סכר געשי

סכר געשי הוא סוג של סכר טבעי הנוצר במישרין או בעקיפין עקב געשיות, האוגר או מעכב באופן זמני זרימת המים בנחלים קיימים, בדומה לסכר מעשה ידי אדם. קיימים שני סוגים של סכרים געשיים, אלו שנוצרו מזרימה של לבה מותכת, ואלו שנוצרו מהשקעה ראשונית או שניונית של סלעים פירוקלסטיים וסחופת. סיווג זה מחריג מההגדרה צורות נוף אחרות ממקור געשי דמויות סכר שהן בדרך כלל גדולות יותר ומתקיימות במשך תקופה ארוכה יותר, המכונות בשם אגם לוע, אף שמרכזים געשיים אלו עשויים להיות המקור לחומרים שיצרו סכרים געשיים, ואף שניתן להתייחס לחלקם התחתון של שולי הלוע הסוכרים את האגם כאל סכר, בייחוד אם רמת פני המים בתוך הלוע גבוהה יחסית. סכרים געשיים נוצרים בכל רחבי העולם, כשמקורם הוא מתחמים געשיים רדומים או פעילים, ומוצאים עדויות לקיומם במחקרים גאולוגיים ובעדויות היסטוריות והם נוצרים גם בימינו. במקביל קיימות גם עדויות להסרתם או להתמוטטותם של סכרים כאלו. אורך החיים של הסכרים משתנה והוא נע בין ימים אחדים, שבועות, שנים ועד כמה מאות אלפי שנים ויותר. גם גודל הסכרים משתנה בין סכרים באורך ורוחב של מטרים בודדים לסכרים באורך של מאות או כמה אלפי מטרים. תהליך הקמת סכרים אלו, המבנה הפנימי שלהם, תפוצתם ואורך חייהם קשורים ישירות לכמות האנרגיה הגאותרמית הראשונית שהשתחררה, למהירותה, ולמשכה. גורמים נוספים כוללים את סוג הסלעים שנוצרו, מאפייניהם הפיזיים, עמידותם, וצורות השקעתם השונות. צורות ההשקעה כוללות זרימת לבה מותכת בכוח הכבידה על פני השטח, זרימה, או נפילה מהאוויר של סלעים פירוקלסטיים, כמו גם חלוקה מחדש והסעה של חומרים אלו באמצעות הכבידה או מים. סכרי לבה נוצרים מלבה הזורמת או נשפכת לעמק של נהר בכמות ובעובי מספיקים להתגבר על עוצמת המים ההופכים זמנית לקיטור במגע עם הלבה הלוהטת, ועל כוח הסחיפה של המים הזורמים הפועלים להסיר את הסכר. עוצמת הסחיפה של המים תלויה בכמות המים הזורמים ובשיפוע הנהר. הלבה עשויה לזרום במהלך מספר התפרצויות רציפות או חוזרות ונשנות, ויכולה להיפלט מלוע אחד, מכמה לועות או ממערכת סדקים. מקורה של לבה המסוגלת ליצור סכרים, דוגמת בזלת, הוא בדרך כלל מהתפרצויות פחות אלימות. גם לבות צמיגות יותר ובעלות תוכן פחות מאפי, דוגמת דקיט וריוליט יכולות לזרום, אך הן קשורות יותר להתפרצויות שעוצמת ההתפוצצות שלהן גדולה יותר וליצירת סלעים פירוקלסטיים. מהרגע שסכר הלבה נוצר יוצר זרם הלבה המתמשך קיר תלול בצד הפונה לזרם המים בשל הלחץ שמפעילים המים שגובה פניהם עולה, אבל מרבית הלבה זורמת בלא התנגדות במורד, כשהיא מכסה את קרקעית הנהר שהתייבשה ואת המשקעים הנהריים, לעיתים לאורך כמה עשרות קילומטרים. בסופו של דבר דומה צורתו של סכר הלבה לטיפה מוארכת היוצרת טריז בתחתית העמק. במקביל ממשיכים המים לזרום, פני האגם ממשיכים להתרומם, ובאגם מצטברים משקעים, שקודם ליצירת הסכר נסחפו במורד זרם. התוצאות הבלתי נמנעות של תהליכים אלו הן הצטברות של משקעים