كيفية اكتشاف أنظمة إنذار البراكين للاضطراب وتنبيه المجتمعات

في عام 2026 وحده، رفعت المسح الجيولوجي الأمريكي مستوى التنبيه لبركان كيلاويا من مستوى استشاري إلى مستوى المراقبة قبل حلقة نافورة حمم بركانية، ورفعت وكالة الأرصاد الجوية اليابانية جبل توكاتشيداكي في هوكايدو إلى المستوى 3 بعد ارتفاع في الزلازل البركانية. يعتمد كلا الحالتين على نفس الفكرة الأساسية: بيانات الأجهزة المستمرة تغذي نظام إنذار متعدد المستويات يخبر المسؤولين والسكان بما يفعله البركان الآن، وما الذي يجب أن يفعلوه بشأنه.

الأجهزة وراء البيانات

وفقاً للمسح الجيولوجي الأمريكي، فإن نظام الإنذار المبكر الوطني للبراكين المخطط له يعتمد على مزيج من أجهزة قياس الزلازل ذات النطاق العريض لتتبع الزلازل، وأجهزة استقبال نظام التموضع العالمي المستمر لاكتشاف تشوه الأرض عندما تتحرك الحمم البركانية، وأجهزة استشعار الغاز في الوقت الفعلي لقياس الانبعاثات، ومصفوفات الصوت تحت السمعي للأصوات منخفضة التردد من النشاط البركاني، والكاميرات المباشرة، والاستشعار عن بعد الفضائي. تقارن شبكات المراقبة القراءات الواردة مقابل السلوك الخلفي المعروف للبركان للتعرف على الانحرافات عن الطبيعي.

تحويل القراءات إلى مستوى إنذار

يستخدم المسح الجيولوجي الأمريكي مقياساً ثنائي الأجزاء. بالنسبة للأشخاص على الأرض، تصف أربعة مصطلحات مرتبة - عادي واستشاري ومراقبة وتحذير - الاضطراب المتصاعد أو خطر الانفجار، حيث يعني التحذير أن انفجاراً خطراً وشيك أو جاري أو مشبوه. يخبر رمز الألوان الملاحي الموازي - أخضر وأصفر وبرتقالي وأحمر - الطيارين وشركات الطيران عن مقدار خطر الرماد الذي يشكله البركان، لأن الرماد يمكن أن يعطل محركات الطائرات النفاثة. تصدر خمس مراصد براكين إقليمية أمريكية هذه المستويات، وتنشر إشعارات نشاط بركاني للأخطار الأرضية وإخطارات مرصد بركاني للطيران عند تغيير الألوان.

تم استخدام هذا النظام الموحد من أربعة مستويات منذ أكتوبر 2006، حيث حل محل ثلاث أنظمة إقليمية منفصلة استخدمت مصطلحات وترقيماً مختلفة في ألاسكا وسلسلة الكاسكيد ومنطقة Long Valley بولاية كاليفورنيا، وفقاً لإدخال ويكيبيديا حول أنظمة تحذير البراكين الأمريكية. كان عدم الاتساق السابق قد خلق التباساً لموظفي الطوارئ الذين يعملون عبر المناطق.

يوضح تصعيد كيلاويا العملية: رفعت مرصد بركان هاواي البركان من الاستشاري إلى المراقبة ورمزه الملاحي من الأصفر إلى البرتقالي بعد أن أظهرت البيانات الجيوفيزيائية لقطات الكاميرا انفجارات رش صغيرة، مما يشير إلى أن الحمم البركانية كانت قريبة من السطح قبل حلقة انفجارية متوقعة.

مقياس اليابان من خمسة مستويات

لا تستخدم كل دولة نموذج الولايات المتحدة. تطبق وكالة الأرصاد الجوية اليابانية نظام مستوى تنبيه بركاني من خمسة مستويات مرتبط بمناطق هدف محددة وإجراءات موصى بها. وفقاً لوصف وكالة الأرصاد الجوية اليابانية الخاص بها، يؤدي المستوى 2 إلى تنبيهات للمناطق المحيطة بفوهة البركان، والمستوى 3 يمد ذلك إلى المناطق غير السكنية بالقرب من الفوهة، والمستويات 4 و5 تجلب تنبيهات للمناطق السكنية، مما يعني إخلاء الأشخاص الضعفاء أو الإخلاء الكامل على التوالي.

