استاد پژوهشگاه زلزلهشناسی میگوید: آتشفشانهای چینهای خفته مانند دماوند به ویژه بالقوه خطرناک هستند زیرا ماگماهای آنها اغلب چسبناک و غنی از گاز آندزیتی تا ریولیتی هستند که آنها را مستعد فورانهای انفجاری میکنند. دوره طولانی سکون از آخرین انفجار ـ ۷۳۰۰ سال قبل ـ امکان ایجاد فشار قابل توجهی را فراهم میکند و اگر ساختمان آتشفشانی در برابر فشارهای وارده ضعیف شود، خطر فوران فاجعهبار در آینده افزایش مییابد.
فرهاد طالبیان: 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.
در گفتوگویی با مهدی زارع، استاد پژوهشگاه زلزلهشناسی، به بررسی نشانههای احتمالی فوران آتشفشان دماوند و روشهای پایش این آتشفشان فعال ولی خفته پرداختهایم که مشروح آن را در ادامه میخوانید:
چگونه میفهمیم که آتشفشانی مانند دماوند در معرض فوران است؟
پایش مرحله پیش از فوران در آتشفشان فعال ـ ولی خفته ـ چینهای دماوند، با تشخیص ناهنجاری چندگانه ممکن است. افزایش قابل توجه در لرزهخیزی ژرف، همراه با تورم قابل اندازهگیری سطح کوه آتشفشانی و تغییر قابل توجه در مقدار و ترکیب گازهای منتشر شده، و تغییرات در شاخصهای ژئوفیزیکی و زمینشناختی منجر به افزایش سطح هشدار و پایش دقیقتر خواهد شد. هشدارها معمولا چهارگانهاند: سبز، زرد، نارنجی و قرمز.
سطحهای هشدار چگونه تعریف میشوند؟
• 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 فعالیتهای آبگرمایی و لرزهای جزئی بدون خطر است.
• وضعیت زرد: نشانههایی از افزایش ناآرامیها بالاتر از سطوح شناختهشده پسزمینه، با افزایش لرزهخیزی، انتشار گاز، تغییر شکل زمین یا گرمایش گزارش شده است.
• وضعیت نارنجی: ناآرامیهای فزاینده با پتانسیل بالای فوران، یا فوران در حال وقوع است اما خطرات محدودی دارد (مثلاً خروج جزئی خاکستر). سیگنالهای پیش از فوران واضح هستند: فوج زلزلهها، تورم قابل توجه، خروج زیاد گاز مشاهده میشود.
• وضعیت قرمز: فوران خطرناک قریبالوقوع، در حال وقوع یا مشکوک است. فعالیت شدید پیشنشانگرها (زلزلههای مداوم، تغییر شکل سریع) یا یک فوران انفجاری بزرگ در حال وقوع است که باعث ایجاد ستونهای خاکستر قابل توجه و یا جریانهای آذرآواری میشود.
آتشفشان دماوند چه نشانههایی از فعالیت دارد؟
آتشفشان چینهای خفته (dormant) مانند دماوند برای پایش پیشنشانگرهای فورانهای احتمالی نشانههای مختلفی از فعالیت دارد. فعالیت دودخان در دهانه قله، گازهایی مانند دیاکسید گوگرد (SO₂)، دیاکسید کربن (CO₂) و سولفیدهیدروژن (H₂S) منتشر میکند. چشمههای آب گرم در دامنههای آن نشاندهنده یک سامانه آبگرمایی فعال است. پارامترهای مختلفی برای پایش فعالیتهای احتمالی منجر به فوران و انفجار احتمالی در سامانه آتشفشانی مورد بررسی قرار میگیرد:
۱- فعالیت لرزهای: یکی از مهمترین جنبههای پایش است. همانطور که ماگما به سمت سطح حرکت میکند، اغلب باعث افزایش ثبت زلزلهها میشود، که معمولاً با زمینلرزههای آتشفشانی زمینساختی (VT: volcanic-tectonic) مشخص میشود. خوشههایی از صدها زلزله کوچک با فراوانی زیاد در اثر شکستگی شکننده سنگ ایجاد میشوند، زیرا ماگما با فشار به سمت بالا حرکت میکند و مسیرهای جدیدی ایجاد میکند و پوسته اطراف را تحت فشار قرار میدهد. زلزلههایی که از ژرفای ۱۰ تا ۲۰ کیلومتری (جایی که ممکن است ماگما وجود داشته باشد) به ژرفای کمتر (۲ تا ۵ کیلومتری) در زیر قله مهاجرت میکنند نشان میدهند که ماگما به سمت بالا نفوذ میکند. افزایش فراوانی زلزلهها، بهویژه اگر شروع به تجمع در زیر ساختمان کنند، یک هشدار بزرگ است. نوعی سیگنال لرزهای پیوسته و با پریود بلند/فرکانس پایین به نام لرزش آتشفشانی (volcanic tremor) در اثر حرکت ماگما و گاز در سامانه کانالهای آتشفشانی ایجاد میشود.
