יום שבת, 16 בנובמבר, 2013, הר אטנה, הר הגעש הפעיל ביותר באירופה, פולט לבה במהלך התפרצות כפי שניתן לראות מ-Acireale, ליד העיירה הסיציליאנית קטאניה, איטליה. קרדיט: כרמלו אימבסי
עומד בגובה העיניים עם הלבה המתקרבת, בבור שלג שהוא חופר בהר הגעש טולבצ'יק ברוסיה, בן אדוארדס מקווה שעולמו לא יתפוצץ באלימות בדקות הקרובות.
כמה שנים של צפייה בלבה מתנפלת על קרח ושלג לימדו את אדוארדס, וולקנולוג במכללת דיקינסון בפנסילבניה, שהוא כנראה בטוח - במקום הזה,הר געשסלע ליבון רק לעתים נדירות עורר את סוג הפיצוצים הנראים בדרך כלל כאשר לבה פוגשת מים.
סיים עם בור השלג, אדוארדס מטפס החוצה ומחכה למים שיתחילו לזלוג החוצה מהקירות העמוקים. "לא היו מי התכה ברורים בשעהטולבצ'יק, אז אנחנו חושבים שהמים מתנקזים מיד מהממשק [לבה-שלג], למטה מתחת לשלג", אמר אדוארדס.
ההבנה כיצד הרי געש מושלגים מייצרים מי נמס תעזור למדענים לחזות טוב יותר הצפות ממה שנקרא התפרצויות געשיות קרחוניות, סכנה משמעותית. בין אסונות הטבע הקשים ביותר הם שיטפונות מסיביים מהרי געש עירוניים קפואים כמו הר ריינר בוושינגטון. באיסלנד בשנת 1996, שיטפון פתאומי שנקרא אריצה קרחוניתהרס חלק מהכביש המהיר הלאומי לאחר שהר הגעש Grímsvötn המיס את הקרחון שמעליו.
אבל עבור אדוארדס, עבודה בקצוות של אש וקרח פירושה יותר מאשר חיזוי סכנות עתידיות. הוא גם בין קומץ מדענים גיאוגרפיים שחלו דרך חדשה להבין את עידני הקרח בעבר - עם הרי געש שהתפרצו דרך יריעות קרח עתיקות.
"אלה הרי געש עם תכונות ייחודיות שאנו יכולים להשתמש בהן כדי להבין מה קרה לאקלים של כדור הארץ במהלך 10 עד 15 מיליון השנים האחרונות", אמר אדוארדס ל- Our Amazing Planet של Live Science.
כשאש פוגשת קרח
רובהיסטוריית האקלים של כדור הארץמגיע מקרקעית האוקיינוס, מחתימות כימיות שנשמרו בבוץ ויצורי ים מיקרוסקופיים. קידוח בקרקעית הים מתגמל את החוקרים בליבות המחזיקות מיליוני שנים של תנודות טמפרטורה טבעיות. (אפילו בתקופת קרח,הטמפרטורה של כדור הארץזז מעט קדימה ואחורה.) אבל התאמת הליבות העבותות הללו להתקדמות הקרחונים ולנסיגה ביבשה מסובכת על ידי הקרחונים עצמם.
כמו מחקים ענקיים,קרחוניםסרקו הרבה מהתיעוד שלהם של תנועה בעבר כשהם מתכווצים וגדלים. בצפון אמריקה, רק את מחזורי הקרחונים האחרונים יכולים למצוא בלשים גיאולוגיים. ואת ערימות ההריסות שנותרו מאחור עשוי להיות בלתי אפשרי לקבוע עם גיל מדויק, שהוא המפתח להתאמת ההיסטוריה הקרחונית לרשומות האקלים באוקיינוס.
היכנסו להרי הגעש המוזרים הנקראים tuyas.
Tuyas הם כמו סיכות קטנות המסמנות היכן ומתי קרח כיסה את הארץ. אם כי כל אחדהר געש tuyaייתכן שהתפרצו בהפרש של אלפי שנים, שחזור ההיסטוריה שלהם מניב תובנה חדשה לגבי התקדמות ונסיגה של יריעות קרח יבשתיות.
"הם פועלים כסימני גאות של קרח שנעלם, והמידע הזה לא קיים בשום צורה אחרת", אמר דייב מקגרווי, וולקנולוג באוניברסיטה הפתוחה בסקוטלנד.
