درياچه اروميه طي 28 سال اخير، 22 ميليارد تن آب از دست داده است

الهه جعفرزاده

گروه اجتماعي: استاد پژوهشگاه بين المللي زلزله‌شناسي مي‌گويد: «درياچه اروميه که زماني بزرگ‌ترين درياچه آب شور خاورميانه بود، از سال 1375 تا 1403 حدود 95 درصد حجم خود را به علل گوناگون از دست داده است.

اين حجم معادل تخليه 22 ميليارد تن آب است؛ که مي‌تواند منجر به تغييرات تنش موضعي، تحريک گسل‌ها و زلزله‌خيزي محيط پيرامون درياچه شود.»
«درياچه اروميه در شمال غربي ايران در چند دهه گذشته به دليل ترکيبي از تغييرات اقليمي، انحراف آب براي کشاورزي و ساخت بيش از 90 سد و بند بر روي سرشاخه‌هاي درياچه خشک شده است. اين خشکي نه تنها در مورد اثرهاي اکولوژيکي بلکه در مورد اثر بالقوه آن بر فعاليت لرزه اي در منطقه نيز نگراني‌هايي را ايجاد کرده است.»
اين توضيحات مهدي زارع، استاد پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله، است. از او درباره ارتباط بين خشکي اين درياچه و فعاليت‌هاي لرزه‌اي جويا شديم.
مشروح اين گفت‌وگو را در ادامه مي‌خوانيد:‌
ارتباط بين خشکي درياچه اروميه و فعاليت‌هاي لرزه‌اي را چطور مي‌توان تبيين کرد؟ در اين‌باره توضيح دهيد.
سازوکارهاي مرتبط‌کننده خشک‌شدن درياچه با فعاليت لرزه‌اي را مي‌توان به ترتيب زير مرور کرد:
کاهش فشار هيدرواستاتيک: خشک‌شدن درياچه‌ها مي‌تواند منجر به کاهش فشار هيدرواستاتيکي وارد بر سازندهاي زمين‌شناختي اطراف شود. هنگامي که توده‌هاي بزرگ آبي وجود دارند، روي پوسته زمين فشار وارد مي‌کنند، با کاهش سطح آب، اين فشار کاهش مي‌يابد؛ که مي‌تواند گسل‌هايي را که از قبل تحت تنش هستند بي‌ثبات‌تر کند. در مناطقي با ساختار زمين‌ساختي فعال، مانند اطراف درياچه اروميه، اين کاهش فشار ممکن است باعث حرکت گسل و افزايش لرزه‌خيزي شود.
تغييرات در سطح آب‌هاي زيرزميني: خشک‌شدن درياچه‌ها اغلب منجر به تغيير سطح آب‌هاي زيرزميني در مناطق مجاور مي‌شود. با کاهش آب‌هاي سطحي، آب‌هاي زيرزميني نيز به دليل افزايش تبخير و کاهش تغذيه از منابع سطحي کاهش مي‌يابد. اين تغيير بر فشار منفذي درون سنگ‌ها و رسوبات اثر مي‌گذارد و در صورت مساعد شدن شرايط براي آغاز جنبايي، به طور بالقوه منجر به لغزش گسل مي‌شود.
فرونشست زمين: خشک‌شدن درياچه اروميه به دليل فشرده‌شدن رسوباتي که قبلا از آب اشباع شده بودند، با فرونشست زمين نيز همراه بوده است. اين فرونشست فشار بيشتري را بر روي گسل‌هاي مجاور ايجاد مي‌کند و تا سازگاري زمين با اين شرايط جديد به فعاليت‌هاي لرزه‌اي مرتبط مي‌شود.
افزايش خطر لرزه‌اي ناشي از تغييرات محيطي: تغييرات محيطي ناشي از خشک‌شدن درياچه -مانند تغيير در پوشش گياهي و رطوبت خاک- بر لرزه‌خيزي محلي اثر مي‌گذارد. به عنوان مثال، تغييرات در کاربري زمين يا پوشش گياهي بر نحوه نفوذ آب باران به زمين اثرگذار است و به طور بالقوه ديناميک هيدرولوژيکي محيط را تغيير مي‌دهد و بر پايداري گسل اثر مي‌گذارد.

