دراسة تكشف مدى تأثير الإشعاع الشمسي على الأرض
تاريخ النشر: 27th, July 2024 GMT
كشفت دراسة جديدة أجراها علماء من الصين ورومانيا أن الإشعاع الشمسي يمكنه أن يؤثر على باطن الأرض العميق، وفقا لـ"روسيا اليوم".
ووفقا للعلماء من معهد الجيولوجيا والجيوفيزياء (IGG) في الأكاديمية الصينية للعلوم، وجامعة الصين لعلوم الأرض، وجامعة بوخارست، يختلف الإشعاع الشمسي مع خطوط العرض، ما يخلق تدرجات في درجات الحرارة على سطح البحر تؤثر على توزيع الحياة البحرية.
ويتم نقل الكائنات الحية الغنية بالكربون إلى باطن الأرض من خلال عملية الاندساس للصفائح المحيطية (اندساس الصفائح المحيطية هو المسؤول عن تكوين بعض أكبر الزلازل والانفجارات البركانية في العالم، حيث تذوب الصفيحة المندسة أثناء نزولها إلى الوشاح، مكونة الصهارة التي ترتفع إلى السطح وتسبب الانفجارات البركانية). وتؤثر هذه العملية بشكل كبير على حالة "الأكسدة والاختزال" للصهارة القوسية (حيث تصعد الصهارة لتشكل قوسا من البراكين).
وقام العلماء بتحليل البيانات من آلاف عينات الصهارة، بما في ذلك تلك الموجودة في أعماق الأرض والبحر، والتي جمعها الجيولوجيون في جميع أنحاء العالم. وفحصوا شوائب الذوبان الصغيرة داخل معادن الزبرجد وبيانات الصخور السائبة لتحديد حالة "الأكسدة والاختزال" للصهارة القوسية.
وتشير حالة "الأكسدة والاختزال" للصهارة القوسية إلى التوازن بين ظروف الاختزال (فقدان الأكسجين أو اكتساب الإلكترونات) والأكسدة (اكتساب الأكسجين أو فقدان الإلكترونات) داخل الصهارة المتكونة في الأقواس البركانية.
وتوصل العلماء إلى أن الإشعاع الشمسي، الذي يختلف عند خطوط العرض، يؤثر على التوزيع المختلف للكائنات البحرية في عمود الماء. وهذه الكائنات بدورها تدخل إلى عباءة الأرض، وتغير عمليات "الأكسدة والاختزال" فيها بطرق مختلفة.
وتوضح الدراسة لأول مرة، كيف يمكن للشمس أن تعمل في أعمق طبقات كوكبنا. وكشفت أن الصهارة في مناطق خطوط العرض المنخفضة أقل أكسدة من المناطق ذات خطوط العرض الأعلى.
وقال وان بو، المؤلف المشارك للدراسة والباحث في معهد الجيولوجيا والجيوفيزياء: "يشير هذا النموذج غير المتوقع إلى أنه تحت تأثير الإشعاع الشمسي، فإن بيئة سطح الأرض والمناخ لهما تأثير عميق على العمليات في الوشاح".
ووفقا للعلماء، فإن العديد من خامات المعادن، مثل النحاس والقصدير والليثيوم، حساسة لظروف "الأكسدة والاختزال"، وأن فهم التوزيع المكاني والزماني لحالة "الأكسدة والاختزال" في مناطق الاندساس العالمية له آثار كبيرة على التنبؤ بمواقع وتوافر هذه الموارد.
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: دراسة جديدة رومانيا الصين الإشعاع الشمسي دراسة الأرض الإشعاع الشمسی
إقرأ أيضاً:
آلاف الزلازل المفاجئة بالبحر المتوسط.. كيف فسر العلماء مشكلة سانتوريني؟
في مطلع عام 2025، شهدت جزيرة سانتوريني اليونانية أزمة زلزالية غير مسبوقة أثارت ذعر سكانها وزوارها، ففي أسابيع قليلة فقط، امتدت بين شهري يناير/كانون الثاني وفبراير/شباط، سجلت الجزيرة الواقعة في قلب بحر إيجه نحو 30 ألف هزة أرضية متتالية، تجاوزت قوة بعضها خمس درجات على مقياس ريختر.
ورغم أن هذه الموجة الزلزالية انتهت بعد قرابة شهر دون تسجيل خسائر بشرية، فإنها تركت أثرًا بالغًا على الحياة اليومية، إذ غادر الجزيرة ثلاثة أرباع سكانها ومعظم السياح الذين يقصدونها سنويًا كأحد أبرز المقاصد السياحية في اليونان، في حين أعلنت السلطات المحلية الطوارئ حتى نهاية فبراير/شباط الماضي.
