مشاهده نسخه کامل
: bb
10-03-2007, 11:09
● تاثیر گرم شدن زمین بر وقوع گسترده زمین لرزه ها و آتشفشان ها
سال ها است كه دانشمندان نسبت به خطرات گرم شدن زمین به واسطه ورود گازهای گلخانه ای حاصل از فعالیت های صنعتی به جو آن هشدار می دهند. تاكنون تحولات گسترده آب و هوایی، مسائل مرتبط با تنوع زیستی و تهدیدهای زیست محیطی در زمره این خطرات محسوب می شدند. اما به تازگی بعد جدید و ترسناك تری از خطرات حاصل از گرم شدن سراسری زمین نیز برای دانشمندان آشكار شده است. نتایج اخیر تحقیقات انجام شده حاكی از آن است كه تغییر توزیع آب در سیاره ما به واسطه تحولات آب و هوایی حاصل از گرم شدن زمین حتی می تواند بر فعالیت های زمین شناختی پوسته سیاره تاثیر بگذارد. بدین ترتیب با ادامه روند فعلی گرم شدن زمین باید علاوه بر روزهایی گرم تر، در انتظار وقوع زمین لرزه ها، سونامی ها و آتشفشان های بیشتری هم باشیم.
در روزهای پس از واقعه سونامی اقیانوس هند در دسامبر ،۲۰۰۴ سایت های اینترنتی پر شده بود از نظریه هایی كه این فاجعه را با پدیده گرم شدن سراسری زمین و تحولات آب و هوایی مرتبط می دانستند. البته هرچند بسیاری از آن نظریات چندان جنبه علمی نداشتند اما اكنون ارتباط میان وقوع رویدادهای شدید زمین شناختی (نظیر زلزله و آتشفشان) با پدیده گرم شدن زمین به یك موضوع جدی علمی بدل شده است. اكنون شواهد گردآوری شده از چهارگوشه جهان حاكی از آن است كه تغییرات آب و هوایی حاصل از گرم شدن زمین می تواند منجر به افزایش وقوع رویدادهایی نظیر زمین لرزه، فوران های آتشفشانی و نیز لغزش بستر اقیانوس ها (كه خود باعث وقوع سونامی های عظیم خواهد شد) شود. هرچند چنین اتفاقی پیش از این نیز چندین بار در طول تاریخ زمین تكرار شده است اما نكته وحشتناك آن است كه ما هم اكنون دقیقاً در آستانه تكرار مجدد چنین واقعه ای قرار گرفته ایم. البته هیچ یك از دانشمندان وقوع زلزله سوماترا را حاصل از گرم شدن زمین نمی دانند اما عموم آنها معتقدند كه در صورت ادامه روند فعلی تغییرات آب و هوایی زمین، نه تنها باید منتظر روزهایی گرم تر بلكه باید در انتظار وقوع زلزله ها، آتشفشان ها و سونامی های بیشتری هم باشیم.
سیستم آب و هوایی زمین به واسطه تغییر جرم توده های آب و یخی كه در سرتاسر سیاره توزیع شده و اقیانوس ها و یخچال ها را تشكیل می دهد مستمراً با پوسته زمین برهم كنش دارد. فشار حاصل از این حجم عظیم آب و یخ بر پوسته زمین كاملاً قابل توجه است. هر متر مكعب آب، یك تن وزن دارد و وزن هر متر مكعب یخ نیز كمی كم تر و در حدود ۹/۰ تن است. با در نظر گرفتن این ارقام چندان جای تعجب نخواهد بود كه افزایش یا كاهش این حجم عظیم آب یا یخ بتواند بر وقوع زلزله، فعالیت های آتشفشانی و حتی جابه جایی و لغزش بستر اقیانوس ها تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، افزایش فشار حاصل از انباشت توده ای یخی به ضخامت یك كیلومتر بر روی یك قاره و یا كاهش فشار وارده بر روی بستر اقیانوس به واسطه پایین آمدن سطح اقیانوس ها تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان تنش و كرنش اعمال شده بر لایه های صخره ای زیرین خواهد داشت.
اگرچه نیروی وارده حاصل از وزن آب اقیانوس ها و لایه های یخی یخچال ها بر پوسته زمین همواره طی زمان به طور نامحسوسی در حال تغییر است اما اثر این تغییرات در زمان هایی كه زمین با تحولات شدید و ناگهانی آب و هوایی روبه رو باشد (نظیر زمان آغاز و پایان دوره های یخبندان و یا دوران تحولات آب و هوایی اخیر كه اكنون در آستانه آن هستیم) بسیار مشهودتر است. در چنین زمان هایی تغییر تعادل مابین تنش اعمال شده بر پوسته زمین و كرنش موجود در خود پوسته منجر به افزایش فوران های آتشفشانی و وقوع زمین لرزه های مهیب خواهد شد. در واقع زمین در طول تاریخ خود بارها شاهد این الگوی تحولی بوده است به طوری كه فقط طی ۶۵۰ هزار سال اخیر، هفت مرتبه به علت كاهش دمای سیاره، وسعت یخ های قطبی افزایش یافته و محدوده های قطبی به سوی عرض های جغرافیایی جنوبی تر پیشروی كرده اند. همین امر سبب شده تا هربار و تا پیش از پسروی مجدد این یخ ها، حجم عظیمی از آب در قالب اقیانوس های منجمد و یخچال های قاره ای محصور شود. این تغییرات وسیع توزیع آب در سیاره زمین در طول تاریخ منجر به نوسان شدید سطح آب های آزاد شده است به طوری كه طی دوران های یخبندان، سطح آب اقیانوس ها ۱۳۰ متر از سطح فعلی آنها پایین تر رفته و پس از سپری شدن هر دوره دوباره به همین مقدار بالا می آمد. همین امر منجر به تغییر قابل توجه نیروی بار اعمال شده (حاصل از تغییر وزن آب و توده های یخ) بر آتشفشان ها و گسل ها می شد. هربار كه لایه های یخی كه آتشفشان ها و گسل های فعال را به پایین فشار می دادند، ذوب می شدند، صفحات پوسته زمین دوباره و به تدریج به جای اولیه خود بازمی گشت. طی همین فرآیند (كه اصطلاحاً «بازگشت ایزواستاتیك» نامیده می شود) بود كه گسل ها مجدداً فعال شده و فعالیت های لرزه شناختی به شدت افزایش می یافت.
