دماوند سال هاست بی آنکه فورانی داشته باشد، آرام و استوار دیده می شود؛ اما زیر این آرامش، نشانه های یک آتشفشان زنده جریان دارد. خروج مداوم گازهای گوگردی، لرزه های ریز و ناهنجاری های حرارتی ثابت می کند که دماوند خاموش نیست؛ فقط فوران نمی کند. هم زمان، گرمایش اقلیمی و خشکسالی های پی درپی یخچال های کوچک این قله نمادین را به عقب نشینی واداشته و چهره آن را دگرگون کرده است.

به گزارش خبرآنلاین، در گفت وگوی پیش رو، مهدی زارع از آنچه در دل دماوند می گذرد، از گذشته دور تا تغییرات امروز، پرده برمی دارد؛ روایتی علمی که نشان می دهد چرا این کوه بیش از هر زمان نیازمند مراقبت و پایش مداوم است.

مشروح این گفت وگو را در ادامه بخوانید:

دماوند از نظر وضعیت آتشفشانی چه ویژگی هایی دارد و آخرین فعالیت های شناخته شده آن مربوط به چه زمانی است؟

دماوند، به عنوان یک آتشفشان بالقوه فعال و بلندترین قله خاورمیانه با خروج مداوم گاز و فعالیت لرزه ای طی حدود 7300 سال فوران ماگمایی نداشته است. فعالیت آن در قرنهای اخیر غیر فورانی بوده و عمدتاً شامل فعالیت فومرولی -انتشار مداوم گازها و بخار -از قله و دامنه های آن است و زلزله های کوچک ناشی از حرکت مایعات آب گرم، گاز و مایعات مشتق شده از ماگما و تغییرات پوسته زیر آتشفشان و ناهنجاری های حرارتی با نشانه هایی از افزایش دمای سطحی است. تا کنون هیچ افزایش قابل توجهی در فعالیت وجود نداشته است که نشان دهد فوران قریب الوقوع باشد. با این حال، خروج مداوم گاز و لرزه خیزی تأیید می کند که سیستم آتشفشانی زنده است و نیاز به نظارت مداوم دارد.

جدیدترین فوران تأیید شده، که با جریان های گدازه در دامنه غربی مشخص می شود، حدود 5350 سال پیش از میلاد (تقریباً 7300 سال پیش) رخ داده است که آن را به طور قطعی در دوران هولوسن قرار می دهد. سه ذخیره پوکه معدنی جوان اصلی در ملار، کرم پشته و رینه را با سن احتمالاً بین 7300. تا 25 هزار سال قبل شناسایی کرده اند که نشان دهنده فعالیت انفجاری در اواخر پلیستوسن و اوایل هولوسن است.

وضعیت یخچال ها و شرایط اقلیمی گذشته دماوند چگونه بوده است؟

یخچال های طبیعی کوچک یخ برفی یا neve نوه ها عبارتند از قطعه های برف سخت شده دائمی هستند که منجمد و فشرده شدن در نهایت به یخ یخچالی تبدیل می شود- امروزه در دامنه های بالای دماوند نوه ها وجود دارند. با این حال، به دلیل آب و هوای خشک، دماوند از یخچال طبیعی دائمی و بزرگی پوشیده نیست. در آخرین عصر یخ 25 هزار تا حدود 12 هزار سال قبل منطقه پوشیده از یخ بسیار گسترده تر بود و خط برف اقلیمی به طور قابل توجهی در ارتفاع های پایین تری نسبت به امروز بوده است. عقب نشینی یخچال های طبیعی شامل یخچال های کوچک مدرن طی سده اخیر با روند تغییرات اقلیمی جهانی و منطقه ای همسو است.

داده های دیرینه اقلیم درباره خشکسالی 4.2 هزار سال قبل چه اطلاعاتی ارائه می کنند و این رویداد چه پیامدهایی داشته است؟

داده های دیرینه اقلیم یک دوره خشکسالی ناگهانی و طولانی در 4260 سال قبل نشان می دهد که خشکسالی طولانی مدتی بوده که تا سده دوم قبل از میلاد ادامه داشته است. فرضیه ای وجود دارد که همین خشکی باعث فروپاشی پادشاهی کهن در مصر، امپراتوری اکدی در بین النهرین و فرهنگ لیانگژو در منطقه سفلای رودخانه یانگ تسه شده است. شواهد نشان می دهد که افزایش تغییرات ال نینو-نوسان جنوبی (ENSO) نیز در ایجاد شرایط آب و هوایی مرتبط با این رویداد نقش داشته است. آتشفشان های انفجاری در ایسلند نیز به عنوان یکی از علل مطرح شده اند. شواهد دیرینه اقلیمی روشن و مطالعه شده ای در ایران دارد.

