الزجاج البركاني

الزجاج البركاني هو مادة غير متبلورة (غير بلورية) تنتج عن التبريد السريع للماغما. وكما هو الحال مع جميع أنواع الزجاج، فإنها تمثل حالة من المادة تقع في منطقة وسطى بين الترتيب المنظم للغاية للبلورات والترتيب العشوائي للسوائل. قد يشير الزجاج البركاني إلى المادة البينية أو المصفوفة في الصخور البركانية دقيقة الحبيبات، أو إلى أي من عدة أنواع من الصخور النارية الزجاجية.

أصل وتكوين الزجاج البركاني

يتكون الزجاج البركاني عندما تبرد الماغما بسرعة كبيرة بحيث لا تملك العناصر الوقت الكافي لتنظيم نفسها في هياكل بلورية. عندما تبرد الماغما بسرعة إلى ما دون درجة حرارة التبلور العادية، فإنها تصبح سائلاً فائق التبريد، ومع استمرار التبريد السريع، تتحول إلى مادة صلبة غير متبلورة. يحدث هذا التحول عند درجة حرارة تسمى درجة حرارة الانتقال الزجاجي، والتي تعتمد على معدل التبريد وكمية المياه المذابة في الماغما.

تعتبر الماغما الغنية بالسيليكا والفقيرة بالمياه المذابة هي الأكثر عرضة للتبريد السريع وتكوين الزجاج البركاني. ونتيجة لذلك، يمكن لصهارة الريوليت (الغنية بالسيليكا) أن تنتج تيفرا تتكون بالكامل من الزجاج البركاني، وقد تشكل تدفقات لافا زجاجية. أما البازلت، الذي يحتوي على نسبة منخفضة من السيليكا، فيشكل الزجاج بصعوبة أكبر، لذا فإن تيفرا البازلت تحتوي عادةً على بعض المواد البلورية.

آليات التبريد

تتفاوت فعالية آليات التبريد في تكوين الزجاج البركاني:

• التبريد بالماء (Quenching): هو الآلية الأكثر فعالية على الإطلاق.
• التبريد بالهواء: يحدث في أعمدة الثوران البركاني وهو أقل فعالية من الماء.
• التبريد بالتلامس مع الأرض: وهو الأقل فعالية، ويحدث عادةً في قاعدة تدفقات اللافا.

توضح أنواع الزجاج البازلتي مثل التاكيلايت (المعتم بسبب وجود بلورات أكسيد صغيرة) والسيديروميلان (الشفاف جزئياً بسبب قلة البلورات) كيف يؤثر معدل التبريد والظروف المحيطة على المنتج النهائي.

أنواع الزجاج البركاني

تتعدد أنواع الزجاج البركاني بناءً على التركيب الكيميائي والبنية الفيزيائية:

• البوميس (الخفاف): يعتبر زجاجاً لأنه يفتقر إلى البنية البلورية.
• السكوريا: المكافئ المافي أو المتوسط للبوميس، وعادة ما يكون أكثر كثافة وبفقاعات أكبر.
• دموع الأباتشي: نوع من الأوبسيديان العقدي.
• التاكيلايت: زجاج بازلتي ذو محتوى منخفض من السيليكا.
• السيديروميلان: شكل أقل شيوعاً من التاكيلايت.
• البالاجونيت: ناتج عن تحلل الزجاج البازلتي.
• الهيالوكلاستيت: بريشيا مائية من السيديروميلان والبالاجونيت.
• شعر بيلي: خيوط أو ألياف من الزجاج البركاني البازلتي.
• دموع بيلي: قطرات تشبه الدموع من الزجاج البازلتي.
• ليمو أو بيلي (أعشاب بيلي البحرية): رقائق وصفائح رقيقة من الزجاج البازلتي.
• بيتشستون (حجر القار): زجاج بركاني حمضي يشبه الأوبسيديان ولكن بمحتوى مائي أعلى.

التحلل والتغير الكيميائي

الزجاج البركاني غير مستقر كيميائياً ويتحلل تدريجياً بمرور الوقت. وبسبب افتقاره إلى بنية بلورية، يمكن للماء أن يتفاعل معه بسهولة، مما يؤدي إلى إزالة بعض العناصر وتكوين معادن جديدة. هذه العملية قد تحول الرماد البركاني إلى صخور صلبة بسرعة نسبية، وفي بعض البيئات، يساهم تحلل الزجاج البركاني في تكوين رواسب معدنية ذات أهمية اقتصادية مثل الزيوليت والبنتونيت.