در اوایل دهه ،۱۹۷۰ «جان چاپل» (John Chappell) از دانشگاه ملی استرالیا در كانبرا برای اولین بار از ارتباط مابین پیشرفت و پسرفت یخچال های زمین با نرخ فعالیت های آتشفشانی پرده برداشت. از آن زمان تاكنون شواهد متعدد دیگری نیز در این ارتباط به دست آمده است. به عنوان مثال اینك مشخص شده است كه ذوب شدن یخچال های منطقه ایسلند (كه از حدود ۱۰ هزار سال قبل و به واسطه پایان عصر یخبندان و گرم شدن تدریجی زمین آغاز شده است) و كاهش فشار اعمال شده بر توده های ماگمای زیرین آن منجر به افزایش شدید فعالیت های آتشفشانی در این منطقه شده است. «آلن گلازنر» (Allen Glazner) از دانشگاه كارولینای شمالی نیز الگوی تحولی مشابهی را در طول ۸۰۰ هزار سال گذشته در منطقه شرقی كالیفرنیا پیدا كرده است. علاوه بر اینها، افزایش نرخ فعالیت های آتشفشانی در آتشفشان های پوشیده از برف رشته كوه های كاسكید (Cascade) در ایالات متحده و منطقه آند نیز مشاهده شده است.
مطالعه زمین لرزه ها نیز از الگوی مشابهی خبر می دهد. «نیلز اكسل مورنر» (Nils-Axel Morner) از دانشگاه استكهلم در سوئد اولین شخصی بود كه ارتباط میان «بازگشت ایزواستاتیك» صفحات پوسته زمین را با وقوع زمین لرزه های گسترده پس از عصر یخبندان در منطقه اسكاندیناوی توضیح داد. از آن زمان تاكنون نیز ارتباط مشابهی در مورد زلزله های مناطق اسكاتلند و آمریكا به دست آمده است. اما «پاتریك وو» (Patrick Wu) از دانشگاه كالگری در آلبرتای كانادا و «پائول جانستون» (Paul Johnston) از دانشگاه استرالیای غربی حتی پا را از این هم فراتر گذاشته و معتقدند كه نقش «بازگشت ایزواستاتیك» پوسته زمین را - كه با اتمام عصر یخبندان و به واسطه كاهش فشار حاصل از لایه های یخی آغاز شد - هنوز هم در مورد زمین لرزه هایی كه امروزه اتفاق می افتد می توان مشاهده كرد. این دو دانشمند به عنوان مثال «بازگشت ایزواستاتیك» صفحه قاره آمریكای شمالی را عامل اصلی وقوع زلزله های شدید نیومادرید می دانند كه در سال های ۱۸۱۱ و ۱۸۱۲ دره می سی سی پی مركزی را لرزاند. اما درحالی كه ما هنوز در معرض وقوع زمین لرزه ها و آتشفشان های حاصل از تأثیرات آخرین عصر یخبندان هستیم، موج جدیدی از این وقایع به واسطه روند اخیر گرم شدن زمین نیز آغاز شده است. در سال ،۲۰۰۴ یكی از ژئوفیزیكدان های ناسا به نام «جین سابر» (Jeanne Sauber) و زمین شناسی به نام «بروس مولینا» (Bruce Molina) از مركز مطالعات زمین شناسی آمریكا وقوع زلزله ۲/۷ ریشتری سال ۱۹۷۹ آلاسكا را با مسئله ذوب شدن سریع یخچال های جنوب غربی این منطقه مرتبط دانسته و هشدار دادند كه زلزله های بیشتری نیز در راهند. سابر در این باره می گوید: «در مناطقی نظیر آلاسكا كه هم در معرض وقوع زلزله بوده و هم حاوی یخچال هایی است كه در طول زمان دچار تغییر می شوند باید ارتباط میان این دو پدیده را مورد توجه قرار داد تا بتوان به تخمین بهتری از وقوع زلزله های آتی در این مناطق دست یافت.» همین امر در تمامی نقاط دیگر جهان هم كه تواماً حاوی یخچال های عظیم طبیعی و گسل های فعال هستند، صادق است. (مناطقی نظیر آلپ، هیمالیا، كوه های راكی، آند و نیز آلپ جنوبی در نیوزیلند در زمره این مناطق محسوب می شوند.)
