ایران، پیشتاز جهانی در زمینه فرونشست زمین
زومیت: ناپایداری زمین در ایران به واسطهی استخراج بیش از حد آب از مخازن زیرزمینی، به شدت بیسابقه شده است و حدود ۶۵۰ هزار فرد را در شرایط خطرناک قرار داده است.
تحقیقات اخیر حاکی از آن است که افت سطح آبهای زیرزمینی در ایران، منجر به کاهش سریع زمینها در سرتاسر کشور شده است. مساحتی بالغ بر ۳۱,۴۰۰ کیلومتر مربع از سرزمین ایران به طور سالانه بیش از ۱۰ میلیمتر در حال افت است. در مواردی جدیتر، زمین در ناحیهی نزدیک به رفسنجان در استان کرمان، سالیانه بیش از ۳۴ سانتیمتر کاهش یافته است.
این افت سریع زمین در ایران، خطرات بیشتری را برای حدود ۶۵۰ هزار نفر به دنبال دارد، از جمله مشکلاتی ناشی از تغییرات سطح زمین مانند کمبود آب و ناامنی غذایی. اگرچه بخشی از این چالش به خشکسالیهای مکرر در کشور برمیگردد، اما بیتدبیری در مدیریت منابع آب و برداشت بیرویه در طی سالهای گذشته، دلیل اصلی این بحران به شمار میرود.
حدود ۶۰ درصد از منابع آب در ایران از سفرههای زیرزمینی تأمین میشود. برای تحلیل اثرات این موضوع بر سطح زمین، جسیکا پین، دانشجوی دکترا در دانشکدهی زمین و محیطزیست دانشگاه لیدز در بریتانیا و همکارانش، بهمنظور نقشهبرداری از تغییرات سطح زمین در ایران در بازهی زمانی ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۲ از دادههای راداری ماهوارهی سنتینل ۱ متعلق به آژانس فضایی اروپا بهره گرفتند.
این محققان موفق به شناسایی ۱۰۶ منطقه تحت فرونشست شدند که در مجموع مساحتی معادل تقریباً ۳۱٬۳۹۰ کیلومتر مربع یا تقریباً دو درصد از کل کشور را در بر میگیرد. پین در گفتوگو با لایوساینس اشاره کرد:
سرعت فرونشست در ایران یکی از بالاترینها در سطح جهان است. ما حدود صد ناحیه در ایران شناسایی کردیم که سرعت فرونشست آنها بیش از ۱۰ میلیمتر در سال است. در اروپا، سرعتهای بالای ۵ تا ۸ میلیمتر در سال به عنوان موارد جدی و شدید در نظر گرفته میشود.
پین افزود که عامل اصلی فرونشست، برداشت از آبهای زیرزمینی است و در ۷۷ درصد از مواردی که سرعت فرونشست بیش از ۱۰ میلیمتر در سال است، این پدیده با فعالیتهای کشاورزی مرتبط میباشد.
به عنوان نمونه، در نزدیکی رفسنجان با اقلیم خشک، مزارع پسته وجود دارد و برداشت آب زیرزمینی به شدت انجام میشود. پین بیان کرد: «کاهش ۳۴ سانتیمتری در سال شاید در نگاه اول زیاد به نظر نرسد، اما در طول یک دهه، سطح زمین حدود ۳ تا ۴ متر پایین میرود که این واقعاً نگرانکننده است.»
یافتههای پژوهشگران همچنین نشان میدهد که در شهرستان بردسکن در خراسان رضوی، مساحتی برابر با ۱,۱۱۰ کیلومتر مربع به فرونشست دچار شده است که این رقم ۴۰ درصد بیشتر از مساحت ثبتشده در پژوهشی در سال ۲۰۰۸ محسوب میشود.
پین بیان کرد: «بخش زیادی از دو پدیده فرونشست در تمامی ۱۰۶ ناحیهی ایران غیرقابل بازگشت است.» منوچهر شیرزایی، متخصص سنجش از دور که در این مطالعه همکاری نداشته، اذعان داشت: «نتایج این مقاله بهطرز شگفتآوری بیان میکند که بیشتر فرونشستهای مرتبط با سفرههای آب زیرزمینی ایران به طور دائمی غیرقابل بازگشت هستند؛ موضوعی که شدت تخلیهی آبخوانها را نمایان میکند.»
شیرزایی توضیح داد که آبخوانها همانند مخازن آب عمل نمیکنند؛ زمانی که از یک مخزن بیش از میزان ورودی آب برداشت شود، سطح آن کاهش مییابد، اما با بارش باران، دوباره پر میشود.