ومع انحسار الزلازل تدريجيًا، ظل التساؤل عن أسباب هذه الظاهرة، وإمكانية أن تكون مقدمة لحدث كارثي، مثل تسونامي قد يضرب البحر المتوسط، لغزًا محيرًا للعلماء قبل أن يتمكنوا أخيرًا من تفسيرها، بتتبع حركة الصهارة الخطرة في الزمن الحقيقي أثناء الأزمة الزلزالية، وهو ما أتاح تفسيرًا علميًا دقيقًا لما جرى.
منذ اللحظات الأولى لبدء الهزات الأرضية، بدأ فريق دولي من العلماء في محاولة معرفة سبب الأزمة الزلزالية التي هزت سانتوريني. كان منهم عالم الجيوفيزياء في مركز جيومار هلمهولتز لأبحاث المحيطات بألمانيا، ينس كارستينز، وهو أحد مؤلفي دراسة حديثة عن الأمر، إلى جانب باحثين آخرين قدموا من بلدان مختلفة لمتابعة ما يجري من قرب.
يقول كارستينز "لا يمكن، حتى الآن، التنبؤ بالزلازل مسبقا، غير أن الظواهر البركانية غالبًا ما تُظهر مؤشرات إنذار مبكر تتيح الاستعداد المسبق أحيانًا. أما أمواج التسونامي فيمكن رصدها عبر شبكات إنذار محلية وعالمية، ما يتيح إصدار تحذيرات مبكرة لسكان السواحل".
إعلاناعتمد الفريق على شبكة متطورة من أجهزة الرصد، شملت مجسّات تحت الماء وُزعت في سانتوريني والجزر الصغيرة المجاورة، إضافة إلى أجهزة أخرى مثبتة في قاع البحر، سجلت إشارات زلزالية دقيقة وتغيرات ملحوظة في ضغط المياه، عكست الاضطرابات التي شهدها قاع البحر خلال الأزمة.
كما استعان الفريق بصور الأقمار الصناعية المزوّدة برادارات عالية الدقة لمتابعة التغيرات الطفيفة في شكل سطح المنطقة، إلى جانب محطات "جي بي إس" الأرضية التي تقيس بدقة حركة القشرة، وأجهزة استشعار ميدانية لرصد الغازات البركانية المنبعثة.
وفقًا لما أوضحه عالم الجيوفيزياء من معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ولاية ماساتشوستس الأميركية، يوناس براينه، فإن "سانتوريني تقع في قلب القوس البركاني لجنوب بحر إيجه، وهو سلسلة براكين نشأت من حركة الصفائح التكتونية، حيث تنزلق الصفيحة الإفريقية أسفل الصفيحة الأوراسية، مما يؤدي إلى صعود الصهارة وتكوين البراكين في منطقة بحر إيجة الجنوبي".
ويضيف الباحث المشارك في الدراسة، في حديثه للجزيرة نت "الجزيرة تقع أيضًا في نطاق تتميز فيه القشرة الأرضية بكونها أرق من بقية أجزاء بحر إيجه، فضلاً عن تعرضها لعملية تمدد مستمرة، وهو ما يفسّر جزئيًا وقوع الزلازل الكبرى التي عرفتها المنطقة عبر تاريخها".
في هذه المنطقة من سانتوريني تتقاطع ظاهرتان طبيعيتان غالبًا ما تكونان مصدرًا للكوارث المدمرة. أولاً: الزلازل، حيث يؤدي تمدد الصفائح التكتونية وتباعدها إلى توليد هزات أرضية قد تبلغ مستويات قوية.
وثانيًا: البراكين، إذ نشأت جزيرة سانتوريني في الأصل من تراكم الصهارة (الماغما) القادمة من أعماق الأرض، والتي تشق طريقها عبر صدوع في القشرة الأرضية حتى تصل إلى السطح، لتبرد وتتحول تدريجيًا إلى صخور وأرض تكون جزرًا تكبر رويدًا، وهي الجزر البركانية، وعددها كبير في العالم.
اللافت أن سانتوريني لا تضم بركانًا واحدًا فقط، بل عدة براكين، بعضها ظاهر فوق سطح الأرض، وبعضها الآخر لا يزال خفيا في أعماق مياه البحر.