یكی دیگر از نقاطی كه از این نظر مورد توجه ویژه زمین شناسان قرار دارد حاشیه های قاره ای گرینلند است.
در اینجا كاهش فشار حاصل از ذوب شدن بسیار سریع و فاجعه آمیز لایه های عظیم یخی می تواند زلزله های آنچنان قدرتمندی ایجاد كند كه توده های رسوبات انباشته شده در حاشیه این قاره در بستر اقیانوس را به ناگهان جابه جا كند. میزان رانش بستر اقیانوس به واسطه چنین رویدادی به حدی خواهد بود كه سونامی های پرقدرتی را مشابه آنچه در حدود ۸ هزار سال قبل در منطقه استورگا (Storegga) در ساحل غربی نروژ به وقوع پیوسته ایجاد خواهد كرد. شواهد موجود حاكی از آن است كه نابودی استورگا به واسطه وقوع زلزله ای در كف اقیانوس بوده كه منجر به وقوع سونامی عظیمی با ارتفاع بیش از ۲۰ متر شده است. اگرچه لایه های رسوبی این منطقه اكنون دیگر به لحاظ زمین شناختی، پایدار محسوب می شود اما لایه های رسوبی مشابهی كه اطراف گرینلند را احاطه كرده اند هم اینك در معرض جابه جایی هستند.
البته وقوع سونامی های عظیم تنها یكی از پیامدهای مستقیم تغییر توزیع آب در سیاره زمین خواهد بود و باید توجه داشت كه نتایج این واقعه تنها به تاثیرات مستقیم آن منحصر نخواهد شد.
در واقع بالا آمدن سطح دریاها به واسطه ذوب شدن یخچال های جهان كه با پایان گرفتن آخرین عصر یخبندان آغاز شده است منجر به فوران آتشفشان هایی شده كه حتی در حوزه مستقیم تاثیر كاهش وزن یخچال ها هم قرار نداشته اند. به عنوان مثال در سال ،۱۹۹۷ یك گروه تحقیقاتی از یونیورسیتی كالج لندن با كمك داده هایی كه از لایه های رسوبی بستر دریایی مدیترانه گردآوری كرده بودند توانستند نشان دهند كه شدت فعالیت های آتشفشانی در آن منطقه نیز مستقیماً با تغییرات سطح دریاها طی ۸۰ هزار سال گذشته مرتبط بوده است. واضح ترین این ارتباط مربوط به ۱۵ هزار سال اخیر است كه طی آن سطح آب دریاها به سرعت افزایش یافته است. در ضمن، شواهد موجود حاكی از آن است كه این تاثیرات، تاثیراتی صرفاً محلی نبوده اند كه به منطقه خاصی منحصر شوند بلكه چنین تاثیراتی را در تمامی نقاط جهان می توان مشاهده كرد.
● وقایعی كه در پیشند
ذوب شدن یخ ها و بالا آمدن سطح دریاها نتیجه دیگری هم دارد و آن این است كه حاشیه صفحات قاره ای پوسته زمین كه قبلاً از زیر آب بیرون آمده بودند مجدداً به زیر آب فرو خواهند رفت. مشابه چنین پدیده ای قبلاً هم در انتهای آخرین عصر یخبندان در زمین مشاهده شده است. در آن دوران با زیر آب رفتن محل تقاطع صفحات قاره ای و افزایش فشار بر آنها، گسل ها دوباره فعال شده و همین امر منجر به وقوع زلزله هایی در این مناطق - كه اكنون در كف اقیانوس ها قرار گرفته بودند - شد. به عنوان مثال، تاكنون ۲۷ مورد جابه جایی در بستر اقیانوس اطلس شمالی كشف شده است كه بسیاری از آنها به واسطه بالا آمدن سطح دریاها طی ۱۵ هزار سال اخیر ایجاد شده اند.
بنابراین و با توجه به آغاز موج جدید افزایش دمای زمین آیا امكان وقوع مجدد چنین رویدادهایی وجود دارد؟ مطالعات «سابر» و «مولینا» حاكی از آن است كه نه تنها امكان وقوع مجدد این رویدادها وجود دارد بلكه چنین رویدادهایی هم اكنون نیز آغاز شده است. اما اینكه وسعت فجایع و نابودی های پیشِ رو تا چه حد باشد به سطح تحولات آب و هوایی حاصل از گرم شدن سراسری زمین و نیز میزان حساسیت پوسته سیاره ما نسبت به این تحولات وابسته خواهد بود. متأسفانه پاسخ های ارائه شده به این سئوالات، نگران كننده است چراكه اكنون چنین به نظر می رسد كه پاسخ سئوال اول «وسیع» و پاسخ سئوال دوم «بسیار زیاد» باشد.
«كریس راپلی» (Chris Rapley) از مركز مطالعات جنوبگان بریتانیا، شتاب گرفتن میزان ذوب شدن لایه های یخی گرینلند و احتمال فروریزی توده یخی بخش غربی جنوبگان را به «بیدار كردن غول خفته» تشبیه كرده و معتقد است كه بدین ترتیب فقط طی چند قرن آینده ممكن است سطح آب دریاها چندین متر بالاتر بیاید و این به معنای آینده ای آتشین و لرزان برای زمین خواهد بود.
