تختلف أنواع الحمم البركانية أو ما تسمى Lava والتي تعني الصخور المنصهرة، في أن بعضها يظهر على شكل سائل فوق سطح الأرض، والبعض الآخر يكون على شكل صخور صلبة، تتكون بعد أن تنخفض درجة حرارة الحمم المنصهرة المتدفقة، وقد تصل درجة حرارة Lava أو الحمم المنصهرة كحد أدني حوالي 700 ويمكن أن ترتفع إلى 1200 درجة مئوية وهو يساوي 1300 – 2200 درجة على تدريج فهرنهايت.
الحمم البركانية
يمكن أن تختلف أنواع الحمم البركانية من حيث الصلابة، فقد تكون على هيئة مادة سائلة جدًا، يمكنها التدفق تقريبًا مثل السوائل العادية، ويمكن أن تكون صلبة للغاية، ويرجع السبب إلى مكونات الحمم البركانية، فكلما زاد محتوى مادة السيليكا داخل الحمم، أدى هذا إلى زيادة اللزوجة.[1]
أماكن تكون الحمم البركانية
تأتي أنواع الحمم البركانية Lavas وخاصتًا البازلتية منها، على شكل نوعان أساسيان يطلق عليهم pahoehoe وaa، ويرجع أصلهم إلى جزر هاواي، أما النوع الثالث فيسمى pillow lava أو وسادة الحمم، تتشكل هذا النوع بسبب الثورات البركانية التي تحدث تحت سطح البحر. [2]
شكل تدفق pahoehoe
يتميز تدفق pahoehoe بسطح أملس نسبيًا أو ما يسمى “روبي” ropy، بينما يتدفق النوع aa على شكل قطع لها زوايا من الصخور المنصهرة Lava ويتسبب الاختلاف في طريقة التدفق بين أنواع الحمم البركانية في ظهورها بأشكال مختلفة.
تأثير التدفق السريع على شكل الحمم البركانية
تختلف سرعة التدفق بين أنواع الحمم البركانية فمنها ما يتدفق بشكل سريع مثل النوع aa، فتتسبب السرعة في الفقد السريع لدرجة حرارة الصخور المنصهرة مما يؤدي إلى زيادة لزوجتها، فيتسبب التدفق التبايني differential flow في تمزق القشرة السطحية الصلبة.
لكن الحمم البركانية تكون غير قادرة على إصلاح هذا التمزق وذلك لأن سرعتها غير كافية لإتمام عملية الإصلاح، فتهبط الأجزاء الممزقة من القشرة إلى داخل الصخور السائلة يتم تغليفها بالحمم السائلة، لكن قد يحدث في بعض الأحيان أن تنكسر القشرة الخارجية على شكل أطباق كبيرة، لتكون platy aa.
تأثير التدفق البطيء على شكل الحمم البركانية
يتشكل النوع Pahoehoe من أنواع الحمم البركانية بواسطة التدفق البطيء، وتؤدى هذه الظروف إلى تكون طبقة سطحية رقيقة تشبه الجلد well-developed skin ، فتكون السبب في منع فقدان الحرارة، ولذلك عند حدوث تمزق في هذا الجلد يمكن إصلاحه بسهولة.
عوامل تؤثر على معدل التدفق
توجد بعض العوامل التي يمكنها أن تؤثر على معدل التدفق، والذي سيؤثر بالتالي على شكل الحمم البركانية المتكونة، ومنها معدل الإنحدار الأرض الذي تتحرك عليها الحمم البركانية، فكلما كان معدل الإنحدار كبير كلما أدى إلى تفريغ سريع للصخور المنصهرة، مما يزيد من سرعة التدفق.
لذلك يتكون النوع pahoehoe دائما في الأماكن التي يكون معدل إنحدارها بسيط، بينما البراكين ذات المنحدرات الحادة مثل بركان غالاباغوس الغربية الكبيرة western Galapagos يكون فيها النوع aa، مما يساهم في جعل الصعود صعبًا ويكون أحيانًا مؤلمًا.
تغير نوع الحمم البركانية
قد تخرج الحمم البركانية في بداية الأمر على شكل pahoehoe بسبب معدل الانحدار الصغير، لكنها قد تتحول إلى النوع aa عند وصولها إلى منطقة شديدة الانحدار. [2]
أنواع البراكين
توجد عدة أنواع من البراكين، فمنها البراكين الستراتية stratovolcanoes التي تتميز بشدة انحدارها، والبراكين ذات الانحدارات البسيطة والقباب lava domesالتي تتكون من الحمم البركانية، ويعتمد شكل البركان على أنواع الصخور المنصهرة التي تتدفق منه للخارج، والتي تتسبب في تكوين الصخور التي تغطية وتحدد نوعه.[3]
انواع الحمم البركانية بالنسبة للمحتوى المعدني
يؤثر المحتوى المعدني التي تتكون منه الصخور المنصهرة على الأنواع المتكونة من الحمم البركانية، وذلك لقدرته على التأثير على لزوجة الصخور، والذي تؤثر بشكل ملحوظ على سمك طبقات الحمم التي تخرج من البركان.[4]
الطبقات الرقيقة من الحمم البركانية
تخرج بعض الحمم في صورة طبقة رقيقة جدًا، وتساعدها اللزوجة القليلة على التدفق لمساحات كبيرة تشبه الأنهار، التي قد يصل طولها إلى بضع عشرات من الكيلومترات.
