إعادة حقن الصهارة في خزان ماجما كبير بعد ثوران كالديرا هائل في بركان كيكاي

لماذا تهمنا بركة الماجما المخفية

بعيدًا تحت الأمواج جنوب اليابان، تخفي كالديرا كيكاي آثار أحد أقوى الثورات البركانية على الأرض خلال عشرة آلاف سنة الماضية. معرفة ما حل بالماجما المتبقية — وما إذا كانت تُجدد — أمر مهم لتقييم المخاطر البركانية على المدى الطويل. تنظر هذه الدراسة إلى القشرة أسفل كيكاي باستخدام موجات صوتية، كاشفةً عن جيب كبير من الصخور الجزئيًا منصهرة يبدو أنه يعيد الشحن بعد الانفجار القديم.

ثوران هائل في ماضٍ حديث للأرض

قبل نحو 7300 سنة، قذف ثوران كيكاي‑أكاهاويا نحو 160 كيلومترًا مكعبًا من الماجما من بركان تحت البحر، مما أدى إلى انهيار قاع البحر وتشكيل كالديرا واسعة. مثل هذه الأحداث «الكالديرية الهائلة» أكبر بكثير من الثورات النمطية التي تبني المخاريط البركانية ويمكن أن تغير المناخ والمظاهر الإقليمية. أظهرت الدراسات الجيولوجية والبترولوجية أنه بعد هذه الكارثة، بنَت نشاطات بركانية لاحقة قبة لافا ضخمة في وسط الكالديرا قبل بضعة آلاف من السنين، مما يلمح إلى أن ماجما جديدة عادت إلى النظام. لكن بنية وحجم والحالة الحالية لجسم الماجما الذي يغذي كيكاي ظلت غير مؤكدة.

الاستماع إلى الأرض بواسطة محطات زلزالية قاعية

لتصوير القشرة أسفل كيكاي، نشر الباحثون 39 مقياسًا زلزاليًا قاعيًا على طول خط طوله 175 كيلومترًا عبر الكالديرا. أطلقوا نبضات صوتية مضبوطة من سفينة وسجلوا كيف انتشرت الموجات الزلزالية الناتجة عبر القشرة. لأن هذه الموجات تتحرك أبطأ عبر الصخور الأدفأ أو الأكثر انصهارًا، تمكن الفريق من إعادة بناء خريطة ثنائية الأبعاد لسرعات الموجات مع العمق. بمقارنة بنية كيكاي بالمناطق المجاورة، حدَّدوا أربع مناطق قشرية مميزة؛ وكانت المنطقة أسفل الكالديرا بارزة بسرعات غير اعتيادية بطيئة بين حوالي 2 و12 كيلومترًا تحت قاع البحر.

اكتشاف خزان دافئ جزئيًا منصهر

من خلال طرح نموذج قشرة الخلفية من قياساتهم، عزل الفريق «شذوذًا منخفض السرعة» واضحًا مباشرة تحت الكالديرا. المنطقة التي انخفضت فيها سرعات الموجات بنسبة تزيد عن 15 في المئة تشكل جسمًا واسعًا شبيهًا بالمُعين بين عمق نحو 2.5 إلى 6 كيلومترات. باستخدام علاقات مخبرية بين درجة حرارة الصخور، ومحتوى الذوبان، وسرعة الموجات الزلزالية، حوّل المؤلفون هذا التباطؤ إلى تقديرات للحرارة ونسبة المذاب. يستنتجون أن هذا الجسم خزان ماجما كبير بمحتوى انصهار يقارب 3–6 بالمائة، ومن غير المحتمل أن يتجاوز نحو 10 بالمائة، ما يوازي حجمًا إجماليًا يقارب 220 كيلومترًا مكعبًا — على الأقل بعرض يساوي عرض الكالديرا الداخلية نفسها.

دليل على عودة الماجما بعد الانهيار

كيف يرتبط هذا الخزان المصوَّر حديثًا بالثوران القديم؟ تشير الدراسات البترولوجية للبلورات من رواسب الثوران الهائل وقبة اللافا المركزية الأحدث إلى أن الماجما كانت مخزنة على أعماق ضحلة مماثلة — بين نحو 2 و7 كيلومترات — سواء قبل الثوران أو أثناء النشاط اللاحق. يصوِّر الصورة الزلزالية الجديدة خزان اليوم على تلك الأعماق نفسها، مباشرةً تحت الكالديرا. وتلمح كيمياء الصخور إلى أن قبة اللافا تغذت بماجما متميزة عن تلك الناتجة عن الثوران الهائل الأصلي. بربط هذه الأدلة، يقترح المؤلفون نموذج «إعادة حقن الصهارة»: بعد أن فرغ الثوران المكوِّن للكالديرا جزءًا كبيرًا من الخزان الأصلي وتسبب في الانهيار، أعادت ماجما جديدة من مستويات أعمق ملء المساحة نفسها تدريجيًا، بمعدل متوسط لا يقل عن نحو 8 كيلومترات مكعبة لكل ألف سنة، مما بنى في النهاية قبة اللافا المركزية.

نمط تشاركه براكين فائقة أخرى

فكرة أن أنظمة الكالديرا الهائلة تعيد ملء خزاناتها الضحلة على مدى آلاف السنين ليست فريدة من نوعها لدى كيكاي. لقد صورت أجسام ماجما ضحلة مماثلة تحت يلوستون في الولايات المتحدة، وتوبا في إندونيسيا، وسانتوريني في اليونان، على أعماق تقارن بتلك المستنتجة لثوراناتها الماضية. يوحي هذا التقارب بأن إعادة حقن الصهارة في خزانات ضحلة طويلة العمر قد تكون مرحلة شائعة في دورة حياة البراكين الكالديرية الكبيرة. لذلك يمكن أن يوفر تتبع تطور سرعات الموجات الزلزالية في مثل هذه المناطق دلائل قيمة حول مقدار الصهارة الموجود، وكيفية توزيعها، وكيف قد تستعد هذه الأنظمة — على مقاييس زمنية جيولوجية — لثورانات كبيرة مستقبلية.

ما الذي يعنيه هذا للتعايش مع البراكين

بالنسبة لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن ثورانًا هائلًا لا يوقف البركان نهائيًا. في كيكاي، تحتفظ القشرة أسفل الكالديرا الآن بخزان كبير لكنه جزئي الانصهار تمت إعادة تغذيته ببطء منذ الانفجار العظيم الأخير. وبينما لا تعني وجود هذه الصهارة كارثة وشيكة، فهي تظهر أن النظام البركاني لا يزال نشطًا ويتطور. يمكن أن تساعد المراقبة الزلزالية المستمرة وتحسين تصوير مثل هذه الخزانات العلماء على فهم أفضل لكيفية تحضير أقوى ثورات الأرض في قشرة الأرض العميقة وكيف قد تتغير مخاطرها على مدى آلاف السنين.

الاستشهاد: Nagaya, A., Seama, N., Fujie, G. et al. Melt re-injection into large magma reservoir after giant caldera eruption at Kikai Caldera Volcano. Commun Earth Environ 7, 237 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03347-9

الكلمات المفتاحية: بركان كالديرا, خزان الماجما, التصوير الزلزالي, الثوران الفائق, المخاطر البركانية