حتی اگر تخمین محتاطانه تری كه شورای بین المللی بررسی تحولات آب و هوایی (IPCC) در گزارش سال ۲۰۰۱ خود در مورد میزان افزایش سطح اقیانوس ها ارائه كرده است را هم بپذیریم باز هم تاثیر این افزایش بر فعالیت های زمین شناختی، قابل توجه خواهد بود. مطابق پیش بینی IPCC، سطح آب اقیانوس ها تا انتهای این قرن ۸۸ سانتی متر بالاتر خواهد آمد. اگرچه این مقدار، به مراتب كم تر از افزایش ۱۳۰ متری سطح آب است كه ۱۰ هزار سال پیش به وقوع پیوسته اما همین مقدار هم كافی است تا نیروی وزن عظیمی از این حجم اضافی آب بر بسیاری از آتشفشان ها و گسل های جهان وارد شود. در واقع پیش از این نیز مواردی اتفاق افتاده كه در آنها حتی حجم های بسیار كمتر آب منجر به وقوع زلزله هایی شده است. به عنوان مثال، وزن آب دریاچه ایجاد شده در پشت سد واجونت (Vajont) در شمال شرقی ایتالیا در سال ۱۹۶۳ منجر به وقوع زمین لرزه ای شد كه به فروریزی كوه مجاور آن یعنی كوه تاك (Toc) در دریاچه انجامید. بر اثر این فروریزی، موج غول آسایی تشكیل شد كه از دیواره سد هم عبور كرده و شهر كوچك لانگارون (Longarone) را نابود كرد و به مرگ بیش از دو هزار نفر انجامید. هنوز چهار سال از این واقعه نگذشته بود كه زلزله ای شدید طی رویدادی مشابه در ایالت ماهاراشترای هند موجب مرگ ۱۸۰ نفر شد. این زلزله نیز احتمالاً حاصل از وزن آب پشت سد كوینا (Koyna) در آن منطقه بوده است. اكنون نیز نگرانی های جدی درمورد وقوع زلزله هایی به واسطه وزن آب دریاچه پشت سد سه تنگه در كشور چین وجود دارد (این سد، پس از تكمیل، به بزرگ ترین سد جهان بدل خواهد شد). به همین دلیل هم دولت چین، اقدام به نصب سیستم های اندازه گیری ویژه ای برای كنترل مستمر میزان جابه جایی گسل ها در این منطقه كرده است.
هم اكنون ۵۷ درصد از حدود ۶۰۰ آتشفشان فعال جهان در جزایر و یا سواحل اقیانوس ها قرار گرفته اند. در ضمن ۳۸ درصد از این آتشفشان ها تنها ۲۵۰ كیلومتر با سواحل فاصله دارند. بنابراین چنانچه ذوب شدن گسترده توده های عظیم یخ های قطبی و بالا آمدن سطح دریاها همچنان ادامه یابد بسیاری از آتشفشان های جهان در معرض تغییرات تنش پوسته زمین قرار خواهند گرفت. در ضمن شواهد به جای مانده از پایان آخرین عصر یخبندان حاكی از آن است كه در چنین حالتی علاوه بر فوران این آتشفشان های ساحلی باید منتظر افزایش تعداد زمین لرزه در حاشیه قاره ها نیز باشیم. همین امر در مناطقی كه لایه های بستر اقیانوس در آن ناپایدارند می تواند منجر به لغزش بستر اقیانوس و وقوع سونامی های عظیم شود. (ساحل شرقی آمریكا، شمال كارائیب و ساحل كالیفرنیا جزء چنین مناطقی محسوب می شوند.)
اما مسئله نگران كننده تر آن است كه وقوع چنین زلزله هایی (با توجه به محصور بودن هیدرات های گازی در لایه های رسوبی بستر دریاها) ممكن است منجر به آزاد شدن حجم وسیعی از گاز متان شود. (هیدرات های گازی در حاشیه بستر تمامی اقیانوس های جهان پیدا می شوند و با افزایش دمای آب اقیانوس ها و یا بر اثر وقوع زلزله در بستر دریاها و اقیانوس ها در مجاورت آنها امكان آزادسازی گاز متان از آنها وجود دارد.)
با توجه به آنكه گاز متان، گازی با تاثیر گلخانه ای شدید است، ورود این حجم اضافی متان به اتمسفر زمین می تواند روند فعلی گرم شدن زمین را حتی بیش از پیش تسریع كند.
البته نباید وقوع تمامی آتشفشان ها و زمین لرزه هایی كه در پیشند را آن گونه كه در برخی سایت های اینترنت آمده صرفاً حاصل از تحولات آب و هوایی بدانیم اما آنچه مسلم است آن است كه هرچه از آغاز این قرن می گذرد باید منتظر وقوع زلزله ها، سونامی ها و آتشفشان های بیشتر و بیشتری باشیم كه بسیاری از آنها به طور مستقیم و غیرمستقیم حاصل از گرم شدن زمین و تحولات آب و هوایی حاصل از آن است. این جهنمی است كه بشر با فعالیت های آلاینده و زندگی مصرفی اش برای خود ایجاد كرده است. شاید اگر انسان شیوه زندگی خود را تغییر داده و به طبیعت احترام بیشتری بگذارد بتوان از وقوع آن جلوگیری كرد، شاید.
