הר געש

הר געש הוא מבנה גאולוגי הנוצר כאשר מאגמה פורצת דרך סדקים בקרום כדור הארץ ונפלטת אל פני השטח בתהליך הנקרא "התפרצות געשית". "וולקנו", המונח הלועזי להר געש, מושאל מהר הגעש וולקנו (vulcano) שבאיים הליפאריים – איים געשיים בים התיכון. "וולקן" הוא גם שמו הרומי של הפייסטוס, אל הנפחות והאש במיתולוגיה הרומית.
הרי געש הם ביטוי לחום העצום האצור במעמקי כדור הארץ, חום שיש בו כדי להתיך סלעים. צפיפותו של הסלע המותך, המאגמה, קטנה מזו של הסלע המוצק המרכיב את קרום כדור הארץ, לכן המאגמה עולה באטיות. במקומות שבהם מגיעה המאגמה אל פני כדור הארץ מתקיימת פעילות געשית, העשויה להתרחש בשני אזורים גאולוגיים: בגבול בין לוחות טקטוניים ובנקודה חמה הנוצרת, על פי הסברה המקובלת, כתוצאה מהסעת חום מגלעין כדור הארץ באמצעות תימרת מעטפת.
התחום המדעי העוסק בחקר הרי געש נקרא "וולקנולוגיה", והוא ענף מתחום מדעי הגאולוגיה.

מחקר הרי געש

בעת העתיקה ראה הפילוסוף אמפדוקלס את העולם כמחולק לארבעה כוחות יסוד: אדמה, אוויר, אש ומים, כאשר הרי געש הם ביטוי ליסוד האש. אפלטון גרס כי כמויות בלתי נדלות של מים חמים וקרים זורמים בנהרות תת-קרקעיים, וכי בעומק כדור הארץ מתפתל נהר אדיר של אש, פיריפלגטון (Pyriphlegethon), המזין את הרי הגעש בעולם. אריסטו ראה באש התת-קרקעית תוצאה של חיכוך הרוח בסלע כאשר היא חודרת מבעד למעברים צרים. הפילוסוף הרומי לוקרטיוס טען כי הר הגעש אתנה חלול, וכי האש התת-קרקעית הבוקעת ממנו מוזנת על ידי רוחות עזות המנשבות על פני הים. אובידיוס האמין כי הלהבות מוזנות באמצעות "מאכלים שמנים" וכי התפרצויות געשיות דועכות כאשר אוזל מקור ההזנה. ויטרוביוס טען כי גופרית, אלום (אבן מלח המורכבת מגופרת אשלגן וגופרת חמרן) וביטומן הם שמזינים את האש התת-קרקעית. תצפיות שערך פליניוס הזקן העלו כי רעידות אדמה קדמו בדרך כלל להתפרצות הר געש. הוא עצמו נהרג כתוצאה מהתפרצות הר הגעש וזוב בשנת 79, התפרצות שתועדה על ידי אחיינו פליניוס הצעיר.
תיאורים של הרי געש בתקופת הרנסאנס קידמו במידה ניכרת את הידע שהיה קיים באותה תקופה, כמו למשל תיאור זרם פירוקלסטי באיים האזוריים בשנת 1580. גאורגיוס אגריקולה טען כי לקרני השמש אין כל קשר להרי געש, והאמין כי תרסיס הנמצא בלחץ רב גורם להתפרצויות של "שמן הרים" ובזלת. יוהאנס קפלר ראה בהרי הגעש נתיב לדמעות ולהפרשות של כדור הארץ: ביטומן, זפת וגופרית. דקארט, אשר הכריז כי אלוהים ברא את הארץ ברגע אחד, הכריז גם כי עשה זאת בשלוש שכבות: המעמקים הלוהטים, שכבת המים והאוויר. הרי הגעש נוצרו, לדעתו, כאשר קרני השמש פילחו את הארץ.
במאה ה-18 פיתח הגאולוג הגרמני אברהם גוטלוב ורנר את ה"נפטוניזם", תאוריה שבבסיסה היה אוקיינוס חובק כול, שנסוג לאט עד למקומו הנוכחי תוך כדי שיקוע של כל סוגי הסלעים והמינרלים בקרום כדור הארץ. חוקר הטבע הסקוטי ג'יימס האטון יצא נגד תאוריית הנפטוניזם של ורנר עם תאוריה משלו שכונתה פלוטוניזם (על שם האל פלוטו), שלפיה משקל המים והאדמה מתחת לימים יוצר לחץ שגורם לחום, להתכת האדמה וליצירת לבה הפורצת מהרי געש. האטון הניח כי התהליכים המעצבים את פני כדור הארץ הם איטיים ואחידים (אוניפורמיים), בהתאם להשקפתו הדתית הדאיסטית, שדגלה באל לא-פרסונלי שיצר את העולם כמכונה מושלמת הפועלת ללא הרף. בהתאם, הוא ניסח את עקרון האחידות. לעקרון האחידות קמה במהלך המאות ה-18 וה-19 תנועת התנגדות בדמות ה"קטסטרופיסטים" – שהצביעו על קיומם של מאובנים ימיים באזורים יבשתיים, והגנו על התפיסה שלפיה שינויים גאולוגיים התרחשו באירועים קטסטרופליים בממדים עצומים, כמו למשל המבול התנכ"י, ולא בהשתנות איטית לאורך מיליוני שנים. כתגובה לקטסטרופיסטים פרסם הגאולוג הסקוטי צ'ארלס לייל ב-1830 את הספר "עקרונות הגאולוגיה" ובו הציג טען בזכות עקרון האחידות על ידי הצגת דוגמאות מרחבי אירופה. לייל, שנחשב לאבי הגאולוגיה המודרנית, סיכם את עקרון האחידות במשפט: "ההווה הוא המפתח לעבר". תאוריות גאולוגיות מודרניות מדברות על שינויים אחידים לאורך שנים לצד שינויים דרסטיים, כמו רעידות אדמה והתפרצויות געשיות, המתרחשים בזמן קצר.
המחקר המודרני מתמקד במעקב אחר התפרצויות געשיות תוך שימוש בסייסמוגרפים הטמונים באזורים געשיים לבדיקת שינויים סייסמיים במהלך התפרצות ובעיקר בחיפוש אחר תדרים הרמוניים המסמנים זרימת מאגמה בצינורות הזנה. כמו כן נערך מעקב אחר שינויים בגודלם ובנפחם של הרי געש, פליטות גזים ושינויי טמפרטורה.

