Clear Sky Science
הסברים מבוססי ראיות, עם מעט ז'רגון

Clear Sky Science · he

מכניזמים מוקדיים של רעידות אדמה וולקנו-טקטוניות מגלים שינויי לחץ שנגרמים על ידי נוזלים ומניעים פיתוח מערכת הידרותרמית בהר אונטאקה

· חזרה לאינדקס

מדוע מים נסתרים בתוך הרי געש חשובים

הר אונטאקה במרכז יפן נראה רגוע ברוב הזמן, אך ב-2014 פיצוץ מונע אדי קיטור קטל עשרות מטיילים כמעט ללא אזהרה. הטרגדיה הזאת הדגישה עד כמה קשה להבחין האם הר געש סוער עומד באמת להתפרץ או פשוט להירגע. מחקר זה מראה שרעידות אדמה זעירות תחת אונטאקה נושאות תיעוד מפורט של האופן שבו נוזלים חמים נעים ובונים לחץ בתוך ההר. על ידי פיענוח אותות אלה, מדענים יכולים לשפוט טוב יותר מתי הצנרת הפנימית של הר געש מתאימה בעדינות — ומתי היא עלולה להתקרב לפרץ מסוכן נוסף.

Figure 1
Figure 1.

רעידות קטנות כשליחים תת-קרקעיים

כאשר סלעים נשברים תחת מאמץ, הם מייצרים רעידות אדמה שבהן דפוס הרעידה חושף כיצד השבר נחל באופן יחסי. בהר געש, רבות מרעידות ה"וולקנו-טקטוניות" האלה מתרחשות כמה קילומטרים מתחת לפני השטח כשהמים והגז התת-קרקעיים מתקשרים עם הסלעים שמסביב. הכותבים התמקדו בפרק של אי שקט בהר אונטאקה מסוף 2024 עד תחילת 2025. הודות לרשת סיסמית שהודחסה לאחרונה על הפסגה המחוספסת, הם הקליטו אלפים של רעידות זעירות וקבעו מיקומים מדויקים עבור 2,672 מהן, רובם פחות מקילומטר או שניים מתחת לפסגה. בניתוח דפוסי המקור המפורטים של 316 אירועים אלה, הם יכלו להסיק כיצד שדה המתח המקומי — דחיפה ומשיכה הפועלים על הסלע — השתנה עם הזמן בזמן שנוזלים זלגו דרך הקרום.

מיפוי צורת מערכת נוזלים מתפתחת

מיקומי רעידות האדמה הראו שהפעילות החלה בסמוך לגבול בין מבנה הוולקני הישן לסלעי המצע העמוקים יותר, ואז התעצמה מבלי להתפשט הרבה לצדדים. לאורך שבועות התארכה קבוצת הרעידות לאורך מישורים כמעט אנכיים שהתאימו לכיוון המסלולים הקלים ביותר לזרימת נוזלים באזור. מישורים של "התנגדות מינימלית" אלה הם משטחים שבהם הדחיסה מהקרום הסובב היא החלשה ביותר, כך שמים וגז חמים עולים ופולשים אליהם ביתר קלות ומייצרים לחץ. הנתונים הראו שכאשר נוזלים הצטברו לאורך נתיבי אנכי אלה, דפוס הלחץ בסלעים הסמוכים השתנה: באזורים מסוימים גדלה הנטייה לשקיעת שברים בסגנון של כשל נורמלי (החלקה כלפי מטה), ובאחרים התגברו תנועות הנשלטות על ידי דחיסה (כשל הפוך), וכל זאת מבלי שמאגמה בהכרח הגיעה לפני השטח.

כיצד נוזלים תחת לחץ מעקמים את שדה הלחץ

כדי להסביר את התערובת המורכבת של סוגי רעידות, הכותבים בנו מודל מושגי של האופן שבו נוזלים משנים לחצים. ראשית, נוזלים חודרים לאורך מישורים אנכיים חלשים, דוחפים החוצה ומגבירים לחץ בכיוון שנחזה קודם להיות המופחת בדחיסה. זה מקל על שברים סמוכים להחליק באופן אופייני לכשל נורמלי. קרוב יותר לקצוות ולעצות של אזורי המלאים בנוזל, עם זאת, הלחץ בונה בצורה שונה, וסובב את כיווני הדחיסה הגדולה והקטנה בעד 90 מעלות. ככל שהלחץ ממשיך לעלות, המישורים שעל פיהם הנוזלים יכולים להתפשט בקלות מתהפכים מאנכיים לאופקיים, ומאפשרים למים חמים ואדי קיטור לפלוש לסדקים שטוחים גבוה יותר. לאורך כל התהליך מתרחשות רעידות גם על שברים התואמים את שדה המתח האזורי הרחב וגם על אחרים שניתן להסבירם רק על ידי עיוותים מקומיים מונעי נוזלים אלה.

אותות של רשת הידרותרמית משתנה

מיד לפני פרץ של רטט וולקני — רטט רציף הקשור לנדידת נוזלים — רעידות האדמה שלא התאימו לדפוס המתח האזורי שחררו יותר אנרגיה מאלו שהתאימו. תזמון זה מרמז כי האצת הלחץ והחדירה של הנוזלים הגיעו לשיא, וגרמו לשינויים מקומיים חזקים במתח. לאחר הרטט, ברוב הרעידות חזרו להתאים שוב למתח האזורי הרחב ופעילות הסייסמית הכוללת ירדה בחדות, כאילו המערכת הלמה חלקית את לחציה. עם זאת חלק לא שגרתי של רעידות עדיין התרחשו על סדקים בעלי כיוונים מוזרים. המחברים מפרשים זאת כסימן שדהדפרסוריזציה פתחה מגוון רחב של סדקים וחולשות ישנות, ואפשרה לנוזלים להסתובב ברשת מורכבת יותר במקום רק בכמה שברים מאורגנים היטב.

Figure 2
Figure 2.

מה משמעות הדבר לחיזוי התפרצויות

המסקנה של המחקר היא כי דפוסים במכניזמי רעידות אדמה קטנות יכולים לחשוף מתי והיכן נוזלים הידרותרמיים תחת לחץ מעצבים מחדש את רשת הסדקים הפנימית של הר געש. בהר אונטאקה, שינויים אלה עזרו להסביר גם את ההתפרצות הקטלנית ב-2014 וגם את אי-ההשקט המאוחר יותר שלא הבשיל להתפרצות. בקישור התנהגות רעידות לאגירת סוגים שונים של אנרגיה אלסטית בקרום, הגישה מציעה דרך מבוססת פיזית להבחין בין התאמות לחץ פשוטות לבין תנאים מסוכנים יותר. בטווח הארוך, מעקב מדוקדק אחר האופן שבו נוזלים מעקמים ומכוונים מחדש לחצים מתחת לפעילים הרי געש עשוי לשפר את חיזוי ההתפרצויות ולעזור לרשויות להחליט טוב יותר מתי לסגור או מתי לפתוח שוב בצורה בטוחה הרים שגרים ומבקרים בהם מיליונים של אנשים.

ציטוט: Terakawa, T., Maeda, Y. & Horikawa, S. Volcano-tectonic earthquake focal mechanisms reveal fluid-induced stress changes driving hydrothermal system development at Mount Ontake. Commun Earth Environ 7, 370 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03463-6

מילות מפתח: התעוררות וולקנית, נוזלים הידרותרמיים, הר אונטאקה, רעידות אדמה וולקניות, חיזוי התפרצויות