نظارت ماهواره‌های ناسا بر تولد لحظه‌ای جزیره‌ای جدید در دریای بیسمارک

ظهور ناگهانی خشکی در جایی که قبلاً تنها اقیانوس باز بود، یکی از چشمگیرترین فرآیندهای زمین‌شناسی سیاره ماست. این هفته، ماهواره‌های دیده‌بانی زمین دقیقاً همین پدیده را ثبت کردند: تولد لحظه‌ای یک جزیره آتشفشانی جدید در دریای بیسمارک، در شمال پاپوآ گینه نو. این رویداد یک رکورد شواهد بی‌سابقه و دقیق از سر برآوردن یک کوه زیردریایی آتشفشانی از سطح اقیانوس آرام ارائه می‌دهد.[1]

برخلاف شکل‌گیری‌های تاریخی جزایر، که معمولاً مدت‌ها پس از فروکش کردن فوران‌های اولیه توسط کشتی‌های عبوری کشف می‌شدند، این رویداد به طور مداوم از مدار پایین زمین تحت نظارت است. ماهواره‌های لندست ۹ (Landsat 9) ناسا و سنتینل-۲ (Sentinel-2) آژانس فضایی اروپا، ظهور این جزیره را ردیابی کرده‌اند و مجموعه داده‌های عظیمی را برای زمین‌شناسانی که مکانیک شکل‌گیری خشکی را مطالعه می‌کنند، فراهم آورده‌اند.[1][4]

اولین نشانه‌های فوران نه از خشکی قابل مشاهده، بلکه از ناهنجاری‌های حرارتی شناسایی شده در اعماق آب به دست آمد. طیف‌سنج تصویربرداری با وضوح متوسط (MODIS) که بر روی ماهواره‌های ترا (Terra) و آکوا (Aqua) ناسا نصب شده است، چند روز قبل از سر برآوردن جزیره، یک امضای حرارتی پایدار و ستونی عظیم از آب فوق‌العاده داغ و تغییر رنگ یافته را که در سراسر دریای بیسمارک گسترش می‌یافت، علامت‌گذاری کرد.[1]

زمانی که ماگما از سطح آب بیرون زد، مجموعه ماهواره‌ها از قبل برای نظارت بر مختصات آن منطقه برنامه‌ریزی شده بودند. ادعای اصلی در میان آتشفشان‌شناسان این است که این یک فوران کلاسیک «سورتسیان» (Surtseyan) است—یک رویداد بسیار انفجاری که زمانی رخ می‌دهد که ماگمای بازالتی مذاب مستقیماً با آب کم‌عمق دریا تعامل می‌کند، آب را فوراً به بخار تبدیل کرده و ماگما را به خاکستر و شیشه ریز خرد می‌کند.[2]

شواهد این مکانیسم به وضوح در تصاویر چندطیفی قابل مشاهده است. داده‌های سنتینل-۲ یک حلقه متمایز و در حال گسترش از توده‌های سنگ پا و ستونی متراکم و سفید از بخار و گازهای آتشفشانی را نشان می‌دهد که چندین کیلومتر به سمت جو بالا می‌رود، که مشخصه تعامل شدید ماگما و آب است تا یک فوران خاکستر خشک.[3][4]

در حال حاضر، توده خشکی جدید تقریباً ۱.۲ کیلومتر عرض دارد و به حداکثر ارتفاع ۴۵ متر بالاتر از سطح دریا می‌رسد. با این حال، بقای این جزیره جدید به شدت مورد بحث است. اکثریت قریب به اتفاق جزایر آتشفشانی تازه شکل‌گرفته از تفرا (Tephra) و خاکستر سست و تثبیت نشده تشکیل شده‌اند که به سرعت توسط عمل امواج از بین می‌روند.[2]

برای اینکه جزیره زنده بماند و به یک ویژگی دائمی در دریای بیسمارک تبدیل شود، فوران باید از فاز انفجاری به فاز خروجی (جریانی) تغییر کند. این امر مستلزم آن است که مخروط آتشفشان به اندازه کافی بالاتر از سطح آب ساخته شود تا از ورود آب دریا به دهانه اصلی جلوگیری کند و به گدازه‌های کندرو اجازه دهد تا روی خاکستر جریان یابند و یک سپر بازالتی سخت و محافظ تشکیل دهند.[2]

