קמפי פלגריי

קַמְפִּי פְלֶגְרֵיי (באיטלקית: Campi Flegrei) או השדות הבוערים הוא מתחם געשי המצוי ממערב לנאפולי, במחוז קמפניה, איטליה. מתחם זה הוא קלדרה מקננת – קלדרה שנוצרה בתוך קלדרה עתיקה יותר, ומהווה חלק מהקשת הגעשית של קמפניה.
מקור השם בלטינית: campus – שדה, וביוונית: Φλογερός – לוהט.

מקור הגעשיות

הגעשיות בקשת הקמפנית נובעת מפעילות טקטונית, הגורמת להפחתה של הלוח האדריאטי אל מתחת ללוח האירואסייתי ולמתיחה והידקקות של הקרום באגן הים הטירני. הגורם הישיר לגעשיות הוא התרוממות אזורית של המעטפת, בעיקר בתחומי קרע היוצר מעין "חלון" בלוח האדריאטי.

מאפיינים

הקלדרה של קמפי פלגריי מצויה ממערב לעיר נאפולי, בצפון-מערב מפרץ נאפולי. חלקה הגדול של הקלדרה – שרוחבה כ-13 ק"מ – שקע אל קרקעית הים ותוחם את מפרץ פוצואולי. החלק היבשתי מורכב מחרוטים געשיים – בלועם של כמה מהם מצויים אגמי לוע, ובשרידיהם של לועות קדומים.

מסלע

הרכב הסלעים הגעשיים העיקריים במתחם אופייני לקשתות געשיות: בזלת, טרכיט ופונוליט. סלעי הטוף והאיגנימבריט (טוף מולחם) של האזור ייחודיים, ומציינים את אירועי ההיווצרות של שתי הקלדרות.

איגנימבריט קמפני

האיגנימבריט הקמפני (Campanian Ignimbrite – CI) נחקר בשלהי המאה ה-19 על ידי הגאולוג הבריטי הנרי ג'יימס ג'ונסטון-לאוויס (Henry James Johnston-Lavis), שהעניק לו את השם "ברקציית מוזיאון". בשם זה נעשה שימוש גם במחקרים עדכניים.
הסלע הטרכיטי מורכב בעיקר מפיסות פומיס מעוגלות, ומכיל סקוריה שחורה המשובצת באפר הגעשי ביחד עם קסנוליתים וקסנוקריסטים – בעיקר של סנידין אך גם ביוטיט, פירוקסן ולעיתים מגנטיט. באיגנימבריט קיימים גם נפחים מאפיים מצומצמים, המצביעים על ירידה בעוצמה במהלך ההתפרצות.
הלחמת הטוף לאיגנימבריט אינה אחידה: השכבות התחתונות – שצבען צהוב – מולחמות במידה בינונית, ואילו השכבות העליונות – שצבען אפור – מולחמות במידה מועטה. במקומות אחדים נראים צינורות פומרוליים וסדקי התקררות היוצרים מבנה עמודים.

היווצרות

הטוף נוצר כתוצאה מהתפרצות עזה שפלטה לבה עשירה בגזים. כתוצאה מכך נוצרו זרמים ונחשולים פירוקלסטיים, שנפחם גדל מאוד כתוצאה מהתנפחות משמעותית של הפומיס. עוצמתם של הנחשולים הייתה כה רבה, עד כי התרוממו מעל רכס הרים בחצי האי סורנטו שגובהם עולה על 1,000 מטרים.
הזרמים והנחשולים הפירוקלסטיים מתועדים במשקעים שעוביים רב במקומות נמוכים, בלמינציה ובשיכוב צולב היוצר שכבות בכיוונים שונים כתוצאה מתנועת הזרמים והנחשולים.

השתרעות

האיגנימבריט הקמפני נפלט ממרכז הקלדרה, המצויה היום על קרקעית מפרץ פוצואולי – שם הגיע עוביו המקורי ל-100 מטרים. הטוף התפזר ברדיוס של כ-100 ק"מ וכיסה שטח של 30,000 קמ"ר.
סלעיו נחשפים בעיקר בשולי מישור קמפניה, בעוד חלקיו המרכזיים כוסו במהלך הזמן בסחף ובמשקעים געשיים חדשים יותר שנבעו מהתפרצויות מאוחרות בקמפי פלגריי ובווזוב. חלקיקי הפומיס ושברי הסלעים הכלואים בטוף הולכים וקטנים ככל שמתרחקים ממוקד ההתפרצות.

