آتشفشان در منظومه شمسی

آتشفشان های فعال زمین

در منظومه شمسی مواد داغ زیادی وجود دارد، حتی در قلمروهای بیرونی یخ زده به حدی که دانشمندان علوم سیاره ای شواهدی از آتشفشان را در هر سیاره زمین (سنگی) مانند  و همچنین در بسیاری از قمرها و حتی برخی از سیارک هایافته اند.

ماه و عطارد بر روی سطح خود اثرات ناشی از جریان آتشفشانی غلیظی دارند که مدتها پیش از شکافهای پوسته آنها فوران کرده است. در حالی که ماه و عطارد دارای آتشفشان های نسبتاً کوچکی هستند، آتشفشانهایی که در ناهید، زمین و مریخ قرار دارند به مراتب بزرگتر و تعدادشان زیادتر است. ما می دانیم که آتشفشان های زمین هنوز فعالند و ممکن است آتشفشانهای ناهید نیز فعال باشند، اما دانشمندان همواره با این سوال روبه رو هستند که آیا فعالیت آتشفشانی مریخ به پایان رسیده یا خیر.

آیو، قمر مشتری رکورددار بیشترین آتشفشان فعال در منظومه شمسی است (قمرهای دیگر دارای شکل سردتر سیستمهای آتشفشانی هستند – کریوولکانیسم یا سیستمهای یخ فشانی).
آتشفشان شناسان از دانش خود در مورد سایر مکانهای منظومه شمسی استفاده کرده و دریافتند فعالیت آتشفشانی چون دریچه ای به داخل یک سیاره عمل می کند. نوع آتشفشان و ترکیب گدازه از مواد موجود در زیر پوسته خبر می دهد. وجود خصوصیات آتشفشانی به دانشمندان می گوید که بخش داخلی یک سیاره به اندازه کافی گرم بوده و یا کماکان گرم است که توانسته موجب ایجاد مواد مذابی (ماگما) شود و در سطح آن فوران کند.

نتایج حیرت انگیز حاصل از مأموریتهای  Express زهره و MESSENGER به عطارد درک ما را از گذشته سیارات به روز می کنند:

ابزارهای موجود در ماموریت ونوس اکسپرس حکایت از وجود آتشفشان های فعال بر روی زهره داشته و MESSENGER جریان های گدازه گسترده ای را نشان می دهد که مدتهای مدیدی پس از تشکیل عطارد رخ داده است.

آتشفشان ها می توانند تأثیر عمیقی در زندگی مردم داشته باشند. همانطور که در فوران 2010 ایسلند تجربه کردیم، فوران ها می توانند حمل و نقل های هوایی را مختل کنند. نمونه های متعددی در تاریخ وجود دارد که هزاران نفر در اثر مدفون شدن در زیر ابرهای خاکستر، گدازه و مواد مذاب و همچنین جریان گل و لای آتشفشانی در شهرها و روستاها جان خود را از دست داده اند.

آتشفشان ها می توانند کل آب و هوای کره زمین را تحت تأثیر قرار دهند: فوران کوه پیناتوبو در فیلیپین در سال 1991 باعث سرد شدن یک درجه ای دمای کل کره زمین در سال بعد شد. اما فوران ها در آفرینش نیز نقشی اساسی دارند؛ علاوه بر تشکیل سرزمین جدید، فعالیت آتشفشانی به ایجاد جو در سیاره کمک می کند. فوران های آتشفشانی در اوایل پیدایش سیاره زمین، باعث بیرون آمدن گازها از داخل زمین شد. بیشتر این گازها دی اکسید کربن و بخار آب بود. این فرآیندها با گذشت زمان از طریق واکنش های شیمیایی با سنگ ها و ارگانیسم های فتوسنتز کننده اصلاح شد.

سیستم آتشفشان در منظومه شمسی

زمینه

فعالیت آتشفشانی، فوران ماگما بر روی سطح یک سیاره است. یک آتشفشان دریچه ای است که از طریق آن ماگما و گازهای داخل زمین تخلیه می شوند. ماگمایی که به سطح زمین می رسد “گدازه” نامیده می شود. نام آتشفشان (ولکانو) از ولکان – خدای آتش روم باستان گرفته شده است!

