آیا مواد مذاب در فوران آتشفشان‌ به فضا پرتاب می‌شود!؟

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ساینس تایمز، آتشفشان‌‌ها دریچه‌هایی رو به آسمان هستند که مواد مذاب،‌ صخره‌‌های کوچک و بخار را از اعماق زمین به بیرون پرتاب می‌کنند. درنتیجه فوران‌های انفجاری آتشفشان‌ها، ارتفاع پرش خاکستر، گاز و ماگما تا اتمسفر (جو)‌ زمین می‌رسد اما آیا این انفجارها به حدی قوی هستند که چنین موادی را به فضا پرتاب کنند.

ارتفاع فوران‌های آتشفشانی تا کجا پیش می‌رود؟

اینکه مواد آتشفشانی تا کجا ارتفاع بگیرند به ابعاد آنها و همچنین قدرت انفجار بستگی دارد. هرچه انفجار قوی‌تر باشد، مواد آتشفشانی بیشتر اوج می‌گیرند حال آنکه فارغ از قدرت انفجاری، مواد سبک‌تر مسافت بیشتری را به سمت بالا طی می‌‌کنند.

 فوران‌های آتشفشانی را می‌توان بر اساس سبک آنها و بر اساس ویژگی‌های ماگمای در حال فوران و حجم و سرعت انتشار آن طبقه‌بندی کرد.

به این ترتیب، فوران می‌تواند از نوع انفجاری باشد، که در این صورت، خاکستر، گاز و گدازه رو به اتمسفر پرتاب می‌شود، یا برون‌ریز است و در نتیجه آن، ماگما به صورت جوی‌های گدازه روی زمین روان می‌شود.

در جریان فوران انفجاری، ابری از  خاکستر و تفرای معلق در گاز که به آن آذرآوار هم گفته می‌شود به شکل ستون رو به آسمان می‌رود.

در امتداد این ستون‌های عمودی،‌ مواد آتشفشانی می‌توانند از دهانه خروجی کیلومترها فاصله بگیرند. حرکت این ستون تنها زمانی متوقف می‌شود که به ارتفاعی متراکم‌تر از هوای اطراف برسد. ارتفاعی که ستون عمودی می‌تواند بگیرد نیز تحت تأثیر عوامل مختلفی است که قطر دریچه آتشفشان، محتوای گاز ماگما و سرعت پرتاب به بیرون را شامل می‌شود. بادها و درجه حرارت دمای محل هم ازدیگر عوامل دخیل در تعیین ارتفاع ستون مواد آتشفشانی محسوب می‌شوند.

فرض بر این است که بیشترین ارتفاعی که ستون مواد آتشفشانی می‌تواند بگیرد، 55 کیلومتر است. اما در عالم واقع، فقط شاهد ستون‌هایی بوده‌ایم که بین 2 تا 45 کیلومتر ارتفاع گرفتند. در حقیقت، در ارتفاع 20 تا 40 کیلومتری، این ستون از تروپوپاز که لایه میانی جو زمین است، عبور می‌کند و  ذرات آتشفشانی را به استراتوسفر می‌رساند.

این پدیده در جریان فوران آتشفشان هونگا تونگا در سال 2022 مشاهده شد. در آن زمان، فعالیت‌های آتشفشانی امواجی را ایجاد کرد که در اطراف زمین طنین‌انداز شد و با رسیدن به ارتفاع 100 کیلومتر،‌ به یونوسفر رسید که بالاترین لایه اتمسفر است. این انفجار تاریخی که تا این لحظه،‌ قدرتمندترین فوران قرن بیست و یکم است،‌ امواج گرانشی‌ای را به راه انداخت که به لبه فضا رسیدند.

فروپاشی ستون فوران آتشفشانی

وقتی ستون فوران به اتمسفر می‌رسد، خاکستر و اجزای هواپخش (آئرسل) آن به سرعت ته‌نشین می‌‌شوند و به سمت زمین می‌‌بارند. برای دوبرابر کردن ارتفاع ستون، باید مقدار موادی که در هر ثانیه بیرون می‌ریزد، 16 برابر بیشتر باشد.

ستون‌ها می‌توانند به قدری با مواد متراکم پر شوند که دیگر جریان همرفت هوا تحمل وزن‌شان را نداشته باشد و همین مسئله به فروپاشی ستون فوران منجر می‌شود.

این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که سرعت فوران ماگما به حدی افزایش می‌یابد که هوای ناکافی اطراف دیگر کشش پشتیبانی از آن را ندارد.

در چنین حالتی، موادی که ستون فوران با خود حمل می‌کند، تحت تأثیر گرانش قرار می‌گیرند. در نتیجه، ستون فوران از دامنه‌های آتشفشان پایین می‌آید و جریان‌ها یا موج‌های آذرآواری را به وجود می‌آورد.