با توجه به اينکه کاهش سطح درياچه‌ها در افزايش رويدادهاي لرزه‌اي نقش دارد، اين مورد در خصوص درياچه اروميه چطور نمود پيدا کرده است؟
شواهد حاصل از تحقيقات انجام‌شده توسط زمين‌شناساني که منطقه را مطالعه مي‌کنند، نشان از ارتباط بين کاهش سطح درياچه‌ها و افزايش رويدادهاي لرزه‌اي دارد. اطراف درياچه اروميه نيز از اوايل دهه 2000 همزمان با کاهش قابل توجه حجم درياچه، فعاليت‌هاي زلزله‌اي مختلفي تجربه کرده‌است؛ زلزله سلماس (قطور) و باشقلعه (ترکيه) در 4 اسفند 1398 و هم‌چنين شش زلزله با بزرگاي 5.5 تا 6 بين شهريور 1401 تا فروردين 1402 در منطقه خوي از نمادهاي مهم لرزه‌خيزي محيط پيرامون درياچه اروميه در دو دهه اخير هستند.
اين زلزله‌ها به تغيير شکل زمين هم مي‌انجامند؟
قطعاً، تصاوير ماهواره‌اي و داده‌هاي GPS الگوهاي تغيير شکل زمين را مطابق با افزايش فعاليت لرزه‌اي مرتبط با تغييرات هيدرولوژيکي اطراف درياچه اروميه نشان داده‌اند.
عوامل مشخصي وجود دارند که پايداري گسل‌ها را تقويت کنند؟
بله، سازوکارهايي مانند کاهش فشار هيدرواستاتيکي روي گسل‌ها، تغيير سطح آب‌هاي زيرزميني مؤثر بر فشار منفذي، فرونشست زمين با ايجاد استرس اضافي بر سازندهاي زمين‌شناختي و تغييرات محيطي گسترده‌تر بر پايداري گسل‌ها اثر مي‌گذارند.
تغييرات اقليم اثرهاي گسترده‌اي بر سيستم‌هاي مختلف طبيعي از جمله فرآيندهاي زمين شناسي دارد. تغييرات ناشي از گرم شدن کره زمين، مي‌تواند بر فعاليت لرزه‌اي در راستاي گسل‌هاي فعال اثر مي‌گذارد. اين رابطه در درجه اول از طريق سازوکارهاي ذوب يخبندان و تغييرات در بارهاي هيدرولوژيکي مشاهده مي‌شود.
گرمايش زمين در تحريک گسل‌ها چه نقشي را ايفا مي‌کند؟
گرم‌شدن زمين به طرق مختلف در تحريک و بروز گسل‌ها نقش دارد، از جمله: ذوب يخبندان و کاهش استرس گسل: طبق مطالعه‌اي که در 18 دسامبر 2024 در دانشگاه ايالتي کلرادو منتشر شد، در طول آخرين عصر يخبندان، يخچال‌ها فشار قابل توجهي بر پوسته زمين وارد کردند. با ذوب‌شدن اين يخچال‌ها به دليل افزايش دماي مرتبط با تغييرات اقليمي، وزني که قبلاً گسل‌ها تحمل مي‌کردند، حذف مي‌شود. اين کاهش بار مي‌تواند منجر به افزايش سرعت لغزش گسل شود، در مناطقي مانند کوه‌هاي Sangre de Cristo در کلرادو آمريکا چنين پديده‌اي مشاهده و بررسي شده است. ذوب شدن يخ به گسل‌ها اجازه مي‌دهد آزادانه‌تر حرکت کنند و به طور بالقوه منجر به افزايش فعاليت زلزله مي‌شود.
تغييرات اقليمي هم‌چنين بر روي بدنه‌هاي آبي و توزيع آب در طبيعت نيز اثر مي‌گذارد. تبخير حجم‌هاي بزرگ آب يا تغيير در سطح آب‌هاي زيرزميني شرايط تنش روي گسل‌ها را تغيير مي‌دهد. به عنوان مثال، هنگامي که آب از يک منطقه (به دليل تبخير يا استخراج) حذف مي‌شود، مي‌تواند منجر به کاهش فشار روي سنگ‌هاي زيرين شود که باعث حرکت گسل نيز مي‌شود.