הרקע להיווצרות הרי געש

כדי להבין את היווצרות הרי הגעש והפעילות המתרחשת בהם, צריך להכיר את מבנה כדור הארץ והחומרים המרכיבים אותו ולהבין את התהליכים המתחוללים בהם.

מבנה

פליטת הלבה, האפר והסלעים יוצרת הרי געש במבנים שונים, הנובעים מסוג ההתפרצות ומן האופן בו תוצריה מצטברים מסביב ללוע.

הר געש של קרח

הר געש של קרח הנקרא "קריו-וולקנו" (קריו ביוונית κρύο: קר, קפוא) הוא גוף המצוי על גופים קרחוניים כגון ירחים. קריו-וולקנו אינו פולט סלע מותך אלא חומרים נדיפים כקיטור, אמוניה, פחמן דו-חמצני, חנקן ומתאן, מלווים בחלקיקים מוצקים. לחומרי פליטה אלה ניתן השם "קריו-מאגמה". קריו-וולקנו מייצר תימרת קיטור חמה ביותר מ-100 מעלות צלזיוס מפני השטח הקפואים. בהיחשפה לריק החללי מתמצקת תימרת הקיטור במהירות והופכת לענן אבק. במקום בו כוח המשיכה חלש, עשויה התימרה לברוח מאותו גוף ממנו נפלטה ולהקיף אותו כטבעת.
לראשונה זוהה קריו-וולקנו על ירחו של נפטון, טריטון, כאשר בשנת 1989 זיהתה הגשושית וויאג'ר 2 שכבה של חנקן מעל הקרום הכהה של טריטון. מבנה נוסף זוהה על אנקלדוס, ירחו של שבתאי, באמצעות החללית קאסיני בשנת 2005. ראיות לא ישירות מציעות שקיימים קריו-וולקנו נוספים בגופים אחרים כגון אירופה, טיטאן, גנימד, מירנדה וקווה-וואר בחגורת קויפר.
הגורם להתפרצויות אלה הוא חיכוך גאות - כוח המשיכה העצום של ענק הגז אותו מקיפים הירחים חזק יותר בחלקו של הירח הקרוב אליו, וחלש יותר בחלקו הרחוק. כך נוצר כוח מתיחה המומר לחום רב שמתיך את ליבת הירח.