New Scientist, ۲۷ May.۲۰۰۶
بیل مك گویر
ترجمه: شهاب شعری مقدم
روزنامه شرق
سال ها است كه دانشمندان نسبت به خطرات گرم شدن زمین به واسطه ورود گازهای گلخانه ای حاصل از فعالیت های صنعتی به جو آن هشدار می دهند. تاكنون تحولات گسترده آب و هوایی، مسائل مرتبط با تنوع زیستی و تهدیدهای زیست محیطی در زمره این خطرات محسوب می شدند. اما به تازگی بعد جدید و ترسناك تری از خطرات حاصل از گرم شدن سراسری زمین نیز برای دانشمندان آشكار شده است. نتایج اخیر تحقیقات انجام شده حاكی از آن است كه تغییر توزیع آب در سیاره ما به واسطه تحولات آب و هوایی حاصل از گرم شدن زمین حتی می تواند بر فعالیت های زمین شناختی پوسته سیاره تاثیر بگذارد. بدین ترتیب با ادامه روند فعلی گرم شدن زمین باید علاوه بر روزهایی گرم تر، در انتظار وقوع زمین لرزه ها، سونامی ها و آتشفشان های بیشتری هم باشیم.
در روزهای پس از واقعه سونامی اقیانوس هند در دسامبر ،۲۰۰۴ سایت های اینترنتی پر شده بود از نظریه هایی كه این فاجعه را با پدیده گرم شدن سراسری زمین و تحولات آب و هوایی مرتبط می دانستند. البته هرچند بسیاری از آن نظریات چندان جنبه علمی نداشتند اما اكنون ارتباط میان وقوع رویدادهای شدید زمین شناختی (نظیر زلزله و آتشفشان) با پدیده گرم شدن زمین به یك موضوع جدی علمی بدل شده است. اكنون شواهد گردآوری شده از چهارگوشه جهان حاكی از آن است كه تغییرات آب و هوایی حاصل از گرم شدن زمین می تواند منجر به افزایش وقوع رویدادهایی نظیر زمین لرزه، فوران های آتشفشانی و نیز لغزش بستر اقیانوس ها (كه خود باعث وقوع سونامی های عظیم خواهد شد) شود. هرچند چنین اتفاقی پیش از این نیز چندین بار در طول تاریخ زمین تكرار شده است اما نكته وحشتناك آن است كه ما هم اكنون دقیقاً در آستانه تكرار مجدد چنین واقعه ای قرار گرفته ایم. البته هیچ یك از دانشمندان وقوع زلزله سوماترا را حاصل از گرم شدن زمین نمی دانند اما عموم آنها معتقدند كه در صورت ادامه روند فعلی تغییرات آب و هوایی زمین، نه تنها باید منتظر روزهایی گرم تر بلكه باید در انتظار وقوع زلزله ها، آتشفشان ها و سونامی های بیشتری هم باشیم.
سیستم آب و هوایی زمین به واسطه تغییر جرم توده های آب و یخی كه در سرتاسر سیاره توزیع شده و اقیانوس ها و یخچال ها را تشكیل می دهد مستمراً با پوسته زمین برهم كنش دارد. فشار حاصل از این حجم عظیم آب و یخ بر پوسته زمین كاملاً قابل توجه است. هر متر مكعب آب، یك تن وزن دارد و وزن هر متر مكعب یخ نیز كمی كم تر و در حدود ۹/۰ تن است. با در نظر گرفتن این ارقام چندان جای تعجب نخواهد بود كه افزایش یا كاهش این حجم عظیم آب یا یخ بتواند بر وقوع زلزله، فعالیت های آتشفشانی و حتی جابه جایی و لغزش بستر اقیانوس ها تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، افزایش فشار حاصل از انباشت توده ای یخی به ضخامت یك كیلومتر بر روی یك قاره و یا كاهش فشار وارده بر روی بستر اقیانوس به واسطه پایین آمدن سطح اقیانوس ها تاثیر قابل ملاحظه ای بر میزان تنش و كرنش اعمال شده بر لایه های صخره ای زیرین خواهد داشت.
اگرچه نیروی وارده حاصل از وزن آب اقیانوس ها و لایه های یخی یخچال ها بر پوسته زمین همواره طی زمان به طور نامحسوسی در حال تغییر است اما اثر این تغییرات در زمان هایی كه زمین با تحولات شدید و ناگهانی آب و هوایی روبه رو باشد (نظیر زمان آغاز و پایان دوره های یخبندان و یا دوران تحولات آب و هوایی اخیر كه اكنون در آستانه آن هستیم) بسیار مشهودتر است. در چنین زمان هایی تغییر تعادل مابین تنش اعمال شده بر پوسته زمین و كرنش موجود در خود پوسته منجر به افزایش فوران های آتشفشانی و وقوع زمین لرزه های مهیب خواهد شد. در واقع زمین در طول تاریخ خود بارها شاهد این الگوی تحولی بوده است به طوری كه فقط طی ۶۵۰ هزار سال اخیر، هفت مرتبه به علت كاهش دمای سیاره، وسعت یخ های قطبی افزایش یافته و محدوده های قطبی به سوی عرض های جغرافیایی جنوبی تر پیشروی كرده اند. همین امر سبب شده تا هربار و تا پیش از پسروی مجدد این یخ ها، حجم عظیمی از آب در قالب اقیانوس های منجمد و یخچال های قاره ای محصور شود. این تغییرات وسیع توزیع آب در سیاره زمین در طول تاریخ منجر به نوسان شدید سطح آب های آزاد شده است به طوری كه طی دوران های یخبندان، سطح آب اقیانوس ها ۱۳۰ متر از سطح فعلی آنها پایین تر رفته و پس از سپری شدن هر دوره دوباره به همین مقدار بالا می آمد. همین امر منجر به تغییر قابل توجه نیروی بار اعمال شده (حاصل از تغییر وزن آب و توده های یخ) بر آتشفشان ها و گسل ها می شد. هربار كه لایه های یخی كه آتشفشان ها و گسل های فعال را به پایین فشار می دادند، ذوب می شدند، صفحات پوسته زمین دوباره و به تدریج به جای اولیه خود بازمی گشت. طی همین فرآیند (كه اصطلاحاً «بازگشت ایزواستاتیك» نامیده می شود) بود كه گسل ها مجدداً فعال شده و فعالیت های لرزه شناختی به شدت افزایش می یافت.
