aviinioo/طبیعت/مقالات/مجلات علمی
aviinioo/طبیعت/مقالات/مجلات علمی
February 28, 2025 at 12:12 PM
*«هزارتوی یخی بر فراز کوه"رینیر"چه رازهایی در دل دارد؟»* ــــــــــــ کوهنوردان، غارنوردان و دانشمندان به غارهای غیرقابل سکونت در قله‌ی آتشفشان غول‌پیکر سفر کردند تا در مورد تغییرات این محیط یخ‌زده در گذر زمان، بیشتر بیاموزند. نزدیک به قله‌ی کوه رینیر، در دهانه‌ی باشکوه شرقی آتشفشان، شبکه‌ای از غارهای یخی تاریک و گسترده پنهان شده است. این غارها که بزرگ‌ترین غارهای (یخچال-آتشفشانی) جهان هستند، که در ارتفاعی بیش از ۱۴۰۰۰ پایی از سطح دریا قرار دارند. علاوه بر ارتفاع زیاد، گازهای مرگبار و سنگ‌های تیز و برنده، این غارها را به مکانی غیرقابل سکونت تبدیل کرده است، چه رسد به انجام تحقیقات. این هزارتوی یخی در یخچال‌های طبیعیِ بالای کوه رینیر، که در جنوب شرقی سیاتلِ واشنگتن قد برافراشته است، حاوی نشانه‌هایی از آتشفشان، سازوکار درونی یخچال‌های طبیعی و حتی جهان‌های یخی دوردست است. این غارها می‌توانند شگفت‌انگیز باشند، اما برای کریستین استنر، غارنورد و کاوشگر نشنال جئوگرافیک، لذت واقعی زمانی حاصل می‌شود که او و سایر اعضای گروه اکتشاف، صحیح و سالم بازگردند. استنر می‌گوید: "برای اولین بار که پا به آنجا گذاشتم، فوق‌العاده بود." گذرگاه اصلی غارها، حلقه‌ای بزرگ گرداگرد دهانه آتشفشانی است، اما ورودی‌های این سیستم، باریک و تنگ بوده و از حلقه اصلی منشعب می‌شوند. کاوشگران باید در حالی که از دهانه‌های ورودیِ سطح یخچال به پایین می‌روند، خمیده حرکت کنند و در امتداد دامنه‌ی شیب‌دار دهانه، به دهانه اصلی که تقریباً ۵۰۰ فوت پایین‌تر است، بخزند. استنر می‌گوید: "چند لحظه طول می‌کشد تا خودتان را با کاری که می‌خواهید انجام دهید، هماهنگ کنید و سپس، فقط شروع به کار می‌کنید." از سال ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۷، این کار برای استنر و گروهش به معنای نقشه‌برداری طاقت‌فرسا از بیش از دو مایل از غارهای یخی بود؛ ماموریت‌هایی که با پشتیبانی نشنال جئوگرافیک انجام شدند. این شبکه در ماموریت‌های دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۹۰ نقشه‌برداری شده بود، اما همچنان شکاف‌ها، ناهماهنگی‌ها و ابهاماتی وجود داشت. آیا تونل‌هایی در ماموریت‌های پیشین از قلم افتاده بودند، یا اینکه به تازگی شکل گرفته بودند؟ اکنون، در یک مطالعه‌ی جدید در مجله‌ی مطالعات غار و کارست، استنر و همکارانش، کامل‌ترین نقشه‌ی غارهای یخی کوه رینیر را تا به امروز ارائه داده‌اند؛ نقشه‌ای که تقریباً دو برابر طول غارهای ترسیم‌شده در گذشته را شامل می‌شود. این گروه همچنین یک دریاچه‌ی زیر یخچالی را کشف کردند که احتمالاً مرتفع‌ترین دریاچه‌ی ایالات متحده باشد. نکته‌ی قابل توجه این است که این