انتشار تصاویر اخیر از خروج دود و بخار سفید از دهانه قله دماوند، علاوه بر اینکه موجب نگرانی مردم شد، سوالاتی را نیز در خصوص آتشفشان قدیمی دماوند ایجاد کرد. درواقع این اتفاق تعابیر و تفاسیرهای گوناگونی به دنبال داشته است.

خبرآنلاین در گفت وگویی با مهدی زارع، استاد پژوهشگاه زلزله شناسی، به بررسی نشانه های احتمالی فوران آتشفشان دماوند و روش های پایش این آتشفشان فعال ولی خفته پرداخته که مشروح آن را در ادامه می خوانید:

چگونه می فهمیم که آتشفشانی مانند دماوند در معرض فوران است؟
پایش مرحله پیش از فوران در آتشفشان فعال ـ ولی خفته ـ چینه ای دماوند، با تشخیص ناهنجاری چندگانه ممکن است. افزایش قابل توجه در لرزه خیزی ژرف، همراه با تورم قابل اندازه گیری سطح کوه آتشفشانی و تغییر قابل توجه در مقدار و ترکیب گازهای منتشر شده، و تغییرات در شاخص های ژئوفیزیکی و زمین شناختی منجر به افزایش سطح هشدار و پایش دقیق تر خواهد شد. هشدارها معمولا چهارگانه اند: سبز، زرد، نارنجی و قرمز.

سطح های هشدار چگونه تعریف می شوند؟
• وضعیت سبز: یا عادی، نشانه فعالیت معمول و حالت غیر فورانی است. فرآیندهای آتشفشانی در محدوده هنجارهای معمول و از پیش دانسته شده هستند و فقط فعالیت های آب گرمایی و لرزه ای جزیی بدون خطر است.
• وضعیت زرد: نشانه هایی از افزایش ناآرامی ها بالاتر از سطوح شناخته شده پس زمینه، با افزایش لرزه خیزی، انتشار گاز، تغییر شکل زمین یا گرمایش گزارش شده است.
• وضعیت نارنجی: ناآرامی های فزاینده با پتانسیل بالای فوران، یا فوران در حال وقوع است اما خطرات محدودی دارد (مثلاً خروج جزیی خاکستر). سیگنال های پیش از فوران واضح هستند: فوج زلزله ها، تورم قابل توجه، خروج زیاد گاز مشاهده می شود.
• وضعیت قرمز: فوران خطرناک قریب الوقوع، در حال وقوع یا مشکوک است. فعالیت شدید پیش نشانگرها (زلزله های مداوم، تغییر شکل سریع) یا یک فوران انفجاری بزرگ در حال وقوع است که باعث ایجاد ستون های خاکستر قابل توجه و یا جریان های آذرآواری می شود.

آتشفشان دماوند چه نشانه هایی از فعالیت دارد؟

آتشفشان چینه ای خفته (dormant) مانند دماوند برای پایش پیش نشانگرهای فوران های احتمالی نشانه های مختلفی از فعالیت دارد. فعالیت دودخان در دهانه قله، گازهایی مانند دی اکسید گوگرد (SO₂)، دی اکسید کربن (CO₂) و سولفیدهیدروژن (H₂S) منتشر می کند. چشمه های آب گرم در دامنه های آن نشان دهنده یک سامانه آب گرمایی فعال است. پارامترهای مختلفی برای پایش فعالیت های احتمالی منجر به فوران و انفجار احتمالی در سامانه آتشفشانی مورد بررسی قرار می گیرد:

1- فعالیت لرزه ای: یکی از مهم ترین جنبه های پایش است. همانطور که ماگما به سمت سطح حرکت می کند، اغلب باعث افزایش ثبت زلزله ها می شود، که معمولاً با زمین لرزه های آتشفشانی زمین ساختی (VT: volcanic-tectonic) مشخص می شود. خوشه هایی از صدها زلزله کوچک با فراوانی زیاد در اثر شکستگی شکننده سنگ ایجاد می شوند، زیرا ماگما با فشار به سمت بالا حرکت می کند و مسیرهای جدیدی ایجاد می کند و پوسته اطراف را تحت فشار قرار می دهد. زلزله هایی که از ژرفای 10 تا 20 کیلومتری (جایی که ممکن است ماگما وجود داشته باشد) به ژرفای کمتر (2 تا 5 کیلومتری) در زیر قله مهاجرت می کنند نشان می دهند که ماگما به سمت بالا نفوذ می کند. افزایش فراوانی زلزله ها، به ویژه اگر شروع به تجمع در زیر ساختمان کنند، یک هشدار بزرگ است. نوعی سیگنال لرزه ای پیوسته و با پریود بلند/فرکانس پایین به نام لرزش آتشفشانی (volcanic tremor) در اثر حرکت ماگما و گاز در سامانه کانال های آتشفشانی ایجاد می شود.

