تحولات شکل‌زایی چاله لوت در کواترنر (‌با تأکید بر بازسازی پادگانه‌های دریاچه‌ای)

عناصر طبیعی در طول زمان دچار تغییرات مستمر بوده‌اند و بازسازی و تحلیل این شرایط منجر به شناخت بهتر محیط می‌شود. به مرور زمان با تکامل شیوه‌ها، توان‌هایی‌ استفاده می‌شوند که در دور‌‌ه‌های قبل به آنها توجه نشده است‌. مطالعۀ این ویژگی‌های طبیعی و محیطی و باز‌سازی شرایط گذشته و شناخت فرآیندهای تأثیرگذار در هر دوره در تحلیل پدیده‌های برجا‌مانده ضروری است. توجه به این نکته لازم است که بدانیم سرزمین پهناور ایران در نیمۀ جنوبی قلمرو معتدله، جزئی از کمربند بیابانی نیمکره شمالی و بخشی از سیستم چین‌خوردۀ آلپی را تشکیل می‌دهد و از نظر زمین‌ساختی در قلمرو ناپایدار و از نظر اقلیمی در شرایط خشک است. روند ناهمواری‌های داخلی و گسترش ایران در امتداد عرض جغرافیایی از یک‌طرف و عامل ارتفاع از طرف دیگر واحدهای ساختمانی و اقلیمی متفاوت و مستقلی را به‌وجود آورده است که منشأ تفاوت‌های چشمگیری است؛ به‌طوری‌که گاهی دو حوضۀ مجاور را از هم متمایز می‌کند. چاله لوت و حوضۀ کوهستانی حاشیۀ غربی آن‌ مثالی روشن بر این‌ ادعاست.

تغییرات آب و هوایی در همۀ مناطق دنیا از جمله فلات ایران و مناطق هم‌عرض آن تأثیر زیاد داشته است. در نواحی خشک مناطقی که در عرض‌های جغرافیایی متوسط و پایین شکل واقع شده‌اند، در همۀ قاره‌ها، آثار و علایمی از دریـاچه‌های گذشته باقـی مانده است. همچنین شواهد و دلایلی وجود دارد که پاره‌ای از دریاچه‌های فعلی در گذشته دارای سطح و عمق بیشتری بوده‌اند و شواهد نشان می‌دهند که در این مناطق بارندگی بیشتر و میزان تبخیر کمتر از حال بوده است. برودت هوا در مناطق شمالی موجب پیدایش یخچال‌ها شده است؛ ولی در عرض‌های پایین در گسترش دریاچه‌ها نقش بسزایی داشته و در نتیجه موجب برودت هوا و کاهش میزان تبخیر شده است. به‌تدریج بر اثر برودت، مراکز فشار هوا به‌ نوبۀ خود سیکلون‌های متحرک جنوبی را به مناطق جنوبی‌‌تر می‌رانند و سیکلون‌ها میزان بارندگی مناطق مزبور را که در زمان‌های غیر‌یخبندان نیمه‌بیابانی بوده‌اند، افزوده که در نتیجه افزایش باران و کاهش تبخیر را به همراه داشته است و دریاچه‌ها ایجاد وگسترش یافتند.

موضوعی که در این مقاله طرح شده است، معطوف به چاله لوت به‌عنوان پدیدۀ نادری است که در گذشته به صورت یک دریاچۀ قدیمی بوده است. به‌طور‌کلی چاله‌ها مناطق پست و مسطحی هستند که در دشت‌های آبرفتی مناطق خشک گسترش یافته‌اند و ممکن است بر روی رسوبات دریاچه‌ای متعلق به زمان‌های گذشته با نسبت بارندگی به تبخیر بیشتر از زمان حال قرار گرفته باشند.