غارهای گلاسیوولکانیک، برخلاف بسیاری از غارهای یخی زودگذر، برای دهه‌ها پابرجا مانده‌اند. دانشمندان برای کشف رازهای طول عمر این غارها و مطالعه‌ی تاثیرات تغییرات آب و هوایی بر آن‌ها، مجبور شدند دل به دهانه‌ی یخ‌زده‌ی یک آتشفشان بسپارند. "تاریخچه‌ی طولانی غارها" همان‌طور که از نامشان پیداست، غارهای گلاسیوولکانیک در یخچال‌های طبیعی بالای آتشفشان‌ها شکل می‌گیرند و حتی زمین‌شناسان نیز آن‌ها را پدیده‌هایی غیرعادی می‌دانند. شاید تنها حدود ۲۵۰ سیستم آتشفشانی در جهان وجود داشته باشد که توانایی میزبانی غارهای یخی را داشته باشند، و از میان آن‌ها، تنها تعداد انگشت‌شماری در مناطقی مانند قطب جنوب، ایسلند و غرب آمریکای شمالی، غارهای مستندشده دارند. لیندا سوبولوسکی، زمین‌شناس دانشگاه روهر بوخوم در آلمان که با استنر همکاری می‌کند، می‌گوید: "بیشتر مردم نام غارهای گلاسیوولکانیک را نشنیده‌اند. ورود به این غارها و انجام پژوهش در آن‌ها بسیار دشوار است، بنابراین هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن باقی مانده است." دستیابی به چنین غارهایی نیازمند تجربه‌ی کوهنوردی، غارنوردی و یخ‌نوردی است، و همچنین توانایی مقابله با فشار جسمی و روحیِ گذراندن روزهای متمادی در ارتفاعات بالا. در نتیجه، نویسندگان این مطالعه استدلال می‌کنند که غارهای گلاسیوولکانیک ممکن است کم‌تر شناخته‌شده‌ترین نوع غار در روی زمین باشند. غارهای یخی کوه رینیر برای اولین بار توسط کوهنوردان در جریان تلاش برای صعود به قله در سال ۱۸۷۰ مستند شدند، اگرچه داستان‌های بومی در مورد این کوه - که تاهوما یا تاکوما نیز نامیده می‌شود، به معنی "مادر همه‌ی آب‌ها" در زبان بومی لوشوتسید - قدمت بسیار بیشتری دارد. در روایتی از این سفر اکتشافی که در سال ۱۸۷۶ در مجله‌ی آتلانتیک منتشر شد، نویسنده "غاری عمیق را توصیف می‌کند که به داخل و زیر یخ امتداد یافته و در اثر گرما ایجاد شده است... سقف آن گنبدی از یخ سبز درخشان با قندیل‌های بلند یخی آویزان از آن بود." کوهنوردان به بازدید از غارها ادامه دادند و دانشمندان نیز برای کسب بینش در مورد فرآیندهای آتشفشانی و یخبندانی - در این سیاره و فراتر از آن - به این مکان می‌آیند. مجموعه‌ای گیج‌کننده از باکتری‌های اکسترموفیل (سخت‌دوست) در اعماق غارها زندگی می‌کنند که بینش‌هایی را در مورد شکل احتمالی حیات در جهان‌های اقیانوسی یخی مانند قمر انسلادوسِ زحل و چگونگی اکتشاف این محیط‌ها توسط انسان در آینده ارائه می‌دهند. ناسا حتی ربات‌های کاوشگر غار یخی را در غارهای یخی رینیر آزمایش کرده است. تغییرات در ساختار غارها همچنین می‌تواند دانشمندان را نسبت به فعالیت‌های ظریف آتشفشانی، مانند جابجایی دریچه‌های گازهای داغ آتشفشانی به نام فومارول‌ها، که ممکن است توسط حسگرهای دورسنجی سطحی قابل