השפעה סביבתית

התפרצות האיגנימבריט הקמפני – ששרידים לה נמצאו גם בליבות קרח באיסלנד – נחקרה בקשר לשינוי סביבתי שהתרחש באזור הים התיכון ובאירופה בשלהי הפליסטוקן, ולמעבר התרבותי בין האדם הניאנדרטלי לאדם המודרני. ממחקר שנערך בנושא עולה כי שינויים אקלימיים ואקולוגיים שהתרחשו בעקבותיה עשויים היו לתרום לחילוף אוכלוסין שכזה.

היווצרות

במרכז הקלדרה הקדומה התפתחה געשיות מחודשת. אירוע כזה הפיק את הטוף הנפוליטני הצהוב. האירוע תוארך תחילה בפחמן-14 ל-12,000 שנים לפני זמננו ומאוחר יותר – באמצעות תיארוך ארגון-ארגון – לגיל ממוצע של 15,000 שנים.
נפח הטפרה המוערך בהתפרצות זו הוא 40-50 ק"מ מעוקב. גם באירוע זה חלה התרוקנות חלקית של תא המאגמה והתמוטטות התקרה – שהובילו להיווצרות הקלדרה החדשה, המקננת בתוך קודמתה.

השתרעות

הקלדרה המקננת משתרעת על שטח של כ-90 קמ"ר, ומרכזה שקע לעומק של 600 מטרים מתחת לפני הים.
הטוף הצהוב נחשף ביבשה במחשופים המפוזרים על שטח של 1,000 קמ"ר, ומהווה המשקע הטרכיטי הפריאטו-פליניאני החשוף הגדול ביותר הידוע. בסביבה העירונית של נאפולי וסביבתה ניתן לראות את מחשופי הטוף במקומות רבים.

שימושים

הטוף האפור הלא מלוכד הוא חומר המתקשה בתגובה לסיד ונקרא פוצולנה. חומר זה שימש עוד מימי קדם ליצירת מלט.
כסלעים פירוקלסטיים אחרים, גם הטוף הצהוב משמש בבנייה ובאדריכלות, ונעשה בו שימוש כבר בשנת 2500 לפנה"ס. באזור קמפי פלגריי נפוצה יצירת לבני בניין מן הטוף הצהוב, ובעבר נחצבה וגולפו ממנו אלמנטים קישוטיים ששובצו במצודות ובכנסיות.

סמן כרונולוגי

תיארוכו העדכני של הטוף הצהוב לתקופה שבין 13,800–15,400 שנים עולה בקנה אחד עם תנודות אקלימיות שהתרחשו בין עידן הקרח האחרון להולוקן.
יתרה מכך, הטוף הנפוליטני משמש סמן כרונולוגי במחקר רצפי משקעים אגמיים בדרום האלפים, מאחר שהוא מקביל בגילו לרצפי טפרה דומים במערב הים התיכון ובמרכז אירופה. שימוש כזה עשוי לשפר מאוד את הדיוק בתיארוך התנודות האקלימיות הנדונות, שהשפיעו על אותם משקעים.

געשיות

הגעשיות בקמפי פלגריי נובעת ממתיחה, הידקקות וקריעה של הקרום בקרקעית הים הטירני, שגרמו להתרוממות המעטפת המזינה את הגעשיות. תהליכים אלה עדיין פעילים, והם אחראים הן לגעשיות והן לרעידות האדמה המתרחשות באזור.
הגעשיות בקמפי פלגריי נחלקת לשלושה שלבים עיקריים:

געשיות קדם-קלדרה

בכמה מקומות בקמפי פלגריי קיימות עדויות לפעילות געשית שקדמה להיווצרות הקלדרה. געשיות זו הותירה את חותמה בכיפות געשיות, שכוסו מאוחר יותר על ידי האיגנימבריט הקמפני. מחשופים כאלה נראים בדרך החוף בין פוצואולי למיסנום. כיפות געשיות אלה אופייניות לסוג הגעשיות שקדם להיווצרות הקלדרה, וגילן המשוער 49,000 שנים.
בין שכבות הלבה והטוף נראים סלעי משקע, שהושקעו בהפוגות שבין פרקי געשיות באותה עת.

