ایران؛ آزمایشگاه طبیعی زندهای که تاریخ میلیونها ساله زمین را روایت میکند
ایران یکی از متنوعترین سرزمینهای جهان از نظر ساختارهای زمینشناختی است؛ سرزمینی که آثار برخورد صفحههای زمینساختی، کوهزایی، آتشفشانها، گسلهای فعال، معادن و بقایای اقیانوسهای باستانی را میتوان در آن مشاهده کرد. اما این ویژگیها چه اهمیتی برای پژوهشگران علوم زمین دارند و چرا برخی دانشمندان از ایران به عنوان «آزمایشگاه طبیعی زنده» یاد میکنند؟
خبرنگار آناتک برای یافتن پاسخ این پرسشها با دکتر علی سیستانیپور، استاد و عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی، گفتوگو کرده است.
به تازگی در شبکههای اجتماعی ویدیوهایی وایرال شده که ادعا میکنند ایران از قطعات قارههای مختلف مانند آفریقا، اروپا و آسیا تشکیل شده است؛ این ادعا واقعاً درست است؟
زمین از سه لایه اصلی پوسته ، گوشته و هسته تشکیل شده است. یک تقسیم بندی دیگر هم برای لایه های بالایی زمین وجود دارد به این صورت که مجموعه پوسته و قسمتی از گوشته بالایی را که در آن سنگ ها جامد و سخت هستند (به ضخامت میانگین ۱۰۰ کیلومتر) به لایه سنگ کره معروف است و در زیر سنگ کره لایهای وجود دارد (به ضخامت حدود ۳۰۰ کیلومتر) به نام سست کره که سنگ ها در این لایه خمیری هستند. سنگ کره در روی سست کره به تکههای تقسیم شده به نام صفحه که بر اساس نوع پوسته به نام صفحات قارهای و صفحات اقیانوسی نام گذاری شدهاند. این صفحات سنگ کرهای بر روی سست کره در حال حرکت هستند که به این حرکات زمین ساختی(تکتونیکی) می گویند.
ریز صفحات (قطعات) قارهای به نام تران (Terrane) معروفند. این قطعات طی صدها میلیون سال بر اثر حرکت صفحات تکتونیکی از جاهای مختلف به یکدیگر برخورد کرده و به هم جوش خوردهاند. در نتیجه، کشورهایی مانند ایران از نظر زمینشناسی یک بلوک یکنواخت نیستند.
ایران یکی از پیچیدهترین مناطق زمینشناسی جهان است و از کنار هم قرار گرفتن چندین ریز قاره تشکیل شده است. آیا واقعا بخشی از ایران زمانی به آفریقا تعلق داشته؟ بله، اما باید دقت کرد که منظور از «آفریقا» قاره امروزی نیست. حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ میلیون سال پیش بیشتر خشکیهای زمین بخشی از ابرقاره پانگهآ بودند. بعد از شکسته شدن آن، صفحات مختلف از هم جدا شدند. اول این ابر قاره به دو صفحه قارهای تقسیم شد به نام های لورازیا که در تقریبا نیمکره شمالی زمین قرار گرفت و گندوانا که تقریبا در نیمکره جنوبی قرار داشت. در اثر حرکات تکتونیکی صفحه قاره آمریکای شمالی از لورازیا جدا شد و باقیمانده صفحه نام اوراسیا(اروپا و آسیا) گرفت. از گندوانا هم صفحات قاره ای آمریکای جنوبی، آفریقا، استرالیا، هند، عربستان و دیگر صفحات و خرده صفحات جدا شدند.
علی سیستانیپور :ایران یکی از پیچیدهترین مناطق زمینشناسی جهان است و از کنار هم قرار گرفتن چندین ریز قاره تشکیل شده است
بیشتر خرده قاره های ایران مانند ایران مرکزی، لوت و سنندج–سیرجان هم از گندوانا جدا شد و به اوراسیا پیوست.
برخی خرده صفحات که در قسمت شمالی ایران مانند کوپه داغ قرار دارند منشأیی مرتبط با صفحه اوراسیا داشتند. بنابراین از نظر زمینشناسی میتوان گفت بعضی سنگهای ایران منشأ مرتبط با صفحه گندوانا(که صفحه آفریقا قسمتی از آن است) و بعضی منشأ مرتبط با اوراسیا دارند. اما این به معنای امروزیِ «شیراز قبلا در آفریقا بوده» نیست.