تشخیص نباشند، آگاه کند. استنر می‌گوید، با زندگی میلیون‌ها نفر در سایه‌ی این کوه، رینیر "آتشفشانی است که به هر ذره نظارتی که می‌توانیم برای آن فراهم کنیم، نیاز دارد." و همانطور که استنر می‌گوید، اگر کسی نیاز به نجات از غارها داشته باشد، امدادگران به نقشه احتیاج خواهند داشت. (پارک ملی رینیر اکیداً به مردم توصیه می‌کند از ورود به غارها خودداری کنند زیرا این محیط‌ها بسیار خطرناک هستند.) اما قوی‌ترین انگیزه برای استنر، یافتن چیزی است که هرگز پیش از این دیده نشده است. او می‌گوید: "این اکتشاف واقعی است. قرار گرفتن در بخش‌هایی از غار که هیچ انسانی هرگز به آن قدم نگذاشته و شاید هرگز دوباره پا نگذارد. افزودن دانش خود به جهان. این واقعاً پاداش است." "رفت و برگشت برای نقشه‌برداری" پس از صعود سال ۱۸۷۰، گزارش‌های کوهنوردی و مجموعه‌ای از مقالات پژوهشی، اشاراتی غالباً متناقض در مورد غارها ارائه دادند. برای رفع این ابهام، از سال ۱۹۷۰ تا ۱۹۷۳، گروهی به غارها صعود کردند که به تجهیزات مناسب برای تهیه‌ی یک نقشه‌ی دقیق مجهز بودند. آن‌ها حدود ۵۹۰۰ فوت گذرگاه را مستند کردند. سپس، بین سال‌های ۱۹۹۷ و ۱۹۹۸، گروه دیگری با تجهیزات جدیدتر به غارها رفت و دوباره از آن‌ها نقشه‌برداری کرد؛ این بار حدود ۴۹۰۰ فوت را نقشه‌برداری کردند. استنر و همکارانش گمان می‌کردند که می‌توانند این رکورد را بهبود بخشند. بین سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۷، گروه آن‌ها چندین ماموریت به قله را رهبری کردند. با بیش از ۸۰ دانشمند و داوطلب، ماموریت سال ۲۰۱۷، بزرگ‌ترین ماموریت در تاریخ آتشفشان بود. هر فردی که به قله صعود می‌کرد، با یک مسیر پیاده‌روی تقریباً ۱۵ مایلی، با ۹۰۰۰ فوت افزایش ارتفاع، حمل کوله‌پشتی ۷۰ پوندی و مواجهه با بادهایی با سرعت ۸۰ مایل در ساعت روبرو بود. وقتی به قله می‌رسیدند، کار متوقف نمی‌شد. لی فلورا، زمین‌شناس سازمان زمین‌شناسی واشنگتن که غارنوردِ این ماموریت‌ها بود، می‌گوید: "چند مایل آخر واقعاً دلسردکننده است. وقتی به ارتفاع ۱۲۰۰۰ فوتی می‌رسید، متوجه می‌شوید که هنوز ۲۰۰۰ فوت دیگر باقی مانده است. در ارتفاع ۱۴۰۰۰ فوتی، همه‌چیز برای بدن شما طاقت‌فرسا می‌شود." فلورا چند ناخن انگشت پا را در صعودهای شیب‌دار از دست داد و "تاول‌هایی به اندازه‌ی توپ سافت‌بال" را به خاطر می‌آورد که پای یکی از اعضای گروه را پوشانده بود، در حالی که یک پزشک با عجله تلاش می‌کرد هر پوستی را که می‌توانست نجات دهد. فلورا می‌گوید: "پاهای او اساساً داخل چکمه‌اش پوسته‌پوسته شد." هنگامی که اردوگاه برپا شد، استنر و گروه، ایستگاه‌های نقشه‌برداری کوچک را از طریق غارها حمل کردند و با دقت فواصل را اندازه‌گیری کرده و نقاط را برای ایجاد یک نقشه‌ی دیجیتالی، مثلث‌بندی کردند. در جاهایی که نیاز به دقت