معمای کوه اتنا؛ چرا فعال‌ترین آتشفشان اروپا از قوانین زمین‌شناسی پیروی نمی‌کند؟

کوه اِتنا، فعال‌ترین آتشفشان اروپا، همواره برای زمین‌شناسان معما بوده است. این آتشفشان که در جزیره سیسیل ایتالیا قرار دارد، هر سال چندین بار فوران می‌کند و قله‌های شیشه‌ای آن با ارتفاع بیش از سه‌هزار متر، از دهه‌ها پیش دانشمندان را مجذوب خود کرده‌اند. اتنا با وجود شهرت فراوان، همچنان در برابر طبقه‌بندی براساس چرخه‌ عمر متداول آتشفشان‌ها مقاومت کرده و به‌سختی در این چارچوب جای می‌گیرد.

به طور کلی، زمین‌شناسان آتشفشان‌های جهان را براساس نحوه‌ی شکل‌گیری‌شان به سه دسته اصلی تقسیم می‌کنند. دسته‌ی اول، آتشفشان‌هایی هستند که در پشته‌های میان‌اقیانوسی به وجود می‌آیند، جایی که صفحات زمین از هم فاصله می‌گیرند و مواد داغ گوشته به سطح می‌آیند.

دسته‌ی دوم، آتشفشان‌های مناطق فرورانش هستند؛ مناطقی که در آن یک صفحه‌ی تکتونیکی به زیر صفحه‌ی دیگر فرو می‌رود و با ذوب‌شدن، آتشفشان‌های عظیمی مانند کوه فوجی را می‌سازد. دسته‌ی سوم نیز توسط «نقاط داغ» شکل می‌گیرند؛ یعنی ستون‌های عمودی از مواد فوق‌داغ گوشته که از اعماق زمین بالا می‌آیند و زنجیره‌های آتشفشانی مانند جزایر هاوایی را به وجود می‌آورند.

اما کوه اتنا، درست در همین نقطه، یک استثنای بزرگ است. این آتشفشان در کنار منطقه‌ی فرورانش قرار دارد، اما گدازه‌هایش از نظر شیمیایی شبیه به آتشفشان‌های نقاط داغ است. مشکل اینجاست که هیچ ستون داغی زیر جزیره‌ی سیسیل وجود ندارد. به عبارت دیگر، اتنا در منطقه‌ای قرار گرفته که نباید چنین ترکیب شیمیایی‌ داشته باشد و همین معما، از سال‌ها پیش ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.

تیمی از پژوهشگران دانشگاه لوزان در سوئیس، به همراه همکارانی از مؤسسه‌ی ملی ژئوفیزیک و آتشفشان‌شناسی ایتالیا، فرضیه‌ی جدیدی را مطرح کرده‌اند. به نوشته وب‌سایت رفرکتور، آن‌ها معتقدند که اتنا ممکن است نتیجه‌ی فرآیند آتشفشانی کاملاً متفاوتی باشد که تاکنون فقط در آتشفشان‌های کوچک زیردریایی مشاهده شده است. اگر این فرضیه تأیید شود، اتنا به اولین آتشفشان بزرگ از نوع جدیدی تبدیل خواهد شد که نقاط کوچک (petit-spot) نامیده می‌شود.

آتشفشان‌های «نقاط کوچک» برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ در سواحل ژاپن شناسایی شدند. این آتشفشان‌ها معمولاً تنها چند صد متر ارتفاع دارند و از حفره‌های ماگمایی تغذیه می‌شوند که در ناحیه‌ای به نام منطقه‌ی کم‌سرعت در گوشته‌ی بالایی، در عمق حدود ۸۰ کیلومتری زیر سطح، قرار دارند. این حفره‌های ماگمایی، برخلاف اکثر آتشفشان‌ها که ماگمای خود را به تازگی از گوشته دریافت می‌کنند، برای مدت‌های طولانی در آنجا باقی می‌مانند و زمانی که فشارهای تکتونیکی (ناشی از حرکت و خم‌شدن صفحات) به آن‌ها فشار می‌آورد، به سمت بالا رانده می‌شوند و فوران می‌کنند.

سباستین پیله، نویسنده‌ی اصلی مطالعه، توضیح می‌دهد که کوه اتنا ممکن است اولین نمونه‌ی یک آتشفشان بزرگ باشد که از همین مکانیسم تغذیه می‌کند؛ بدین معنا که برخلاف سایر آتشفشان‌های عظیم که دراثر فرورانش یا نقاط داغ شکل گرفته‌اند، اتنا از یک منبع ماگمایی پایدار و طولانی‌مدت در عمق زمین بهره می‌برد.

اگر اتنا واقعاً به این دسته‌ی چهارم از آتشفشان‌ها تعلق داشته باشد، این کشف می‌تواند مفاهیم گسترده‌ای برای زمین‌شناسی داشته باشد. اول اینکه، درک ما از منابع ماگما و چگونگی شکل‌گیری آتشفشان‌ها را عمیق‌تر می‌کند. دوم اینکه، اتنا را به آزمایشگاه طبیعی منحصربه‌فردی برای مطالعه‌ی ترکیبات گوشته‌ی زمین تبدیل می‌کند؛ زیرا مواد مذاب این آتشفشان مستقیماً از لایه‌های عمیق و دست‌نخورده‌ی زمین به سطح می‌آیند.

درنهایت، یافته‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا خطرات آتشفشانی را دقیق‌تر پیش‌بینی کنند و به آن‌ها می‌گوید که ممکن است آتشفشان‌های بزرگ دیگری هم در دنیا وجود داشته باشند که درطول همین روش ناشناخته شکل گرفته‌اند.

پژوهش در ژورنال Journal of Geophysical Research – Solid Earth منتشر شده است.