شوک‌هاي محيطي ناگهاني -مانند بارندگي شديد يا ذوب سريع برف- با تغيير سريع بار روي گسل‌ها به فعاليت‌هاي لرزه‌اي منجر مي‌شود. اين شوک‌ها مي‌توانند باعث لغزش در راستاي گسل‌هايي شوند که در اثر نيروهاي زمين ساختي تحت تنش هستند.
زمين‌ساخت و گردش جوي: تعامل بين زمين‌ساخت و اقليم پيچيده است. بالا آمدن زمين‌ساختي، بر الگوهاي گردش جوي، توزيع بارش و پايداري گسل‌ها را در طي زمان اثر مي‌گذارد. تحقيقات اخير که توسط دانشمندان علوم زمين در دانشگاه ايالتي کلرادو منتشر شده، اين ارتباطات در افزايش ميزان لغزش گسل‌ها از زمان آخرين عصر يخبندان با کاهش يخچال‌ها بوده است. يافته‌هاي آنها نشان مي‌دهد که مناطق مجاور يخچال‌هاي طبيعي در حال عقب نشيني، احتمالاً به دليل اين شرايط تنش در حال تغيير، فعاليت لرزه‌اي را افزايش مي‌دهند.
اين مطالعه از داده‌هاي سنجش از دور و اندازه‌گيري‌هاي GPS با دقت بالا براي تجزيه و تحليل جابجايي گسل‌ها در طي زمان استفاده کرده و نشان داد که حرکت گسل از زمان عقب‌نشيني يخبندان در مقايسه با دوره‌هايي که يخچال‌ها وجود داشته‌اند، پنج برابر سريع‌تر شده است.
درياچه اروميه از دهه 70 تا کنون چند درصد حجم خود را از دست داده است؟ چه عواملي علل در اين اتفاق مؤثر بوده‌اند؟
درياچه اروميه که زماني بزرگ‌ترين درياچه آب شور خاورميانه بود، از سال 1375 تا 1403 حدود 95 درصد حجم خود را، به علل گوناگون مانند برداشت بيش از حد آب براي کشاورزي (از طريق سدها و آبياري)، کاهش بارندگي مرتبط با تغييرات اقليمي، افزايش تبخير ناشي از افزايش دما و ... از دست داده است.
تأثير اين پديده از آن زمان تا کنون بر فعاليت گسل‌ها چگونه است؟
پاسخ به اين پرسش در دو مورد خلاصه مي‌شود:
تخليه پوسته: از دست دادن سريع جرم آب (معادل حذف ميلياردها تن وزن) فشار روي پوسته زمين را کاهش مي‌دهد و به طور بالقوه باعث بازگشت ايزواستاتيک (بالا بردن پوسته) مي‌شود. ميزان بالا آمدن پوسته در محيط درياچه اروميه حدود 11 سانتي‌متر طي سالهاي 1380-1400 برآورد شده است. اين تخليه، ميدان‌هاي تنش منطقه‌اي را تغيير مي‌دهد، که مي‌تواند گسل‌هاي مجاور را بي‌ثبات کند.
تغييرات فشار منفذي: کاهش تغذيه آب زيرزميني ناشي از کاهش درياچه فشار حفره‌اي سنگ‌ها را کاهش مي‌دهد، تنش برشي روي گسل‌ها را افزايش داده و آنها را مستعد لغزش مي‌کند. اثرهاي مشابهي در سطح جهاني مشاهده شده است. به عنوان مثال، خشک‌شدن بحرالميت در غرب اردن و شرق فلسطين با افزايش لرزه خيزي در دره ريفت اردن به دليل تخليه پوسته مرتبط است.
تداوم خشکسالي در طولاني‌مدت چه پيامدي خواهد داشت؟
خشکسالي طولاني‌مدت کمبود آب را تشديد مي‌کند و منجر به موارد زير مي‌شود:
پمپاژ بيش از حد آب‌هاي زيرزميني: اين امر باعث فرونشست و فشرده‌شدن سفره‌هاي زيرزميني مي‌شود (به عنوان مثال، همانطور که در دره مرکزي کاليفرنيا يا حوضه تهران ديده مي‌شود).