דמיינו הר געש שנראה כמו עוגת מאפייה מתנשאת, עם דפנות תלולות וחלק העליון שטוח. לבעלי עין מאומנת, ברור שהשכבות התחתונות נוצרו מתחת למים. הסלעים הם לבות כריות בולבוסיות וזכוכית לבה מפוצצת, הנקראת היאלוקלסטיט. אבל הכפור למעלה הוא זרימת לבה בעלת מראה רגיל, כמו אלו שמתקררות באוויר.
בשנות הארבעים, גיאולוג קנדי הבין לראשונה כיצד הופיעה ערימת סלעים מוזרה זו. הר הגעש בעל הגג השטוח, הנקרא Tuya Butte, התפרץ מתחת למעטה קרח שנעלם מזמן, שכיסה בעבר חלק גדול מקולומביה הבריטית. ראשית, החום הוולקני הפשיר את הקרח, ויצר את השכבות התחתונות, הנקראות לבות כריות. כשהקרח התדלדל ונוצר אגם מי נמס קטן, הלחץ שמעל ירד, וללבה היה מקום להתפוצץ.
לבה מתפרצת מהר הגעש מתחת לקרחון Eyjafjallajokull של איסלנד במרכז איסלנד, יום שני, 19 באפריל, 2010. קרדיט: בריינג'ר גוטי
"חתיכה אחת של בזלת יכולה להמיס בערך פי 10 עד 14 מנפח הקרח שלה, כך שמופיעים הרבה מים מהר מאוד במהלך התפרצות", אמר מקגרווי.
הקרח הכלוא השאיר את הכל נערם לתוך גבעה תלולה. כאשר הר הגעש היה גבוה מספיק כדי לפרוץ דרך מעטה הקרח, הלבה יכלה להתקרר באוויר, ויצרה את החלק העליון השטוח. (אם תישפך מספיק לבה, הר הגעש יבנה למעלה צורת חרוט מסורתית.)
"דמיין את האי המדהים הזה יושב בחפיר המים הזה מוקף בחומת קרח", אמר מק'גארווי. "כשהכל נמס, אתה נשאר עם הר בפסגה שטוחה."
קפוא בזמן
היופי של tuyas הוא שהסלע הקשה שלהם שומר על גובה יריעת הקרח, למרות שקרחונים עלולים להיגרר בהר הגעש. המעבר מקו המים ללוואות אוויריות הוא כמו הטבעת שנותרה בחלק הפנימי של אמבטיה. ומינרלים זעירים בלבה מספקים גיל מדויק.
"בכל פעם שהר געש מתפרץ הוא נותן לך תמונה של הקרח", אמר ג'ון סמלי, וולקנולוג מאוניברסיטת לסטר בבריטניה.
במערב קנדה, שם התפרצו עשרות הרי געש באלפי השנים האחרונות, מדענים גיאוגרפיים מצמידים את עובי העבר של מעטה הקרח בצפון אמריקה עם לבה, ומקשרים אותו לליבות האוקיינוס. לדוגמה, ליבות האוקיינוס מתואמות לעתים קרובות על ידי שינויים באיזוטופי חמצן (אטומים עם מספר שונה של נויטרונים) במשקעי אוקיינוס. אדוארדס יכול כעת להצביע על הר געש בקולומביה הבריטית ולומר שהקרח ביבשה היה בעובי של לפחות 985 רגל במהלך שלב איזוטופ ימי מסוים שמתאים לכדור הארץ קר.
"עם הרי הגעש האלה יש לנו 2 מיליון שנים של שיאים", אמר אדוארדס. "יש לנו כמה הרי געש שהתפרצו 10 עד 15 פעמים. זה לא רציף, אבל אנחנו יכולים להתחיל לחשוב אם הקרח תמיד היה באותו עובי", אמר.
"זה חשוב לאנשים שעושים בקנה מידה גדולאַקלִיםדגמים, כי באמת אין הרבה בדיקה על הדגמים שלהם לגבי יריעות קרח שגדלות ונעלמות. מחקרים מסוג זה מספקים נקודות שיוצרי מודל יכולים להשתמש בהן, וטוב שעדיף שיהיה להם קרח בעובי קילומטר בהרי געש לפני הספירה", אמר אדוארדס.
