پرده‌برداري از راز آتشفشان‌هاي دريايي با كمك ربات‌

پرده‌برداري از راز آتشفشان‌هاي دريايي با كمك ربات‌

جام جم آنلاين: آتشفشان‌هاي زيردريايي گرچه معمولا در دل اقيانوس‌ها نهفته‌اند، اما زماني كه فعال مي‌شوند باعث تغييرات زيست محيطي قابل توجهي خواهند شد كه شايد از حيث اثرگذاري بر محيط، دست‌كمي از آتشفشان‌هاي فعال خشکي ها جهان نداشته باشند.

​

اهميتي كه اين موضوع براي دانشمندان و بخصوص محققان زمين‌شناسي دارد، موجب شده تا همواره به دنبال راهي براي نفوذ به بستر آتشفشان‌هاي زيردريايي و پرده برداشتن از رازهاي آنها باشند.
در سال‌هاي اخير مطالعات هدف داري در اين زمينه انجام شده به طوري كه بتازگي درك ما از اين نوع فعل و انفعالات درون زميني افزايش خيره‌كننده‌اي داشته است.
براساس يكي از اين مطالعات مشخص شده كه آتشفشان‌هاي زيردريايي پيش از آغاز فعاليت، سيگنال‌هايي منتشر مي‌كنند كه با دريافت و تجزيه و تحليل آنها مي‌توان پيش‌بيني دقيقي درخصوص زمان وقوع‌شان انجام داد.
محققان زمين‌شناسي معتقدند با تكيه بر اين اطلاعات مي‌توان در آينده‌اي نه چندان دور، فرآيند پيش‌بيني آتشفشان‌هاي زيردريايي را دگرگون كرد.
اكنون اين پرسش مطرح مي‌شود كه چرا آتشفشان‌هاي زيردريايي تا اين حد براي دانشمندان اهميت دارند؟
مطالعات دامنه‌داري كه از سال‌ها پيش آغاز شده نشان مي‌دهد فوران‌هاي زيردريايي حدود سه‌چهارم تمام فوران‌هاي آتشفشاني زمين را شامل مي‌شود.
با اين حال موقعيت جغرافيايي و مشكلاتي كه در بررسي آنها وجود دارد موجب شده تا دانشمندان زمين‌شناس با چالش‌هاي فراواني براي رديابي دقيق موقعيت آنها و زيرنظر قرار دادن فعاليت‌هايشان مواجه شوند.
در سال‌هاي اخير تلاش‌هاي زيادي براي غلبه بر اين نوع چالش‌ها صورت گرفته و اكنون مي‌توان گفت با بهره‌گيري از سيستم‌هاي رباتيكي كه تخصص ويژه آنها فعاليت در محيط‌هاي زيرآبي است دسترسي به آتشفشان‌هاي زيرآبي به مراتب راحت تر از گذشته شده است.
دانشمندان به اين دسته از آتشفشان‌ها به عنوان آتشفشان‌هاي مرموز نگاه مي‌كنند. آنها با بهره‌گيري از اين ربات‌ها و مجموعه متنوعي از فناوري‌هاي نوين زيرآبي در تلاش هستند تا از رازهاي اين نوع آتشفشان‌ها پرده بردارند.
بيل چادويك از زمين‌شناسان دانشگاه اورگان كه هدايت گروهي از محققان در پروژه بررسي آتشفشان‌هاي زيردريايي را به عهده دارد درخصوص نتايج به دست آمده از مطالعات آتشفشان زيردريايي معروف Axial Seamount نكات جالب توجهي مطرح كرده است.
اين آتشفشان زيردريايي در فاصله 400 كيلومتري از سواحل اورگان و در عمق 1500 متري اقيانوس قرار دارد. اين آتشفشان در ششم آوريل 2011 فوران قابل توجهي داشت و دانشمنداني كه آن را مورد بررسي قرار داده بودند به نتايج مهمي دست پيدا كردند.
چادويك در اين باره مي‌گويد: آتشفشان زيردريايي Axial Seamount در نوع خود منحصربه فرد است، زيرا در نقطه خاصي از جهان واقع شده كه از مدت‌ها پيش مورد مطالعه دقيق و نظارت لحظه به لحظه قرار داشته است. به همين دليل الگوهاي متعددي از رفتار اين آتشفشان در اختيار داشته‌ايم.
محققان براي بررسي دقيق تحركات عمودي اين آتشفشان از حسگرهاي فشاري نصب شده در بستر اقيانوس استفاده كردند.
آنها تا پيش از اين رفتار عادي بستر اين نقطه از اقيانوس را مورد بررسي قرار داده و متوجه آغاز اتفاقاتي در اين نقطه از اقيانوس از سال 2000 به اين سو شده بودند، اما نكته جالب توجه اين بود كه در فاصله چهار تا پنج ماه مانده به آغاز فعاليت اصلي فوران آتشفشاني (ششم آوريل 2011) سرعت تورم ماگماي آن تا حد قابل توجهي افزايش يافته بود.
اندازه‌گيري‌هاي دقيق آنها نشان مي‌داد سرعت تورم ماگما تا سه برابر افزايش يافته بود. تمامي اين آمار و ارقام حاكي از آغاز يك فعاليت بزرگ آتشفشاني بود و اين همان چيزي بود كه رخ داد.
كمتر از يك ساعت مانده به فعاليت آتشفشاني بستر اقيانوس در اين ناحيه حدود هفت سانتي‌متر از جابرخاست، اما پس از پايان فعاليت اصلي آتشفشان و همزمان با جاري شدن ماگما در اقيانوس، بستر اقيانوس تا بيش از دو متر فروكش كرد.
نيل ميشل از زمين‌شناسان دريايي دانشگاه منچستر انگليس كه البته در اين مطالعه حضور نداشته است مي‌گويد: تا پيش از اين، اين نوع تحركات درون‌زميني در نواحي آتشفشان خيز مناطق خشكي زمين مشاهده شده بود، اما اين نخستين بار است كه شاهد آن در مناطق اقيانوسي هستيم.
محققاني كه در اين پروژه حضور داشته‌اند، با استفاده از يك سري ميكروفن‌هاي بسيار حساس به سرنخ‌هاي جالب توجهي درخصوص رفتار اين آتشفشان زيردريايي دست يافتند.
آتشفشان‌هاي زيردريايي فعال باعث تغييرات زيست محيطي قابل توجهي خواهند شد كه شايد از حيث اثرگذاري بر محيط دست‌كمي از آتشفشان‌هاي فعال مناطق خشكي جهان نداشته باشند
براساس اين يافته‌ها رشته زمين‌لرزه‌هاي ضعيفي (كه قدرتمندترين آنها حدود دو ريشتر شدت داشته‌اند) طي چهار سال بازه زماني منتهي به آتشفشان ششم آوريل 2011 در اين منطقه روي داده بود.
نكته جالب ديگر اين است كه در فاصله زماني 2.6 ساعت مانده به آغاز اين آتشفشان انرژي قابل توجهي از اعماق زمين روانه بستر اقيانوس شده كه در نهايت از اين آتشفشان خارج شده بود.
تمام اين مشاهدات بخوبي نشان مي‌دهد با بهره‌گيري از طيف گسترده‌اي از فناوري‌هاي نوين تشخيصي و اندازه‌گيري مي‌توان وقوع آتشفشان زيردريايي را پيش‌بيني كرد.
باب زياك از زمين‌شناسان دريايي دانشگاه اورگان كه نسبت به نتايج به دست آمده از اين پروژه خوشبين است، مي‌گويد: با زير نظر قراردادن رفتار آتشفشان‌هاي زيردريايي مي‌توان هرگونه فعاليت عمده آنها از جمله فوران‌هاي قابل توجه را پيش‌بيني كرد. به بيان ديگر مي‌توان گفت رفتار طبيعي اين دسته از آتشفشان‌ها همواره پيش نمايشي از فوران اصلي آنها محسوب مي‌شود.
به عقيده اين محقق، همزمان با فوران ماگما نيروي قابل توجهي در دل شكاف‌هاي عمق زمين زير اقيانوس‌ها رها شده كه اين فرآيند در ادامه خود به شكل‌گيري زمين‌لرزه‌هاي ضعيف و قوي منتهي مي‌شود و نكته مهم‌تر اين‌كه هرچه دامنه اين فعاليت‌ها به سطح زمين نزديك‌تر شود، قدرتشان نيز افزايش مي‌يابد.
زياك معتقد است با استفاده از تجزيه و تحليل‌هاي زمين‌شناختي اين توانايي را داريم كه مشاهده دقيق و روشني از غرش ماگما در دل آتشفشان، آن هم دو ساعت مانده به آغاز فوران اصلي داشته باشيم.