توزيع مجدد تنش: فرونشست تنش‌هاي عمودي و افقي را در پوسته تغيير مي‌دهد و به طور بالقوه فشار را به گسل‌هاي مجاور منتقل مي‌کند. گسل شمال تبريز، يک گسل امتداد لغز راست جانبي بزرگ، در حال حاضر تحت تنش زمين ساختي قرار دارد. تنش اضافي ناشي از فرونشست مي‌تواند گسل را به گسيختگي ناگهاني و رخداد زمين‌لرزه بزرگ نزديک کند.
دماي بالاتر تبخير را تشديد مي‌کند، که با از دست دادن درياچه و آب زيرزميني شرايط بدتر مي‌شود. الگوهاي بارندگي تغيير يافته (خشکسالي طولاني‌تر، طوفان‌هاي شديدتر) سامانه‌هاي آب سطحي و زيرسطحي را بي‌ثبات مي‌کند و پوسته را بيشتر تحت فشار قرار مي‌دهد ذوب يخچال‌هاي طبيعي (مانند هيماليا) با تغييرات در رفتار گسل از طريق تخليه مرتبط است.
در خصوص گسل شمال تبريز و ميزان زلزله‌خيزي آن بيشتر توضيح مي‌دهيد؟
گسل شمال تبريز (NTF) يک گسل فعال اصلي با توان ايجاد زمين لرزه‌هايي با بزرگاي بيش ازM7+ (آخرين گسيختگي بزرگ در سال 1780) است. لغزش افقي ~ 7 ميلي‌متر در سال را تجربه مي‌کند. اين گسل به شدت تحت فشار است، به اين معني که تغييرات کوچک در تنش (مانند تخليه پوسته يا از دست دادن آب زيرزميني) مي‌تواند باعث شروع گسيختگي شود.
به عنوان مثال، مطالعه‌اي در سال 2021 در Geophysical Research Letters نشان داد که استخراج آب‌هاي زيرزميني در منطقه تبريز مي‌تواند تغييرات تنش ~ 0.1تا 1 کيلو پاسکال در سال را در گسل شمال تبريز ايجاد کند؛ که زلزله‌ در يک گسل در حال حاضر نزديک به شکست را مي‌تواند تسريع کند يا به تعويق اندازد. خشک‌شدن درياچه در بيست و هشت سال اخير حدود 22 کيلومتر مکعب آب را حذف کرده است؛ که معادل تخليه 22 ميليارد تن است. در حالي که اين مقدار مي‌تواند منجر به تغييرات تنش موضعي بر بخش‌هايي از گسل شود.
خشکسالي، - کاهش آب‌هاي زيرزميني، - فرونشست.
از دست دادن درياچه، - تخليه پوسته، - تغييرات ميدان تنش.
تغيير اقليم -، تشديد افراطي در رخدادهاي هيدرولوژيک.
اين عوامل آستانه فعال شدن گسل را کاهش مي‌دهند، به ويژه در مناطقي مانند شمال غربي ايران، که در آن يکي از بيشترين ميزان‌هاي تغيير شکل‌هاي زمين‌ساختي حال حاضر در فلات ايران رخ مي‌دهد.
نيروهاي زمين‌ساختي بر فعاليت گسل چگونه اثر مي‌گذارند؟
نيروهاي زمين‌ساختي بر رفتار گسل غالب هستند و جداسازي اثرهاي اقليمي/ هيدروولوژيک همچنان چالش برانگيز است. بيشتر تغييرات تنش ناشي از فرآيندهاي سطحي، مرتبه‌اي کوچک‌تر از تنش‌هاي تکتونيکي هستند، اما همچنان ممکن است به‌عنوان «آخرين ني» بر کوهان شتر (در مناطق بحراني) عمل کنند.
مجموعه اين عوامل چگونه وضعيت گسل‌ها را تهديد مي‌کنند؟
به گزارش امانت به نقل از خبرآنلاين، در حالي که فعاليت گسل شمال تبريز عمدتاً با نيروهاي زمين‌ساختي هدايت مي‌شود، خشک‌شدن درياچه اروميه، خشکسالي طولاني مدت و تغييرات اقليمي ممکن است به موارد ذيل منجر شود:
تغيير توزيع تنش بر روي گسل، به طور بالقوه تسريع در زمان‌بندي رخداد زلزله‌هاي آينده و افزايش خطر لرزه‌اي در مناطق آسيب‌پذير مانند تبريز با 1.5 ميليون نفر جمعيت ثابت و حدود دو ميليون نفر جمعيت در طي روز.