در اوایل دهه ،۱۹۷۰ «جان چاپل» (John Chappell) از دانشگاه ملی استرالیا در كانبرا برای اولین بار از ارتباط مابین پیشرفت و پسرفت یخچال های زمین با نرخ فعالیت های آتشفشانی پرده برداشت. از آن زمان تاكنون شواهد متعدد دیگری نیز در این ارتباط به دست آمده است. به عنوان مثال اینك مشخص شده است كه ذوب شدن یخچال های منطقه ایسلند (كه از حدود ۱۰ هزار سال قبل و به واسطه پایان عصر یخبندان و گرم شدن تدریجی زمین آغاز شده است) و كاهش فشار اعمال شده بر توده های ماگمای زیرین آن منجر به افزایش شدید فعالیت های آتشفشانی در این منطقه شده است. «آلن گلازنر» (Allen Glazner) از دانشگاه كارولینای شمالی نیز الگوی تحولی مشابهی را در طول ۸۰۰ هزار سال گذشته در منطقه شرقی كالیفرنیا پیدا كرده است. علاوه بر اینها، افزایش نرخ فعالیت های آتشفشانی در آتشفشان های پوشیده از برف رشته كوه های كاسكید (Cascade) در ایالات متحده و منطقه آند نیز مشاهده شده است.
مطالعه زمین لرزه ها نیز از الگوی مشابهی خبر می دهد. «نیلز اكسل مورنر» (Nils-Axel Morner) از دانشگاه استكهلم در سوئد اولین شخصی بود كه ارتباط میان «بازگشت ایزواستاتیك» صفحات پوسته زمین را با وقوع زمین لرزه های گسترده پس از عصر یخبندان در منطقه اسكاندیناوی توضیح داد. از آن زمان تاكنون نیز ارتباط مشابهی در مورد زلزله های مناطق اسكاتلند و آمریكا به دست آمده است. اما «پاتریك وو» (Patrick Wu) از دانشگاه كالگری در آلبرتای كانادا و «پائول جانستون» (Paul Johnston) از دانشگاه استرالیای غربی حتی پا را از این هم فراتر گذاشته و معتقدند كه نقش «بازگشت ایزواستاتیك» پوسته زمین را - كه با اتمام عصر یخبندان و به واسطه كاهش فشار حاصل از لایه های یخی آغاز شد - هنوز هم در مورد زمین لرزه هایی كه امروزه اتفاق می افتد می توان مشاهده كرد. این دو دانشمند به عنوان مثال «بازگشت ایزواستاتیك» صفحه قاره آمریكای شمالی را عامل اصلی وقوع زلزله های شدید نیومادرید می دانند كه در سال های ۱۸۱۱ و ۱۸۱۲ دره می سی سی پی مركزی را لرزاند. اما درحالی كه ما هنوز در معرض وقوع زمین لرزه ها و آتشفشان های حاصل از تأثیرات آخرین عصر یخبندان هستیم، موج جدیدی از این وقایع به واسطه روند اخیر گرم شدن زمین نیز آغاز شده است. در سال ،۲۰۰۴ یكی از ژئوفیزیكدان های ناسا به نام «جین سابر» (Jeanne Sauber) و زمین شناسی به نام «بروس مولینا» (Bruce Molina) از مركز مطالعات زمین شناسی آمریكا وقوع زلزله ۲/۷ ریشتری سال ۱۹۷۹ آلاسكا را با مسئله ذوب شدن سریع یخچال های جنوب غربی این منطقه مرتبط دانسته و هشدار دادند كه زلزله های بیشتری نیز در راهند. سابر در این باره می گوید: «در مناطقی نظیر آلاسكا كه هم در معرض وقوع زلزله بوده و هم حاوی یخچال هایی است كه در طول زمان دچار تغییر می شوند باید ارتباط میان این دو پدیده را مورد توجه قرار داد تا بتوان به تخمین بهتری از وقوع زلزله های آتی در این مناطق دست یافت.» همین امر در تمامی نقاط دیگر جهان هم كه تواماً حاوی یخچال های عظیم طبیعی و گسل های فعال هستند، صادق است. (مناطقی نظیر آلپ، هیمالیا، كوه های راكی، آند و نیز آلپ جنوبی در نیوزیلند در زمره این مناطق محسوب می شوند.)