چرا و کجا آتشفشان ها تشکیل می شوند؟

فرآیند آتشفشانی نتیجه این است که یک سیاره گرمای داخلی خود را از دست می دهد. آتشفشان ها می توانند در جایی ایجاد شوند که سنگهای نزدیک سطح آنقدر داغ شوند که موجب ذوب شدن آنها شود. در کره زمین، آتشفشانها اغلب در مناطق مرتبط با مرزهای صفحات تکتونیکی اتفاق می افتد. در جایی که دو صفحه از هم جدا می شوند، مانند پشته های میان اقیانوسی، مواد موجود در داخل زمین به آرامی بالا می آیند و وقتی به فشارهای کمتری می رسند ذوب می شوند و شکاف را پر می کنند. در جایی که یک صفحه به زیر صفحه دیگر فرورانش می شود، ممکن است مخازنی از ماگما تشکیل شود.

این مخازن ماگمایی، جزایر آتشفشانی و آتشفشان های قاره ای که مناطق فرورانش را مشخص می کنند، تغذیه می کنند. ماگماهای این مناطق غنی از سیلیس است و آتشفشانها ترکیبی انفجاری تشکیل می دهند. اگرچه بیشتر فعالیتهای آتشفشانی در مرز صفحات انجام می شود، اما آتشفشانهایی نیز می توانند در داخل صفحات در نقاط گرم (لکه داغ) رخ دهد. تصور می شود که کانون های گرم یا همان لکه های داغ، ناشی از “ستون” های بزرگ مواد بسیار داغی است که از اعماق زمین در حال بالا آمدن است. این ماده داغ به آرامی بالا می آید و درنهایت با رسیدن به فشارهای پایین تر در سطح زمین، ذوب می شود. هنگامی که این مواد فوران می کنند، جریان های گسترده ای از گدازه  سنگ های آتشفشانی تیره – بازالت – را تشکیل می دهد که دارای سیلیس کمتری است. آتشفشان های ملایم هاوایی (سپرهای آتشفشانی هاوایی ) از یکی از همین نقطه های گرم (لکه داغ) به وجود می آیند.

آتشفشان های زمین به ما چه می گویند؟

این واقعیت که کره زمین آتشفشان دارد به ما می گوید که فضای داخلی زمین در حال حرکت، چرخش و همچنین داغ است – به اندازه ای که برای ذوب شدن کافی باشد. زمین در حال سرد شدن است. آتشفشان ها یکی از راه های از دست دادن گرما است. الگوی توزیع آتشفشان ها در زمین به ما نشان می دهد که سطح خارجی زمین به صفحات متعدد تقسیم شده است.  زنجیره آتشفشان های مرتبط با پشته های میان اقیانوسی  و مناطق فرورانش، مرز صفحه ها را علامت گذاری می کنند. سایر سیارات دارای ویژگی های آتشفشانی هستند و برخی از آنها فعالند و این ویژگی ها به زمین شناسان می گوید که آن ها نیز گرمای داخلی خود را از دست می دهند و همچنین فضای داخلی آنها نیز چرخش دارد. با این حال، این سیارات الگویی را که آتشفشان های زمین دارند را نشان نمی دهند.

سیستم آتشفشان در منظومه شمسی

چه شواهدی از آتشفشان در سایر سیارات وجود دارد؟

ماه

نزدیکترین همسایه ما دارای آتشفشان های کوچک، شکاف ها (شکاف در پوسته) و جریان های گسترده بازالت است. حوضه های تیره بزرگی که می توانید در ماه مشاهده کنید، “ماریا” نام دارند – مناطقی از این گدازه ها که جریان دارند. با این حال، تمام این ویژگی های آتشفشانی قدیمی هستند. هیچ ویژگی آتشفشانی فعالی روی ماه وجود ندارد. بیشتر فعالیت های آتشفشانی در اوایل تاریخ پیدایش ماه رخ داده است، قبل از حدود 3 میلیارد سال پیش. تازه ترین جریان گدازه در حدود 1 میلیارد سال پیش رخ داده است.

