ما هو الغاز الذي يخرج من البراكين؟

البركان (بالإنجليزية: Volcano) هو فتحة على سطح الأرض تسمح للمواد الأكثر دفئًا من محيطها بالخروج من باطنها، فعندما تهرب هذه المادة، فإنّها تتسبب في حدوث ثوران بركاني، وقد يصاحب الثوران البركاني انفجارات، مما يرسل المواد الخارجة منه عاليًا في السماء، أو يُمكن أن يكون الثوران هادئًا يخرج منه فقط تدفقات لطيفة من المواد المنصهرة على سطح الأرض.^[١]

وقد تكون المواد المنفجرة -بنوعيها الحمم البركانية (اللافا) عندما تصل سطح الأرض، أو الصهارة (الماغما) عندما تبقى داخل باطن الأرض- مواد سائلة، أو رمادًا، و/أو غازات.^[١]

ما هو الغاز الذي يخرج من البراكين؟

يُطلق البركان المنفجر الغازات، والتفرا (بالإنجليزية: Tephra)، والحرارة إلى الغلاف الجوي، ويتكون الجزء الأكبر من الغازات المنبعثة من: بخار الماء، ويُطلق البركان غازات أخرى، مثل: ثاني أكسيد الكبريت (SO₂)، وثاني أكسيد الكربون (CO₂)، وفلوريد الهيدروجين (HF)، وحمض الهيدروكلوريك (HCl)، وكبريتيد الهيدروجين (H₂S)، وغاز الهيدروجين (H₂)، وأول أكسيد الكربون (CO)، وغاز الميثان (CH₄).^[٢]

تحتوي الصهارة (الماغما) على غازات ذائبة توفر القوة الدافعة التي تسبب معظم الانفجارات البركانية، فعندما ترتفع الصهارة نحو سطح الأرض ينخفض الضغط، فتخرج الغازات من الجزء السائل منها، وتستمر في التحرك إلى أعلى ويتمّ إطلاقها في النهاية في الغلاف الجوي، تُطْلق الانفجارات الكبيرة كمية هائلة من الغازات في وقت قصير، وإذا لم تصل الغازات مطلقًا إلى السطح، فغالبًا ما يُمكن للغازات أن تتسرب باستمرار إلى الغلاف الجوي من خلال التربة، والفتحات البركانية، والأنظمة الحرارية المائية،^[٣] وفيما يأتي توضيح بشكل أوسع لأبرز الغازات المنبعثة من البركان:

بخار الماء

تتكون معظم غازات البراكين المنفجرة من بخار الماء، وهو غاز غير ضار، ومن خلال دراسة الانفجارات البركانية وجد العلماء أنّ كمية بخار الماء التي تصل إلى طبقة الستراتوسفير (بالإنجليزية: Stratosphere) قد لا تساهم في زيادة تأثير الاحتباس الحراري.^[٤]

ثاني أكسيد الكبريت

يُعدّ غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) غاز عديم اللون وله رائحة نفاذة تهيّج الجلد، والأنسجة، والأغشية المخاطية للعين والأنف والحنجرة، ويُمكن لانبعاثات هذا الغاز أن تسبب الأمطار الحمضية، والضباب الدخاني، وتلوث الهواء، إذ يتحول غاز ثاني أكسيد الكبريت إلى رذاذ كبريتات يعكس ضوء الشمس، ويكون له تأثير في تبريد مناخ الأرض، كما أنّ له دورًا في استنفاد طبقة الأوزون؛ حيث تحدث العديد من التفاعلات التي تُدمّر هذه الطبقة في الغلاف الجوي. ^[٥]

ثاني أكسيد الكربون

يُشكل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) حوالي 0.04% من الهواء الموجود في الغلاف الجوي، وهو غاز عديم اللون والرائحة، وفي المتوسط، تُطلق البراكين بين 180-440 مليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون، فعندما ينبعث هذا الغاز من البراكين، فإنّه عادة ما يُخَفَّف إلى تراكيز منخفضة بسرعة كبيرة ولا يُشكل خطرًا على الحياة.^[٦]

نظرًا إلى أن غاز ثاني أكسيد الكربون البارد أثقل من الهواء، فإنّه يمكن أن يتدفق إلى المناطق المنخفضة، ويُمكن أن يصل إلى تركيزات أعلى بكثير في ظروف جوية مستقرة للغاية، مما قد يُشكل مخاطر جسيمة على الناس والحيوانات، فعند استنشاق الهواء الذي يحتوي على أكثر من 3% من غاز ثاني أكسيد الكربون يُمكن أن يؤدي بسرعة إلى حدوث الصداع، وزيادة معدل ضربات القلب، وصعوبة في التنفس.^[٦]

كبريتيد الهيدروجين

كبريتيد الهيدروجين (H₂S) هو غاز عديم اللون، وقابل للاشتعال، وله رائحة كريهة قوية، ويُعدّ الأنف البشري هو أكثر حساسية له من أيّ أداة مراقبة أخرى لهذا الغاز، ولكن لا تُعدّ حاسة الشم إنذار موثوق؛ لأنّ هذا الغاز إذا زادت نسبة الغاز عن 0.01% يصبح عديم الرائحة وسامًا جدًا، ويُسبب تهيّج الجهاز التنفسي، وفقدان للوعي، وأحيانًا الموت. ^[٧]

هاليدات الهيدروجين

عندما تقترب الصهارة (الماغما) من السطح، يُمكن أن تنبعث الهالوجينات (الفلور، والكلور، والبروم) من البراكين على شكل هاليدات الهيدروجين (HF-HCl-HBr)، وهذه الأنواع لديها قابلية عالية للذوبان، لذلك فإنّها تذوب سريعًا في قطرات الماء داخل أعمدة الرماد البركاني، أو الغلاف الجوي، ويُمكن أن تسبب أمطارًا حمضية.^[٨]

غالبًا ما تكون جزيئات الرماد مغلفة بهاليدات الهيدروجين خلال ثوران البركان الناتج عن الرماد، وبمجرد ترسيب هذه الجزيئات من الرماد، يُمكن أن تسمم إمدادات مياه الشرب، والمحاصيل الزراعية، وأراضي الرعي.^[٨]