 براساس مطالعات راسل (1889) بر روی دریاچۀ مونو [1] و بررسی‌های گیلبرت (1890) بر روی دریاچـۀ قدیمـی بـونویل ^[2] و آنتئوس (1954) در نیومکـزیکو، دوره‌های بارانی با عصرهای یخبندان همزمان بوده‌اند. ازطرف دیگر، مطالعات رادیوکربنی که فرای و موریسون (1965) بر روی دریاچه‌های بونویل و لونتان[3] انجام داده‌اند، نیز همزمانی دریاچه‌های دیرین را با زمان یخبندان ثابت می‌کند. در اواخر عصر یخبندان تغییرات وسیعی در شرایط جوی به‌وجود آمد، به‌طوری‌که بر اثر گرم‌شدن هوا و افزایش تبخیر نسبت به بارندگی، بیشتر دریاچه‌هایی که بسیاری از دشت‌های پست و محدود مناطق کویری فعلی کره زمین را فرا گرفته بودند، خشک شدند (کرینسلی،1381: 1). البته تعداد کمی از پژوهشگران، از جمله هاولی (1992) به بررسی سیستم‌های ژئومورفیک و دریاچه‌های بارانی دوران چهارم در جنوب نیومکزیکو پرداختند. پژوهشگران دیگری را نیز، از جمله هاولی و ویلسون (1965)، هاولی (1969)، هاروی و کوتلووسکی (1969)، هاولی و همکاران (1976)، جیل و همکاران (1981)، سیگر و همکاران (1984)، سندور و همکاران (1990)، هاولی و لاو [4] (1991) باید نام برد. مارتین [5] (1963) به بررسی دریاچه‌های بارانی کوچیس [6] در جنوب اریزونا بر اساس شرح وقایع تاریخی گذشته و زمین‌شناسی پرداخت. ریوس [7] (1969) نیز به بررسی دریاچه پالوماس در شمال غربی چی‌واها در مکزیکو [8] و اسمیت [9] (1983) به بررسی دریاچه بارانی در غرب ایالت متحده آمریکا پرداخت. آنچه‌ قابل توجه است، اینکه سرزمین ایران به‌علت موقع جغرافیایی و شکل ناهمواری‌ها دقیقاً از‌ همان شرایطی که بر اروپا یا آمریکای شمالی حاکم بوده است، تأثیر نگرفته، اما از نوسانات اقلیمی آن نیز در امان نبوده است (محمودی ،1367: 7).

از دیگر عوامل کنترل‌کنندۀ اقلیم بیرونی ایران، گسترش سیستم‌های فشار نواحی مجاور ایران از جمله فرابار سیبـری، فروبار دره گنگ یا گسترش هوای گرم عربستان است. همچنین، دستۀ دیگر‌ سیستم‌های فشار سیاره‌ای هستند که عمده‌ترین آنها سیکلون‌های‌ مدیترانه، موج‌های کوتاه بادهای غربی، آنتـی‌سیکلـون‌هـای برون‌حاره و غیره است (علیجانی،1383:‌9). سیکلون‌های حاره‌ای ارتباط مستقیمی با گردش عمومی‌ هوا دارنـد (Chu.2004:297-332 ) و (Harr, Chan,2005: 512-542) یکی از عوامل اغتشاش در منطقـۀ حاره هستند. سیکلون‌های حاره‌ای بر روی آب‌های گرم اقیانوس‌های حاره‌ای، عمدتاً در کمربند بین 20 درجه شمالی و جنوبی شکل می‌گیرند. در مقایسه با سیکلون‌های ‌عرض‌های بالا، سیکلون‌های حاره‌ای دارای اندازۀ کوچکتر، ولی دارای قدرت بیشتری هستند. علت این امر گرادیان فشار اتمسفری زیاد است و به تبع آن سرعت باد بیشتری ‌‌نیز دارند ‌(,1984:897 Murty). با خروج سیستم‌های عرض‌های بالا و بادهای غربی از کشور ایران به‌تدریج سیستم‌ها‌ی حاره‌ای بر روی ایران گسترش می‌یابند. در ماه‌های گرم ‌سال با مهاجرت خورشید از نیمکره جنوبی به نیمکره شمالی، کمربند همگرایی حاره‌ای به دامنه‌های‌ جنوبی ‌ارتفاعات هیمالیا‌ می‌رود. جریانات جنوبی برای رسیدن به کمربند همگرایی‌ حاره‌ای مجبورند که از استوا رد شوند و بر اثر گذر از استوا به‌دلیل وجود نیروی کوریولیس،‌ به بادهای جنوب غربی تبدیل می‌شوند و برای رسیدن به کمربند همگرایی حاره‌ای از اقیانوس هند عبور می‌کنند و از آن رطوبت می‌گیرند ‌(کاویانی،1381) و درصورت فراهم‌شدن شرایط، باعث بارش‌های شدید در هندوستان و مناطق جنوب شرق ایران می‌شوند. نجار‌سلیقه (1377) در پژوهشی که در ارتباط با بارش‌های تابستانۀ جنوب شرقی ایران انجام داد، به این نتیجه رسید که نفوذ زبانه کم‌فشار موسمی از سمت شرق در سطوح زیرین تروپوسفر که سبب انتقال رطوبت اقیانوس هند و خلیج بنگال می‌شود، چنانچه شرایط مساعدی برای صعود توده‌های مرطوب در لایه‌های میانی تروپوسفر وجود داشته باشد، بارش‌های رگباری شدیدی به‌وجود می‌آورد.‌ در گذشته نفوذ این سیستم‌ها بیشتر بوده است. هدف از این پژوهش باز‌سازی پادگانه‌های دریاچه لوت و تحولات شکل‌زایی چاله لوت در کواترنر است.

