1

در جزیره‌ای دورافتاده در شمال غربی اقیانوس آرام، آتشفشانی قرار دارد که بسیاری از مردم نام آن را نشنیده‌اند. این آتشفشان تقریباً دو قرن پیش، با فرستادن ابرهایی از خاکستر به ارتفاعات جو، رویدادهای جهانی را به‌طور نامحسوسی شکل داد.

این پدیده‌ی چشمگیر به نام زاوارتسکی شناخته می‌شود، یک کالدرا که در میان جزایر کوریل قرار دارد. این آتشفشان که زمانی از دید کاوشگران و نقشه‌برداران پنهان مانده بود، اخیراً توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است، زیرا آن را به تغییرات آب‌وهوایی مرموز اوایل دهه ۱۸۰۰ مرتبط دانسته‌اند.

ویلیام هاچیسون، آتشفشان‌شناس دانشگاه سنت اندروز، نمونه‌های یخی حاوی سولفور را با ترکیب شیمیایی منحصر‌به‌فرد سنگ‌های یافت‌شده در دامنه‌های زاوارتسکی مطابقت داد.

حل معمای زاوارتسکی

هسته‌های یخی، ردپای شیمیایی و معدنی رویدادهای آتشفشانی گذشته را حفظ می‌کنند. برای چندین دهه، یک انفجار بزرگ در سال ۱۸۳۱ دانشمندان را سردرگم کرده بود، زیرا منشأ دقیق آن مشخص نبود.

گزارش‌های تاریخی از آن سال، رنگ‌های غیرعادی در آسمان را توصیف کرده‌اند، از جمله خورشیدی که سایه‌ای سبز به خود گرفته بود.

بسیاری از این گزارش‌ها همچنین کاهش چشمگیر دما را ذکر کرده‌اند، که نشان‌دهنده‌ی ورود حجم زیادی از مواد آتشفشانی به جو بود.

دانشمندان حدس زدند که ذرات سولفور با بازتاب نور خورشید، باعث این تغییرات شده‌اند، اما مشخص کردن منبع دقیق آن، چالشی دشوار بود.

خاکستر کم‌پتاسیم؛ کلید حل معما

سرنخ‌های مهم زمانی به دست آمد که زمین‌شناسان، ذرات معدنی بسیار کوچک را که در نمونه‌های یخی حفظ شده بودند، زیر میکروسکوپ‌های قدرتمند بررسی کردند.

آزمایش‌ها نشان داد که این ذرات کم‌پتاسیم هستند، که ترکیب آن‌ها را از بسیاری از آتشفشان‌های مشهور ایسلند و آلاسکا متمایز می‌کرد.

این کشف، توجه محققان را به سوی جزایر کوریل، زنجیره‌ای دورافتاده از جزایر بین شمال ژاپن و شبه‌جزیره کامچاتکا در روسیه، معطوف کرد.

تحلیل‌های بیشتر نشان داد که این ذرات، شباهت زیادی به نمونه‌های تازه‌ی جمع‌آوری‌شده از دامنه‌های کالدرای زاوارتسکی دارند، که منجر به پیشرفتی اساسی در حل معما شد.

مخروط‌های خاکستری زاوارتسکی

سامانه‌ی آتشفشانی زاوارتسکی شامل چندین مخروط خاکستری است که زمانی شکل می‌گیرند که گدازه‌های غنی از گاز، به‌صورت ذرات کوچک به هوا پرتاب شده و در تپه‌های شیب‌دار خنک و متراکم شوند.

این توده‌های مخروطی معمولاً در اطراف دهانه‌های اصلی آتشفشان شکل می‌گیرند و در طول هر فوران، لایه‌های جدیدی به آن‌ها اضافه می‌شود.

مخروط‌های خاکستری و لایه‌های خاکستر معمولاً زاویه‌ای حدود ۳۰ درجه دارند و می‌توانند تا چند صد فوت ارتفاع داشته باشند.

آتشفشان زاوارتسکی، که زاوارتسکیگو یا زاوارتسکیی نیز نامیده می‌شود، یکی از ویژگی‌های برجسته‌ی جزیره سیموشیر در مرکز مجمع‌الجزایر کوریل است. این آتشفشان از مجموعه‌ای از کالدرای تودرتو تشکیل شده که دیواره‌های شیب‌داری دارند و دریاچه‌ای در مرکز آن‌ها قرار گرفته است.

تصاویر ثبت‌شده توسط سنجش‌گر OLI در ماهواره Landsat 8 در تاریخ ۱۲ سپتامبر ۲۰۲۴، چشم‌اندازی از این آتشفشان و ساختار پیچیده‌ی آن ارائه داده است. (اعتبار: ناسا)

این ساختارهای آتشفشانی ممکن است در اثر جریان‌های گدازه‌ای که دیواره‌های کالدرا را تخریب می‌کنند، فروریزند و شبکه‌ای از دهانه‌ها و کانال‌ها را تشکیل دهند.

