غواصات روبوتية ترسم خرائط لحقول حمم بركانية شاسعة في أعماق البحار قبالة ساحل أوريغون

كشف علماء بحار يستخدمون غواصات روبوتية متقدمة عن حقول حمم بركانية شاسعة غير مسجلة سابقاً تحيط ببركان نشط تحت الماء على عمق يزيد عن كيلومترين تحت سطح المحيط الهادئ قبالة ساحل أوريغون. ووفقاً لتقارير نشرتها TOI Science Desk، نشر باحثون من Monterey Bay Aquarium Research Institute مركبات روبوتية عالية الدقة قادرة على تحمل الضغط الهيدروستاتيكي الهائل لأعماق البحار لإجراء مسوح تفصيلية للتضاريس السحيقة. ويكشف هذا الاكتشاف عن معالم دراماتيكية تحت البحر تشكلت بفعل نشاط بركاني ديناميكي، مما يوفر بيانات بصرية ومكانية غير مسبوقة حول كيفية تصرف تدفقات الماغما في ظل الظروف الفيزيائية القاسية لقعر المحيط العميق.

## Key facts - تقبع حقول الحمم البركانية التي رسمت خرائطها على أعماق تتجاوز 2,000 متر (6,560 قدماً) في المحيط الهادئ قبالة ساحل أوريغون. - أجرى الحملة البحثية معهد Monterey Bay Aquarium Research Institute باستخدام غواصات روبوتية متخصصة للغوص العميق. - رسمت مصفوفات أجهزة الاستشعار الصوتية والبصرية المتقدمة خرائط لتشكيلات جيولوجية لم تكن مكتشفة سابقاً عبر قاع البحر السحيق. - تشكل البراكين البحرية ما يقدر بنحو 70 إلى 80 في المئة من إجمالي النشاط الماغماتي على كوكب الأرض. - تقع منطقة المسح على طول حدود تكتونية نشطة تتميز بالتوسع في منتصف المحيط والنشاط الحراري المائي.

## What happened وفقاً لتقارير نشرتها TOI Science Desk، استهدف الفريق البحثي من Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) بركاناً نشطاً تحت البحر قبالة ساحل شمال غرب المحيط الهادئ، ونشر منصات روبوتية في أعماق البحار لاستكشاف مناطق مخفية تحت آلاف الأمتار من المياه. وفي بيئة يتجاوز فيها الضغط 200 ضغط جوي—أي أكثر من 200 ضعف الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر—نفذت الغواصات ذاتية التحكم والتي تُدار عن بُعد شبكات مسح منهجية عبر قاع البحر.

ومجهزة بسونار متعدد الحزم عالي التردد، وأنظمة مسح بالليزر، وكاميرات عالية الدقة، مسحت المنصات الروبوتية التضاريس الوعرة لإنشاء خرائط أعماق بمقياس الأمتار. وأظهرت البيانات الناتجة حقولاً ضخمة ومترامية الأطراف من الصخور البركانية تمتد عبر مناطق من قاع البحر كانت تبدو سابقاً خالية من المعالم أو غير واضحة المعالم على مسارات السونار الخاصة بسفن السطح ذات الدقة المنخفضة.

وسجلت المعاينات البصرية التي أجرتها الغواصات تضاريس متنوعة من الأشكال الأرضية البركانية. وحدد العلماء تدفقات صفائحية ملساء واسعة النطاق، والتي تتشكل عندما تنتشر الحمم البركانية عالية التدفق ودرجة الحرارة بسرعة عبر السهول السحيقة المسطحة، إلى جانب حمم وسائدية بصلية الشكل تنشأ عندما تخرج الصخور المنصهرة ببطء وتبرد فوراً بمجرد ملامستها لمياه البحر الباردة. وفي عدة قطاعات، وثق الباحثون تدفقات فصية معقدة وقنوات حمم بركانية منهدمة، مما يوفر أدلة مباشرة على ثورات بركانية كارثية سابقة أعادت تشكيل قاع المحيط.