اینکه آیا شیراز واقعا بخشی از آفریقا بوده؟ این جمله بیش از حد ساده شده است. منطقه شیراز روی بخشی از کمربند زاگرس قرار دارد.
زمینشناسان معتقدند سنگهای این ناحیه روی لبه شمالی صفحه عربستان تشکیل شدهاند. صفحه عربستان در گذشته به صفحه آفریقا (قسمتی از گندوانا) متصل بود و بعدها از آن جدا شد. پس از نظر منشأ تکتونیکی میتوان گفت این بخش ریشهای مشترک با آفریقا داشته است، اما این با این جمله که «شیراز در قاره آفریقا قرار داشته» تفاوت زیادی دارد.
آیا تبریز بخشی از اروپا بوده؟ باز هم پاسخ، نه به آن معنای ساده انگاری که گفته میشود. ناحیه تبریز روی بلوکهایی قرار دارد که به سامانه زمینساختی اوراسیا وابستهاند. از آنجا که صفحه اوراسیا امروزه بیشتر اروپا و بخش بزرگی از آسیا را در بر میگیرد، برخی افراد آن را به اشتباه «اروپا» مینامند. اما: اوراسیا = اروپا + بیشتر آسیا. اروپا یک صفحه زمینساختی مستقل نیست.
فلات ایران از نظر زمینشناسی چگونه شکل گرفته است؟
این یکی از جذابترین داستانهای زمینشناسی است. اگر بخواهیم بسیار ساده بگوییم، ایران امروزی مانند یک فرش نیست که از ابتدا یکتکه بافته شده باشد؛ بیشتر شبیه یک لحاف چهلتکه است که هر تکهاش در زمان و مکانی متفاوت شکل گرفته و سپس طی صدها میلیون سال به هم دوخته شده است.
علی سیستانیپور:ایران امروزی مانند یک فرش نیست که از ابتدا یکتکه بافته شده باشد؛ بیشتر شبیه یک لحاف چهلتکه است که هر تکهاش در زمان و مکانی متفاوت شکل گرفته و سپس طی صدها میلیون سال به هم دوخته شده است
مرحله اول: زمانی که همهچیز یک ابرقاره بود. حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش بیشتر خشکیهای زمین در ابرقاره پانگهآ قرار داشتند. پانگهآ بعدها به دو بخش بزرگ تقسیم شد: لورازیا در شمال و گندوانا در جنوب.
گندوانا شامل آنچه امروز آفریقا، آمریکای جنوبی، هند، استرالیا، جنوبگان و شبهجزیره عربستان هستند، بود. در آن زمان، بیشتر آنچه بعدها ایران شد، در حاشیه شمالی گندوانا قرار داشت.
مرحله دوم: شکستن گندوانا. حدود ۲۵۰ تا ۲۰۰ میلیون سال پیش، گندوانا شروع به شکستن کرد. این شکستن مانند ترک خوردن یخ روی یک دریاچه نبود، بلکه در امتداد شکستگیهای بزرگ، قطعات مختلف آرامآرام از هم جدا شدند. در این فرایند: بعضی قطعات بسیار بزرگ بودند، مانند صفحه هند. بعضی قطعات کوچکتر بودند که به آنها خردهقاره یا خردهصفحه گفته میشود. برخی از این خردهقارهها بعدها بخشی از ایران شدند.
مرحله سوم: سفر روی اقیانوس. وقتی این خردهقارهها جدا شدند، میان آنها اقیانوس بزرگی به نام: اقیانوس تتیس باز شد. میتوان تصور کرد که این خردهقارهها مانند کلکهایی روی سطح اقیانوس حرکت میکردند؛ البته نه با سرعت زیاد، بلکه معمولا فقط چند سانتیمتر در سال. همین چند سانتیمتر در طول ۱۰۰ میلیون سال، هزاران کیلومتر جابهجایی ایجاد میکند.
مرحله چهارم: برخورد با اوراسیا. در شمال، وقتی خردهقارهها به سمت شمال حرکت کردند، ابتدا کف اقیانوس تتیس زیر اوراسیا فرو رفت. سپس خود خردهقارهها یکییکی به اوراسیا برخورد کردند. هر برخورد چند اتفاق مهم ایجاد میکرد: چینخوردگی، گسلها، آتشفشانها، دگرگونی سنگها.
مرحله پنجم: تشکیل موزاییک ایران.
