*در ابتدا توضیح دهید اساسا آتشفشان چیست و چه روندی طی می‌شود تا آتشفشان تشکیل شود؟
آتشفشان یک سیستم زمین‌شناسی است که مواد مذاب درون زمین را به سطح زمین هدایت می‌کند. آتشفشان می‌تواند به صورت کوه مخروطی، بدنه‌ای استوانه‌ای یا حالتی گنبدی شکل در زمین ظاهر شود. گاهی نیز به‌صورت مذاب خیلی رقیق، حالتی مسطح یا پستی-بلندی‌هایی را ایجاد می‌کند. درواقع برحسَب آتشفشان و مواد مذابی که از زمین خارج می‌شود، فرم مورفولوژی آتشفشان متفاوت است و آنچه که عموم آن را به این عنوان مشاهده می‌کنند، به صورت مخروطی مانند دماوند، سهند و سبلان هستند اما برای مثال در هاوایی آتشفشان‌هایی وجود دارند که رقیق‌ترند. معمولا به شکل رودی روان و به صورت گسترده پخش می‌شوند و ارتفاعات کوتاه یا سطح‌هایی دشت‌مانند را به‌وجود می‌آورند. البته مشابه این نوع آتشفشان در ایران، در مناطقی چون بیرجند و ماکو نیز وجود دارد.
اما درخصوص تشکیل آتشفشان‌ها؛ ببینید زمین به شکل یک کره متحدالمرکز است که درونی‌ترین بخش آن هسته، بخش میانی گوشته و خارجی‌ترین بخش آن نیز پوسته را تشکیل می‌دهد. در مثالی عینی و ساده باید زمین را مانند یک هلو در نظر بگیریم که هسته بخش سخت، گوشته بخش نرم‌تر -و مهم- و پوسته نیز بخش نازکی است که روی آن را تشکیل می‌دهد. در همه قسمت‌های گوشته و به خصوص بخش‌های بالایی درجه حرارت یکسان نیست. مواد گرم‌تر نیز در نقاط دارای درجه حرارت بیشتری وجود دارند. آتشفشان هم در سطح زمین به‌طور همگن و یکسان پخش نمی‌شود. در بعضی نقاط مانند دورتادور اقیانوس آرام، آتشفشانی وجود دارد که از شمال غرب آمریکا به سمت آسیای شرقی (کره، ژاپن و فیلیپین) و پس از آن به گینه و نیوزیلند می‌رسد. از طرفی دیگری از آمریکا هم به مکزیک می‌رسد. اصطلاحا به مجموعه این مناطق حلقه آتشین می‌گویند که در دو طرف کرانه‌های اقیانوس آرام وجود دارد. فعالیت این نقاط در اثر همگرایی بین پلیت‌های زمین و فرورانش به‌وجود آمده است. برای درک بهتری از چیستی پلیت، تصور کنید تخته‌هایی مسطح از چوب روی استخر آب قرار دارد. البته گوشته متفاوت از آب و مواد گرمی نیمه‌جامد است. زمانی که این تخته‌ها روی آب به سمت هم حرکت کرده و با هم برخورد کنند، یکی به زیر آب رفته و دیگری روی آن سوار می‌شود. این عمل درواقع مثالی ساده برای فرورانش در زمین است. از طرفی اگر جریان آب طوری باشد که تخته‌ها از هم دور شوند، در زمین شکاف ایجاد می‌شود همچنین با فاصله گرفتن پلیت‌ها از هم گسستگی‌هایی مانند وسط اقیانوس‌ها به‌وجود می‌آید. این گسستگی‌های میانه اقیانوس از دید انسان خارج است و باید با ابزاری مانند زیردریایی آنها را مشاهده کرد. از این شکاف‌ها هم موادمذاب خارج می‌شود و نوعی دیگر از آتشفشان است که در آن پوسته زمین دچار فاصله می‌شود. جنس این نوع از آتشفشان‌ها نیز بیشتر «بازالتی» است و سنگ‌هایی با سیلیس کم و ترکیب رقیق را تشکیل می‌دهند. حالت‌شان هم به صورت بالش‌مانند است که اصطلاحا به آن «پیلولاوا» به معنی گدازه‌های بالشی می‌گویند و روی هم انباشته می‌شوند. تعداد دیگری هم که محدود است نه در وسط اقیانوس و نه در مناطقی که فرورانش انجام می‌شود، وجود دارد. در مناطقی مثل هاوایی و آفریقا چنین آتشفشان‌هایی وجود دارند، به‌ویژه در نقاطی گرمای زیادی حس شود. به این مناطق «hotspot» به معنی نقطه گرم می‌گویند و جریان‌های حرارتی از داخل گوشته به سمت بالا حرکت می‌کنند. زمانی که حرارت به قسمت‌های بالایی گوشته می‌رسد، فشار که مانع ذوب است، کم شده و موادمذاب تشکیل می‌شود. این مواد از طریق قسمت‌های مناسب مثل شکستگی‌های شکاف به سطح زمین راه پیدا می‌کنند.