عطارد

مأموریت (کاوشگر) MESSENGER از سطح عطارد عکسهای بسیاری گرفته است و شواهدی از فعالیت آتشفشانی را که در شکل دادن سطح عطارد تاثیر گذار بودند را یافته است. قدمت برخی از جریان های گدازه بین یک میلیارد تا دو میلیارد سال است. اگرچه طبق معیارهای زمینی هنوز نسبتاً قدیمی است، اما این موضوع را به دانشمندان علوم سیاره ای می گوید که فعالیت آتشفشانی پس از تشکیل عطارد در حدود 4.5 میلیارد سال پیش به خوبی ادامه یافته بود.

مریخ

مریخ دارای ویژگی های آتشفشانی است که هرچند بسیار بزرگتر، اما از نظر شکل شبیه به زمین هستند.  در مریخ آتشفشانهای سپری بزرگی وجود دارد – مانند آنهایی که در هاوایی قرار دارند – که اندازه آن آتشفشانها 100 برابر بیشتر از آن چیزی است که روی زمین وجود دارد. قله المپوس بلندترین آتشفشان در منظومه شمسی ما است. ارتفاع آن 22 کیلومتر (14 مایل) است، در مقایسه با آتشفشان مانو لوآ 9 کیلومتر (تقریبا 6 مایل). عرض 600 کیلومتری (375 مایلی) آن به اندازه کافی بزرگ است تا ایالت آریزونا را بپوشاند! چندین آتشفشان از جمله قله المپوس، در ارتفاعات تارسیس وجود دارد .

ماگمای آتشفشان ها ممکن است از مواد داغی باشد که در ستون هایی از اعماق مریخ خارج می شوند. بسیاری از دانشمندان، مریخ را از نظر آتشفشانی فعال می دانند، با اینکه فوران آن را مشاهده نکرده اند. شهاب سنگ های بازالتی از مریخ نشان می دهد که آتشفشانهای مریخ در 180 میلیون سال گذشته رخ داده است. دهانه های برخوردی بسیار کمی در جریان گدازه های قله المپوس بوجود آمده است، که نشان می دهد این آتشفشان احتمالاً در چند میلیون سال گذشته فوران کرده است.

زهره

زهره بیش از 1700 ویژگی آتشفشانی در سطح خود دارد و بسیاری از اینها تازه بنظر میرسند. بیشتر قسمتهای سطح زهره احتمالاً در چند صد میلیون سال گذشته توسط جریانهای عظیمی از گدازه های بازالتی پوشیده شده است. این گدازه ها دهانه های برخوردی حاصل از برخورد شهابسنگها را بطور کامل پوشانده است. این واقعیت که فقط چند دهانه در سطح زهره وجود دارد، شواهدی از ماهیت شرایط اخیر برای شکل گیری سطح جدید زهره را فراهم می کند.

آیو 

داخلی ترین قمر مشتری، قمر آیو، آتشفشانی ترین جرم در کل منظومه شمسی ماست! مأموریت های ناسا از توده های عظیم جریانهای گدازه فعال و دیواره های آتش مرتبط با ماگماها که از شکاف ها و دهانه ها تا صدها کیلومتر بالاتر از سطح آیو پرتاب شده اند، تصویربرداری کرده اند. کل سطح آیو متشکل از مواد آتشفشانی و جریانهای گدازه است که تمام دهانه های برخوردی آن را پوشانده است.

سیستم آتشفشان در منظومه شمسی

فوران های بودار: قمر مشتری(آیو) از نظر آتشفشانی فعال ترین در منظومه شمسی است که غالباً فورانهای حاوی گوگرد را به همراه دارد.

چرا در همه سیارات و قمرها آتشفشان فعال پیدا نمی کنیم؟

آتشفشان های فعال در سیاره هایی که هنوز داغ هستند، رخ می دهند. به طور کلی هرچه این سیاره بزرگتر باشد، سرعت سرد شدن آن نیز کُندتر می شود. سیارات یا قمرهای کوچک، مانند عطارد و ماه تا حدی سرد شده اند که دیگر آنقدر داغ نیستند تا بتوانند سنگ ها را ذوب کنند. سیارات بزرگتر مانند زمین و زهره هنوز داغ هستند و هنوز هم آتشفشان فعال دارند. برخی از قمرهای کوچک، مانند آیو به دلیل گرم شدن جزر و مدی(گرمایش جزر و مدی)، فعالیت آتشفشانی فعال دارند.

مترجم: مسعود رحیم‌پور، عضو فعال آیاز
ویرایش: هادی وطن‌خواه
منبع: ناسا

Share