به همین دلیل امروز ایران یک بلوک یکنواخت نیست. بلکه از کنار هم قرار گرفتن چندین واحد زمینساختی تشکیل شده است؛ از جمله: بلوک ایران مرکزی، بلوک لوت، زون سنندج–سیرجان، کمربند زاگرس، البرز، مکران. هر کدام داستان زمینشناسی متفاوتی دارند. به همین دلیل ایران هنوز از فعالترین مناطق زمینساختی جهان است. واقعیت این است که: بعضی بلوکها(خرده قاره ها)منشأیی در حاشیه گندوانا (و در نتیجه مرتبط با سامانه آفریقا–عربستان) داشتند. بعضی دیگر به حاشیه اوراسیا تعلق داشتند.
این روزها زیاد میشنویم که زاگرس زمانی زیر آب بوده؛ این حرف واقعاً درست است؟
بله، این بخش از ادعاها از نظر علمی درست است. در واقع یکی از قویترین شواهد زمینشناسی ایران این است که بخش بزرگی از منطقه امروزی زاگرس میلیونها سال زیر آب یک دریای بزرگ بوده است. اما این دریا، اقیانوسهای امروزی نبود؛ بخشی از یک اقیانوس باستانی به نام اقیانوس تتیس بود.
از کجا میدانیم زاگرس زیر آب بوده است؟ زمینشناسان مانند کارآگاهها از شواهدی استفاده میکنند که در دل سنگها باقی مانده است.
نخست: فسیلهای جانوران دریایی. در بسیاری از کوههای زاگرس فسیل موجوداتی پیدا شده که فقط در دریا زندگی میکردهاند؛ مانند: مرجانها، صدفها، آمونیتها (جانوران دریایی منقرضشده)، جلبکهای آهکی و میکروفسیلهایی که در آب دریا تشکیل میشدند. اگر امروز روی قله یک کوه فسیل مرجان پیدا شود، منطقیترین نتیجه این است که آن سنگ زمانی کف یک دریا بوده و بعدا بر اثر نیروهای زمینساختی بالا آمده است.
دوم: جنس سنگها. بخش بزرگی از زاگرس از سنگهای آهکی ساخته شده است. سنگ آهک معمولا در دریاهای کمعمق و گرم تشکیل میشود؛ همان محیطی که امروز در اطراف جزایر گرمسیری میبینیم. بنابراین خود سنگها نشان میدهند که این منطقه زمانی زیر آب بوده است.
سوم: لایههای رسوبی. اگر برشی از کوههای زاگرس را ببینید، لایههای منظم و رویهمنشستهای مشاهده میکنید. این لایهها درست مانند رسوباتی هستند که هر سال در کف دریا تهنشین میشوند. وجود هزاران متر رسوبات دریایی نشان میدهد که این منطقه برای مدت بسیار طولانی زیر آب بوده است. میان خشکیهای ایران و عربستان اقیانوسی وجود داشت (اقیانوس نئو تتیس).
حدود ۵۰ میلیون سال پیش، صفحهٔ عربستان به سمت شمال حرکت کرد و به صفحهٔ اوراسیا (همچنین صفحه ایران که جزو اوراسیا بود) برخورد کرد. در اثر این برخورد: رسوبات کف دریا فشرده شدند، چین خوردند، بالا آمدند و رشتهکوه زاگرس شکل گرفت. به همین دلیل است که امروزه میتوان روی کوههای زاگرس سنگهایی را دید که زمانی در کف دریا تشکیل شدهاند.
اقیانوس باستانی تتیس چه نقشی در شکلگیری ایران و حتی منابع نفت و گاز داشته است؟
این شاید مهمترین بخش داستان باشد. وقتی زاگرس زیر آب بود، در آن دریا مقدار زیادی جلبک، پلانکتون و موجودات ریز زندگی میکردند. پس از مرگ، بقایای آنها به کف دریا میافتاد و زیر لایههای جدید رسوب دفن میشد.
در طول میلیونها سال فشار زیاد، دمای مناسب و نبود اکسیژن کافی باعث شد این مواد آلی به نفت و گاز تبدیل شوند. بعدها، وقتی زاگرس چین خورد، لایههای سنگی مانند تاقدیسها به وجود آمدند و نفت و گاز در آنها به دام افتادند. به همین دلیل بیشتر میدانهای بزرگ نفتی ایران در حاشیه زاگرس قرار دارند.