پین اظهار داشت: «در آبخوانها، تقریباً همان اندازه از آب سالانه با بارش جایگزین میشود و چرخه فصلی کاهشی و افزایشی که به آن بازگشت کشسانی گفته میشود، ایجاد میشود. اما هنگامی که بسیار بیشتر از حد معمول از آب برداشت شود، شرایط تغییر میکند.»
به گفتهی پین: «بخش زیادی از فرونشست در تمامی ۱۰۶ منطقهی ایران غیرقابل بازگشت است.» منوچهر شیرزایی، متخصص سنجش از دور که در تحقیقات شرکت نداشته، بیان کرد: «نتیجهی این تحقیق نشان میدهد که اکثر فرونشستهای مرتبط با سفرههای آب زیرزمینی ایران در حال حاضر غیرقابل بازگشت است؛ نشانهی بارزشدت تخلیهی آبخوانهاست.»
شیرزایی توضیح داد که آبخوانها به مفهومی متفاوت از مخازن آب عمل میکنند؛ اگر از یک مخزن بیشتر از میزان آب ورودی برداشت شود، سطح آن پایین خواهد آمد و با بارش میتواند به حالت اولیه بازگردد.
پین توضیح داد: «در آبخوانها، تقریباً به همان اندازه آب سالانه به واسطه بارش جبران میشود و روند خاصی از افت و صعود وجود دارد که به آن بازگشت کشسانی میگویند. اما اگر به اندازهی قابل توجهی آب از آنها برداشت شود، وضعیت به طرز قابل توجهی تغییر میکند.»
پین ادامه داد: «آبخوانها به مثابه سطل شن کار میکنند. لایههایی از خاک و شن وجود دارد که دانههایشان به واسطهی آب از هم جدا نگاه داشته میشوند. اما اگر آب از آبخوان برداشت شود و پیش از این هم استخراج نشده باشد، خاک و شن به تنهایی قادر به نگهداشتن تمام رسوبات رویی و سازههای موجود بر روی آنها نخواهند بود.»
در نتیجه، دانهها فشرده میشوند و سطح زمین در مواقع فرونشست به طور غیرقابل بازگشت پایین میرود. حتی اگر آب مجدداً وارد سیستم شود و به مناطق فشردهشده راه یابد، سطح زمین به حالت اولیه باز نخواهد گشت.
پیامدهای فرونشست غیرقابل بازگشت بسیار شدید است. به گفتهی شیرزایی: «شیبهای تند به شکافها و ناپایداری سازهها میانجامند و باعث آسیبهای جدی به ساختمانها، جادهها و خطوط ریلی میشوند. شهرهایی نظیر تهران، کرج، مشهد، اصفهان و شیراز به طور مستقیم تحت تأثیر این پدیده قرار دارند. تنها در شهر کرج، بیش از ۲۳ هزار نفر در مناطق پرخطر زندگی میکنند.
فرونشست تنها مختص ایران نیست. فرانچسکا سیگنا، پژوهشگر موسسه علوم جوی و اقلیم در رم، ذکر کرد: «متأسفانه وضعیت ایران شباهت زیادی به کشورهای دیگر و کلانشهرهای آنها دارد.» وی افزود که سایر مناطق در حال مواجهه با فرونشست شدید شامل شهرهای بزرگ مرکز مکزیک، ایالات متحده، چین و ایتالیا میباشد.
شیرزایی خاطرنشان کرد: «سرعت فرونشست در ایران با مکزیکوسیتی و دره مرکزی کالیفرنیا در رقابت است و کشور ما را در زمره نواحی دارای فرونشست شدید در سطح جهان قرار میدهد.»
فاجعههای ناشی از فرونشست بیسابقه نیستند. در مکزیک، فرونشست زمین در سال ۲۰۲۱ به فروریختن یک خط مترو انجامید که طی آن ۲۶ نفر جان خود را از دست دادند و شمار زیادی زخمی شدند.
خطر دیگر از دستدادن منابع آب شیرین به واسطهی این پدیده است. شیرزایی بیان کرد: «فشرده شدن مداوم آبخوانها به از دست رفتن پتانسیل ذخیرهسازی آب به صورت دائمی منجر میشود. این موضوع موجب تشدید کمبود آب در دورههای خشکسالی، کاهش تابآوری در برابر تغییرات اقلیمی و تقریباً غیرممکنسازی بازسازی منابع آب میگردد.»