۲- تغییر شکل زمین: یکی دیگر از شاخصهای مهم ناآرامیهای آتشفشانی است. با حرکت ماگما به داخل محفظههای ماگمایی داخلی آتشفشان، باعث تورم یا برآمدگی آتشفشان میشود. این تغییر شکل که به عنوان تغییرشکل یا تورم زمین شناخته میشود، شاخص مهمی از افزایش فشار است، مانند برآمدگی قابل توجهی که قبل از فوران سال ۱۹۸۰ در دامنه شمالی کوه سنت هلنز در مارس ۱۹۷۹ در آمریکا ظاهر شد. فناوریهایی که حرکات سطحی را پایش میکنند، حرکات تورمی را میتوانند هفتهها تا ماهها قبل از فوران ثبت کنند. همچنین تیلتمترها/شیبسنجها ابزارهای بسیار حساسی هستند که تغییرات ظریف در شیب سطح آتشفشان را اندازهگیری میکنند و اغلب دادههای بلادرنگ در مورد رویدادهای تورم سریع ارائه میدهند.
۳- تغییرات شیمیایی در گازهای آتشفشانی: به عنوان پیشنشانگر مهم عمل میکنند. تغییرات در ترکیب گازهای ماگمایی مانند CO₂ و SO₂ در آبهای زیرزمینی حل میشوند و آن را اسیدیتر میکنند. پایش اسیدی بودن، دما و ترکیب شیمیایی چشمهها و دریاچههای دهانه میتواند افزایش ورودی مایعات ماگمایی را نشان دهد.
۴- پایش حرارتی: با حسگرهای مادون قرمز ماهوارهای و هوایی میتوانند مناطق داغشده جدید (زمین داغ، دودخانها، برف ذوبشده) را در قله و دامنههای آتشفشان تشخیص دهند که نشان میدهد مواد داغ در حال نزدیک شدن به سطح هستند. سطح آب و دما در چاههای دامنه آتشفشان و در حمامهای آبگرم پیرامون آتشفشان میتواند به دلیل گرمایش و فشار زیرسطحی تغییر کند.
۵- تغییرات در حجم و ترکیب گازهای آزاد شده از دریچههای آتشفشان یا دودخانها: میتواند تصویری مستقیم از ماگمای زیرین ارائه دهد. با بالا آمدن ماگما و کاهش فشار بر روی آن، گازهای محلول مانند دیاکسید گوگرد و دیاکسید کربن به صورت حباب بیرون میآیند و فرار میکنند. افزایش قابل توجه در مقدار این گازها یا تغییر در نسبت آنها، نشانگر مهمی است که نشان میدهد ماگما در حال نزدیک شدن به سطح زمین است و فوران ممکن است قریبالوقوع باشد. کاهش ناگهانی انتشار گاز پس از یک دوره خروجی بالا نیز میتواند حتی خطرناکتر باشد، زیرا ممکن است نشان دهد که گاز در یک گنبد گدازه مسدود شده و فشار شدیدی را برای فوران انفجاری ایجاد میکند. انتشار CO₂ که حلالیت کمتری دارد، از خاک اطراف آتشفشان میتواند پیشنشانگر اولیه نفوذ ماگمایی ژرف باشد.
۶- سنجش تغییرات گرانش، مغناطیس و الکتریک: در محدوده آتشفشان نیز راهگشاست. مثلاً سرد شدن و تبلور ماگما با افزایش چگالی و افزایش گرانش همراه میشود، در حالی که نفوذ گدازه کمچگالتر ممکن است باعث کاهش گرانش شود. گرم شدن سنگ میتواند خاصیت مغناطیسی آن را کاهش دهد. حرکت سیالات هم میتواند مقاومت الکتریکی را تغییر دهد. کاهش مقاومت ویژه با افزایش سیال آبگرمایی مرتبط است که اغلب با بالا آمدن گدازه در شکستگیها همراه است.
۷- مشاهده مستقیم و تصاویر ماهوارهای و نظارت مستقیم چشمی: ثبت با وبکم و تهیه مداوم تصویر ماهوارهای از علائم ظریف مانند افزایش ریزش سنگ، فعالیت جدید دودخانها یا ترک خوردن یخچالهای قله از شاخصهای پایش تغییر وضعیت آتشفشان است.
خطر آتشفشان دماوند در آینده چگونه است؟
آتشفشانهای چینهای خفته مانند دماوند به ویژه بالقوه خطرناک هستند زیرا ماگماهای آنها اغلب چسبناک و غنی از گاز آندزیتی تا ریولیتی هستند که آنها را مستعد فورانهای انفجاری میکنند. دوره طولانی سکون از آخرین انفجار ـ ۷۳۰۰ سال قبل ـ امکان ایجاد فشار قابل توجهی را فراهم میکند و اگر ساختمان آتشفشانی در برابر فشارهای وارده ضعیف شود، خطر فوران فاجعهبار در آینده افزایش مییابد.