بیشتر بود، گروه، جزئیات و اصلاحات را به صورت دستی ترسیم می‌کردند؛ درست همان‌طور که پیشینیانشان انجام داده بودند. هنگامی که آن‌ها در سال‌های بعد بازگشتند، برخی از ایستگاه‌ها به شکاف‌ها سقوط کرده یا فرسوده شده و از کار افتاده بودند. حتی زمانی که ایستگاه‌ها برپا می‌شدند، بخار متصاعدشده از فومارول‌ها گاهی اوقات لیزرهای ابزارها را مسدود می‌کرد و مانع از اندازه‌گیری می‌شد. استنر می‌گوید: "مسئله در مورد این غارها این است که همه‌چیز را از بین می‌برند." کار در گذرگاه‌های کوچک‌تر در امتداد لبه‌ی سیستم غاری، به‌ویژه چالش‌برانگیز بود. برخی از برچسب‌های نقشه، مانند "خزش بدبختی" و "قانون مورفی"، به روحیه‌ی گروه اشاره می‌کنند. اما زیبایی نیز در آنجا یافت می‌شد. استنر و یکی از هم‌تیمی‌هایش پس از دقایق بی‌پایان، در حالی که خود را در امتداد کف دندانه‌دار دهانه می‌کشیدند، سرانجام از سوراخی در یخ در کنار دهانه بیرون آمدند. در زیر پایشان، تاج ابرها گسترده شده بود و کوه، سایه‌ای آبی بر سفیدی ابرها انداخته بود. استنر به یاد می‌آورد: "ما از کاری که به تازگی انجام داده بودیم، در اوج بدبختی بودیم و به عقب نگاه کردیم و فقط این منظره‌ی باشکوه را دیدیم. واقعاً شگفت‌انگیز بود." "پایداری قابل‌توجه" پس از پایان ماموریت، استنر و همکارانش - که دوباره در سطح دریا و در امنیت بودند - به طور روشمند نقشه‌ی جدید خود را با نقشه‌های دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۹۰ مقایسه کردند و گذرگاه‌هایی را بررسی کردند که از قلم افتاده بودند، یا به‌تازگی شکل گرفته بودند، ناپدید شده بودند یا اندازه‌شان تغییر کرده بود. نقشه‌ی جدید آن‌ها ۱۱۷۸۸ فوت، حدود ۲.۲ مایل، گذرگاه را مستند کرد. گروه تخمین می‌زند که تقریباً ۲۰۰۰ فوت گذرگاه جدید اخیراً شکل گرفته است. در حالی که گذرگاه اصلی، که تقریباً کل دهانه را حلقه می‌زند، تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است، بسیاری از گذرگاه‌های کوچک‌تر در اطراف لبه‌های غار تغییر کرده یا ناپدید شده‌اند. نویسندگان نوشتند: "برای غارهایی که از یخ ساخته شده و بالای یک آتشفشان قرار گرفته‌اند، آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی پایدار هستند." فلورا می‌گوید: "خب، نسبتاً پایدار." ارین پتیت، یخچال‌شناس دانشگاه ایالتی اورگان که یخچال‌های رینیر را مطالعه کرده اما بخشی از این ماموریت‌ها نبوده است، می‌گوید: "غارهای رینیر احتمالاً به این دلیل پایدار هستند که دهانه‌ی کاسه‌ای‌شکل از ذوب بیش از حد یخچال محافظت می‌کند، در حالی که آتشفشان، مقدار مناسبی از گرما را تامین می‌کند." او می‌گوید: "برای من تعجب‌آور نیست که این غارها در طول زمان پایدار بوده‌اند، تا زمانی که آتشفشان پایدار بوده است. اما دیدن طول عمر آن‌ها، با دانستن