באיסלנד, שם טויה נקראים הרי שולחן, רישומי קרחון-געש יכולים לספק גם כרונולוגיה של יריעות הקרח מיד מדרום לחוג הארקטי, אמר מקגרווי. יותר ממחצית מהקרחונים של איסלנד נמצאים בקרבת מקום או זורמים ישירות מעל הרי געש כיום.
מקגארווי גם מרחיבה את הרי געש בצ'ילה כדי להעריך את עובי הקרח הטרופי בעבר ולקשר אותו לשיא האקלים הימי. חלק מהשדה קרח פטגוני, הקרחונים היו נרחבים יותר ומדענים חושבים שההתרחבות וההתכווצות שלהם מספקים תיעוד רגיש של שינויי האקלים בעבר.
ה-GV המקורי
ובאנטארקטיקה, ביתם של רוב הרי הגעש הקרחונים של כדור הארץ, התפרצויות קודמות פתרו את אחד הוויכוחים הקוצניים ביותר על מעטפת הקרח בעשורים האחרונים, אמר סמלי.
"במשך 30 שנה אנשים התווכחו מתי שעטפת הקרח המזרחית של אנטארקטיקה עשתה את המעבר ממעטפת קרח חמה יחסית וניתנת לתנועה למצבה הקר יחסית והיציב", סיפרה סמלי ל-Life Science's Our Amazing Planet.
למה זה משנה? שכבת קרח עם קרקעית חמה יכולה להגיב מהר יותר לאקלים מתחמם, כלומר הקרחונים האדירים של מזרח אנטארקטיקה עשויים לעבור בקרוב למצב זרימה מהירה, ולעלות במהירות את פני הים.
סמלי ועמיתיו הסתכלו על ההיסטוריה של יריעת הקרח במהלך תנודות אקלים חמות וקרה יותר על ידי בחינת סלעים געשיים בארץ ויקטוריה, הכוללת חלק גדול מההרים הטרנסאנטארקטיים, הטווח שמפריד בין מזרח למערבאנטארקטיקה.
"יש הרבה מאפיינים ייחודיים לגבי הרי געש שמתפרצים מתחת ליריעות קרח, ואנחנו יכולים לקבוע כמה חם היה [הבסיס של] שכבת הקרח הזו", אמר סמלי.
הם גילו שאף צד לא צודק. מזרח אנטארקטיקה לא היה חם או קר בלבד ב-12 מיליון השנים האחרונות. במקום זאת, בסיס יריעת הקרח היה טלאים לאורך ההיסטוריה שלו. הממצאים פורסמו בינואר 2014 בכתב העת Geology.
"[מזרח אנטארקטיקה] לא עלולה להתמוטט אם העולם יעלה בטמפרטורה ב-3 מעלות צלזיוס," (או 5.4 מעלות פרנהייט), אמר סמלי.
עניין גובר
בעוד הוולקניות הקרחונית מושכת עניין הולך וגובר מצד מדענים, המומחים שלה אומרים שיש עבודה רבה לעשות בחקירה ובהסבר של אינטראקציות בין געש-קרח.
בטולבאצ'יק, אדוארדס חקר הר געש מודרני כדי לפרש טוב יותר את הצורות המוזרות שנוצרו כאשרהרי הגעש של קנדההתפרץ מתחת לקרחונים.
לבה קופאת לדפוסים מדהימים כשהיא זורמת על, מתחת וליד קרח ושלג, והתפרצויות מודרניות מספקות רמזים לאופן היווצרות הדפוסים הללו. "רוב הקריירה שלי מנסה לעשות מחקרים משפטיים, אז זה מאוד מאוד מלמד לראות את הלבות נכנסות לקרח ולראות את המרקמים נוצרים", אמר אדוארדס.
"אני חושב שאנחנו על סף פרץ גדול של אנשים שמתחילים באמת לפרק את הרי הגעש הישנים האלה", הוסיף אדוארדס. "יש הרבה מקומות שבהם אף אחד לא הסתכל על המרבצים האלה".
סמלי מקווה שהתחום המתפתח יספק מתישהו אילוצים טובים יותר על דגמי אקלים.
ניוזלטרים אלה עשויים להכיל פרסומות, עסקאות או קישורי שותפים. בלחיצה על הירשם, אתה מאשר שאתה בן 16+ ומסכים לנותנאי שימושומדיניות פרטיות.