حرارتی که در زمین وجود دارد و از عوامل اصلی تشکیل آتشفشان‌هاست، به دلیل حرارت هسته که از آهن و نیکل مذاب تشکیل شده، به وجود آمده است. این حرارت به‌صورت همگن در زمین پخش نشده و از طریق جریان‌های محوری و باریک که مانند پر کبوتر است و در اصطلاح زمین‌شناسی به آن «پلوم» یه معنی پر می‌گویند. زمانی که این حرارت به بخش خارجی و زیر لیتوسفر (سنگ کره) می‌رسد، مانند شعله گاز عمل می‌کند و عمل ذوب اتفاق می‌افتد و موادمذاب را تشکیل می‌دهند. به جز مذاب‌هایی که در گوشته به‌وجود آمده، گاهی نیز مذاب‌هایی در پوسته زمین به‌وجود می‌آید که موجب تشکیل شدن سنگ‌هایی مانند گرانیت می‌شوند.
*عاملی که سبب می‌شود بعضی نقاط زمین دارای آتشفشان و بعضی فاقد آن باشند، چیست؟
باید مناطقی مناسب و یکی از سه مدل ذکر شده باشند؛ ضمنا در مناطقی که موادمذاب تشکیل می‌شود باید شکستگی‌ها و شکاف وجود داشته باشد تا مواد به بیرون هدایت شود و اگر چنین نشود، این مواد مذاب درون زمین گروهی از سنگهای آذرین را تشکیل می‌دهند که به آنها سنگهای نفوذی یا «پلوتونیک» می‌گویند. مانند گرانیت که درون زمین تشکیل می‌شود.
*آتشفشان‌ها چه نوع‌هایی دارند و هرکدام از این انواع دارای چه خصوصیاتی هستند؟
آتشفشان‌ها برحسب عوامل، رفتار فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند. به لحاظ شیمیایی در مواد آتشفشانی سیلیس وجود دارد و از ترکیب آن با عناصر دیگر، کانی‌ها و مواد دیگری تشکیل می‌شود. درواقع رفتار آتشفشان به لحاظ شیمیایی به این بستگی دارد که سیلیسش کم یا زیاد باشد. عوامل دیگر درجه حرارت، فشار و عوامل فیزیکی است. اگر موادمذاب خیلی گرم و روان باشند، نوع حرکت آن نرم است و نوعی آرام را تشکیل می‌دهد مانند گدازه‌هایی که در هاوایی وجود دارد و رودهایی از گدازه می‌سازند. این نوع را به دلیل گسترش در هاوایی نوع هاوایی گویند. قاعده کلی این است که هر مذابی که مقدار سیلیسش کمتر و رفتارش آرام‌تر باشد، گازهای درونش که موجب انفجار می‌شود هم کمتر است و هرچه مذابی که درون زمین است، مقدار سیلیسش و گازهای درونش مانند بخار آب، دی‌اکسیدکربن، مونواکسید کربن، گازهای گوگردی و... بیشتر باشد، احتمال فوران انفجاری بیشتر خواهد شد. درنتیجه این نوع غیر از این‌که انفجار مهیبی دارند، به دلیل سرعت فوران بسیار خطرناک‌اند و محیط اطراف را نابود کنند. حتی ممکن است خاکسترهای این نوع به‌صورت بهمن از کوه سرازیر شود و محیط اطراف را تهدید کند، در حالی که نوع هاوایی به دلیل سرعت کم و غیرانفجاری بودن، قابل پیش‌بینی است. قدرت انفجار این آتشفشان‌ها در حدی‌ست که خاکستر بعضی از آنها تا نزدیکی اتمسفر می‌رسد و حتی امکان دارد خاکستر آن به صورت بهمن از کوه‌ها سرازیر شوند. آتشفشان‌های عظیم به این‌گونه زیاد است و بیشتر در اطراف اقیانوس آرام بیشتر وجود دارد. نوع دیگری از آتشفشان که در ایتالیا نیز بیشتر وجود دارد، نسبت به نوع هاوایی سیلیس و گازهای بیشتری دارد و گاه به صورت مذاب و گاه انفجاری وجود دارد، «استرامبولی» است. قرار گرفتن موادمذاب در این نوع از آتشفشان چینه‌ای است. وقتی در اتاقک‌های ماگمایی در عمق زمین گازها تجمع پیدا می‌کنند، فشار به سطح زمین می‌آورد و وقتی شکاف باز باشد مانند نوشابه‌ای که گاز آن درون شیشه حبس شده باشد، موادی مثل خاکستر و قطعات جامد به بیرون پرتاب می‌شوند. پس از این اتفاق مواد هم مانند نوشابه‌ای که گازش گرفته شده باشد که به صورت آذرآواری روی سطح انباشت می‌شود. وقتی چند بار این اتفاق تکرار می‌شود و این لایه‌های گدازه روی هم می‌روند، به‌صورت چینه‌ای سطوحی را تشکیل می‌دهند و اصطلاحا به آن «استراتوولکانو» می‌گویند. نوع دیگر هم که سیلیسش بیشتر از این دو نوع است، «نوع وولکانو» گویند. این نوع هم بیشتر به صورت انفجار و خاکستر از زمین خارج می‌شود و دارای گدازه‌های غلیظی‌ست. نوع بعدی از آتشفشان که گاز خود را از دست داده و سیلیس فراوانی دارد و به صورت گنبد یا ستون از دهانه زمین خارج می‌شود و ارتفاع می‌گیرد. به دلیل غلظت زیاد از دامنه کوه مواد آتشفشان روان نمی‌شود. برای فرض کردن این شرایط می‌توان به خمیر دندان خشک‌شده‌ای اشاره کرد که از دهانه بیرون می‌آید و این نوع را پله گویند.