הר געש של בוץ

הר געש של בוץ הוא תופעה גאותרמית בה נפלטים סילוני בוץ וגזים בטמפרטורות נמוכות מאלה של פליטת מאגמה. תחילתו בהיווצרות סדק אליו חודר סלע רך בסביבה רוויה במים. הסלע יוצר פקק בוצי המשתחרר בלחץ גזים. התפרצות בוצית עשויה להתרחש גם במהלך התפרצות פריאטית בעוצמה נמוכה. מבנים כאלה יכולים להגיע לקוטר של 10 ק"מ ולגובה של 700 מ'. במקרים רבים הם סמוכים למעיינות חמים ופומרולות, ואף לקידוחי נפט. ידועים מבנים כאלה במקומות רבים בעולם, לדוגמה: בחצי האי טאמאן, באינדונזיה, במחוז שינג'יאנג בסין, באזרבייג'ן, באלסקה ובקולומביה.
בפארק הלאומי ילוסטון מתקיימת פעילות הידרותרמית ענפה היוצרת גייזרים, מעיינות חמים ופומרולות לצד בורות בוץ מבעבעים. בורות בוץ אלה אינם הרי געש של בוץ מאחר שהם מבעבעים בשל פליטת חום מאזורים עמוקים יותר של הקרום ואינם פולטים סילוני גז.

מיקום הרי געש

לבד מהרי געש שמבסיסם עד פסגתם נמצאים על-פני השטח, מצויים הרי געש מתחת לפני השטח:

סוג ההתפרצות

הרי געש נבדלים זה מזה בכמה מרכיבים:

במערכת השמש

בגופים שונים במערכת השמש קיימים הרי געש – חלקם פעילים וחלקם כבויים. שרידים לפעילות געשית בירח נמצאו בימות, שרבות מהן מהוות משטחי בזלת נרחבים. גם במאדים התקיימה פעילות געשית, שהשתמרה באולימפוס מונס – הר הגעש הגבוה ביותר במערכת השמש. קרוב ל-90% מפני השטח של נוגה נראים כמכילים לבה בזלתית קרושה חדשה יחסית ועל פניו נראים הרי געש נישאים. על איו, ירחו של צדק, מתנשא הר הגעש טוושטר (Tvashtar). זוהו הרי געש גם על טריטון – ירחו של נפטון, על אנקלדוס – ירח של שבתאי, ובגופים אחרים כגון אירופה, טיטאן, גנימד, מירנדה וקווה-וואר בחגורת קויפר.

הרי געש בתרבות

דתות קדומות הקצו אל לכל תופעת טבע, ובהן לתופעות געשיות. במהלך השנים התפתחו מיתולוגיות, מסורות ואמונות שניסו להסביר את אותן תופעות: באירופה נתפסו הרי געש כסדנאות תת-קרקעיות של האל וולקן, המכין נשק לגיבורי מלחמה, והאמינו כי בשל עבודתו רבת העוצמה מתחת לפני הקרקע נוצרות רעידות אדמה והתפרצויות געשיות. התנ"ך מכיל התייחסויות רבות לאירועים שניתן לפרשם כתופעות געשיות, כמו למשל המטרת גופרית ואש על סדום ועמורה (בראשית, י"ט, כ"ד-כ"ה).

ביהדות

איזכור מפורש להר געש מופיע בספר יהושע אודות מקום קבורתו של יהושע: "וַיִּקְבְּרוּ אֹתוֹ בִּגְבוּל נַחֲלָתוֹ, בְּתִמְנַת-סֶרַח אֲשֶׁר בְּהַר-אֶפְרָיִם, מִצְּפוֹן, לְהַר-גָּעַשׁ." אף שהאגדה מספרת שההר געש באופן חד פעמי מפני שלא הספידו כראוי את יהושע לאחר מותו, אין שום הוכחות שהמקום הנזכר הוא הר געש במובן המקובל בימינו, וכפי הנראה זהו שם של מקום.
הרי הגעש הוזכרו פעמיים בספר תהילים: "גַּע בֶּהָרִים וְיֶעֱשָׁנוּ" (תהילים, קמ"ד, ה') ו"הַמַּבִּיט לָאָרֶץ, וַתִּרְעָד. יִגַּע בֶּהָרִים וְיֶעֱשָׁנוּ" (תהילים, ק"ד, ל"ב). 
בהלכה היהודית נפסק שהרואה הר געש מתפרץ צריך לברך ברכת שכוחו וגבורתו מלא עולם.