موقعیت منطقۀ مورد مطالعه

مطالعه محدودۀ وسیع و بسیار خشک از شرق ایران را در بر می‌گیرد که محدودۀ مورد نظر در (شکل 1) به نمایش گذاشته شده است.

شکل (1)- موقعیت منطقۀ مورد مطالعه

مواد و روش‌ها

برای بررسی منطقۀ مورد مطالعه، نقشه‌های 1:50000 ‌تهیه و طی یک بررسی اجمالی و ازدیاد نقشه‌های یاد‌شده، برای برآورد داده‌های مجهول نقشه‌ها با فرمت DGNمنطـقه تهیه شد. سپس با استفاده از نرم‌افزار ARC GIS 9/3-GLOBAL MAPER14 و DEM(85 متری) به بررسی وتحلیل و بازسازی تراس‌های دریاچه قدیمی لوت پرداخته و مساحت و حجم آب را در محدوده طی دوره‌های زمانی مختلف محاسبه شد.‌ همچنین، با ترسیم پروفیل از قسمت‌های مختلف منطقه، تراس‌های‌های باقی‌ماندۀ منطقه در زمان حال و تراس‌های احتمالی در گذشته شناسایی و تحلیل شد‌. استفاده از تصاویر ماهواره ای(IRS) هندوستان از جمله منابع دیگری است که به‌عنوان اسناد تصویری به آن توجه شده و برای تهیۀ نقشه‌ها و ارزیابی منطقه استفاده شده است.

یافته‌های پژوهش

شرایط ‌اقلیمـی‌خاصـی ‌که در ‌عصرهای ‌یخچالـی موجب گسترش یخچال‌ها شده است، روی مناطق خشک و نیمه‌‌خشک با فاصلۀ دورتر از آنها نیز تأثیر‌گذار بوده است. در نواحی ‌دورتر از یخچال‌های قاره‌ای، زیاد‌شدن بارش و افزایش آب‌ رودخانه‌‌ها منجر به گسترش و یا تشکیل دریاچه‌های کوچک و بزرگ در قسمت‌‌های فرو‌رفتۀ سطح‌زمین ‌می‌شده‌ است که ‌به ‌آن دریاچه‌های‌ بارانی‌ گفته ‌می‌شود‌(معماریان،‌صداقت،‌چهر‌آزی‌،‌ 1371‌: 353‌-352‌) دریاچه‌های بارانی [10] ز دو کلمۀ پلوویا [11] ‌به‌معنی ‌باران ‌‌ودریاچه [12] گرفته شده است (لوتگن،1372: 182) که به آنها پالئولیک یا دریاچه‌های قدیمی‌نیز می‌گویند. ‌از آنجاکه پیدایش و‌ گسترش این‌ دریاچه‌ها مولود ازدیاد بارندگی بوده است، ‌این دریاچه‌ها را یادگاری از دوران بارانی‌ می‌دانند. در عصرهای بین یخچالی با گرم‌شدن هوا و تبخیر آب این دریاچه‌ها کوچک شدند و یا به‌طورکلی از بیـن رفتـند که اگرچه بسیـاری از آنها خشک شده‌اند، اما بـر اساس شواهد و آثار موجود باقی‌مانده می‌توان به بررسی آنها در مناطق پرداخت. در ایران نیز چنین شرایطی باعث ایجاد دریاچه‌های بارانی و از بین رفتن آنها و نمایش آن به‌صورت پلایا شده است.