اگر بخشهای مختلف ایران پیشینههای زمینشناسی متفاوتی دارند، امروز مرز این بخشها کجاست و آیا گسلهای فعال ایران هم نتیجه همین فرایندها هستند؟
پاسخ کوتاه این است که خیر، مرز به آن سادگی که گفته شود «جنوبغرب ایران صفحه عربی–آفریقایی است و شمال ایران اوراسیایی، با یک خط مشخص میانشان» وجود ندارد. وضعیت زمینساختی ایران پیچیدهتر است و حاصل چندین مرحله برخورد، فرورانش و جوش خوردن قطعات مختلف پوسته در طول صدها میلیون سال است.
بهطور خلاصه میتوان گفت که جنوبغرب ایران (دشت خوزستان و بخشهایی از زاگرس) روی حاشیه شمالی صفحه عربستان قرار دارد. شمال ایران (البرز، کپهداغ و نواحی نزدیک دریای خزر) عمدتا بخشی از کمربند برخوردی متصل به صفحه اوراسیاست. اما بین این دو یک «کمربند تغییرشکل» به پهنای چند صد کیلومتر قرار دارد، نه یک خط باریک.
اما اگر بخواهیم بگوییم که مرز اصلی امروز کجاست؛ باید از دیدهای متفاوتی نگاه کرد. از دید زمینساخت صفحهای، مرز فعال عمدتا در امتداد: کوههای زاگرس و سپس به سمت شمالغرب در ناحیه آذربایجان و از آنجا به سمت شرق در البرز گسترش پیدا میکند. یعنی بخش عمده همگرایی صفحه عربستان با اوراسیا در داخل ایران جذب میشود. به زبان ساده، اگر بخواهیم روی نقشه خطی رسم کنیم، آن خط تقریبا در امتداد کمربند چینخورده و راندهٔ زاگرس قرار میگیرد، نه در مرکز ایران.
آیا زاگرس همان محل برخورد است؟ تقریبا بله. در واقع: صفحه عربستان سالانه حدود ۲ تا ۳ سانتیمتر به سمت شمال حرکت میکند. این حرکت باعث کوتاهشدن پوسته در زاگرس میشود. چینخوردگیهای عظیم زاگرس نتیجه همین برخورد هستند. بنابراین زاگرس مهمترین کمربند برخورد فعال ایران است.
بخش زیادی گسلهای امروز یادگار همان برخورد هستند اما نه همگی آنها. برای نمونه:
نخست: گسلهای زاگرس مستقیما ناشی از فشار برخورد عربستان و اوراسیا هستند. بسیاری از زمینلرزههای بزرگ جنوبغرب ایران در همین سامانه رخ میدهد.
دوم: گسلهای البرز حاصل انتقال همان تنش برخورد به شمال ایران هستند. فشار از زاگرس به البرز منتقل میشود.
سوم: گسلهای شرق ایران مانند سامانههای گسلی بزرگ شرق کشور بیشتر از نوع امتدادلغز هستند و علاوه بر برخورد عربستان، تحت تأثیر حرکت بلوکهای مرکزی ایران، تعامل با ناحیه مکران و فرایندهای قدیمیتر قرار دارند.
ایران از نظر زمینشناسی چه ویژگیهایی دارد که آن را از بسیاری از کشورهای دنیا متمایز کرده است؟
ایران از نظر تنوع زمینشناختی واقعا یکی از مناطق بسیار ویژه جهان است، اما واژه «بینظیر» باید با احتیاط به کار رود؛ چند منطقه دیگر مانند هیمالیا، آلپ، حوضه مدیترانه، و کمربند آتش اقیانوس آرام نیز تنوع زمینشناختی خارقالعادهای دارند. اما ویژگی مهم ایران این است که در یک سرزمین نسبتا فشرده، مجموعهای کمنظیر از فرایندهای زمینشناسی را کنار هم میبینیم؛ به همین دلیل بسیاری از زمینشناسان ایران را یک «آزمایشگاه طبیعی زنده» میدانند.
علی سیستانیپور:ایران از نظر تنوع زمینشناختی واقعا یکی از مناطق بسیار ویژه جهان است، اما واژه «بینظیر» باید با احتیاط به کار رود؛ چند منطقه دیگر مانند هیمالیا، آلپ، حوضه مدیترانه، و کمربند آتش اقیانوس آرام نیز تنوع زمینشناختی خارقالعادهای دارند
علت اصلی این جذابیت، جایگاه ایران در برخورد چند پهنه بزرگ زمینساختی است.