ردیابی تأثیرات فوران زاوارتسکی

آتشفشان‌هایی که ذرات سولفور را به استراتوسفر می‌فرستند، می‌توانند دما را در مناطقی دور از محل فوران تحت تأثیر قرار دهند. در سال ۱۸۳۱، تأثیر این فوران احتمالاً باعث نابسامانی‌های گسترده‌ی آب‌وهوایی و کاهش دمای چشمگیر شده است.

خاطرات روزنامه‌نگاران اروپایی در آن زمان، طوفان‌های تابستانی و بارش تگرگ را که به محصولات کشاورزی آسیب زده بود، ثبت کرده‌اند. برخی مناطق نیز شروع زودهنگام هوای سرد را گزارش کردند.

نتایج این مشاهدات با جدول زمانی استخراج‌شده از نمونه‌های یخی مطابقت داشت.

علاوه بر این، تجزیه‌وتحلیل رادیوکربنی نیز تأییدی بر وقوع یک رویداد بزرگ در آن زمان ارائه داد. با مقایسه‌ی امضای کربنی رسوبات آتشفشانی با مواد تاریخی دارای تاریخ دقیق، دانشمندان توانستند یک جدول زمانی دقیق‌تر ایجاد کنند.

خطرات پنهان و درس‌هایی برای دنیای امروز

آتشفشان‌های دورافتاده می‌توانند ویرانی‌های گسترده‌ای ایجاد کنند، زیرا اغلب از شبکه‌های پایش استاندارد خارج هستند.

ویلیام هاچیسون اشاره می‌کند که فوران‌های آتشفشانی در عرض‌های جغرافیایی بالاتر نیز می‌توانند با انتشار آئروسل‌های سولفاته، بر اقلیم جهانی تأثیر بگذارند.

نمونه‌های تاریخی مانند فوران آتشفشان پیناتوبو در فیلیپین (۱۹۹۱) نشان می‌دهند که یک آتشفشان منفرد می‌تواند دمای جهانی را برای ماه‌ها یا حتی سال‌ها کاهش دهد.

حتی با وجود داده‌های مدرن ماهواره‌ای، فعالیت آتشفشان‌های کمتر شناخته‌شده می‌تواند نادیده گرفته شود.

امروزه، دانشمندان تلاش‌های مشترکی برای گسترش شبکه‌های پایش آتشفشانی انجام می‌دهند. بهبود تشخیص زودهنگام می‌تواند آسیب‌های احتمالی فوران‌ها بر کشاورزی، زیرساخت‌ها و سلامت عمومی را کاهش دهد.

کاوش در زیر امواج

برخی از آتشفشان‌های جزایر کوریل بخشی از آن‌ها زیر آب قرار گرفته است و کالدراهای غرق‌شده‌ای را تشکیل داده‌اند که دریا به آن‌ها راه پیدا کرده است. برخی دیگر، حوضه‌هایی با دیواره‌های شیب‌دار، مخروط‌های خاکستری و دریاچه‌های کوچک دارند که در توپوگرافی زاوارتسکی نیز دیده می‌شود.

در طول جنگ سرد، بخش‌هایی از این مجمع‌الجزایر محل استقرار زیردریایی‌ها و پایگاه‌های مخفی بود. امروزه، زمین‌شناسان بقایای فوران‌های گذشته را نقشه‌برداری می‌کنند تا بهتر درک کنند که چگونه این جزایر در طول زمان تکامل یافته‌اند.

چرا فوران زاوارتسکی مهم است؟

فوران‌های آتشفشانی قدرتمند می‌توانند شواهد خود را در هسته‌های یخی، حلقه‌های درختان و اسناد تاریخی باقی بگذارند. این سرنخ‌ها نشان می‌دهند که سیاره ما چگونه به تزریق ناگهانی خاکستر و گازها واکنش نشان می‌دهد.

رویدادهای دوردست می‌توانند محصولات کشاورزی را نابود کنند، مسیر رودخانه‌ها را منجمد سازند و الگوهای آب‌وهوایی را تغییر دهند، یادآوری‌ای که نشان می‌دهد ما در یک جو مشترک زندگی می‌کنیم.

مطالعه‌ی زاوارتسکی اهمیت نظارت بر تمامی نقاط زمین، حتی دورافتاده‌ترین آن‌ها را برجسته می‌کند، تا از فجایع ناشی از فوران‌های ناگهانی جلوگیری کنیم.

این مطالعه در مجله‌ی Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.