بررسی‌ تحولات ‌چاله‌لوت بر اساس ‌شواهد ‌و آثار ‌باقی‌مانده

بررسـی تکامل لوت بدون در نظر گرفتن حوضه‌های اطراف ‌آن میسر نیست. تکامل زمین‌ساختی حوضه‌های سیستان و کرمان ابتدا با حرکات کوهزایی لارامید در اواخر کرتاسه شروع شد و سپس‌با دخالت‌مراحل مختلف‌کوهزایی در سنوزوئیک تکمیل گردید‌. همزمان با عملکرد کوهزایی‌های پالئوژن‌ گسل‌های منطقه ازجمله‌گسل نایبند در مغرب لوت وگسل نهبندان در شرق فعال می‌شوند. بر اثر فعالیت آنها رشته‌های چین‌خوردۀ سیستان و کرمان در شرق و غرب لوت شروع به بالا‌آمدگی‌ و سرزمین ‌لوت شروع به فرونشینی می‌کند. تداوم این حرکات باعث شده تا در نئوژن وضع برجستگی‌ها تغییر کند و به شکل تقریبـاً امروزی در آید. حـرکات پاسادنین درآخر نئوژن وارد عمل‌ شد و‌باعث تغییر و ‌چین‌‌خوردگی ‌رسـوب‌‌های نئوژن ‌کنـاره‌های ‌لوت شده و سپس ارتفاع یافته است، ولی در رسوب‌های مرکز دشت لـوت بـه علت مقـاومت زیر‌ساخت مستحکم آن‌تغییـرات زیادی حاصل نمـی‌شود (شکل‌2) (علایی طالقانی، 1381 :307)‌.

شکل (2)- مراحل تکامل چاله لوت و تغییر و چین‌خوردگی رسوبات نئوژن در کناره‌های لوت

تراس‌های دریاچه لوت

پادگانه‌های‌ آبرفتی جزء مواریث اقلیمی محسوب می‌شوند. گرچه در حال حاضر نیز در‌برخی از رودخانه‌ها و دریاچه‌ها درحال‌شکل‌گیری هستند، ‌ولی ‌تراس‌های قدیمی که نسبت به بستر فعلی ‌ازارتفاع بیشتری برخوردار‌ند ‌و گستردگی بیشتری نسبت به تراس‌های کنونی باقی‌مانده دارند، نتیجۀ دوره‌های بارانی‌است که در‌گذشته‌های نه‌چندان دور،‌ فلات ایران را فرا گرفته بوده‌اند. در مورد ایجاد تراس‌ها باید به دو عامل اشاره کرد‌، تغییرات جریان در دوره‌های بارانی و فعالیت‌های تکتونیکی که باعث ‌تغییر در شرایط محیطی آنها شده است. (اصغری مقدم، 1383‌: 243-242).

منطقۀ لوت ‌فعلی در گذشته دریاچه‌ای وسیع بوده است که‌ حداقل هفت ‌‌تراس در شمال آن قابل شناسایی‌ است. ‌با توجه به‌ نقشه‌های‌توپوگرافی، ‌چندین سطح تراس دریاچه در سطوح ارتفاعی مختلف، در گسترۀ مورد مطالعه برای ما روشن شد. به‌گونه‌ای که اولین یا بالاترین سطح تراس حدوداً در ارتفاع ‌6/506 متری ردیابی‌ شده است. ‌سطح دوم از‌ این مجموعه ‌با اختلاف حدود ‌20 متر نسبت به سطح اولی در ارتفاع 5/486 متری قرار گرفته است و در نهایت پایین‌ترین سطح دریاچه در ارتفاع تقریبی 291 متری است. در این میان برای محاسبه و تخمین حجم و عمق دریاچۀ مذکور در‌ منطقه، ‌با توجه به اینکه ‌ارتفاع کف ‌220 متر محاسبـه و اندازه‌‌گیری شده است، در مـورد تراس‌های این منطقه به‌نظر می‌رسد تراس‌ها از بالا به‌ پایین قدیمی‌ترند (شکل‌3 و4) و این تراس‌ها به‌خوبی خشک‌شدن این دریاچه را در طی 7 مرحله برای ما آشکار ‌می‌سازد.