انفجاری‌ترین نوع آتشفشان را که ارتفاع فورانش به حدود ۴۰ تا ۵۰ کیلومتر می‌رسد و خاکسترهای ریزش در دنیا پخش می‌شود، « پلیمین» می‌نامیم و شدیدتر نوعش را «اولترا پلیمین». درواقع از نوع هاوایی به پلیمین هر چه پیش می‌رویم سیلیس بیشتر گازها کمتر و نوع انفجار شدیدتر است.
*در خصوص فعالیت آتشفشان‌ها در طول زمان آتشفشان‌های فعال، نیمه‌فعال و خاموش را داریم چه عواملی باعث این روند در آتشفشان‌ها می‌شود؟
دلایلش به درون زمین برمی‌گردد. تا وقتی که مواد مذاب از درون زمین به حجره‌های سطحی زمین برسد، آتشفشان فعالیتش را دارد. عامل دیگر به پلیت‌های پوسته‌ی زمین که به‌صورت ورق ورق در حال حرکتند، برمی‌گردد. وقتی پلیت‌ها روی نقاط گرم قرار می‌گیرد گوشته به صورت متداوم ذوب می‌شود و موادمذاب را تامین می‌کند تا به سمت بالا برسند و تا زمانی که این روند ادامه دارد، آتشفشان‌ها حالت دائمی دارند. وقتی که پلیت‌ها به حرکت درآیند و از نقاط گرم فاصله بگیرند یا مذابی به حجره‌ها نرسد، فعالیت آتسفشان‌ها متوقف می‌شود اما بعضی اوقات موادمذاب متداوم به شکاف‌ها نمی‌رسد و آتشفشان‌ها به حالت نیمه‌فعال می‌رسند که گاها این دوران با خارج شدن گازهای گوگردی همراه است که به این مرحله سولفاتاری (گوگردزایی) گویند که به دلیل شرایط بینابین به آنها نیمه‌فعال هم می‌گویند. آتشفشان‌هایی مانند دماوند و تفتان از این نوع است. آتشفشان‌هایی هم هستند که به دوران‌های مختلف زمین‌شناسی برمی‌گردند و به‌طور کامل خاموش شده‌اند و سه حالت ایجاد آتشفشان در آنها دیگر وجود ندارد و این به دلیل تغییر وضع خارجی زمین است.
*احتمال فعالیت دوباره‌ی آتشفشان‌های نیمه‌فعال وجود دارد؟ برای مثال همین مسئله بارها درباره دماوند مطرح شده...
