دریاچه ارومیه، به عنوان یکی از مهم ترین پهنه های آبی داخلی ایران، تنها یک پدیده هیدرولوژیک نیست، بلکه ساختاری پیچیده و پویا در بستر زمین ساختی شمال غرب کشور به شمار می رود. نقش گسل ها، ساختار پوسته زمین، سنگ بستر و تغییرات تنشی ناشی از نوسانات حجم آب، از جمله عواملی هستند که در رفتار این دریاچه و پیامدهای زمین شناختی و لرزه ای آن اثرگذارند.

به گزارش خبرآنلاین، مهدی زارع، استاد پژوهشکده بین المللی زلزله شناسی، با نگاهی زمین ساختی، به تشریح رابطه گسل ها با بستر و آب دریاچه ارومیه می پردازد و در توضیح ساختار کلی دریاچه ارومیه می گوید: این دریاچه یک فرورفتگی ساختاری است که با شبکه ای از گسل های فعال کنترل می شود و سنگ بستر و مورفولوژی کلی آن را شکل داده اند. دریاچه بین چندین سامانه گسلی بزرگ به صورت یک حوزه فروکششی ایجاد شده است. گسل شمال تبریز، به عنوان گسل امتدادلغز راست گرد با روند شمال غرب جنوب شرق، از شمال دریاچه عبور می کند.

او عنوان می کند: جابه جایی در راستای این گسل بخشی از یک سامانه برش ساده امتدادلغز راست گرد با مؤلفه فشاری است. گسل های سلماس و سرو در غرب و شمال غربی دریاچه نیز به عنوان بخش های دیگر همین سامانه، با جابه جایی دارای مؤلفه امتدادلغز راست گرد، به شکل گیری حوضه های رسوبی و ایجاد حوزه فروکششی دریاچه کمک می کنند. گسل ارومیه نیز مرز غربی ساختاری دریاچه را مشخص کرده است.

زارع در تشریح سنگ بستر دریاچه ارومیه اشاره می کند که این بستر از سنگ های پی سنگ کریستالی قدیمی و لایه های رسوبی جوان تر در یک فروافتادگی زمین ساختی فعال تشکیل شده است. پی سنگ کریستالی و دگرگونی ژرف ترین بخش را می سازد و شامل سنگ هایی از پرکامبرین تا پالئوزوییک است.

او توضیح می دهد: در غرب دریاچه، سنگ های دگرگونی پالئوزوییک مانند شیست ها و گنیس ها در سطح یا درست زیر رسوبات نازک رخنمون دارند که نشان می دهد حاشیه غربی در مقایسه با بستر دریاچه از نظر زمین ساختی بالاآمده است. در شرق دریاچه، پی سنگ بسیار ژرف تر و تا حدود 8000 متر زیر توالی عظیمی از رسوبات از پایان دوران اول تا پایان دوران دوم زمین شناسی قرار دارد.

زارع عنوان می کند که پی سنگ میوسن سازند قم مستقیماً در زیر گل نرم و نمکی دریاچه قرار گرفته است.

به گفته او، این لایه شامل سنگ آهک مرجانی، مارن و شیل است و به عنوان یک کف سخت برای دریاچه فعلی عمل می کند. این سازند در چندین جزیره از 102 جزیره دریاچه و همچنین در سواحل شمال غربی قابل مشاهده است.

این کارشناس و استاد دانشگاه، با اشاره به نتایج مطالعات گرانشی می گوید مرز پوسته و گوشته -موهو- در زیر دریاچه در ژرفای حدود 41 کیلومتر قرار دارد، در حالی که این مرز در ارتفاعات اطراف تا حدود 48 کیلومتر پایین می رود.

او تأکید می کند: پوسته زیر دریاچه ارومیه در مقایسه با اطراف نازک تر است و این نازک شدگی می تواند نشان دهنده بالاآمدگی گوشته ای یا جداشدگی پوسته باشد که امکان نشست پوسته در حوضه دریاچه را فراهم کرده است.

