آیا ذوب‌شدن یخ‌ها، آتشفشان‌های جنوبگان را بیدار خواهد کرد؟

جنوبگان فقط سرزمین یخ نیست، بلکه سرزمین آتش نیز محسوب می‌شود. بیش از ۱۰۰ آتشفشان زیر یخ‌های جنوبگان پنهان شده یا از آن بیرون آمده‌اند. یکی از این آتشفشان‌های فعال، کوه اربوس که ارتفاع آن به ۳۸۰۰ متر می‌رسد، فقط ۴۰ کیلومتر از پایگاه مک‌موردو که بزرگ‌ترین پایگاه تحقیقاتی جنوبگان است، فاصله دارد.

کوه دیگری به نام کوه وائشه نشانه‌های نگران‌کننده‌ای پیدا کرده که نشان می‌دهد ذوب شدن یخ‌ها باعث فوران‌های قدیمی آن شده است. حالا پژوهشگران تصمیم دارند هر دو کوه را بررسی کنند تا درباره‌ی تهدیدهای فوری و بلندمدت این امر اطلاعات بیشتری به دست آورند.

حسگرهایی که امسال در اطراف دهانه‌ی کوه اربوس نصب می‌شوند، می‌توانند به محققان کمک کنند خطراتی را که آتشفشان فعال اربوس برای ایستگاه مک‌موردو و ایستگاه اسکات نیوزیلند که در نزدیکی آن قرار دارند، به همراه دارد، بهتر شناسایی کنند.

بررسی میدانی که قرار است ماه جاری در کوه وائشه انجام شود، به بررسی این احتمال می‌پردازد که آیا تغییرات اقلیمی می‌توانند آتشفشان‌های زیر یخ را دوباره فعال کند یا نه. فوران‌های داغ این آتشفشان‌ها می‌توانند ذوب یخ‌ها را تسریع کنند و باعث ایجاد چرخه‌ی خطرناک و بازخوردی شوند که وضعیت را بدتر می‌کند.

کوه اربوس تنها ۲۰ دقیقه با هلیکوپتر از ایستگاه مک‌موردو فاصله دارد، بنابراین از دهه ی ۱۹۶۰، دانشمندان به مطالعه‌ی این آتشفشان و دریاچه‌ گدازه‌ای که در دهانه آن قرار دارد، پرداخته‌اند. این دریاچه گاهی اوقات توده‌هایی از سنگ مذاب را به بیرون پرتاب می‌کند.

لرزه‌سنج‌هایی که نزدیکی قله کوه اربوس نصب شده‌اند، اطلاعات زیادی درباره سیستم ماگمایی سطحی این آتشفشان حاصل کرده‌اند؛ اما بادهای شدید باعث شده‌اند این ابزارها قادر به تشخیص لرزه‌های ناشی از ماگمای عمیق‌تر نباشند. ریک آستر، ژئوفیزیکدان دانشگاه ایالتی کلرادو می‌گوید: «فقط توانسته‌ایم نوک یک سیستم ماگمایی را بررسی کنیم که احتمالاً تا ۱۵۰ کیلومتر درون گوشته‌ی زمین ریشه دارد.»

گروه پژوهشی کوچکی ماه گذشته به کوه اربوس پرواز کرد تا مجموعه‌ای جدید از لرزه‌نگارها را در مکان‌هایی دفن کنند که دربرابر باد محافظت شوند. این کار آسان نبود: هلیکوپتر  قادر به حمل کمپرسور نیم‌تنی که برای راه‌اندازی مته‌ی بادی بزرگ نیاز بود، نبود. تکنسین‌ها پس از سازگاری با هوای رقیق نزدیک قله، شروع به حفر گودال‌هایی به عمق ۱ متر کردند. آن‌ها مجبور شدند برای این کار از بیل و مته‌ی دستی استفاده کنند. یکی از اعضای گروه پژوهشی می‌گوید در یکی از روزها هنگام ناهار، سرمای باد به منفی ۵۹ درجه سانتی‌گراد رسید.

حسگرهای لرزه‌ای که از باد محافظت می‌شوند، داده‌های خود را به‌صورت لحظه‌ای منتقل کرده و در طول زمستان تاریک جنوبگان به‌طور پیوسته عمل خواهند کرد. این حسگرها امکان نظارت مداوم بر آتشفشان اربوس را برای شناسایی خطرات فراهم می‌کنند و احتمالاً می‌توانند اطلاعات عمیق‌تری در مورد فعالیت‌های آن ارائه دهند.

آتشفشان‌ها به‌ندرت برای مدت طولانی، حتی برای چند دهه، دریاچه گدازه‌ای فعال دارند؛ اما زمانی که چنین دریاچه‌ای وجود دارد، این دریاچه مانند شیر تخلیه‌کننده‌ی فشار عمل می‌کند و از انباشته شدن فشار ماگما جلوگیری می‌کند.

