تحت البراكين بتلك التي ظلت هادئة.

خطوات مخفية وجذور دافئة تحت حزام البراكين

يكشف الخريطة الكهربائية الجديدة أن الوشاح الواقع مباشرة تحت الحزام الرئيسي لبراكين الحقبة الحديثة موصل بشكل غير عادي تحت عمق نحو 125 كيلومترًا، بقيم تتوافق مع صخور شديدة السخونة لكنها في الغالب جافة عند نحو 1400 °م. في الداخل بعيدًا عن الحزام البركاني، يثخن الليثوسفير — الغلاف الصلب الخارجي للكوكب — فجأة، مكوّنًا خطوة حيث يلتقي الوشاح الأبرد والأكثر سمكًا بالوشاح الأكثر دفئًا والأرفع إلى الشرق. تتطابق هذه الخطوة مع صور زلزالية مستقلة وتحدد حدًا حادًا في الخصائص الفيزيائية بدلاً من انتقال سلس. تتركز أحدث الانفجارات في المحافظة البركانية الجديدة، فضلاً عن الحمم الغنية بالليوسيت غير المعتادة على طول ممر كوسغروف، قرب هذا الحد، مما يوحي أن التغيرات في السماكة ودرجات الحرارة في الأعماق تساعد على تركيز توليد الصهارة ومسارها نحو السطح.

قشرة سفلية رطبة فوق وشاح ساخن وجاف

بينما يبدو الوشاح تحت شرق أستراليا شديد الحرارة، تشير البيانات الكهربائية والنماذج الحرارية إلى أنه جاف بشكل مدهش: تتطابق موصليته على أفضل نحو مع صخور شحيحة الماء، بدلًا من معادن غنية بالماء أو ذوبان جزئي واسع الانتشار. وهذا يعني أنه عندما يبدأ صخر الوشاح في الانصهار، تُزال معظم المياه والمركبات المتطايرة بكفاءة وتُحمل صعودًا. تروي الخصائص الكهربائية للقشرة السفلية تحت البراكين قصة مكمِّلة. عند عمق نحو 40 كيلومترًا، تكون الصخور هناك موصلة بدرجة معتدلة وساخنة — نحو 800–1000 °م — ما يتطلب كمية صغيرة لكنها ذات دلالة من الماء أو المعادن المائية. تعمل هذه الطبقات القشرية السفلية المروية كمخزن ومنطقة نقل، حيث تتجمع الصهارات والسوائل وتتحرك جانبيًا قبل تغذية البراكين على السطح. في المقابل، تفتقر المناطق غير البركانية عمومًا إلى قشرة سفلية مروية بقوة كهذه، أو تُظهر تواقيع موصلة مختلفة وأكثر تعقيدًا.

أفكار متنافسة عن أصل البراكين تُعرض للاختبار

اقترح الباحثون عدة أفكار لشرح سبب عدم تكوّن براكين شرق أستراليا على تقدم عمري مرتب. أحد الاقتراحات يستدعي مادة ترتفع من منطقة انتقال الوشاح، حيث علّق لوح سابق غارق ويطلق المتطايرات التي تشجع الانصهار بينما يرتفع الوشاح ببطء ويُخفَّض ضغطه. يركز ثاني على الحمل الحوفي الناتج عن اختلاف سماكة الليثوسفير، حيث تُحدث الخطوة في السماكة تدفقًا دوّارًا يجلب المادة الأشد حرارة إلى الأعلى على طول الحد. يقترح ثالث أن القص داخل طبقة ضعيفة من الوشاح قد يولد انصهالًا محليًا. بالمقارنة بين نموذج المقاومة وبتقديرات الحرارة وتركيبات صخور الوشاح وتوزيع المراكز الثائرة، يجد المؤلفون أن الانصهار بفعل تخفيف الضغط فوق لوح راكد عميق وتأثير خطوة الليثوسفير على تدفق الوشاح يفسران الملاحظات أفضل. توفر البيانات دعمًا ضئيلًا لفكرة ذوبان واسع الانتشار مدفوعًا فقط بالقص داخل طبقة ضعيفة غير اعتيادية.

ما الذي يعنيه هذا لمستقبل النشاط البركاني في أستراليا

لغير المتخصص، الرسالة الأساسية هي أن براكين شرق أستراليا هي تعبير سطحي عن شذوذ حراري عميق طويل الأمد بدلًا من «نقطة ساخنة» متحركة بسيطة. تفصل خطوة في سماكة قاعدة القارة بين وشاح داخلي أبرَد وأكثر سمكًا ووشاح أقرب إلى الساحل أدفأ وأكثر رقة. يصعد وشاح ساخن في الغالب وجاف من أعماق كبيرة، يفقد مائه أثناء الانصهار، وينقل تلك الرطوبة إلى القشرة السفلية، حيث يمكن لتغيّرات طفيفة في الحرارة أو التركيب أن ت tipping التوازن نحو تجدد الانصهار والانفجار. وبما أن هذه العملية موزعة على منطقة واسعة وليست مرتبطة بعمود ضيق، يمكن أن تظهر البراكين في نقاط متفرقة وفي أوقات مختلفة على طول الحزام، دون تقدم عمري واضح. تُظهر الدراسة كيف يمكن للبنية الدقيقة في الأعماق تحت أقدامنا أن تشكل المشهد والمخاطر البركانية التي نراها على السطح اليوم.

الاستشهاد: Margiono, R., Heinson, G. Mantle melting and lithospheric structure beneath eastern Australia’s Cenozoic volcanoes from 3D magnetotellurics. Sci Rep 16, 14214 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44483-8

الكلمات المفتاحية: البراكين داخل الصفائح, الوشاح في شرق أستراليا, بنية الليثوسفيرا, تصوير مغناطوصوتي, براكين الحقبة الحديثة