2- تغییر شکل زمین: یکی دیگر از شاخص های مهم ناآرامی های آتشفشانی است. با حرکت ماگما به داخل محفظه های ماگمایی داخلی آتشفشان، باعث تورم یا برآمدگی آتشفشان می شود. این تغییر شکل که به عنوان تغییرشکل یا تورم زمین شناخته می شود، شاخص مهمی از افزایش فشار است، مانند برآمدگی قابل توجهی که قبل از فوران سال 1980 در دامنه شمالی کوه سنت هلنز در مارس 1979 در آمریکا ظاهر شد. فناوری هایی که حرکات سطحی را پایش می کنند، حرکات تورمی را می توانند هفته ها تا ماه ها قبل از فوران ثبت کنند. همچنین تیلت مترها/شیب سنج ها ابزارهای بسیار حساسی هستند که تغییرات ظریف در شیب سطح آتشفشان را اندازه گیری می کنند و اغلب داده های بلادرنگ در مورد رویدادهای تورم سریع ارائه می دهند.

3- تغییرات شیمیایی در گازهای آتشفشانی: به عنوان پیش نشانگر مهم عمل می کنند. تغییرات در ترکیب گازهای ماگمایی مانند CO₂ و SO₂ در آب های زیرزمینی حل می شوند و آن را اسیدی تر می کنند. پایش اسیدی بودن، دما و ترکیب شیمیایی چشمه ها و دریاچه های دهانه می تواند افزایش ورودی مایعات ماگمایی را نشان دهد.

4- پایش حرارتی: با حسگرهای مادون قرمز ماهواره ای و هوایی می توانند مناطق داغ شده جدید (زمین داغ، دودخان ها، برف ذوب شده) را در قله و دامنه های آتشفشان تشخیص دهند که نشان می دهد مواد داغ در حال نزدیک شدن به سطح هستند. سطح آب و دما در چاه های دامنه آتشفشان و در حمام های آب گرم پیرامون آتشفشان می تواند به دلیل گرمایش و فشار زیرسطحی تغییر کند.

5- تغییرات در حجم و ترکیب گازهای آزاد شده از دریچه های آتشفشان یا دودخان ها: می تواند تصویری مستقیم از ماگمای زیرین ارائه دهد. با بالا آمدن ماگما و کاهش فشار بر روی آن، گازهای محلول مانند دی اکسید گوگرد و دی اکسید کربن به صورت حباب بیرون می آیند و فرار می کنند. افزایش قابل توجه در مقدار این گازها یا تغییر در نسبت آن ها، نشانگر مهمی است که نشان می دهد ماگما در حال نزدیک شدن به سطح زمین است و فوران ممکن است قریب الوقوع باشد. کاهش ناگهانی انتشار گاز پس از یک دوره خروجی بالا نیز می تواند حتی خطرناک تر باشد، زیرا ممکن است نشان دهد که گاز در یک گنبد گدازه مسدود شده و فشار شدیدی را برای فوران انفجاری ایجاد می کند. انتشار CO₂ که حلالیت کمتری دارد، از خاک اطراف آتشفشان می تواند پیش نشانگر اولیه نفوذ ماگمایی ژرف باشد.

6- سنجش تغییرات گرانش، مغناطیس و الکتریک: در محدوده آتش فشان نیز راهگشاست. مثلاً سرد شدن و تبلور ماگما با افزایش چگالی و افزایش گرانش همراه می شود، در حالی که نفوذ گدازه کم چگال تر ممکن است باعث کاهش گرانش شود. گرم شدن سنگ می تواند خاصیت مغناطیسی آن را کاهش دهد. حرکت سیالات هم می تواند مقاومت الکتریکی را تغییر دهد. کاهش مقاومت ویژه با افزایش سیال آب گرمایی مرتبط است که اغلب با بالا آمدن گدازه در شکستگی ها همراه است.

7- مشاهده مستقیم و تصاویر ماهواره ای و نظارت مستقیم چشمی: ثبت با وب کم و تهیه مداوم تصویر ماهواره ای از علائم ظریف مانند افزایش ریزش سنگ، فعالیت جدید دودخان ها یا ترک خوردن یخچال های قله از شاخص های پایش تغییر وضعیت آتشفشان است.

خطر آتشفشان دماوند در آینده چگونه است؟
آتشفشان های چینه ای خفته مانند دماوند به ویژه بالقوه خطرناک هستند زیرا ماگماهای آن ها اغلب چسبناک و غنی از گاز آندزیتی تا ریولیتی هستند که آن ها را مستعد فوران های انفجاری می کنند. دوره طولانی سکون از آخرین انفجار ـ 7300 سال قبل ـ امکان ایجاد فشار قابل توجهی را فراهم می کند و اگر ساختمان آتشفشانی در برابر فشارهای وارده ضعیف شود، خطر فوران فاجعه بار در آینده افزایش می یابد.