زارع همچنین به نقش مراکز آتشفشانی کواترنری مانند شبه جزیره اسلامی -که مشتمل بر یک مخروط آتشفشانی است- و آتشفشان سهند اشاره می کند که جوان ترین بخش های سنگ بستر دریاچه را ساخته اند.

زارع توضیح می دهد در بستر دریاچه ارومیه، رسوبات کواترنر شامل گل های فوق شور، آراگونیت، هالیت و رس های آواری با ضخامت 30 تا 45 متر جوان ترین لایه ها هستند.

به گفته او، در زیر این رسوبات، سازند قم با سنگ آهک و مارن های سبز قرار دارد و پایین تر از آن ماسه سنگ ها، شیل ها و فلیش -در شرق دریاچه ضخیم ترین لایه- مربوط به دوران اول و دوم زمین شناسی دیده می شود و در نهایت پی سنگ کریستالی پرکامبرین شامل سنگ های دگرگونی، گرانیت ها و ریولیت ها قرار دارد.

غرب دریاچه عمدتاً از سنگ های دگرگونی پالئوزوییک و پی سنگ قدیمی تر تشکیل شده، در حالی که بخش شرقی بیشتر با رسوبات فلیش دوران دوم و سنگ های آتشفشانی کمان ماگمایی سهند شناخته می شود.

زارع یکی از ویژگی های منحصربه فرد بستر سنگی دریاچه ارومیه را وجود پشته های گسترده تراورتن با وسعتی در حدود 80 کیلومتر مربع می داند.

او می گوید: این پشته ها توسط آب های گرم غنی از مواد معدنی تشکیل شده اند که از طریق شکستگی ها و گسل های شرقی غربی و شمال غربی جنوب شرقی در بستر سنگ بالا آمده اند.

زارع در ادامه عنوان می کند: به طور تاریخی، وزن آب یا فشار هیدرواستاتیک دریاچه بر گسل های کف دریاچه برقرار بوده است. از دست دادن حدود 22 تا 30 کیلومتر مکعب آب موجب تخلیه پوسته شده که با تغییر تنش مؤثر بر سطوح گسل، می تواند ریزلرزه ها را تحریک یا آغاز کند.

او هشدار می دهد: اگر گسلی آماده لغزش بزرگ باشد، چه بسا موجب تحریک نهایی برای یک زمین لرزه بزرگ شود. استخراج گسترده از سفره های آب اطراف -مانند سفره های آب میاندوآب و سلماس- هم فشار منفذی در سنگ بستر را بیشتر تغییر می دهد و به طور بالقوه بر الگوهای لرزه ای محلی اثر گذاشته است.

زارع می گوید: مورفولوژی دریاچه ارومیه توسط دو جهت غالب گسلی کنترل می شود؛ یکی روند شمال غربی جنوب شرقی که موازی با راندگی اصلی زاگرس است و دیگری روند شمال شرقی جنوب غربی که به عنوان ساختارهای عرضی شناخته می شوند.

او توضیح می دهد: روند دهخوارقان (آذرشهر-دهخوارقان یا روند دهخوارقان-تبریز) ساختاری است که بخش مرکزی دریاچه را قطع کرده و برخلاف گسل های غالب شمال غربی جنوب شرقی، به عنوان یک ساختار ثانویه یا عرضی عمل می کند و عملاً حوضه دریاچه را به دو بخش شمالی و جنوبی تقسیم می کند. در حالی که گسل اصلی شمال تبریز راستگرد است، گسل های ثانویه شمال شرقی-جنوب غربی مانند روند دهخوارقان سازو کار امتدادلغز چپگرد دارند.

این کارشناس هم چنین عنوان می کند: سنگ بستر دریاچه به صورت مجموعه ای از بلوک های بالاآمده و فرونشسته دیده می شود. در بخش میانی دریاچه و در نزدیکی پل بزرگراه شهید کلانتری، سنگ بستر در راستای گسل شمال شرقی جنوب غربی بالاآمده و باعث شده این بخش در مقایسه با بخش های شمالی ژرف تر، باریک تر و کم ژرفاتر باشد. تقاطع روند دهخوارقان با گسل های طولی شمال غربی جنوب شرقی یک سامانه گسله مزدوج ایجاد کرده که به دلیل درجه بالای شکستگی، مسیر صعود آب های گرم غنی از مواد معدنی را فراهم کرده است. به همین دلیل است که بسیاری از پشته های تراورتن و چشمه های آب گرم دریاچه در محل تلاقی این روندها متمرکز شده اند.