زيردريايي‌هاي رباتيك​

در چنين پروژه‌هايي، ربات‌ها كمك‌رسان اصلي دانشمندان به شمار مي‌آيند. رباتي كه در اين پروژه به كمك دانشمندان آمده است با بهره‌گيري از سيستم‌هاي مدرن تصويربرداري، تصاوير دقيقي از بستر اقيانوس آن هم با استفاده از امواج صوتي تهيه كرده است. اين ربات نقشه توپولوژي دقيقي از ارتفاع 50 متري قله اين آتشفشان دريايي پيش و پس از فوران ششم آوريل 2011 تهيه كرده است.
اين نقشه دقيق به زمين‌شناسان كمك كرده است تا درك روشني از جريان مواد مذاب فوران يافته داشته باشند. براساس اين مشاهدات، ضخامت مواد مذاب از 20 سانتي‌متر تا 137 متر در نوسان بوده است.
مشاهدات دقيق‌تر محققان نشان داد فعاليت زيست محيطي نيز در صخره‌هاي پديدآمده از فوران‌هاي آتشفشاني درست شده‌اند.
به عقيده چادويك، با در نظر گرفتن مشاهدات زيست محيطي در اين نواحي آتشفشاني و همچنين دانش موجود درباره تغييرات به وجود آمده در زمين، مي‌توان ارتباط روشني ميان فوران‌هاي آتشفشاني زيرآبي و حيات جديد به وجود آمده در اطراف آنها تصور كرد.
با توجه به اين مشاهدات زمين‌شناسان پيش‌بيني مي‌كنند آتشفشان Axial Seamount بار ديگر و اين بار در سال 2018 فوران خواهد كرد.(جام جم - ضميمه سيب)