DOI: https://doi.org/10.5194/sd-35-1-2026
تاريخ النشر: 2026-02-11
المؤلف: Torsten Dahm وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الجيولوجي والجيوكيميائي
نظرة عامة
تتميز منطقة إيفل في ألمانيا بالعديد من البراكين الرباعية، بما في ذلك براكين المار، حيث يُعتبر بركان لاشر زي مثالًا بارزًا بسبب تاريخه الثوري الكبير (6.3 كم³ من الصخور الكثيفة المعادلة ومؤشر الانفجار البركاني (VEI) يبلغ 6). هذا النظام الخامل ولكنه يتشكل بنشاط ويخرج الغازات مدعوم بأحد أحدث المجمعات الفرعية البركانية من السيليكات والكربونات على مستوى العالم. تاريخ البحث الواسع في المنطقة، وسهولة الوصول إليها، والبنية التحتية تجعلها موقعًا قيمًا لدراسة الحقول البركانية والمخاطر المرتبطة بها، خاصة فيما يتعلق بتدفقات ثاني أكسيد الكربون العالية من الوشاح.
ركزت ورش العمل الأخيرة على تحسين الاستفسارات العلمية المتعلقة بالبركانية الموزعة، ومناقشة جدوى الحفر في منطقة لاشر زي، وتحديد مواقع الحفر الواعدة. الإجماع هو أن لاشر زي يعد بمثابة سرير اختبار مثالي للتحقيق في الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمجمع السيليكات والكربونات الضحل، والذي يرتبط بخروج الغازات النشط. تشمل الأسئلة البحثية الرئيسية الآليات ومعدلات نقل الصهارة والسوائل عبر القشرة الأرضية في البيئات القارية، بالإضافة إلى ديناميات السوائل الضحلة فوق نظام الصهارة المتبقية الذي لا يزال نشطًا على الرغم من ثورته الأخيرة (قبل حوالي 13,000 سنة). الحفر ضروري لمعالجة هذه الأسئلة، حيث سيسهل جمع العينات التي يمكن أن توضح العلاقة بين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الصهارة الخارجة للغازات وعمليات الاحتجاز في الكربونات أو الكربونات المترسبة من السوائل.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية التحديات المرتبطة بالحقول البركانية الموزعة، والتي تنتشر في داخل القارات بعيدًا عن حدود الصفائح. تشكل هذه الحقول، مثل إيفل في ألمانيا وحقل أوكلاند البركاني، مخاطر محتملة للمناطق المأهولة بسبب أنماط ثورانها غير المتوقعة والديناميات المعقدة لأنظمتها الماجماتية. تؤكد الورقة أنه بينما يمكن أن تظل الحقول البركانية الفردية نشطة لملايين السنين، فإن التباين في تكرار الثورات يعقد التنبؤ بالنشاط البركاني. يتم تسليط الضوء على خروج ثاني أكسيد الكربون المستمر من هذه الحقول كمساهم كبير، ولكنه غالبًا ما يُقلل من قيمته، في ميزانية ثاني أكسيد الكربون البركانية العالمية، خاصة في المناطق التي تتميز بالذوبان القليل في الوشاح.
تُعرض حقول إيفل البركانية كدراسة حالة، حيث تُظهر تكرارًا عاليًا للثوران على مدى الـ 700,000 سنة الماضية، مع حدوث آخر الثورات قبل حوالي 13,000 سنة. تشير الورقة إلى تنوع أنواع الثورات داخل إيفل، بما في ذلك المخاريط البركانية الأحادية والانفجارية، وتناقش السياق الجيولوجي لهذه الثورات، بما في ذلك دور الانفجارات الكربوناتية ووجود المعادن الحرجة مثل العناصر الأرضية النادرة (REEs). يدعو المؤلفون إلى الحفر العلمي كطريقة حاسمة لتعزيز فهم أنظمة الصهارة تحت إيفل، مما قد يؤدي إلى تحسين تقييمات المخاطر البركانية ورؤى حول نقل واحتجاز المعادن الحرجة. تهدف استراتيجية الحفر ذات المرحلتين المقترحة إلى التحقيق في كل من المجال الفرعي البركاني القريب من السطح والأنظمة الماجماتية-الهيدروحرارية الأعمق المرتبطة بثورة لاشر زي.
مناقشة
يوفر قسم المناقشة في ورقة البحث نظرة شاملة على التاريخ البركاني والعمليات الجيوديناميكية المرتبطة بحقل إيفل الشرقي البركاني (EEVF). يسلط الضوء على بدء البركانية في مركز ريدن قبل حوالي 460-430 ألف سنة، مع نشاط لاحق أدى إلى تشكيل هياكل بركانية متنوعة، بما في ذلك المخاريط البركانية والمار. تم تمييز ذروة هذا النشاط من خلال ثوران لاشر زي بركان (LSV) المهم الذي يحمل مؤشر VEI 6 قبل حوالي 13 ألف سنة، والذي يتميز بخزان صهاري معقد من الفونوليت. تؤكد الدراسة على دور إعادة الشحن المافيك وديناميات ثاني أكسيد الكربون في التأثير على أنماط الثوران واستقرار خزانات الصهارة، مما يشير إلى أن تدفق ثاني أكسيد الكربون المستمر قد يستمر في التأثير على سلوك البركانية في المنطقة.