این شواهد در ایران دقیقاً چه مواردی را نشان می دهند؟

چندین نمونه ایرانی - رسوبات دریاچه ای، غارسنگ ها، توالی های لس-دیرینه خاک و گرده های حفظ شده و لایه های باستان شناختی - تغییر به سمت شرایط اقلیمی خشک تر، سردتر و متغیرتر را در ایران نشان می دهد که از حدود 4200 سال پیش شروع می شود و تقریباً تا 3800 تا 3900 پیش ادامه داشته است. شواهد دیرینه اقلیمی رویداد 4200 سال پیش در ایران در دریاچه ارومیه هسته های رسوبی نشان دهنده کاهش سطح دریاچه، افزایش رسوبات تبخیری ها و کاهش فراوانی دیاتوم ها در حدود 4200 سال پیش نشان دهنده دوره ای از خشکی شدید و کمبود هیدرولوژیکی است. برخی از هسته های رسوبی شوری بالا و شاخص های گرد و غبار را نشان می دهند.

در دریاچه زریبار کردستان سوابق گرده ها، گسترش پوشش گیاهی استپی و کاهش جنگل بلوط در این بازه زمانی نشان دهنده شرایط خنک تر و خشک تر اومحتوای آلی کمتر، نشان دهنده کاهش بهره وری در این مدت است.

در دریاچه مهارلو استان فارس شواهدی از افت شدید سطح دریاچه و غلظت تبخیر و کمبود آب خبر می دهد. . شواهد غارسنگ ها - استالاگمیت ها در کتله خور، علیصدر و دیگر غارها در شمال غربی و غرب ایران یک تغییر مثبت قابل توجهایزوتوپ اکسیژن 18 را در4200 سال قبل نشان می دهد. این تغییرات نشان از کاهش بارش زمستانی، ضعیف شدن بادهای غربی، زمستان های سردتر و خشک تر همزمان با سیگنال های خشکسالی منطقه ای از شام و بین النهرین است.

در شمال شرقی ایران - منطقه نیشابور - افزایش تجمع گرد و غبار در حدود 4200 سال قبل نشان از ضعیف شدن پوشش گیاهی، تشدید باد، خشکی گسترده دارد. در همین مقطع فروپاشی یا زوال سکونتگاه های اوایل عصر برنز در جیرفت - هلیل رود درجنوب شرقی ایران با کاهش کشاورزی مبتنی بر آبیاری، و در فلات مرکزی ایران: متروکه شدن موقت برخی از واحه ها در بین النهرین شمالی و ایلام تنش خشکسالی را نشان می دهد.

در این مقطع زمانی کاهش لایه های سکونتگاهی، افزایش مهاجرت به سمت دره های رودخانه ای، تغییرات در سبک های سفالگری مطابق با جابجایی فرهنگی با فروپاشی های مشابه در بین النهرین اکدی، دره سند و شرق مدیترانه مرتبط است. کاهش جنگل های بلوط در غرب ایران گسترش درختچه های خشکی زی، افزایش زغال چوب نشان دهنده ی فراوانی بیشتر آتش سوزی های جنگلی است که احتمالاً به دلیل شرایط خشک تر بوده است.

بنابراین ایران شواهد دیرینه اقلیمی مستندی برای خشکسالی 4200 سال قبل دارد. ایران خشکی قابل توجهی را تجربه کرده است، که با رویداد خشکسالی گسترده تر در تمدن ها از بین النهرین تا دره سند مطابقت دارد.