یكی دیگر از نقاطی كه از این نظر مورد توجه ویژه زمین شناسان قرار دارد حاشیه های قاره ای گرینلند است.
در اینجا كاهش فشار حاصل از ذوب شدن بسیار سریع و فاجعه آمیز لایه های عظیم یخی می تواند زلزله های آنچنان قدرتمندی ایجاد كند كه توده های رسوبات انباشته شده در حاشیه این قاره در بستر اقیانوس را به ناگهان جابه جا كند. میزان رانش بستر اقیانوس به واسطه چنین رویدادی به حدی خواهد بود كه سونامی های پرقدرتی را مشابه آنچه در حدود ۸ هزار سال قبل در منطقه استورگا (Storegga) در ساحل غربی نروژ به وقوع پیوسته ایجاد خواهد كرد. شواهد موجود حاكی از آن است كه نابودی استورگا به واسطه وقوع زلزله ای در كف اقیانوس بوده كه منجر به وقوع سونامی عظیمی با ارتفاع بیش از ۲۰ متر شده است. اگرچه لایه های رسوبی این منطقه اكنون دیگر به لحاظ زمین شناختی، پایدار محسوب می شود اما لایه های رسوبی مشابهی كه اطراف گرینلند را احاطه كرده اند هم اینك در معرض جابه جایی هستند.
البته وقوع سونامی های عظیم تنها یكی از پیامدهای مستقیم تغییر توزیع آب در سیاره زمین خواهد بود و باید توجه داشت كه نتایج این واقعه تنها به تاثیرات مستقیم آن منحصر نخواهد شد.
در واقع بالا آمدن سطح دریاها به واسطه ذوب شدن یخچال های جهان كه با پایان گرفتن آخرین عصر یخبندان آغاز شده است منجر به فوران آتشفشان هایی شده كه حتی در حوزه مستقیم تاثیر كاهش وزن یخچال ها هم قرار نداشته اند. به عنوان مثال در سال ،۱۹۹۷ یك گروه تحقیقاتی از یونیورسیتی كالج لندن با كمك داده هایی كه از لایه های رسوبی بستر دریایی مدیترانه گردآوری كرده بودند توانستند نشان دهند كه شدت فعالیت های آتشفشانی در آن منطقه نیز مستقیماً با تغییرات سطح دریاها طی ۸۰ هزار سال گذشته مرتبط بوده است. واضح ترین این ارتباط مربوط به ۱۵ هزار سال اخیر است كه طی آن سطح آب دریاها به سرعت افزایش یافته است. در ضمن، شواهد موجود حاكی از آن است كه این تاثیرات، تاثیراتی صرفاً محلی نبوده اند كه به منطقه خاصی منحصر شوند بلكه چنین تاثیراتی را در تمامی نقاط جهان می توان مشاهده كرد.
● وقایعی كه در پیشند
ذوب شدن یخ ها و بالا آمدن سطح دریاها نتیجه دیگری هم دارد و آن این است كه حاشیه صفحات قاره ای پوسته زمین كه قبلاً از زیر آب بیرون آمده بودند مجدداً به زیر آب فرو خواهند رفت. مشابه چنین پدیده ای قبلاً هم در انتهای آخرین عصر یخبندان در زمین مشاهده شده است. در آن دوران با زیر آب رفتن محل تقاطع صفحات قاره ای و افزایش فشار بر آنها، گسل ها دوباره فعال شده و همین امر منجر به وقوع زلزله هایی در این مناطق - كه اكنون در كف اقیانوس ها قرار گرفته بودند - شد. به عنوان مثال، تاكنون ۲۷ مورد جابه جایی در بستر اقیانوس اطلس شمالی كشف شده است كه بسیاری از آنها به واسطه بالا آمدن سطح دریاها طی ۱۵ هزار سال اخیر ایجاد شده اند.
بنابراین و با توجه به آغاز موج جدید افزایش دمای زمین آیا امكان وقوع مجدد چنین رویدادهایی وجود دارد؟ مطالعات «سابر» و «مولینا» حاكی از آن است كه نه تنها امكان وقوع مجدد این رویدادها وجود دارد بلكه چنین رویدادهایی هم اكنون نیز آغاز شده است. اما اینكه وسعت فجایع و نابودی های پیشِ رو تا چه حد باشد به سطح تحولات آب و هوایی حاصل از گرم شدن سراسری زمین و نیز میزان حساسیت پوسته سیاره ما نسبت به این تحولات وابسته خواهد بود. متأسفانه پاسخ های ارائه شده به این سئوالات، نگران كننده است چراكه اكنون چنین به نظر می رسد كه پاسخ سئوال اول «وسیع» و پاسخ سئوال دوم «بسیار زیاد» باشد.
«كریس راپلی» (Chris Rapley) از مركز مطالعات جنوبگان بریتانیا، شتاب گرفتن میزان ذوب شدن لایه های یخی گرینلند و احتمال فروریزی توده یخی بخش غربی جنوبگان را به «بیدار كردن غول خفته» تشبیه كرده و معتقد است كه بدین ترتیب فقط طی چند قرن آینده ممكن است سطح آب دریاها چندین متر بالاتر بیاید و این به معنای آینده ای آتشین و لرزان برای زمین خواهد بود.