نخست اینکه ایران روی یکی از مهمترین کمربندهای کوهزایی زمین قرار دارد. ایران در محل برخورد صفحه عربستان و اوراسیا قرار گرفته است؛ یعنی جایی که هنوز یک فرایند کوهزایی فعال در جریان است. در نتیجه، در ایران میتوان مراحل مختلف چرخه کوهسازی را دید: برخورد قارهای در زاگرس، تغییر شکل شدید پوسته در البرز و فرورانش فعال در مکران. کمتر جایی در جهان وجود دارد که این سه محیط زمینساختی در فاصلهای چنین نزدیک کنار هم دیده شوند.
دوم اینکه ایران یک «آرشیو» از تاریخ زمین است. پوسته ایران فقط نتیجه برخورد امروزی نیست؛ بلکه حاصل چندین صد میلیون سال تاریخ زمین است. در ایران میتوان ردپای موارد زیر را مطالعه کرد: اقیانوسهای باستانی که از بین رفتهاند، جزایر آتشفشانی قدیمی، قوسهای آتشفشانی، برخورد قارههای کوچک و باز و بسته شدن حوضههای اقیانوسی.
برای مثال، بقایای پوسته اقیانوسی قدیمی در مجموعههای افیولیتی ایران، مانند نواحی زاگرس و شمالشرق ایران، برای مطالعه سرنوشت اقیانوسهای از دسترفته اهمیت زیادی دارند.
سوم اینکه تنوع سنگها در ایران بسیار بالاست. در یک سفر زمینشناسی از شمال به جنوب ایران میتوان تقریبا همهچیز دید:
سنگهای رسوبی مانند: آهکهای دریایی قدیمی، سازندهای نفتخیز، رسوبات کویری. سنگهای آذرین مانند: گدازههای آتشفشانی دماوند. سنگهای آتشفشانی کمربند ارومیه–دختر. سنگهای دگرگونی که فشار و دمای بالای برخوردهای زمینساختی را ثبت کردهاند. این تنوع برای زمینشناسان مانند خواندن چندین فصل از تاریخ زمین در یک منطقه است.
چهارم اینکه ایران یکی از بهترین مکانها برای مطالعه زلزله است. ایران یکی از فعالترین مناطق لرزهای جهان است. دانشمندان در ایران مطالعه میکنند: چگونه تنش در پوسته جمع میشود؟، چرا بعضی گسلها فعال میشوند و بعضی نه؟ و اینکه چگونه کوهها در اثر زلزله رشد میکنند؟
سامانههایی مانند: گسل شمال تهران، گسل زاگرس و گسل مشا برای پژوهشهای لرزهشناسی اهمیت بینالمللی دارند.
پنجم اینکه ایران برای مطالعه آتشفشانها بسیار مهم است. ایران آتشفشانهای خاموش و نیمهفعال متعددی دارد: دماوند، سبلان و تفتان. اینها به پژوهشگران اجازه میدهند رابطه میان: فرورانش، ذوب گوشته، تشکیل ماگما و تکامل پوسته قارهای را بررسی کنند.
علی سیستانیپور: ویژگی مهم ایران این است که در یک سرزمین نسبتا فشرده، مجموعهای کمنظیر از فرایندهای زمینشناسی را کنار هم میبینیم؛ به همین دلیل بسیاری از زمینشناسان ایران را یک «آزمایشگاه طبیعی زنده» میدانند
ششم اینکه ایران یک بهشت برای زمینشناسی اقتصادی است. تاریخ پیچیده زمینشناختی ایران باعث شکلگیری منابع مهم شده است: مس در کمربند ارومیه–دختر، آهن در مناطق مختلف، سرب و روی، عناصر نادر خاکی و نفت و گاز در زاگرس و خلیج فارس. برای همین ایران یکی از مناطق مهم جهان برای مطالعه ارتباط میان زمینساخت و تشکیل کانسارهاست.
هفتم اینکه کویرهای ایران هم آزمایشگاه طبیعی هستند. مناطق خشک ایران برای مطالعهٔ فرایندهای سطح زمین اهمیت زیادی دارند: تشکیل نمکزارها، فرسایش بادی، تغییرات اقلیمی گذشته، تکامل حوضههای بسته و دشت کویر و دشت لوت نمونههای برجستهای هستند.
انتهای پیام/