وهنا يطرح العلماء سؤالًا جوهريًا: هل كانت موجة الزلازل التي ضربت سانتوريني مطلع هذا العام ناجمة عن حركة الصفائح التكتونية (الظاهرة الأولى)، أم من اندفاع الصهارة البركانية في أعماق الأرض (الظاهرة الثانية)؟
سادت حالة من عدم اليقين الكبير عن هذا الأمر. ورغم أن البيانات المتاحة لا تكشف إلا عن جزء محدود مما يجري في الأعماق، فقد أسعف الحظ العلماء، إذ كانوا يراقبون سانتوريني وكولومبو مسبقًا، الأمر الذي مكّنهم، بفضل جهود الرصد الدقيقة، من استخلاص نتائج بالغة الأهمية.
وفوق ذلك، جاء توقيت مشروع "مالتي ماريكس"، وهو مبادرة علمية متعددة التخصصات يقودها باحثون ألمان ويونانيون، وتهدف إلى تحويل المنطقة إلى مختبر طبيعي مزود بأحدث أجهزة القياس الجيوفيزيائية، في مراحله النهائية عند بدء الأزمة الزلزالية، مما أتاح فرصة فريدة لجمع بيانات عالية القيمة في الوقت الحقيقي.
اختبر الباحثون الفرضيتين (الماغماتية والتكتونية)، واستغرق التمييز بينهما أشهرا من التدقيق وتحليل كميات ضخمة من البيانات، مع الاستعانة بتقنيات الذكاء الاصطناعي لتسريع عمليات المعالجة.
إعلانوفي 24 سبتمبر/أيلول، نُشرت النتائج في دراسة شاملة بمجلة "نيتشر"، شارك فيها أكثر من 30 باحثًا من 6 دول، حسمت الجدل القائم.
في حين كان يُعتقد في البداية أن سرب الزلازل الأخير ذو منشأ تكتوني، كشف تحليل بيانات التشوه الأرضي واسع النطاق والنشاط الزلزالي المرافق للأزمة، أن عشرات آلاف الهزات التي سُجلت تعود في الحقيقة إلى الظاهرة الثانية، أي حركة الصهارة تحت الأرض بين بركانيْن موجودين في المنطقة: بركان سانتوريني والبركان البحري كولومبو، الواقع تحت الماء على بعد مسافة قصيرة قبالة الساحل.
عن سبب الزلازل الأخيرة، يقول براينه "نفسّر هذه الموجة من الزلازل بأنها ناجمة عن تسرب الصهارة. فقد تحركت الصهارة صعودًا على طول المنطقة الواقعة جنوب شرقي سانتوريني وكولومبو، وأثناء اندفاعها نحو الأعلى أدت إلى تصدّع الصخور المحيطة، وهو ما تسبب في وقوع الزلازل".
وتفصّل الدراسة ما جرى في مطلع هذا العام، مشيرة إلى أن مؤشرات غير اعتيادية ظهرت حتى قبل بدء الهزات الأرضية في أواخر 2024.
بين يوليو/تموز 2024 ويناير/كانون الثاني 2025، أظهرت البيانات أن فوهة سانتوريني ارتفعت قليلاً، وتسرب منها المزيد من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين، ما دلّ على أن تراكم مخزون جديد من الصهارة قرب السطح، غير أن هذه الإشارات مرّت تقريبًا دون أن يلتفت إليها أحد حتى بدأت الأزمة الزلزالية.
ويؤكد براينه أن "الدرس الأهم هنا هو ضرورة التعامل بجدية أكبر مع مثل هذه التغيرات الطفيفة والتصرف بسرعة، إذ إن التشوهات البسيطة التي رُصدت في سطح الأرض بسانتوريني قبل أشهر من الموجة الزلزالية، كان ينبغي أن تُعتبر مؤشرًا يستدعي تعزيز أجهزة الرصد والمراقبة".
وفي الأشهر التالية، ومنذ أواخر يناير/كانون الثاني حتى نهاية فبراير/شباط، انتشرت سلسلة من الهزات الأرضية القوية من سانتوريني إلى أعماق المياه جنوب كولومبو.
شكّلت هذه الهزات، إلى جانب التغيرات الملحوظة في شكل المنطقة، صورة حية وديناميكية لصعود جدار ضخم من الصهارة بطول نحو 13 كيلومترًا، يُعرف بـ"الجيب النافذ"، وهو يشق طريقه نحو الأعلى، مخترقًا الصخور الهشة.
بدأت هذه الصهارة في التحرك على عمق يناهز 18 كيلومترا، ثم أخذت تتحرك صعودا لتتوقف على عمق يتراوح بين 3 و5 كيلومترات، لكنها أحدثت ضغطا كبيرا على سلسلة من الصدوع القريبة، مما أدى إلى تمزقها.