## Why it matters على الرغم من أنها تغطي أكثر من 70 في المئة من سطح كوكب الأرض، لا تزال خرائط قاع المحيط أقل تفصيلاً بكثير مقارنة بسطحي القمر أو المريخ. وتمثل البراكين البحرية الآلية الرئيسية التي ينقل بها كوكب الأرض الحرارة والمواد من وشاحه إلى سطحه، حيث يتشكل ما يقدر بثلاثة أرباع الصخور البركانية السنوية في العالم تحت الأمواج. ومع ذلك، ونظراً لأن الثورات البركانية في أعماق المحيطات تحدث مخفية تحت كيلومترات من المياه، فإن مراقبة بنيتها ومدى امتدادها كانت تاريخياً أمراً صعباً للغاية.

يوفر رسم الخرائط عالي الدقة لحقول الحمم البركانية في أعماق البحار للجيولوجيين أدلة تجريبية حاسمة لتحسين نماذج تشكل القشرة المحيطية. ويساعد فهم حجم وتمدد وديناميكيات تبريد الحمم البركانية تحت الماء الباحثين في حساب ناتج الماغما العالمي وتقييم كيفية تأثير دورات الميزانية الحرارية على كيمياء المحيطات.

علاوة على ذلك، ترتبط تدفقات الحمم البركانية في أعماق البحار ارتباطاً مباشراً بأنظمة الفوهات الحرارية المائية. فعندما تتغلغل مياه البحر الباردة عبر البازلت المتشقق والمبرد حديثاً وتلامس حجرات الماغما الكائنة أسفلها، فإنها تذيب المعادن وتخرج على شكل سائل فوهات شديد السخونة وغني بالمعادن. وتدعم هذه الفوهات الحرارية المائية مجتمعات بيولوجية معقدة تعتمد على التصنيع الكيميائي وتزدهر بشكل مستقل تماماً عن ضوء الشمس. ويتيح رسم خرائط حقول الحمم البركانية الجديدة لعلماء الأحياء البحرية تتبع نشأة هذه الأنظمة البيئية الفريدة في أعماق البحار وهجرتها وتعاقبها، والتي تعتمد على الطاقة الكيميائية بدلاً من البناء الضوئي.

## The background تقع المياه القبالة لساحل أوريغون مباشرة فوق صفيحة Juan de Fuca Plate، وهي صفيحة تكتونية محيطية صغيرة تبتعد حالياً عن صفيحة Pacific Plate عند حافة Juan de Fuca Ridge بينما تنزلق في الوقت نفسه تحت صفيحة North American Plate إلى الشرق. وتجعل هذه البيئة التكتونية المعقدة من المنطقة البحرية قبالة شمال غرب المحيط الهادئ واحدة من أكثر المناطق البحرية نشاطاً بركانياً في شمال أمريكا.

وكانت المعالم البارزة على طول هذه الحدود، مثل جبل Axial Seamount الأغوار وأجزاء الحافة المجاورة، محور أبحاث الجيولوجيا البحرية لعدة عقود. وقد شهد Axial Seamount، الواقع على بعد نحو 480 كيلومتراً قبالة ساحل أوريغون، أحداثاً بركانية رئيسية وموثقة جيداً في أعوام 1998 و2011 و2015. وخلال تلك الأحداث، رصدت شبكات المراقبة المحيطية الآلاف من الهزات الأرضية الدقيقة، وانخفاضاً محلياً في قاع البحر، وانبعاثات شاسعة للحمم البركانية الحديثة.

تاريخياً، كان علماء المحيطات يرسمون خرائط قاع البحر باستخدام أجهزة صدى الصوت المثبتة على هيكل سفن الأبحاث السطحية. ورغم فعاليتها في تحديد المعالم العامة للأعماق مثل الجبال والأخاديد البحرية، يفقد السونار القائم على السفن السطحية دقته المكانية مع تشتت الموجات الصوتية عبر آلاف الأمتار من المياه، مما ينتج شبكات بوضوح يصل إلى عشرات أو مئات الأمتار لكل بكسل.