התפרצות יוצרת קלדרה

ההתפרצות שיצרה את סלעי האיגנימבריט הקמפני הייתה האירוע הגעשי הנרחב הראשון בתולדות המתחם, במהלכו נוצרה הקלדרה הראשית של קמפי פלגריי. ההתפרצות העזה יצרה טבעת של סדקים במסלע, ושבריו נכלאו בתוך האיגנימבריט.
תיארוך של האיגנימבריט הקמפני מניב גילאים שבין 25,000–42,000 שנים. תיארוך זה נובע כנראה מכמה אירועים של התפרצות – הנחשבת לגדולה ביתר באזור הים התיכון ב-200 אלף השנים האחרונות – שהפיקה נפח טפרה משוער של 500 ק"מ מעוקבים. נפח זה רוקן במידה רבה את תא המאגמה שהזין את הגעשיות, ותקרתו התמוטטה. רצף אירועים זה יצר את הקלדרה הקדומה של קמפי פלגריי, שגילה מוערך ב-39,000 שנים.

געשיות פוסט-קלדרה

שלב געשי זה נחלק לשלושה מחזורים, שהתרחשו לאחר היווצרותה של הקלדרה הראשית:

לפני 35,000–10,500 שנים

הקלדרה הקדומה הוצפה על ידי הים והתמלאה בהדרגה בלבה מהתפרצויות תת-ימיות. בכמות נכבדה ממשקעים אלה התרחשה המרה, ולכן קשה לתארך אותה.
לפני כ-15,000 שנים אירעה התפרצות יוצרת קלדרה, קטנה יותר מן הקלדרה הראשית, שבמרכזה מצויה העיר פוצואולי. התפרצות זו יצרה את סלע הטוף הנפוליטני הצהוב. מחשופי הטוף הצהוב ניכרים בכל האזור, בעיקר בשולי הקלדרה ובתוכה.
מאז התפרצות זו לא חלה פעילות געשית מחוץ לשולי הקלדרה. ההתפרצות התת-ימית האחרונה התרחשה בתוכה לפני 11,000 שנים, ואירעו כמה התפרצויות יבשתיות.

לפני 10,500–8,000 שנים

בשלב זה אירעו התפרצויות תת-אוויריות בלבד, בעיקר בשני אזורים: בחלקה המזרחי של הקלדרה נוצר הר הגעש אניאנו, ובחלקה המערבי – באיה.
שלב זה התבטא ב"נדידה" של צינורות הזנה העיקריים לאורך קרקעית הקלדרה, מן השוליים אל המרכז, לאזור פוצואולי. בנוסף לכך נוצרו מרכזי התפרצות קטנים יותר, מהם זרמה לבה בזלתית.

לפני 4,500 שנים ועד להווה

בשלב זה החלה התרוממות של מרכז הקלדרה באזור פוצואולי. בחלקה השני של התקופה השתנה אופיין של ההתפרצויות, והן הפכו מתפוצצות יותר – כנראה כתוצאה מהיווצרותו של אגם במרכז היבשתי של הקלדרה.
ההתפרצות האחרונה בקמפי פלגריי התרחשה בשנת 1538. היא החלה ב-29 בספטמבר ונמשכה עד 6 באוקטובר. וכתוצאה ממנה נוצר חרוט הטוף של מונטה נואובו – שקבר תחתיו את הכפר טריפגולה (Tripegole) וגרם למותם של 32 בני אדם. התפרצות זו הפתיעה את תושבי האזור מאחר שלא היו סימנים סיסמיים מקדימים, פרט לרעידות אדמה חלשות וכמעט בלתי מורגשות שאירעו ביומיים שלפני ההתפרצות. עם זאת, רעידות אדמה מפוזרות התרחשו באזור במשך כמה עשורים.

סיכונים

תהליכי היווצרות הקשת הקמפנית עדיין פעילים, והם אחראים לגעשיות ולרעידות האדמה המתרחשות גם בהווה מסביב לאגן הים הטירני, כמו גם במתחם קמפי פלגריי.