تحركت الصهارة على مراحل متعاقبة، وهو ما يفسّر استمرار "الهدير الزلزالي" فترة طويلة. وأدت هذه الحركة إلى تشوهات واضحة في الطبقات الصخرية وفي سطح الأرض، حيث ارتفع مستوى أرض جزيرة سانتوريني بما يزيد على 10 سنتيمترات، في حين هبط قاع فوهة بركان كولومبو البحري بأكثر من 20 سنتيمترًا.
ويُرجَّح أن بركان كولومبو قد فرّغ جزءًا من خزانه الماغماتي في "الجيب النافذ"، الأمر الذي أطلق سلسلة من التفاعلات الجيولوجية نتج عنها أقوى الهزات التي شعر بها سكان الجزيرة.
كان من الممكن أن تصل الصهارة إلى قاع البحر الضحل مسببة نشاطًا بركانيًا انفجاريًا، غير أن كميتها –رغم ضخامة حجمها– لم تكن كافية لاختراق القشرة والوصول إلى السطح، كما أن قوتها الدافعة لم تكن كافية لإحداث ثوران بركاني بحري كان من شأنه أن يترافق مع تسونامي مدمر.
في الواقع، غالبًا ما تفشل معظم اندفاعات الصهارة تحت سطح الأرض في اختراق القشرة والوصول إلى السطح لإحداث ثوران بركاني، وكانت هذه الحادثة مثالًا آخر على ذلك، إذ توقفت الصهارة قبل أن تبلغ السطح.
ويؤكد براينه ذلك "لا تشير دراستنا إلى احتمال وقوع تسونامي كبير، فحجم الصهارة التي تحركت في القشرة الأرضية كان يقارب 0.3 كيلومتر مكعب، وحتى لو أدى ذلك إلى ثوران، فإنه سيكون محدودًا وصغيرًا".
إعلانومع ذلك، لا يمكن استبعاد أن تشهد المنطقة مستقبلًا اندفاعات أخرى قد تتمكن من الوصول إلى السطح. كما يشير بعض الخبراء إلى أن هناك احتمالًا قائمًا بوقوع زلازل قوية متأخرة قد تحدث بعد أشهر من النشاط الأولي.
يقول براينه في حديثه للجزيرة نت "أثناء الأزمة الزلزالية، لم يكن معروفا كيف ستنتهي الأمور، وكان هناك قلق من أن تؤدي إما إلى ثوران بركاني (قد يحدث تحت سطح البحر) أو إلى زلزال أكبر، لكن مع بداية مارس/آذار، تلاشت الموجة الزلزالية تمامًا، ولا توجد اليوم أي مؤشرات على استمرار النشاط البركاني في الأعماق، وهو ما يعد أمرا مطمئنًا".
هذا الاطمئنان لا يُقلل من أهمية ما تعلمه العلماء من هذه الأزمة. فالدراسة، التي جمعت بيانات دقيقة من المراقبة الزلزالية والجيوديسية والغازية، أتاحت للباحثين فرصة فريدة لفهم كيفية تحرك الصهارة في أعماق القشرة الأرضية.
ويأمل العلماء أن تُسهم مثل هذه الدراسات في تحسين قدرة المراقبة المستقبلية، بما يسمح برصد تدفقات الصهارة في الزمن الحقيقي وإطلاق تحذيرات مبكرة للسكان إذا ما اقترب خطر ثوران أو نشاط زلزالي واسع.
وقد مثّلت زلازل سانتوريني مصدرًا لمعلومات علمية غير مسبوقة؛ فهي المرة الأولى التي يتمكن فيها الباحثون من تتبّع حركة الصهارة بين بركانين متجاورين –سانتوريني وكولومبو– بهذا العمق وبهذه الدقة.
هذا الإنجاز يدعم الفرضية التي تقول، إن ما يحدث أسفل أحد البراكين يمكن أن يؤثر مباشرة في بركان آخر قريب، ما يكشف عن شبكة جيولوجية مترابطة تشبه "نظامًا دوريًا" للصهارة في أعماق الأرض.
كان العلماء في السابق أكثر تحفظًا تجاه فرضية الترابط بين البراكين القريبة، لكن الأدلة الحديثة المتزايدة من أنظمة بركانية مختلفة في العالم –من هاواي إلى آيسلندا، مرورًا بشرق ووسط إفريقيا– تؤكد أن ما يحدث في أعماق الأرض يترك أثرًا مباشرًا على سطحها، وأنّ الصهارة لا تتحرك فقط صعودًا بل جانبيًا أيضًا عبر مسارات معقدة.