زارع، گسل شمال تبریز را راستای اصلی لرزه زای منطقه معرفی می کند و می گوید روند دهخوارقان در شهر تبریز به این گسل می رسد و یک تلاقی ساختاری مهم ایجاد می کند.

به گفته او، این تلاقی ساختاری با وقوع زمین لرزه های مهم تاریخی تبریز مرتبط بوده و بر توزیع تنش در گسل شمال تبریز اثر می گذارد. در بخش میانی دریاچه نیز سنگ بستر در امتداد این محور شمال شرقی جنوب غربی به سطح نزدیک تر شده و همین موضوع سنگ پی زمین شناختی را برای ساخت گذرگاه شهید کلانتری فراهم کرده است.

دریاچه ارومیه روی شبکه ای از گسل های فعال؛ از گسل شمال تبریز تا روند دهخوارقان/ گسل ها چگونه بر آب و لرزه خیزی دریاچه ارومیه اثر می گذارند؟

زارع تأکید می کند: از نظر زمین شناسی، گسل ها در شرایط کنونی، دریاچه را تخلیه نمی کنند، اما از طریق سازوکارهای خاص در دینامیک آب دریاچه نقش دارند. نقش گسل ها را می توان در بستر دریاچه ارومیه در موارد زیر توضیح داد:

- گسل ها، نشتی حوضه را با تعامل آب های زیرزمینی کنترل می کنند. دریاچه ارومیه یک دریاچه بدون هیچ خروجی سطحی است. گسل های ثانویه مانند روند شمال شرقی-جنوب غربی دهخوارقان مناطق بسیار شکسته ای را در سنگ بستر ایجاد می کنند. با کاهش سطح دریاچه به دلیل تبخیر و سدسازی، وزن (فشار هیدرواستاتیک) دریاچه کاهش یافته است. اثر سیفونی با همین گسل ها هدایت می شود.

از آنجا که انسان ها مقادیر زیادی آب زیرزمینی را از سفره های آب اطراف پمپاژ کرده اند، سطح آب در سنگ بستر اغلب پایین تر از بستر دریاچه است. این موضوع یک گرادیان فشار ایجاد می کند که در آن آب دریاچه می تواند به طور بالقوه از طریق مناطق گسله به سفره های آب زیرزمینی زیرین نفوذ کند تا شکاف باقی مانده از پمپاژ بیش از حد را پر کند.

- گسل ها به عنوان مجرا در بسیاری از بخش های دریاچه عمل می کنند. گسل ها در واقع به عنوان مجرایی برای جریان رو به بالا عمل می کنند. چشمه های آب گرم عمیق و غنی از مواد معدنی از طریق همین گسل ها راه به سطح زمین می یابند. تشکیل تراورتن به این ترتیب ممکن می شود.

- گسل ها در حین باربرداری از پوسته در لرزه خیزی القایی نقش دارند. از دست دادن میلیاردها تن آب، وزن عظیمی را از پوسته زمین برداشته است. تخلیه پوسته فشار روی گسل های حوزه دریاچه ارومیه را تغییر داده است. به جای اینکه گسل ها آب را تخلیه کنند، از دست دادن آب گسل ها را تحریک می کند و به طور بالقوه منجر به ریزلرزه های مکرر یا نهایتا تحریک وقوع زمین لرزه های بزرگ در منطقه می شود.

گسل دهخوارقان و سایر گسل ها سنگ بستر را نشت پذیر می کنند، اما علت ناپدید شدن دریاچه نیستند. البته گسل دهخوارقان در محل دریاچه لرزه خیزی مشخصا بالاتری نسبت به سایر بخش های دریاچه را موجب می شود.