شکل (3)- نمایش تراس‌های شمال لوت و برداشت مقطع (‌A وB ‌)

شکل (4)- ترسیم پروفیل مقطع (A وB ‌) در شکل (5)

با توجه به تراس‌های شناسایی‌شده محدودۀ هفت‌دریاچه موجود در گذشته ترسیم و مساحت و حجم تقریبی‌ آنها تخمین زده شد (جدول 1 و‌ شکل ‌5)‌. در این‌ پژوهش برای برآورد حجم دریاچه گذشته لوت از محاسبۀ حجم مخروط به شرح زیر برای‌ برآورد حجم دریاچه استفاده شده است:

رابطۀ (1)                              V= (A*H)/3

V: حجم دریاچه به متر مکعب،A مساحت دریاچه

به متر مربع،Hعمق دریاچه به متر

جدول (1)- محاسبۀ مساحت حجم دریاچه‌ها

شکل (5)- نمایش فرضی دریاچه‌ها در زمان‌های گذشته و خشک‌شدن و ‌تبدیل ‌آنها به ‌پلایا ‌قبل از گسل‌خوردگی سمت غرب

بنابراین، زمانی که دریاچه در بالاترین سطح خود، یعنی در ارتفاع 506‌ متری و دارای مساحت حدود 277645 کیلومترمربع بوده است، حجم آن به‌طور میانگین رقمی در حدود ‌10⁹Í2606 متر مکعب بر آورد شد. به مرور که دریاچه به ترازهای ارتفاعی پایین‌تر تغییر مکان داد، قاعدتاً از مساحت و حجم آن نیز کاسته شد‌، به‌گونه‌ای که در ارتفاع 291 متری حجم‌ تقریبی‌‌10⁹Í226‌‌ متر‌مکعب‌ معادل ‌حدود مساحت‌ 10245‌کیلومتر مربع ‌تخمین زده شده است‌. البته باید به این نکته توجه شود که وجودورود رطوبت از نواحی ‌جنوبی‌ و ‌شرقی‌ سبب رشد‌ ابر و ‌ایجاد رگبارهایی ‌منطقه لوت می‌شده است.در گذشته طوفان‌ها در بخش‌های جنوب شرق ایران و نواحی‌ سیستان و بلوچستان بیشتر بوده‌اند و در نتیجه مرکز طوفان بر روی اقیانوس هند متمرکز شده و با توجه به گرمای آب ‌اقیانوس ‌رطوبت ‌بالایی را‌ دریافت و ‌تقویت می‌کرده است (شکل 6). البته جهت حرکت رطوبت به سمت شرق و مرکز بوده و به‌طور مستقیم بر روی دریاچه قدیمی لوت تأثیر می‌گذاشته است.

شکل (6)‌- طوفان‌ها در بخش‌های جنوب شرق و شرق ایران

زابل، زاهدان، بیرجند، طبس و زهک‌ که آمار متوسط سالیانه سرعت و جهت باد به‌ترتیب 41 ساله، 55، 51‌، 47 و13 از سایت سازمان هواشناسی کشور گرفته شده‌ و بر روی آن آنالیز صورت گرفته است و نتایج آن به صورت گلباد با نرم افزار Pro WindRose نشان داده شده است‌.

             طبس                                             بیرجند                                                 زاهدان

                              زابل                                                                  زهک

نمودار (1)- جهت باد غالب زابل، زاهدان، بیرجند، طبس و زهک‌ که آمار متوسط سالیانۀ جهت باد به‌ترتیب 41 ساله، 55‌، 51 ، 47 و 13 است.