داده‌های راداری ماهواره‌ای، که می‌توانند از ستون بخار عبور کنند، نشان می‌دهند که این انتقال ممکن است در حال انجام باشد. ابزارهای رادار دیافراگم مصنوعی (SAR) سخت شدن امضای حرارتی دهانه مرکزی را شناسایی کرده‌اند، که نشان می‌دهد دامنه‌های بیرونی از طریق فرآیندی به نام پالاگونیت‌سازی (palagonitization) در حال تثبیت شدن هستند؛ فرآیندی که در آن شیشه آتشفشانی به ماده‌ای سخت و شبیه سنگ تبدیل می‌شود.[2][4]

ماهیت لحظه‌ای این مشاهده، یک «مجموعه شواهد» حیاتی را برای زمین‌شناسانی فراهم می‌کند که تلاش می‌کنند طول عمر جزایر زودگذر را مدل‌سازی کنند. شکل‌گیری‌های قبلی، مانند ظهور هونگا تونگا-هونگا هاآپای در سال ۲۰۱۵، به دلیل تغییرات شیمیایی مشابه، بیشتر از حد انتظار دوام آوردند، اما دانشمندان فاقد داده‌های اولیه با فرکانس بالا بودند که اکنون در دریای بیسمارک جمع‌آوری می‌شود.[1][3]

فراتر از زمین‌شناسی، تولد این جزیره یک صفحه سفید برای زیست‌شناسان دریایی است که در حال مطالعه توالی اکولوژیکی هستند. خشکی تازه شکل‌گرفته در حال حاضر کاملاً استریل است، که در اثر گرمای شدید و گازهای سمی پخته شده است. با این حال، محققان از رویدادهای گذشته می‌دانند که به محض خنک شدن سطح، حیات با سرعتی شگفت‌آور وارد خواهد شد.

انتظار می‌رود اولین کلونی‌سازان، میکروب‌های دوستدار شرایط سخت (اکستریموفیل‌ها) باشند که توسط باد و جریان‌های اقیانوسی حمل می‌شوند و به سرعت پرندگان دریایی به دنبال آن‌ها خواهند آمد. فضولات (گوانو) پرندگان در حال استراحت، اولین جریان حیاتی نیتروژن و فسفر را فراهم می‌کند و در نهایت به دانه‌هایی که در دستگاه گوارش پرندگان حمل شده یا به ساحل شسته شده‌اند، اجازه می‌دهد تا در خاک آتشفشانی در حال فرسایش ریشه بدوانند.

شواهد این هجوم بیولوژیکی در نهایت از فضا نیز ردیابی خواهد شد. ماهواره‌های مجهز به حسگرهای فروسرخ نزدیک می‌توانند امضاهای طیفی ضعیف کلروفیل را تشخیص دهند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند که جدول زمانی دقیق سبز شدن جزیره را بدون قدم گذاشتن بر روی سطح شکننده و خطرناک آن ترسیم کنند.[4]

مقامات محلی در پاپوآ گینه نو یک منطقه ممنوعه دریایی ۱۰ کیلومتری در اطراف جزیره جدید ایجاد کرده‌اند. خطر اصلی یک سونامی بزرگ نیست—زیرا فوران برای جابجایی حجم لازم آب بسیار کم‌عمق و محلی است—بلکه خطر توده‌های سنگ پای شناور است که می‌تواند به شدت به موتور کشتی‌ها آسیب برساند و همچنین انفجارهای ناگهانی و موضعی.[3]

عدم قطعیت در مورد آینده جزیره همچنان بالاست. اگر منبع ماگما از ستون گوشته زیرین زودتر از موعد تمام شود، انرژی بی‌امان امواج اقیانوس آرام می‌تواند قله ۴۵ متری را ظرف چند ماه محو کند و کوه زیردریایی را به اعماق بازگرداند.[2]

صرف نظر از سرنوشت نهایی آن، فوران دریای بیسمارک به عنوان یک رویداد برجسته در دیده‌بانی زمین محسوب می‌شود. با ترکیب داده‌های نوری، حرارتی و راداری، جامعه علمی جهانی در حال تماشای قدرت خام و سازنده سیاره است که به صورت لحظه‌ای آشکار می‌شود و مکانیسم‌های دقیقی را که سطح زمین را برای میلیاردها سال شکل داده‌اند، ثبت می‌کند.[1][4]