על קרקעית האגם, זרימת מים מעל לסכר, ומפלי מים הגורמים למערבולות בבסיס הסכר שבעזרת המשקעים גורמים לכרסום בבסיס הסכר ובסופו של דבר להתמוטטותו, אלא אם נוצר מוצא חלופי למים ולמשקעים באגם שמאחורי הסכר. עדויות גאולוגיות לסכרים גדולים כוללות את הסכרים שנוצרו כמה פעמים בשליש המערבי של הגרנד קניון. הגדול בסכרים אלו מכונה סכר פרוספקט (Prospect Dam) והוא נוצר לפני 1.2 מיליון שנים וגובהו הגיע ל-690 מטרים מתחתית הקניון, 1,200 מטרים מעל פני הים. שטח פניו של האגם שנוצר מאחורי הסכר היה עצום, גדול בהרבה מאגם פאוול שמאחורי סכר קניון גלן, וגובה פניו היה כ-90 מטרים מעל לקצה העליון של סכר קניון גלן. משערים על סמך כמויות המים שזורמות כיום בנהר שהאגם התמלא תוך 22 שנים. המים החלו אז להישפך מעל הסכר תוך יצירת מפל בגובה של כ-700 מטרים. אין כיום אף נהר שספיקתו דומה לקולורדו או גבוהה ממנו היוצר מפל שגובהו מתקרב לממדים אלו. סכרים נוספים נוצרו באגן הניקוז של הנהר סנייק. "אגם איידהו" (Lake Idaho), אגם קדום שהתקיים במשך 6.5 מיליון שנים, התמלא מאחורי סכר לבה ויצר את חלקו המערבי של מישור הנהר סנייק והצטברו בו משקעים בעובי של 1,200 מטרים. מקומות נוספים כוללים בסמוך לעיירה אמריקן פולס (American Falls) באיידהו ורבים אחרים. רבים מסכרים אלו התמוטטו כאשר המים החלו לשטוף מעליהם או כתוצאה מהשיטפון הגדול של ימת בונוויל הקדומה (Bonneville flood). דוגמאות רבות נוספות קיימות בעולם כולל, אגם קבורגואה (Caburgua) בצ'ילה, אגם מיוואטן באיסלנד ואגם רפורואה (Reporoa) בניו זילנד. דוגמאות במערב קנדה ובמקומות נוספים בצפון מערב ארצות הברית כוללים את אגם הלבה (Lava Lake), סכר הלבה המכונה "המחסום" (The Barrier) הסוכר עדיין את אגם גריבאלדי בקולומביה הבריטית ולבה ביוט (Lava Butte), חרוט געשי במרכז מדינת אורגון בארצות הברית, שבהתפרצותו לפני כ-7,000 שנים יצר סכר על נהר דשוטס (Deschutes River), כ-4 קילומטרים מערבית לחרוט. סכרים פירוקלסטיים נוצרים במערכות ניקוז קיימות אם בהצבה ישירה או בהצטברות של חלקיקים פירוקלסטיים בגדלים שונים המכונים בשם הקיבוצי טפרה. שלא כמו בסכרי לבה, שנוצרים על ידי זרם לבה אחיד בהרכבו הזורם בכוח הכבידה על פני השטח, כשהוא ממלא את קרקעית העמק במישרין ומתקשה במהירות מבחוץ כלפי פנים, סכרים פירוקלסטיים נוצרים על ידי נשירה של חלקיקי טפרה שהרכבם אינו אחיד הנישאים באוויר ומתמצקים על פני השטח באיטיות מהחלק הפנימי כלפי חוץ. הסלעים הפירוקלסטיים מושקעים בצורה נרחבת הן על קרקעית העמק והן על המדרונות הסמוכים שמסביב. העובדה שהחלקיקים נישאים באוויר גורמת לכך שהם אינם מוגבלים למערכת הניקוז הקרובה להר והם עשויים לדלג מעבר לגבולות אגני הניקוז. המרכיבים הייחודיים מאפשרים חלוקה מחודשת מתמשכת שלהם לאחר ההצבה הראשונית שלהם בעזרת כוח המשיכה וזרמי מים. הנפיצות של התפרצויות פירוקלסטיות, הן אנכיות והן אופקיות נעה בין נחשולים בוערים