آیا فوران های دماوند می توانند در این خشکسالی ها نقش داشته باشند؟

با وجود آنکه که فوران های آتشفشانی در مقیاس بزرگ در سطح جهان با تزریق گردو غبار آتشفشانی -آئروسل ها- به استراتوسفر باعث سرمایش و خشکسالی کوتاه مدت می شوند، هنوز مطالعه ای نشان نداده که آخرین فوران شناخته شده دماوند در 7300 سال قبل یا رویداد 25 هزار سال قبل مستقیماً به این دوره های خشکسالی بزرگ یا ذوب شدن طولانی مدت یخچال ها مرتبط بوده است. ضمنا هنوز شاهدی از فوران جوانتر از 7300 سال قبل در دماوند بدست نیامده است. عقب نشینی مداوم یخچال ها تا کنون عمدتا به اقلیم خشک جهانی فعلی و روندهای گرمایش نسبت داده می شود.

در دو دهه اخیر چه نشانه هایی از فعالیت دماوند ثبت شده است؟

از ابتدای سده بیست و یکم دهانه قله دماوند و مناطق اطراف آن به انتشار مداوم و قوی گازهای گوگردی ادامه داده است. شبکه لرزه نگاری محلی، زمین لرزه های سطح پایین و با بزرگی کم، معمولاً با بزرگی کمتر از 3 را ثبت کرده که در مناطق خاصی در اطراف آتشفشان، به ویژه در شمال و غرب، متمرکز بودند. این زمین لرزه ها به عنوان زمین لرزه های مرتبط با گردش سیال گرمابی و تنش های زمینساختی تفسیر شده اند.

در سالهای 1384 تا 1394 تغییرات و ناآرامی های جزیی بصری و ماهواره ای افزایش احتمالی حجم و شدت انتشار گازهای دودخانه ای را نشان داد. داده های ماهواره ای MODIS و ASTER با شناسایی منظم ناهنجاری های حرارتی در قله نشان می دهد منافذ گاز در دمای بالایی قرار دارند. همزمان چندین خوشه لرزه ای کوچک نیز شناسایی شدند. خوشه های لرزه ای در سال 1386 و 1392 منجر به فوران نشد و پس از آن به سطوح پس زمینه بازگشت. این خوشه ها احتمالاً ناشی از پالس های مایعات و گازهای داغ در حال حرکت به قسمت های کم ژرفای سامانه آتشفشانی بوده اند.

درباره ویژگی های شیمیایی گازها و چشمه های آب گرم دماوند چه یافته هایی وجود دارد؟

مطالعات دقیق تر شیمی گاز و آب از دودخان ها و چشمه های آب گرم تأیید کردند، به این معنی که آن ها از یک منبع مذاب ژرف که در حال تخلیه گاز است، سرچشمه می گیرند. دودخان های بزرگی در نزدیکی دهانه قله، به ویژه در لبه جنوبی قرار دارند. این دهانه ها به طور فعال گازهای غنی از دی اکسید گوگرد و بخارآب داغ منتشر می کنند. دمای گاز حدود 50 درجه سانتیگراد اندازه گیری شده است.

رسوبات قابل توجهی از گوگرد زرد در این منطقه، به ویژه در دامنه معروف به تپه گوگردی ، قابل مشاهده است. چشمه های آب گرم متعددی در دامنه های آتشفشان و در پایه آن یافت می شوند که گرمای آتشفشانی را در نزدیکی سطح نشان می دهند. مهمترین چشمه ها، مانند چشمه آب گرم لاریجان، برای حمام های عمومی استفاده می شوند و به دلیل محتوای معدنی خود -عمدتاً کاتیون های کلسیم و منیزیم و آنیون های کربنات و سولفات مشهور هستند.

درباره محفظه ماگمایی دماوند و ارتباط آن با لرزه خیزی منطقه چه اطلاعاتی داریم؟

فعالیت لرزه ای و ماگما در حالی که این آتشفشان خفته است نشان می دهد که یک محفظه ماگما بین 2 تا 5 کیلومتری زیر سطح وجود دارد. تصور می شود که این محفظه به یک منطقه داخلی از ماگمای داغ و احتمالاً مذاب مربوطاست که با ماگمای چگال تر و سردتر احاطه شده است. قله دماوند که از نظر زمینساختی فعال است. منطقه اطراف، به ویژه در امتداد گسل مشا در نزدیکی آتشفشان، زمین لرزه های منظم تجربه می کند که گاهی اوقات تا بزرگای بیش از 5 نیز -مانند زلزله 17 اردیبهشت 1399 مشا، دماوند- می رسد. دمای سیال مخزن در ژرفای آتشفشان بین 130 تا 150 درجه سانتیگراد تخمین می زنند که دمای مناسبی برای تولید انرژی زمین گرمایی است.