آخرین فعالیت‌های دماوند به حدود10هزار سال پیش برمی‌گردد و یک آتشفشان جوان به حساب می‌آید اما در حال حاضر فعال نیست و شواهدی مبنی بر فعالیتش نیز وجود ندارد و این بحث‌ها به دلیل خروج بخارهایی است که از دهانه‌اش خارج می‌شود و چنین تصوری را به‌وجود می‌آورد. این بخارها از آب‌های چشمه‌های معدنی است که به درون کوه نفوذ کرده و به دلیل داغی درون کوه به صورت بخار خارج می‌شود. درخصوص فعال شدن دوباره آتشفشان‌های نیمه‌فعال مانند دماوند هم نمی‌توان به‌طور دقیق گفت این آتشفشان‌ها چه زمانی فعال خواهند شد اما می‌توان از شواهدی فعال شدن آتشفشان را پیش‌بینی کرد. برای مثال یکی از شواهد ژئوفیزیکی زلزله‌هایی با ریشتر متوسط و فواصل کم به وقوع می‌پیوندد. یا نوع گازهایی که از دهانه آتشفشان خارج می‌شود تغییر می‌کند. برای مثال در دماوند و سهند سبلان چشمه‌های آبگرم وجود دارد که در محیطش به دلیل وجود sh2 هیدروژن سولفور است اما با آغاز فعالیت آتشفشان دما بالا رفته و گازها حالت اکسیدان به خود می‌گیرند. این گازها تبديل به so2 و so3 می‌شوند و ترکیبات اسیدی آنها بیشتر خواهد شد و این از علایمی است که می‌تواند خبر از فعالیت دوباره بدهد. در این صورت درجه حرارت چشمه‌های اطراف آتشفشان‌ها هم بالا خواهد رفت. تغییرات دیگری مانند تغییرات مغناطیسی و ثقلی هم اتفاق می‌افتد. اگر آتشفشان‌ها به فوران نزدیک شوند، تغییرات وولکانولوژی هم به‌وقوع می‌پیوندد. مثلا انبساط قسمت مخروطی که باعث افزایش ریزش‌های سنگی می‌شود و شیب در دامنه تغییر می‌کند و هرکدام از این‌ها می‌تواند هشداری برای فعالیت آتشفشان‌ها باشد. در مناطق مختلف آتشفشانی، در نقاط مختلف دنیا هم مونیتورینگ یا نظاره‌گری می‌گذارند و این علایم را به‌طور دقیق بررسی می‌کنند. در مقایسه با زلزله که انرژی متمرکز درون زمین قابل پیش‌بینی نیست، آتشفشان در بیشتر اوقات قابل پیش‌بینی است.
سنگهای آتشفشانی چه انواع و خصوصیاتی دارند؟
بر حسب این‌که مذاب آتشفشانی چه خصوصیات شیمیایی داشته باشد، نوع این سنگ‌ها مشخص می‌شود. فرم، ظاهر، رنگ و ترکیب‌شان متفاوت است. مثلا اگر سنگ‌ها سیلیس‌شان کم باشد و اکسیدهای آهن، منیزیم، کلسیم، تیتانیوم و... در آنها بیشتر وجود داشته باشد، به‌شان سنگهای «بازالت» می‌گویند. معمولا رنگ تیره‌ای دارند و برای نمونه سنگی که به‌عنوان سنگ پا استفاده می‌شود، از این نوع است. اگر سیلیس در سنگ‌ها بیشتر و اکسیدهای عناصر دیگر کمتر باشد، به آن سنگهای «آندیزیک» می‌گویند که به دلیل تعادل در میزان سیلیس و دیگر عناصر در اصطلاح زمین‌شناسی سنگهای متوسط هم نامیده می‌شوند و از تیرگی‌شان کاسته شده و رنگ خاکستری به خود می‌گیرند. گروه دیگر از سنگ‌ها که مقدار سیلیس، سدیم و پتاسیم‌شان بیشتر از دو نوع قبل باشد و کلسیم، منیزیم، آهن، تیتانیوم و... کمتر داشته باشند، سنگهای اسیدی و نیمه‌اسیدی مانند «داسیت» و «ریولیت» را تشکیل می‌دهند.
*آیا می‌توان از آتشفشان‌ها استفاده‌ای هم کرد؟ درواقع فایده‌ای هم دارند؟
آتشفشان‌ها فقط جنبه تخریبی ندارند. بسیاری از جزایر و حتی سرزمین‌هایی مانند ژاپن و اندونزی را که مردم روی آن زندگی می‌کنند، فعالیت‌های آتشفشانی در کف اقیانوس‌ها به‌وجود آورده‌اند. کوه‌هایی مانند دماوند را که در زمین وجود دارند، هم آتشفشان‌ها به‌وجود آورده‌اند. خاکسترهای آتشفشانی سبک که در خود پتاسیم دارند، وقتی از باران به سطح زمین می‌رسند، زمین‌هایی را که مستعد برای کشاورزی هستند، به‌وجود آورده‌اند و موادشیمیایی مفید را به سطح زمین می‌رسانند. مهم‌ترین استفاده اما استفاده از حرارت اطراف آتشفشان‌هاست. از بخار آب می‌توان برای تولید الکتریسیته استفاده کرد که در کشورهای توسعه‌یافته دارای آتشفشان از این خاصیت آتشفشان استفاده زیادی می‌کنند. در منطقه مشکین‌شهر هم از آتشفشان کوه سبلان نیروگاهی برای تولید برق به وجود آورده‌اند. می‌توان از آب‌های معدنی اطراف آتشفشان‌ها هم استفاده کرد و مهم‌تر از همه این‌که موادآتشفشانی که به سطح زمین می‌رسند، دارای موادمعدنی قابل توجه و کمیابی هستند و سرمایه‌های زمینی بسیار مهمی به حساب می‌آیند.