לזרמים לוהטים ועד מפולות חמימות של טפרה. הראשון עשוי לייצר סכר באופן ישיר בעוד שהאחרון נוטה לעבות סכר קיים. למעט במקרים של התפרצות עזה מאוד, ובהכללה, נושרים חלקיקי טפרה גדולה (דוגמת פצצות געשיות) בסמוך ללוע בעוד שהחלקיקים הקטנים יותר (דוגמת אפר געשי) נושרים רחוק יותר כשתפוצת החומרים מושפעת בעיקר ממהירות הרוחות וכיוונן. הסכר נוצר לראשונה כאשר שכבת החומרים הפירוקלסטיים המצטברת על מדרונות תלולים לאורך זמן הופכת להיות בלתי יציבה וגולשת לתוך נהרות או נחלים. לאורך זמן מתגבשים חומרים פירוקלסטיים לסלע קשה תוך יצירת סוגי סלעים המסווגים כאיגנימבריט, ברקציה או אגלומרט יחד עם סוגים שונים של טוף, והם בדרך כלל בעלי הרכב פלסי. מהרגע שהסכר התבסס לראשונה תלוי אורך החיים שלו ביחס שבין ההתקשות וההתקשחות האיטית שלו לבין יכולת הסחיפה של המים הזורמים, הנגזרת מכמותם וממהירות הזרם, להסיר אותו. טפרה שלא התגבשה מוסרת בקלות על ידי משקעים ומים זורמים, תוך כדי יצירת להאר. מאחורי הסכר עשויים חומרים אלו להצטבר במהירות ולמלא את האגם, במורד הסכר עשויים חומרים אלו לסחוף את מדרון הסכר ואת בסיסו. אף שקיימות עדויות גאולוגיות לקיומם של סכרים פירוקלסטיים, הם ידועים יותר בהקשר להתפרצויות געשיות מודרניות ועיקר המחקר בנושא מתבסס עליהן. דוגמאות לסכרים פירוקלסטיים מרחבי העולם כוללים את הסכרים שנוצרו מהתפרצות הר הגעש אל צ'יצ'ון (El Chichón) במקסיקו והר הגעש קרימסקי (Карымская сопка) בקמצ'טקה שברוסיה. לאגם טאאל, קלדרה באי לוזון שבפיליפינים שבמרכזה שוכן הר הגעש טאאל, היה בעבר פתח לים סין המזרחי שסכר פירוקלסטי שנוצר מההתפרצות העזה של הר הגעש טאאל ב-1749 סגר. הסכר קיים גם כיום ופני האגם נמצאים כיום בגובה של 3 מטרים מעל פני הים. אגם ניוס שבצפון קמרון התפרסם ב-1986 כאשר רעידת אדמה גרמה לפליטה של פחמן דו-חמצני שהיה מומס במי האגם, והגז הכבד מהאוויר התפשט במורדות וגרם למותם של 1,700 איש. את מי האגם סוכר סכר פירוקלסטי שחוקרים חוששים כי הוא קרוב להתמוטטות וליצירת שיטפון בזק שעלול לגרום לאבדות בנפש עוד יותר גדולות מאלו של האסון ב-1986. כמו כל הסוגים של סכרים טבעיים, סחיפה או התמוטטות של סכרים געשיים עלולה ליצור שיטפונות קטסטרופליים, זרימת סחופת וגלישות קרקע, תלוי בגודל של האגם שנוצר מאחורי הסכר. עמ' 37-33 ב-Jeremy Schmidt, The Grand Canyon National Park: A Natural History Guide Harold E. Malde, The Catastrophic Late Pleistocene Bonneville Flood in the Snake River Plain, Idaho Andrews, Graham D.M., Russell, J. Kelly, and Stewart, Martin L., LAHAR FORMATION BY CATASTROPHIC COLLAPSE OF A PYROCLASTIC DAM: HISTORY, VOLUME, AND DURATION OF THE 2360 BP SALAL LAKE, MOUNT MEAGER, BRITISH COLUMBIA, CANADA El Chichon, Mexico Tansa Musa, Reuters, Cameroon Dam Nears Collapse, 10,000 Lives at Risk, Environmental Network News, August 19, 2005