چه می‌شود اگر دهانه کوه آتشفشان را با بتن مسدود کنیم؟

به گزارش مجله خبری نگار،در هفته‌های اخیر پرسشی عجیب، اما ظاهراً منطقی در شبکه‌های اجتماعی مطرح شده است: چرا انسان‌ها برای جلوگیری از فوران آتشفشان‌ها، داخل دهانه آنها بتن نمی‌ریزند؟ بسیاری از کاربران در ایکس، فیسبوک و ردیت این ایده را مطرح کرده‌اند که شاید بتوان با «مهر و موم» کردن دهانه آتشفشان، جلوی فوران‌های مرگبار را گرفت و جان هزاران نفر را نجات داد.

در نگاه اول، این پیشنهاد چندان هم غیرمنطقی به‌نظر نمی‌رسد. بتن ماده‌ای مقاوم در برابر گرما است و نقطه ذوب آن حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد برآورد می‌شود؛ درحالی‌که دمای بیشتر گدازه‌های آتشفشانی معمولاً حدود ۷۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است. به بیان ساده، بسیاری از گدازه‌ها از دمای ذوب بتن خنک‌تر هستند؛ بنابراین شاید تصور شود اگر مقدار بسیار زیادی بتن داخل مجرای آتشفشان ریخته شود، بتوان مسیر خروج گدازه را بست. اما مشکل اینجاست که آتشفشان‌ها فقط «رودخانه‌ای از سنگ مذاب» نیستند. آنچه فوران‌های خطرناک را ایجاد می‌کند، بیشتر به فشار گاز‌های گرفتار در زیر زمین مربوط می‌شود تا خود گدازه. به همین دلیل، بستن مسیر خروج آتشفشان نه‌تنها مشکل را حل نمی‌کند، بلکه می‌تواند شرایط را بسیار خطرناک‌تر کند.

برای درک بهتر موضوع باید دانست که ماگما، یعنی سنگ مذاب موجود در زیر سطح زمین، حاوی مقدار زیادی گاز‌های محلول مانند بخار آب، دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد است. هنگامی که ماگما به سطح نزدیک می‌شود، فشار محیط کاهش پیدا می‌کند و این گاز‌ها شروع به آزادشدن می‌کنند؛ فرایندی که باز کردن در نوشابه گازدار شباهت دارد. اگر ماگما رقیق و روان باشد، گاز‌ها می‌توانند به‌آرامی از آن خارج شوند. در چنین شرایطی، آتشفشان معمولاً فورانی آرام‌تر دارد و گدازه به‌تدریج از دهانه خارج می‌شود. هرچند جریان گدازه می‌تواند ساختمان‌ها، جاده‌ها و جنگل‌ها را نابود کند، در اغلب موارد سرعت آن نسبتاً کم است و فرصت فرار وجود دارد. اما در برخی آتشفشان‌ها، ماگما غلیظ و چسبناک است. در این حالت، گاز‌ها نمی‌توانند به‌راحتی فرار کنند و فشار به‌تدریج در زیر زمین افزایش پیدا می‌کند. وقتی این فشار بیش از حد شود، آتشفشان به‌شکل انفجاری فوران می‌کند.

سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده با اشاره به آتشفشان سنت هلنز توضیح می‌دهد که فوران‌های انفجاری می‌توانند ابر‌های عظیمی از خاکستر، سنگ‌های داغ و گاز‌های فوق‌العاده سوزان تولید کنند. این جریان‌های مرگبار که «جریان آذرآواری» نام دارند، با سرعتی بسیار زیاد از دامنه کوه پایین می‌آیند و تقریباً هر چیزی را در مسیر خود نابود می‌کنند. در چنین شرایطی، ریختن بتن در دهانه آتشفشان عملاً مانند گذاشتن درپوش روی یک زودپز عظیم است. اگر مجرای خروج بسته شود، گاز‌ها و ماگما همچنان در اعماق زمین جمع می‌شوند و فشار بیشتری ایجاد می‌کنند. در نتیجه، وقتی فوران در نهایت رخ دهد، ممکن است بسیار شدیدتر و انفجاری‌تر از حالت عادی باشد.

حتی اگر بتن بتواند برای مدتی در برابر گرما مقاومت کند، فشار عظیم ناشی از فوران می‌تواند آن را به‌سادگی خرد و به اطراف پرتاب کند. در واقع، بتن در چنین شرایطی خود به بخشی از خطر تبدیل می‌شود. تکه‌های سنگین بتن می‌توانند مانند ترکش به اطراف پرتاب شوند و گردوغبار ناشی از آن نیز برای سلامت انسان خطرناک است.

کانال علمی وات‌ایف در یکی از ویدیو‌های خود اشاره می‌کند که استنشاق گردوغبار بتن می‌تواند به بیماری‌های شدید ریوی و حتی سرطان منجر شود. این گردوغبار معمولاً حاوی ذرات بسیار ریز سیلیس هستند که ورود طولانی‌مدت آنها به ریه می‌تواند باعث بیماری سیلیکوزیس شود که به بافت ریه آسیب دائمی وارد می‌کند. افزون بر این، آتشفشان‌ها فقط یک دهانه ساده ندارند. بسیاری از آنها شبکه‌ای پیچیده از مجرا‌ها و شکاف‌ها در زیر زمین دارند؛ بنابراین حتی اگر دهانه اصلی بسته شود، ماگما و گاز‌ها ممکن است از مسیر دیگری راه خود را به سطح باز کنند. در برخی موارد، این اتفاق می‌تواند باعث ایجاد شکاف‌های جدید یا فوران در مناطق غیرمنتظره شود.

دانشمندان می‌گویند به‌جای تلاش برای «متوقف کردن» آتشفشان، معمولاً راهکار‌های واقع‌بینانه‌تر بر کاهش خطر متمرکز هستند. یکی از این روش‌ها، منحرف‌کردن جریان گدازه از مناطق مسکونی است. برای مثال، در یکی از فوران‌های آتشفشان اتنا در ایتالیا، مهندسان از بلوک‌های بتنی و خاکریز‌ها برای هدایت جریان گدازه به مسیر‌های کم‌خطرتر استفاده کردند. هدف این اقدامات نه متوقف‌کردن آتشفشان، بلکه خریدن زمان بیشتر برای تخلیه مردم و محافظت از زیرساخت‌ها بود. البته حتی این روش‌ها نیز همیشه موفق نیستند. سازمان زمین‌شناسی آمریکا می‌گوید اگر فوران بسیار بزرگ باشد، احتمال دارد موانع بتنی نتوانند جلوی جریان گدازه را بگیرند. بااین‌حال، این روش دست‌کم فشار درون آتشفشان را افزایش نمی‌دهد و خطر انفجار را بیشتر نمی‌کند.

در نهایت، هرچند ایده پر کردن دهانه آتشفشان با بتن ممکن است در نگاه اول ساده و جذاب به‌نظر برسد، دانش زمین‌شناسی نشان می‌دهد چنین اقدامی می‌تواند پیامد‌هایی بسیار خطرناک داشته باشد. آتشفشان‌ها سامانه‌هایی پیچیده و بسیار قدرتمند هستند و تلاش برای بستن مسیر طبیعی خروج فشار، احتمالاً فقط انفجاری شدیدتر و غیرقابل‌پیش‌بینی‌تر ایجاد خواهد کرد.