في 12 سبتمبر 2026، رفعت وكالة الأرصاد الجوية اليابانية توكاتشيداكي في هوكايدو من المستوى 2 إلى المستوى 3 في الساعة 9:30 صباحاً بالتوقيت المحلي بعد ما وصفته تقرير بأنه ارتفاع في الزلازل البركانية ذات السعة الأكبر منذ 17 أغسطس، مع الأقوى المسجل في صباح اليوم نفسه. أغلق التغيير ممرات المشي لمسافات طويلة وطريق Tokachidake Skyline، وأغلق منشآت الينابيع الساخنة القريبة بما فيها Fukiage Onsen، وأقام منطقة خطرة بحوالي ثلاثة كيلومترات حول فوهة البركان؛ أكدت السلطات المحلية أن التنبيه لم يشكل أمر إخلاء عاماً لمراكز مدينة Furano أو Biei القريبة.

إغلاق فجوات المراقبة

التغطية غير متساوية حتى ضمن الدول الموارد جيداً. يقول المسح الجيولوجي الأمريكي إن تقييم التهديد البركاني الوطني لعام 2018 صنف 18 بركاناً أمريكياً كتهديدات عالية جداً و39 كتهديدات عالية، لكنه وجد أن حوالي ثلثي براكين الدولة النشطة، بما فيها معظم تلك الموجودة في الفئات المتوسطة إلى العالية جداً، كانت غير كافية مراقبتها. يهدف نظام الإنذار المبكر الوطني للبراكين، المرخص من قبل الكونغرس في 2019، إلى رفع التجهيزات إلى مستوى يتطابق مع تصنيف التهديد لكل بركان وربط مراصد البراكين الأمريكية الخمسة من خلال مركز بيانات مشترك ومكتب مراقبة يعمل 24/7.

قد تساعد طريقة كشف أحدث الشبكات التي تفتقر إلى شبكات أجهزة كثيفة. طور الباحثون من معهد فيزياء الكرة الأرضية بباريس ومركز GFZ Helmholtz لعلوم الأرض، بقيادة François Beauducel و Philippe Jousset، تقنية تسمى 'Jerk' التي تستخدم جهاز قياس زلازل نطاق عريض واحد للكشف عن انتقالات حركة أرضية بحجم النانومتر المرتبطة بتكسر الصخور التي يدفعها الحمم البركانية قبل الانفجار. تم اختبارها في Piton de la Fournaise على جزيرة Réunion منذ أبريل 2014، وميزت الطريقة بشكل صحيح 92٪ من 24 انفجاراً بين 2014 و2023، مع أوقات تحذير تتراوح من دقائق إلى 8.5 ساعات، على الرغم من أن حوالي 14٪ من التنبيهات كانت إيجابية خاطئة بالمعنى الذي لم تصل فيه الحمم البركانية المكتشفة إلى السطح.

لأنها تحتاج فقط إلى جهاز واحد بدلاً من شبكة كاملة من أجهزة قياس الزلازل ومحطات نظام التموضع العالمي وأجهزة استشعار الغاز، يتم اقتراح طريقة Jerk كخيار إنذار مبكر منخفض التكلفة للبراكين في أماكن أخرى لم تصل إليها برامج المراقبة الحالية بعد، وفقاً للمطورين.

ماذا تعني المستويات للسكان

في كلا حالتي كيلاويا وتوكاتشيداكي، أطلقت تغيير الإنذار نفسه إجراءات ملموسة محددة مسبقاً بدلاً من تنبؤ عام بموعد حدوث الانفجار: إرشادات إعادة التوجيه للطيران في هاواي، وإغلاق المسارات وإغلاق بوابات الطرق وإغلاق المنشآت في هوكايدو. الارتباط بين مستوى تنبيه محدد واستجابة محددة متدربة عليها هو الوظيفة الأساسية التي صممت هذه الأنظمة للقيام بها.