סיכונים געשיים

הר הגעש מונטה נואובו (Monte Nuovo) – מאיטלקית: "ההר החדש" – הוא ההר הצעיר ביותר באירופה, והוא נוצר בהתפרצות שהחלה ב-29 בספטמבר 1538 ונמשכה שבוע. עם זאת, לא היה זה הסימן האחרון לגעשיות פעילה במתחם.
קמפי פלגריי נחשב עדיין פעיל, ובקלדרה מתרחשים גלים של תפיחה ושקיעה עקב התמלאות תא המאגמה והתרוקנותו. במאה ה-20 התרחשו שני אירועים כאלה: בשנים 1969–1972 ובשנים 1982–1984, והם לוו בסידוק של הקרום הרדוד מעל תא המאגמה כתוצאה מהתחדשות והתחממות המאגר. אירוע ההתרוממות האחרון הסתיים בינואר 1985, ובעקבותיו נוצרה רצועת חוף חדשה ממזרח לפוצואולי. בשני אירועים אלה התרוממה הקרקע באזור ב-3.2 מטרים.
עדויות לפעילות געשית ניכרות בסולפטרה – שם קיימת פעילות הידרותרמית ערה ופומרולות פעילות, ועדויות נוספות מצויות בשולי מונטה נואובו.
קיימת סברה כי הקלדרה עשויה להתפרץ שנית בעתיד הקרוב. בניגוד למעקב הצמוד הנערך במתחם סומה-וזוב, נעשה עד כה מעט מאוד במטרה ללמוד את המערכת הגעשית של קמפי פלגריי. התרוממות הקרקע בעשרות השנים האחרונות היוותה בתחילת שנת 2011 מניע לתכנון קידוחי מחקר באזור, שחברי צוות המחקר הבינלאומי רואה בו מתחם געשי המסוגל להפיק התפרצות-על בדרגה 7 במדד VEI – עוצמה שביכולתה למחות את כל החיים באירופה.

סייסמיות ותנועת קרקע

התרוממות ושקיעת הקרקע במתחם לוו ברעידות אדמה חלשות ובינוניות – שהגיעו למגניטודה 4.0, ובנחילי רעידות אדמה. התופעה נקראת ברדיסייסמיות (Bradyseism), ותוצאותיה ניכרות בעיר פוצואולי ובסביבתה. במהלך האירועים בשנים 1982-1984 נגרם נזק ל-8,000 מבנים ו-36,000 תושבים פונו מבתיהם – רבים מהם לצמיתות.
אחד המקומות בהם נערך מחקר ברדיסייסמי ממושך הוא שוק מקורה שנבנה במאה ה-2 לפנה"ס, שנחשב בטעות למקדש לסרפיס לאחר שהתגלה פסל שלו במקום בשנת 1750. האתר שוכן בשולי נמל פוצואולי ומשמש סמלה של העיר. באתר הארכאולוגי ניצבים עמודים משיש לבן-ירקרק המכיל כמויות קטנות של טלק. לרוחב העמודים ניתן לראות רצועה שחוקה, המציינת את הימצאותם בעבר מתחת לגובה פני הים – שהיה נמוך יותר בעת בנייתם.
הגאולוג צ'ארלס לייל ביקר לראשונה בפוצואולי בשנת 1845, והשתמש בעמודים אלה על מנת לקבוע את גובה פני הים הקדום – שהיה שונה באותה עת ושונה גם מזה של היום. לאחר ביקורו באתר עדכן לייל את המהדורות הבאות של "עקרונות הגאולוגיה" בהתאם לממצאיו. עם זאת, מחקרו של לייל – כמו גם מחקרים נוספים שנערכו באותה תקופה – לא הצליחו לקבוע תאריך לשקיעה הרבה ביותר של האזור, אף שבמקום נמצאו מסמכים המתעדים שחזור שנערך באתר במאה ה-3 לספירה.
מחקר שפורסם בשנת 2010, הסוקר את תנודות הקרקע בקמפי פלגריי בשנים 1905–2009, מציג תהליך שבראשיתו מתרחשות רעידות אדמה לא מורגשות – שחוזקן הולך וגדל עם הזמן. המחקר מצביע על כך שהתפתחות המעוות והפעילות הסייסמית הנוכחית תואמים לאלה שהתרחשו לפני ההתפרצות בשנת 1538, וגורס כי תוצאותיו עשויות להיות דומות – אף כי אינו רואה בכך תחזית להתפרצות חדשה.
בשנת 2012 חלה בקמפי פלגריי התעוררות סייסמית ששיאה בבוקר 8 בספטמבר, אז נרשם נחיל רעידות אדמה שמנה כ-200 רעשים חלשים במגניטודה מרבית של 1.6. בשנה זו נרשמה סמוך לפוצואולי התרוממות ברדיסייסמית של כ-8 ס"מ, וכן עלייה בטמפרטורה – שמקורה, כנראה, בפעילות המערכת ההידרותרמית מתחת לפני השטח.