وعلى مدى العقدين الماضيين، رادت مؤسسات مثل MBARI استخدام المركبات ذاتية التحكم تحت الماء (AUVs) والمركبات المدارية عن بعد (ROVs) التي تعمل على بعد أمتار قليلة فوق قاع البحر. ومن خلال وضع أجهزة استشعار السونار عالية التردد، وأجهزة المسح بالليزر، والكاميرات البصرية بالقرب من قاع البحر، يستطيع العلماء إنشاء خرائط أعماق بدقة تصل إلى مستوى السنتيمتر، مما يكشف عن معالم جيولوجية كانت غير مرئية تماماً للسفن السطحية.

## Reaction أشاد أوساط البحث العلمي وعلماء المحيطات بوجه عام بتطبيق المسح الروبوتي عالي الدقة في البيئات البحرية القاسية. ويوضح الجيولوجيون البحريون أن رسم خرائط الأعماق بالقرب من القاع هو أمر أساسي لتحويل أبحاث أعماق البحار من استكشاف نوعي عام إلى علم كمي دقيق.

وأشار الباحثون البيئيون والمدافعون عن حماية المحيطات إلى أن رسم الخرائط الأساسية التفصيلية يُعد أمراً حيوياً للتخطيط والتنمية المكانية البحرية وحمايتها. ومع تزايد الاهتمام التجاري باستخراج المعادن من أعماق البحار على مستوى العالم، أصبحت وضع خرائط شاملة للأنظمة البيئية الحرارية المائية المهددة وموائل قاع البحر أمراً ضرورياً لتطوير أطر إدارة بحرية سليمة.

وسلط الباحثون المشاركون في شبكات المراقبة المحيطية طويلة الأجل—مثل Ocean Observatories Initiative Regional Cabled Array التابعة لـ National Science Foundation، والتي تحتفظ بكابلات استشعار في الوقت الفعلي عبر صفيحة Juan de Fuca Plate—الضوء على كيفية إسهام الخرائط المكانية التفصيلية لرواسب الحمم البركانية الجديدة في تحسين تفسير بيانات أجهزة الاستشعار الزلزالية والحرارية المائية في الوقت الفعلي.

## What we don't know yet في حين يثبت هذا الاكتشاف وجود حقول الحمم البركانية الشاسعة وتوزيعها المكاني، لا تزال هناك عدة أسئلة علمية رئيسية قائمة: - لم تُحدد الأعمار الدقيقة والتدفق الزمني لتدفقات الحمم البركانية الفردية داخل الحقول التي رُسمت خرائطها حديثاً بشكل كامل بعد. - يتطلب الحجم الكامل لصخور البازلت المنبعثة عبر كامل منطقة المسح إجراء المزيد من التأريخ الإشعاعي والتحليل الجيوكيميائي للعينات الفيزيائية التي جمعتها مركبات ROVs. - لا يزال غير مؤكد ما إذا كانت حقول الحمم البركانية قد تشكلت خلال مرحلة ثوران ضخمة واحدة أم تراكمت من خلال العشرات من الثورات البركانية الأصغر والمتقطعة على مدى قرون. - يتطلب المدى الذي تدعم به حقول التدفق هذه حالياً تنفيساً حرارياً مائياً نشطاً أو مجتمعات بيولوجية تتشكل حديثاً مراقبة بيئية مستمرة.

## What to watch في الأشهر والسنوات القادمة، ستوضح عدة تطورات رئيسية أهمية هذا الاكتشاف: - المنشورات العلمية التي تفصل التحليل الجيوكيميائي، وعلم الصخور، وتأريخ أعمار عينات الصخور المجمعة خلال حملة MBARI. - رحلات الأبحاث المستقبلية التي تستخدم مركبات AUVs لتوسيع حدود المسح عالي الدقة لمسافات أبعد على طول القطاعات المجاورة لنظام الحافة البحرية. - بيانات المراقبة المستمرة من الشبكات الصوتية تحت البحر، والتي تتتبع النشاط الزلزالي الدقيق وحركة قاع البحر الدالة على حركة الماغما تحت الأرض. - التحسينات التكنولوجية في الملاحة ذاتية التحكم وتكنولوجيا البطاريات في أعماق البحار، مما يتيح للغواصات تنفيذ مهام مسح أطول وأعلى دقة في الأعماق السحيقة.

يستند هذا التقرير إلى المادة التي نشرتها TOI Science Desk.