اینکه یخچال‌های طبیعی چقدر حساس هستند، واقعاً جالب است." جیسون گولی، زمین‌شناس دانشگاه فلوریدا جنوبی که در این پژوهش دخیل نبوده است، می‌گوید: "نقشه به دلیل مشارکت شهروندان-دانشمندان، بسیار هیجان‌انگیزتر است." گولی می‌گوید: "فوق‌العاده‌ترین و تاثیرگذارترین بخش همه‌ی این‌ها این است که این اکتشافی است که در آن، گروهی از شهروندان عادی در حال انجام آن هستند." - اگرچه او اشاره می‌کند که هیچ‌چیز "عادی" در مورد مهارت‌های مورد نیاز برای کار در برخی از مرتفع‌ترین غارهای یخی جهان وجود ندارد. "آینده‌ی هزارتوی یخی رینیر" پایداری غارها در تضاد با وضعیت دو همسایه‌ی رینیر، یعنی کوه هود و کوه سنت هلن است. یخچال سندی در کوه هود در حال عقب‌نشینی است و غارهای یخی آن نیز به همراهش در حال کوچک شدن هستند، در حالی که غارهای یخی کوه سنت هلن در حال رشد هستند؛ همان‌طور که استنر و سوبولوسکی در سال ۲۰۲۳ گزارش دادند. این یک تعادل ظریف است، و با تسلیم شدن سایر یخچال‌های طبیعی در سراسر جهان در برابر تغییرات آب و هوایی، دانشمندان مطمئن نیستند که چه اتفاقی برای غارهای رینیر خواهد افتاد. استنر می‌گوید: "هر [یخچال آتشفشانی] به شکل متفاوتی واکنش نشان خواهد داد. ما نمی‌خواهیم این محیط‌ها ناپدید شوند، زیرا بسیار منحصربه‌فرد هستند." نقشه‌ی جدید، به عنوان یک خط مبنای حیاتی برای ردیابی تغییرات، هم ناشی از آب و هوا و هم فعالیت‌های آتشفشانی، عمل خواهد کرد. پتیت می‌گوید: "اگر سرعت ذوب افزایش یابد، تنها غارها نیستند که ممکن است فرو بریزند. سنگ‌های بالای آتشفشان‌ها، 'آشفتگی خردشده‌ای' از مایعات داغ و اسیدی هستند که در آن‌ها جریان دارند، و یخ یخچال، برای سالم نگه داشتن قله‌ی کوه، حیاتی است. اگر یخچال از بین برود، بخش‌هایی از ساختار آتشفشانی نیز ممکن است از بین بروند و باعث جریان‌های گل و لای مرگباری به نام لاهار شوند که می‌تواند هزاران نفر را در معرض خطر قرار دهد." گولی می‌گوید، غارهای تازه‌ نقشه‌برداری‌شده، همچنین یک مشابه ارزشمند برای سیارات دیگر خواهند بود. او می‌گوید: "کارهای زیادی وجود دارد که اخترفیزیک‌زیست‌شناسان می‌توانند در داخل این غارها انجام دهند که کاربردهایی برای درک این مسئله دارد که حیات در جهان‌های یخی مانند [قمر مشتری] اروپا چگونه ممکن است باشد." تغییرات آب و هوایی تهدیدی برای برهم زدن تعادل این غارهای یخی به شمار می‌رود، اما در حال حاضر، به نظر نمی‌رسد که حفره‌های یخ‌زده‌ی کوه رینیر به این زودی از بین بروند. پتیت می‌گوید: "در واقع، همه‌چیز زودگذر است. اما معلوم می‌شود که ذوب کردن یخ، کار چندان آسانی نیست." ـــــــــــــ National Geographic
Image from aviinioo/طبیعت/مقالات/مجلات علمی: *«هزارتوی یخی بر فراز کوه"رینیر"چه رازهایی در دل دارد؟»*  ــــــــــــ...

Comments