محققان متوجه شده‌اند فشار درون آتشفشان اربوس به‌طور مداوم افزایش و کاهش می‌یابد و این تغییرات باعث تغییر در ظاهر و شکل دامنه‌های کوه می‌شود. این موضوع نشان می‌دهد که هنوز به‌طور کامل نمی‌دانیم سیستم ماگمایی اربوس چگونه عمل می‌کند.

دریاچه گدازه‌ای به عرض ۲۰ متر در اربوس معماهایی دارد. چرخش گدازه‌ها در این دریاچه می‌تواند حباب‌های گاز بزرگی ایجاد کند که تمام سطح دریاچه را پر می‌کنند. وقتی این حباب‌ها به سطح می‌رسند، منفجر می‌شوند و بمب‌های گدازه‌ای پرتاب می‌کنند که می‌توانند تا مسافت‌های طولانی، حتی بیش از ۱ کیلومتر، پرتاب شوند.

پژوهشگران امیدوارند ایستگاه‌های لرزه‌ای جدید بتوانند دلیل تغییرات رفتار دریاچه گدازه اربوس را از حالت آشفته به آرامش چند ساله توضیح دهند و همچنین مشخص کنند چرا در زمان‌های گذشته، آتشفشان اربوس فوران‌های شدیدتری داشته است. فهم بهتر سیستم ماگمایی اربوس می‌تواند به مدل‌سازی آتشفشان‌های دیگر در جنوبگان کمک کند.

وائشه، اگرچه غیرفعال است، می‌تواند پاسخی به مهم‌ترین سؤال در آتشفشان‌شناسی قطب جنوب ارائه دهد: با ذوب شدن یخ‌ها سریع‌تر، آیا آتشفشان‌ها فعال‌تر خواهند شد؟ ایده ساده است: با برداشته شدن وزن آتشفشان‌ها، گازهای محبوس در ماگما مانند گاز درون بطری شامپاین بدون چوب پنبه آزاد می‌شوند و باعث فوران می‌شوند.

در برخی مناطق مانند ایسلند و شمال غربی اقیانوس آرام در ایالات متحده، زمانی که یخچال‌ها شروع به عقب‌نشینی می‌کنند، فعالیت آتشفشانی بیشتر می‌شود. علت آن است که یخ‌ می‌تواند فشار روی لایه‌های زیرین زمین را کاهش دهد و این امر شاید باعث فعال شدن آتشفشان‌ها شود؛ اما در قطب جنوب، هنوز شواهدی مبنی بر چنین پدیده‌ای دیده نشده است.

در دههی گذشته، تیم پژوهشی از مؤسسه‌ی معادن و فناوری نیومکزیکو سفر دشواری را به منطقه‌ی وائشه انجام دادند. این منطقه حدود ۱۵۰۰ کیلومتر از پایگاه مک‌موردو در قطب جنوب فاصله دارد. آن‌ها از گدازه‌هایی که در زمان آخرین فعالیت آتشفشانی این منطقه، بیش از ۱۰۰ هزار سال پیش، از آتشفشان فوران کرده بود، نمونه‌برداری کردند.

نتایج تحلیل‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند سنگ‌های آتشفشانی جمع‌آوری‌شده از منطقه، از بیش از ۵۰ فوران مختلف آتشفشانی حاصل شده‌اند. جالب اینجا است که تقریباً ۹۰ درصد از این فوران‌ها بین دوره‌های یخ‌بندان یعنی زمانی که دما نسبتاً گرم بود و احتمالاً یخچال‌های قطبی نازک‌تر از حالت معمول بودند، رخ داده‌اند.

این ماه، پژوهشگران به وائشه بازخواهند گشت و به‌دنبال سنگ‌های بیشتری خواهند بود که می‌توانند تأیید کنند که آیا از بین رفتن یخ پوشاننده باعث بیدار شدن وائشه شده است یا خیر. این تیم امید دارد در سال‌های آینده از دیگر آتشفشان‌ها بازدید کند تا واکنش آن‌ها به ذوب یخ را بررسی کند.

برخی کارشناسان می‌گویند هنوز مشخص نیست آتشفشان‌ها واقعاً به کاهش یخ‌ها واکنش نشان می‌دهند یا خیر. همچنین، فوران آتشفشان زیر یخ‌ها باعث ذوب قابل‌ توجهی نمی‌شود؛ اما اگر بسیاری از آتشفشان‌ها فوران کنند، ممکن است حلقه‌ی بازخوردی شکل بگیرد، به این صورت که از دست رفتن یخ‌ها باعث افزایش فعالیت‌های آتشفشانی شود و فوران‌های بیشتر نیز باعث ذوب بیشتر یخ‌ها و افزایش سطح دریاها شود. اگر چنین اتفاقی بیفتد، انتشار گازهای گلخانه‌ای توسط انسان‌ها می‌تواند حتی بر آتشفشان‌های دورافتاده‌ترین مناطق کره زمین و در نهایت سرنوشت بشر تأثیر بگذارد.