چرا بیشتر آتشفشان‌های زمین در کف اقیانوس‌ها هستند؟

در زهن بیشتر ما، تصویر رایج آتشفشان‌ها کوهی داغ و آتشین است که گدازه‌های سرخ و شعله‌های سوزانش را به آسمان می‌فرستد. اما جالب اینجاست که این پدیده‌های قدرتمند را می‌توان در مکان‌هایی پیدا کرد که هیچ کس انتظارش را ندارد: کف اقیانوس‌های عمیق و سرد، جایی که دما در حد انجماد است و شرایط زندگی بسیار سخت به‌نظر می‌رسد.

چرا آتشفشان‌ها در این نقاط زیر آب شکل گرفته‌اند؟ چگونه می‌توانند در چنین شرایط سرد و فشار بالا زنده بمانند و فعالیت کنند؟ و وقتی فوران می‌کنند، این نمایش قدرت طبیعی چگونه رخ می‌دهد؟

در واقع، پاسخ به برخی از این سوالات ساده است و می‌توان آن‌ها را با دانش زمین‌شناسی و اقیانوس‌شناسی توضیح داد، اما برخی دیگر هنوز رازهایی عمیق و پیچیده در خود دارند که دانشمندان را به حیرت و کنجکاوی وا می‌دارند.

به آتشفشان‌های روی سطح خشکی فکر کنید. چندتا هستند؟ هزار تا؟ هزار و پانصد تا؟ تقریباً همین حدود است. نکته مهم این است که تعدادشان زیاد است. حالا این عدد را در چهار ضرب کنید. این تعداد تخمینی آتشفشان‌هایی است که گفته می‌شود زیر اقیانوس‌ها هستند، اما چرا؟

اولین فکری که ممکن است به ذهن برسد، این است که این موضوع چندان عجیب نیست. بالاخره بیش از ۷۰ درصد زمین با آب پوشیده شده است، پس به طور آماری منطقی است که درصد بالایی از آتشفشان‌ها هم در همین مناطق پیدا شوند. این استدلال معقول به نظر می‌رسد، اما اشتباه است.

نخست پدیده فرورانش را داریم که طی آن، در هنگام برخورد دو صفحه تکتونیکی، یکی از آن‌ها به زیر دیگری فرو می‌رود. این پدیده عامل اصلی شکل‌گیری بسیاری از آتشفشان‌ها در حلقهٔ آتش اقیانوس آرام به شمار می‌رود. برای آنکه فرورانش رخ دهد، وجود آب ضروری است؛ زیرا آب باعث می‌شود دمای ذوب سنگ‌ها کاهش یابد و بخش بالایی گوشته نرم‌تر شود تا بتواند صفحه جدید را در خود جای دهد. به همین دلیل است که بیشتر مناطق فرورانش در مرزهای اقیانوسی دیده می‌شوند و وقوع آن در میانه قاره‌ها تقریباً امکان‌پذیر نیست.

نکته دوم و شاید مهم‌تر، مربوط به چرخه ویلسون است: مدلی که توضیح می‌دهد چگونه ابرقاره‌ها به‌وسیله حرکت صفحات تکتونیکی شکل می‌گیرند و سپس شکسته می‌شوند. اساس این نظریه این است که وقتی دو صفحه از هم دور می‌شوند، حوضه‌ای بزرگ ایجاد می‌کنند که حتی اگر این صفحات در ابتدا جزو خشکی بوده باشند، به تدریج به دریا تبدیل می‌شود.

وقتی دو بخش بزرگ از قاره‌ها از هم جدا می‌شوند، تقریباً غیرممکن است که بین آن‌ها اقیانوس شکل نگیرد. یعنی شکاف‌ها و فضاهایی که بین صفحات ایجاد می‌شود، معمولاً به آب راه پیدا می‌کند و دریا یا اقیانوس ایجاد می‌کند. هرجا صفحات تکتونیکی حرکت کنند یا با هم برخورد کنند، آتشفشان شکل می‌گیرد. حتی اگر این آتشفشان‌ها هزاران کیلومتر زیر سطح دریا باشند.

آتشفشان‌ها در کف اقیانوس ممکن است ظاهری کاملاً متفاوت از نمونه‌های روی خشکی داشته باشند. آتشفشان‌های خشکی معمولاً به شکل کوه‌های بزرگ و انفجاری (مانند اتنا یا رینیر) دیده می‌شوند. برخی نمونه‌ها نیز مانند آتشفشان‌های هاوایی و ایسلند شیب ملایم‌تری دارند.

همه آتشفشان‌ها روی خشکی شبیه کوه‌های انفجاری و شیب‌دار نیستند. بعضی از آن‌ها شکل‌های عجیب و مسطح دارند و بعضی دیگر بعد از تغییرات زمین‌شناسی (مثل فرسایش یا فروپاشی) ساختارشان به‌گونه‌ای شده که روی آن‌ها دریاچه شکل گرفته است. ویژگی مشترک و قابل توجه اکثر آتشفشان‌ها، جریان‌های گداخته و انفجاری آن‌ها است. این همان چیزی است که مردم معمولاً وقتی به آتشفشان فکر می‌کنند، در ذهنشان می‌آید و نمی‌توان آن را نادیده گرفت.

اما چگونه چنین چیزی می‌تواند در اعماق دریا، جایی که دما اغلب به حدود ۴ درجه سانتی‌گراد می‌رسد، اتفاق بیفتد و فوران آتشفشان زیر آب چگونه به نظر می‌رسد؟

این سؤال خوبی است. مرکز اقیانوس‌شناسی مؤسسه اسمیتسونیان می‌گوید: «اغلب نمی‌دانیم آتشفشان‌های زیر آب چگونه عمل می‌کنند.» دلیلش هم این است که فوران آن‌ها زیر عمق زیادی از آب پنهان است و دانشمندان نمی‌توانند آن‌ها را ببینند.

البته، سرنخ‌هایی داریم. وقتی آتشفشان وست ماتا که پایه آن حدود ۳ کیلومتر زیر اقیانوس آرام و نزدیک فیجی قرار دارد، فوران می‌کند، می‌توانیم شاهد جرقه‌ای درخشان از ماگمای داغ باشیم که به داخل آب پرتاب شده و سپس دوباره به کف دریا بازمی‌گردد. این انفجار، خاکستر و قطعات سنگ را به داخل آب می‌فرستد و گدازه داغ در زیر آن می‌درخشد.