الأمر ذاته ينطبق على بركاني سانتوريني وكولومبو، كما يقول كارستينز، ويضيف في حديثه للجزيرة نت "تشير الملاحظات إلى وجود اتصال بين خزانات الصهارة العميقة تحت كل منهما. وعليه، يمكن أن تؤثر الحركات أو تغيرات الضغط في أحد الخزانين على الآخر، على غرار خزاني مياه متصلين بأنابيب.
لا يزال من الصعب على العلماء اليوم التنبؤ بدقة بموعد أو مكان حدوث ثوران بركاني ضخم في سانتوريني، أو ما إذا كان سيؤدي إلى تسونامي مدمر في البحر المتوسط، إذ يرتبط ذلك بجملة من العوامل الجيولوجية المعقدة والمتداخلة.
يقول كارستينز "المناطق النشطة تكتونيًا، مثل البحر الأبيض المتوسط، معرضة للزلازل وأمواج تسونامي، لكن معظم حوادث تسونامي تقتصر على مناطق محدودة، كما كان الحال مع الزلزال وتسونامي اللذين ضربا جزيرة ساموس اليونانية عام 2020".
ويضيف "مع ذلك، شهد البحر الأبيض المتوسط أيضًا موجات تسونامي أثرت على مناطق أوسع. غالبًا ما تكون هذه الأحداث مرتبطة بالزلازل وليس بالعمليات الماغماتية كتلك التي تناولتها دراستنا".
وعليه، كما يقول، لا تشير نتائج الدراسة إلى زيادة في الخطر المتعلق بتسونامي عمّا كان معروفًا سابقًا، ولا توجد مؤشرات على أن ثورانًا واسع النطاق وشيكًا، قد يؤثر على البحر المتوسط حاليًا.
لا يذهب براينه بعيدًا عن هذه التوقعات، ويقول "نحن نعرف التاريخ الجيولوجي لسانتوريني جيدًا، وندرك أنها تسببت في ما لا يقل عن 5 ثورات بركانية كبرى في الماضي، يُرجَّح أنها ولّدت موجات تسونامي ضخمة أثرت على شرق المتوسط".
ويضيف "وتيرة مثل هذه الثورات تُقاس بعشرات الآلاف من السنين، وقد وقع آخر ثوران كبير في سانتوريني قبل نحو 3600 عام، لذلك لا يوجد حاليًا ما يشير إلى اقتراب حدث مماثل".
ومع ذلك، يعرف العلماء أن حدوث ثوران كبير في هذا الجزء من بحر إيجه هو أمر محتوم في المستقبل البعيد، إذ تكشف السجلات الجيولوجية، أن المنطقة شهدت نشاطًا بركانيًا انفجاريًا متكررًا على مدى نحو 750 ألف عام على الأقل، وهو ما يعزز وصفها بأنها واحدة من أخطر البؤر البركانية في العالم.
فبركان سانتوريني اليوم على شكل "كالديرا"، أي حفرة بركانية ضخمة تمثل بقايا جبل بركاني هائل انهار قبل آلاف السنين نتيجة تفريغ كميات هائلة من الصهارة في أعماقه، وهو انهيار ولّد في حينه موجات تسونامي عاتية اجتاحت شرق البحر المتوسط.
إعلانتبع ذلك سلسلة من الانفجارات البركانية على مدى التاريخ، كان أبرزها الثوران العظيم في عام 1560 قبل الميلاد، والذي يُعدّ من أضخم الانفجارات البركانية المسجلة في التاريخ.
وتشير الأدلة الأثرية والتاريخية إلى أن هذا الثوران ساهم في انهيار الحضارة الميسينية في جزيرة كريت والجزر المجاورة، وهي حضارة سبقت اليونانية الكلاسيكية، وربما كانت مصدرًا للعديد من الأساطير الإغريقية المروعة التي تناقلتها الأجيال لاحقًا.
أمّا بركان كولومبو البحري، الذي يبعد نحو 7 كيلومترات شمال شرقي سانتوريني، فيُعدّ هو الآخر بركانًا نشطًا. ففي عام 1650، شهد انفجارًا مدمّرًا أطلق موجات تسونامي شاهقة، إلى جانب سحب قاتلة من الغازات السامة غطّت مساحات واسعة وأودت بحياة كثيرين.
اجتماع تنسيقي لمناقشة تطوير منظومة الدواء بالمستشفيات الجامعية بقنا