تتحدى الملاحظات الجيوفيزيائية والجيويدية الأخيرة الافتراضات السابقة حول الهيكل العميق لـ EEVF، كاشفة عن قناة شبه عمودية لسوائل غنية بثاني أكسيد الكربون و/أو هجرة الصهارة من أعماق تتراوح بين 10 إلى 45 كم. يثير وجود تشكيلات الدياتريم، المرتبطة على الأرجح بالأحداث الانفجارية المدفوعة بثاني أكسيد الكربون، أسئلة مهمة بشأن المخاطر البركانية في المناطق التي تشهد خروج غازات ثاني أكسيد الكربون النشط. تؤكد النتائج على الحاجة إلى الحفر العلمي لتعزيز فهم نقل الصهارة، والتخزين، والمخاطر الجيولوجية المرتبطة بها، خاصة في ضوء النشاط البركاني التاريخي في المنطقة وإمكانية حدوث ثورات مستقبلية. حددت ورش العمل التي أُجريت كجزء من هذا البحث أولويات البحث الرئيسية، مما يبرز أهمية إيفل كنموذج لدراسة الأنظمة البركانية الموزعة والمخاطر المرتبطة بها.
DOI: https://doi.org/10.5194/sd-35-1-2026
Publication Date: 2026-02-11
Author(s): Torsten Dahm et al.
Primary Topic: Geological and Geochemical Analysis
Overview
The Eifel region of Germany is characterized by numerous Quaternary volcanoes, including maar volcanoes, with the Laacher See volcano being a prominent example due to its significant eruptive history (6.3 km³ dense rock equivalent and a volcanic explosivity index (VEI) of 6). This dormant yet actively deforming and degassing system is underpinned by one of the youngest silicate-carbonatite subvolcanic intrusive complexes globally. The region’s extensive research history, accessibility, and infrastructure position it as a valuable site for studying volcanic fields and associated hazards, particularly concerning high CO₂ fluxes from the mantle.
Recent workshops have focused on refining scientific inquiries relevant to distributed volcanism, discussing the feasibility of drilling in the Laacher See area, and identifying promising drilling sites. The consensus is that Laacher See serves as an ideal test bed for investigating the physical and chemical properties of a shallow silicate-carbonatite intrusive complex, which is linked to active degassing. Key research questions include the mechanisms and rates of translithospheric magma and fluid transport in continental intraplate settings, as well as the dynamics of shallow fluids above a residual magma system that remains active despite its recent eruption (approximately 13,000 years ago). Drilling is essential for addressing these questions, as it would facilitate the collection of samples that can elucidate the relationship between CO₂ emissions from degassing magma and sequestration processes in carbonatites or fluid-precipitated carbonates.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance and challenges associated with distributed volcanic fields, which are prevalent in continental interiors away from plate boundaries. These fields, such as the Eifel in Germany and the Auckland Volcanic Field, pose potential hazards to populated areas due to their unpredictable eruption patterns and the complex dynamics of their magmatic systems. The paper emphasizes that while individual volcanic fields can remain active for millions of years, the variability in eruption recurrence complicates the forecasting of volcanic activity. Continuous CO₂ degassing from these fields is highlighted as a significant, yet often underestimated, contributor to the global volcanic CO₂ budget, particularly in regions characterized by small-degree mantle melting.
The Eifel volcanic fields are presented as a case study, showcasing a high frequency of eruptions over the last 700,000 years, with the last eruptions occurring approximately 13,000 years ago. The paper notes the diverse eruption types within the Eifel, including monogenetic scoria cones and explosive maar diatremes, and discusses the geological context of these eruptions, including the role of carbonatitic intrusions and the presence of critical metals like rare earth elements (REEs). The authors advocate for scientific drilling as a crucial method to enhance understanding of the magmatic plumbing systems beneath the Eifel, which could lead to improved volcanic hazard assessments and insights into the transport and sequestration of critical metals. The proposed two-phase drilling strategy aims to investigate both the near-surface subvolcanic realm and the deeper magmatic-hydrothermal systems associated with the Laacher See eruption.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive overview of the volcanic history and geodynamic processes associated with the Eifel East Volcanic Field (EEVF). It highlights the initiation of volcanism at the Rieden center approximately 460-430 ka, with subsequent activity leading to the formation of various volcanic structures, including scoria cones and maars. The culmination of this activity was marked by the significant VEI 6 eruption of Laacher See Volcano (LSV) around 13 ka, characterized by a complex phonolitic magma reservoir. The study emphasizes the role of mafic recharge and CO₂ dynamics in influencing eruption styles and the stability of magma reservoirs, suggesting that ongoing CO₂ influx may continue to affect volcanic behavior in the region.
Recent geophysical and geodetic observations challenge previous assumptions about the EEVF’s deep structure, revealing a subvertical channel for CO₂-rich fluids and/or melt migration from depths of 10 to 45 km. The presence of diatreme formations, potentially linked to CO₂-driven explosive events, raises important questions regarding volcanic hazards in areas of active CO₂ degassing. The findings underscore the need for scientific drilling to enhance understanding of magma transport, storage, and the associated geohazards, particularly in light of the region’s historical volcanic activity and the potential for future eruptions. The workshops conducted as part of this research have identified key research priorities, emphasizing the Eifel’s significance as a model for studying distributed volcanic systems and their associated risks.