سیستـم باد نیز به همـراه آب در گذشته بسیـار قوی‌تر از زمان حال عمل می‌کرده است که توانسته چنین فرم‌هایی را ایجاد کند. با توجه به وضعیت کنونی اقلیمی لوت نسبت به وضعیت گذشتۀ آن و با توجه به داده‌های بادی موجود (عنصر باد‌) بسیار متفاوت‌تر از حال عمل می‌کرده است و در گذشته از نظر اقلیمی با خشکی کمتری روبه‌رو بوده است. با توجه به پژوهش‌های مقیمی (1383)، جمع روزهای بارانی طی 50 سال گذشته هوای لوت توأم با گرد و خاک، 7500 روز به‌دست آمده است که این رقم نشان‌دهندۀ فراوانی بادهای طوفانی است و این بادها نسبت به بادهای گذشته اقلیمی از سرعت چندانی برخوردار نیستند.

نقش ‌گسل‌ها در تراس‌ها و دریاچۀ قدیمی لوت

علاوه بر تغییرات ‌اقلیمی در این هفت مرحله که دریاچه خشک شـده است، عوامل دیگری نیز در محدود‌شـدن آن دخیل بوده‌اند. ‌در طول ‌دوران چهارم حرکات تکتونیکـی چه در حوزۀ نئوتکتونیک و چـه در حوزۀ تکتونیک جنبا ادامه داشته است و همیـن حرکات سبب شده است ‌که تغییـرات‌ عمده‌ای در این منطقـه صورت گیرد. با توجه به شواهـد عینی مانند وجود گسل‌های متعدد، منطقـۀ مورد مطالعه دارای فعـالیت‌های تکتونیکی مشهود است. از مهم‌ترین گسل‌های منطقه، گسل بزرگ نایبند با جهت‌شمالی‌-‌ جنوبی‌(نقشۀ ‌7)‌ (‌رامشت و شاه‌زیـدی‌، 1387: 9) و گسل‌ جنوبی ‌(شهداد) است که دارای جهتی شمال غربی- ‌جنوب شرقی است و با زاویـۀ نزدیک به ‌60 درجـه ‌گسل ‌نایبنـد را ‌قطع می‌کنـد ( پورکرمانی، ‌1377‌: 100). با ایجاد گسل نایبند و گسل جنوبی شهداد از ‌وسعت دریاچه کاسته شده و تراس‌ها را قطع کرده است که تراس‌های سالم باقی‌مانده در شمال آن دلیل این مدعاست.

شکل (7)- نمایش گسل نایبند و گسل جنوبی شهداد و محدود‌شدن وسعت دریاچه‌ها در شمال غرب و غرب

از دلایلی دیگر که باید به آن استناد کرد‌:

1-گسل نایبند جهت شمالی- جنوبی دارد. در ابتدای تشکیل این گسل، دو سطح متفاوت ایجاد شده است که مخروط‌افکنه‌ها بدون هیچ مانعی پیوسته در پایکوه ایجاد شده (‌مخروط‌افکنه‌های شهداد، دهنۀ غار و ...) و دریاچه را تغذیه می‌کردند (‌شکل 7).

2- حرکات تکتونیکی در این منطقه تا زمان فعلی نیز ادامه دارد، به‌گونه‌ای که حتی گسل نایبند نیز در طول این‌ ‌مدت حداقل یک‌ تحرک قابل توجه داشته است، به‌صورتی‌که بعد از تشکیل ‌مخروطه‌افکنه ‌قدیمی در منتهی‌الیه رأس آن شکست دوباره‌ای ایجاد و نزدیک به 10تا 12متر جابه‌جایی آن منجـر به رخنمون‌شدن رسوبات صورتی رنگ مارنی نئوژن مـدفون در رسوبات آبرفتی این مخروطه‌افکنه شده است (رامشتو شاه‌زیدی،1387: 9 و 1388: 41).

3- گسل جنوبی‌شهداد که ارتفاع آن حدود 506 متر‌است، با سطح دریاچه‌ یک حدوداً همخوانی دارد و این بالا‌آ‌مد‌‌گی باعث بریدگی تراس‌های دریاچه تا تراس‌چهارم شده است و از تراس سوم به بعد بریدگی گسلی در آن وجود ندارد.

شکل (8)- نمایش دو سطح ایجاد‌شده به‌وسیلۀ گسل‌ها و مخروط‌افکنه‌های تغذیه‌کنندۀ دریاچه