و اما موضوع مهم، نبود برف در قله دماوند در سال های اخیر. این مسئله دقیقاً به چه عواملی مربوط می شود؟

باید ببینیم که خشکسالی در محدوده قله دماوند در چه وضعی است: زمین به دلیل تجمع گازهای گلخانه ای در جو، در حال گرم شدن است. این گرمایش یکنواخت نیست، اما در مناطق قطبی و عرض های جغرافیایی بالا بیشتر مشهود است. نبود برف در قله دماوند در ماه آبان نشان می دهد که هوا گرم تر شده و مستقیماً از تجمع برف جلوگیری می کند. در یک سال عادی، توده های برف و یخ یخچال های طبیعیِ در حال ذوب، منبع حیاتی و پایداری از آب را برای رودخانه ها و سفره های آب زیرزمینی، فراهم می کنند. این پدیده به عنوان اثر حائل یخچال های طبیعی شناخته می شود. در رودخانه های تغذیه شده با یخچال های طبیعی پایداری جریان آب در اقلیم نیمه خشک تا حد زیادی به ذوب آهسته و مداوم یخ و برف ارتفاعات بالای کوه وابسته است.

خشکسالی های اخیر و طولانی مدت در سراسر ایران، به ویژه در منطقه البرز، عامل اصلی تسریع ذوب و عقب نشینی یخچال های طبیعی دماوند هستند. خشکسالی ها اساساً ناشی از تغییرات در الگوهای جریانهای جوی هستند که میزان رطوبت بارش برف و باران رسیده به کوه های البرز را کاهش می دهند. خشکسالی با کاهش قابل توجه بارندگی و برف سالانه تعریف می شود.

برف و باران کمتر به معنای رطوبت کمتری است که در زمستان برای پر کردن مجدد یخچال ها انباشت برف و یخ- باید در دسترس باشد. تغییرات اقلیمی منجر به افزایش میانگین دمای سالانه در سراسر ایران شده است. دمای بالاتر باعث ذوب سریع تر و زودتر یخچال های طبیعی می شود. برخی از توده های یخی کوچک تر دماوند ممکن است دیگر حتی به عنوان یخچال واجد شرایط نباشند، زیرا در تابستان های گرم و خشک به طور کامل در معرض ناپدید شدن هستند.

با کوچک شدن یخچال های طبیعی، توانایی آن ها در کنترل جریان رودخانه در دوره های خشکسالی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که حجم یخچال از یک آستانه بحرانی عبور می کند، یخ در حال ذوب که زمانی جریان تابستانی را تضمین می کرد، از بین می رود.

محفظه ماگمای کم ژرفا تر و داغ تر در مورد مکان های بسیار خاصی، به ویژه ایسلند، که در پشته میانی اقیانوس اطلس قرار دارد و فعالیت آتشفشانی فراوانی دارد، موجب می شود که حرکت ماگما به یک محفظه کم ژرفاتر گرمای زمین گرمایی عظیمی را آزاد کند. این حرارت زمین گرمایی می تواند یخ و برف را از زیر زمین ذوب کند، سطح زمین را گرم کند و از چسبیدن برف جلوگیری کند، مناطقی مانند نزدیک دریچه های زمین گرمایی ایجاد کند که در حالی که مناطق اطراف پوشیده از برف هستند، بدون برف باقی می مانند. اثر گرمای زمین گرمایی به ناحیه ای مستقیماً در بالا و بلافاصله اطراف نفوذ ماگما محدود می شود.

یک محفظه ماگمای کم ژرفاتر داغ تر مانند قرار دادن یک پد گرمکن در زیر یک بخش کوچک از کف یک اتاق از خانه است. این موضوع یک نقطه داغ بسیار قابل توجه در آن مکان خاص ایجاد می کند. اگرچه فعالیت آتشفشانی یک داستان علمی جذاب و یک عامل محلی واقعی است، اما بر اساس اطلاعات موجود کمبود پوشش برف در ماه آبان در سال های اخیر در دماوند عمدتاً به دلیل هوای گرم تر ناشی از تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت های انسانی است.