حتی اگر تخمین محتاطانه تری كه شورای بین المللی بررسی تحولات آب و هوایی (IPCC) در گزارش سال ۲۰۰۱ خود در مورد میزان افزایش سطح اقیانوس ها ارائه كرده است را هم بپذیریم باز هم تاثیر این افزایش بر فعالیت های زمین شناختی، قابل توجه خواهد بود. مطابق پیش بینی IPCC، سطح آب اقیانوس ها تا انتهای این قرن ۸۸ سانتی متر بالاتر خواهد آمد. اگرچه این مقدار، به مراتب كم تر از افزایش ۱۳۰ متری سطح آب است كه ۱۰ هزار سال پیش به وقوع پیوسته اما همین مقدار هم كافی است تا نیروی وزن عظیمی از این حجم اضافی آب بر بسیاری از آتشفشان ها و گسل های جهان وارد شود. در واقع پیش از این نیز مواردی اتفاق افتاده كه در آنها حتی حجم های بسیار كمتر آب منجر به وقوع زلزله هایی شده است. به عنوان مثال، وزن آب دریاچه ایجاد شده در پشت سد واجونت (Vajont) در شمال شرقی ایتالیا در سال ۱۹۶۳ منجر به وقوع زمین لرزه ای شد كه به فروریزی كوه مجاور آن یعنی كوه تاك (Toc) در دریاچه انجامید. بر اثر این فروریزی، موج غول آسایی تشكیل شد كه از دیواره سد هم عبور كرده و شهر كوچك لانگارون (Longarone) را نابود كرد و به مرگ بیش از دو هزار نفر انجامید. هنوز چهار سال از این واقعه نگذشته بود كه زلزله ای شدید طی رویدادی مشابه در ایالت ماهاراشترای هند موجب مرگ ۱۸۰ نفر شد. این زلزله نیز احتمالاً حاصل از وزن آب پشت سد كوینا (Koyna) در آن منطقه بوده است. اكنون نیز نگرانی های جدی درمورد وقوع زلزله هایی به واسطه وزن آب دریاچه پشت سد سه تنگه در كشور چین وجود دارد (این سد، پس از تكمیل، به بزرگ ترین سد جهان بدل خواهد شد). به همین دلیل هم دولت چین، اقدام به نصب سیستم های اندازه گیری ویژه ای برای كنترل مستمر میزان جابه جایی گسل ها در این منطقه كرده است.
هم اكنون ۵۷ درصد از حدود ۶۰۰ آتشفشان فعال جهان در جزایر و یا سواحل اقیانوس ها قرار گرفته اند. در ضمن ۳۸ درصد از این آتشفشان ها تنها ۲۵۰ كیلومتر با سواحل فاصله دارند. بنابراین چنانچه ذوب شدن گسترده توده های عظیم یخ های قطبی و بالا آمدن سطح دریاها همچنان ادامه یابد بسیاری از آتشفشان های جهان در معرض تغییرات تنش پوسته زمین قرار خواهند گرفت. در ضمن شواهد به جای مانده از پایان آخرین عصر یخبندان حاكی از آن است كه در چنین حالتی علاوه بر فوران این آتشفشان های ساحلی باید منتظر افزایش تعداد زمین لرزه در حاشیه قاره ها نیز باشیم. همین امر در مناطقی كه لایه های بستر اقیانوس در آن ناپایدارند می تواند منجر به لغزش بستر اقیانوس و وقوع سونامی های عظیم شود. (ساحل شرقی آمریكا، شمال كارائیب و ساحل كالیفرنیا جزء چنین مناطقی محسوب می شوند.)
اما مسئله نگران كننده تر آن است كه وقوع چنین زلزله هایی (با توجه به محصور بودن هیدرات های گازی در لایه های رسوبی بستر دریاها) ممكن است منجر به آزاد شدن حجم وسیعی از گاز متان شود. (هیدرات های گازی در حاشیه بستر تمامی اقیانوس های جهان پیدا می شوند و با افزایش دمای آب اقیانوس ها و یا بر اثر وقوع زلزله در بستر دریاها و اقیانوس ها در مجاورت آنها امكان آزادسازی گاز متان از آنها وجود دارد.)
با توجه به آنكه گاز متان، گازی با تاثیر گلخانه ای شدید است، ورود این حجم اضافی متان به اتمسفر زمین می تواند روند فعلی گرم شدن زمین را حتی بیش از پیش تسریع كند.
البته نباید وقوع تمامی آتشفشان ها و زمین لرزه هایی كه در پیشند را آن گونه كه در برخی سایت های اینترنت آمده صرفاً حاصل از تحولات آب و هوایی بدانیم اما آنچه مسلم است آن است كه هرچه از آغاز این قرن می گذرد باید منتظر وقوع زلزله ها، سونامی ها و آتشفشان های بیشتر و بیشتری باشیم كه بسیاری از آنها به طور مستقیم و غیرمستقیم حاصل از گرم شدن زمین و تحولات آب و هوایی حاصل از آن است. این جهنمی است كه بشر با فعالیت های آلاینده و زندگی مصرفی اش برای خود ایجاد كرده است. شاید اگر انسان شیوه زندگی خود را تغییر داده و به طبیعت احترام بیشتری بگذارد بتوان از وقوع آن جلوگیری كرد، شاید.
New Scientist, ۲۷ May.۲۰۰۶
بیل مك گویر
ترجمه: شهاب شعری مقدم
روزنامه شرق