الطبقات متوسطة السمك من الحمم البركانية
بينما تخرج طبقات أخرى أكثر سمكًا، مما يؤثر على المسافة التي يمكن أن تصل إليها، فهي تتحرك لمسافة قصيرة جدًا ثم تبرد وتتصلب.
الطبقات شديدة السمك من الحمم البركانية
كما توجد حمم أخرى تتميز بأن لها أكبر سمك ممكن، فهي بالكاد تتدفق، وقد تساعد في سد فوهة البركان بالبقاء في مكانها.
الحمم البركانية الرئيسية
تم اختيار اسم يهاواي لتسمية أنواع الحمم البركانية الرئيسية، وذلك بسبب طبيعة جزر هاواي البركانية، حيث يوجد على الجزيرة الكثير من الأنواع المختلفة من الصخور البركانية.
وسادة الحمم pillow lava
يتم العثور على وسائد الحمم البركانية pillow lava عند حدوث ثورات بركانية تحت سطح البحر، فبمجرد مقابلة الصخور المنصهرة للماء، تنخفض درجة حرارتها وتكون طبقة سطحية صلبة، وخروج المزيد من اللافا تتكسر القشرة السطحية، ويخرج منها المزيد من الوسائد.
طريقة تقسيم الحمم البركانية
أكثر الطرق شيوعا لتقسيم التدفقات الخاصة بالحمم البركانية إلى أنواع مختلفة هي ما يلي
- تدفق الحمم الباهوية Pahoehoe lava.
- .Aa lava
- Blocky lava.
- وسائد الحمم البركانية Pillow lava.
أما عن أكثر الأنواع انتشارًا فهم تدفق الحمم الباهوية Pahoehoe lava، والنوع Aa lava.
كما يرى علماء الجيولوجيا أن التدفق المضطرب للحمم البركانية كان موجود منذ مليارات السنين، في المراحل الأولى لنشأة الأرض، عندما كان الجزء الداخلي من الأرض منصهر، مما أدى إلى حدوث تدفق لهذه الصخور المنصهرة بشكل كبير.
أنواع الصخور البركانية
يعتبر تدفق الحمم البركانية من الأحداث الأكثر شيوعًا على سطح الأرض، حيث تمثل الصخور البركانية نسبة تصل إلى 70% من الصخور التي تغطي هذا الكوكب، كما أن الثورات البركانية شائعة الحدوث على كواكب أخرى.
ومنها كوكب الزهرة، الذي تتكون صخوره من 90% من الصخور البركانية، بالإضافة إلى كوكب المريخ الذي تمثل الصخور البركانية فيه نسبة وصلت إلى 50%.
يمكن التفرقة بين أنواع الحمم البركانية عن طريق مجموعة من الخصائص التي تتصف بها هذه الصخور البركانية، ومنها المحتوى المعدني والشكل واللون حيث يظهر تدفق pahoehoe بلون بني أغمق من تدفق النوع aa.
سبب اختلاف لون الصخور البركانية
ويرى العلماء أن الاختلاف في اللون بين أنواع الحمم البركانية في هذه الحالة يرجع سببه إلى اختلاف العمر، بالإضافة إلى الاختلاف في المكونات، فقد يحتوي أحد الأنواع على عنصر كيميائي يعمل على تغيير لونه.
فعند تكون أكسيد الحديد في الصخور البركانية من النوع aa، بسبب حدوث الأكسدة أثناء خروج وتدفق الحمم البركانية، فسوف يعطيه لون بنى محمر بدلاً من اللون البني الفاتح.
أسماء الصخور البركانية
يتم تسمية الصخور البركانية الصلبة، بنفس اسم الذي يطلق على الحمم البركانية، وهي كالتالي
- الحمم البازلتية الساخنة الحمراء، وتوجد في هاواي.
- الحمم البركانية، وتوجد في La Palma لا بالما.
- pahoehoe ذات التدفق البطيء، وتوجد في جزر هاواي.
- وسادة الحمم، وتوجد في أيسلندا. [4]
يوجد الكثير من العوامل التي تؤثر على أنواع الحمم البركانية التي تساعد على إكسابها شكل مميز وسمك ولون معروف، حتى يمكن التفرقة بينهم ومعرفة اسم ومكونات كل نوع.