بررسی عوامل و شرایط درونی تخریب کتیبه بیستون کرمانشاه با استفاده از دستگاه رادار

 1- مقدمه

طی قرن‌های متمادی دانشمندان زمان در خصوص اهمیت علوم و نقش آن‌ها در زمینه‌های مختلف زندگی انسان پژوهش‌هایی انجام داده اند. گالیله با درک مستقیم و عمیق ذاتی خود وتوانایی مشاهده وپیش بینی مسائل، درهای جدیدی را به روی علوم باز کرد. دانش علمی دکارت و مطالعه او روی چرخ، سطح شیب دار و مفهوم تعادل در ارتباط با اصل جابجایی مجازی پیشرفت کرد. ناویر، در مورد خمیدگی ارتجاع تیرها وکولمب، درباره پخش تنش وارده در پایه‌ها و نیروی وارد بر دیواره‌های باقیمانده از اعصار گذشته همگی تئوری پژوهش‌های علمی در مورد بناها و بخصوص آثار سنگی را در یک دوره 200 ساله پایه گذاری کردند. کامیلو بوتیور معمار و نویسنده ایتالیایی در تألیف خود، معماران امپراطوری رم ( 1836 ) با پایه گذاری مرمت مدرن، اهمیت علوم مختلف در مرمت را مطرح کرد. طبق نظر ایشان مرمت باید با علم وآگاهی صورت گیرد و بدون مطالعه و شناخت پیرامون اثر سنگی نباید دست به کاری زد. لویی پاستور ( 1863 ) در هنر باستان به تحقیقات انفرادی بعد تازه‌ای می‌بخشد. او در خصوص مشکلات وآسیب‌های سازه ای و نه فرسودگی و تخریب به مطالعه وبررسی پرداخته است. در تألیف والفرام به نام بناهای تاریخی (1998) نخستین برخورد علمی در حفاظت یک بنای تاریخی که آن را می توان به سنت پترز در نیمه قرن 18 نسبت داد، صورت می گیرد. والفرام به بررسی پدیده مربوط و تشکیل ترک‌ها روی گنبد سنت پترز که در مدت کوتاهی پس از تکمیل آن‌ها ظاهر شده بود می‌پردازد.‌ هادیان ( 1386 ) در کاربری پژوهش‌های آزمایشگاهی کلیه عواملی که بناهای تاریخی را تحت تأثیر قرار می‌دهند به دو گروه اصلی عوامل درونی و بیرونی تقسیم کرده وهمچنین به بررسی ساختار بناها شامل نوع مواد و مصالح بکار رفته وآسیب‌ها وفرایندهای فرسودگی می پردازد. آمورسو و فاسینا در اثر خود فرسودگی سنگ وحفاظت از آن (1370) هوازدگی سنگ بر اثر آب، نمک‌های محلول، یخبندان وتأثیر دی اکسیدکربن را مورد بررسی قرار داده اند. والفر ام کلایس و پترکلایمر در تألیف خود بیستون کاوش‌ها سال‌های 1963 تا 1967 به بررسی موقعیت جغرافیایی کوه بیستون و همچنین تشریح بخش‌های مختلف کتیبه و میزان تخریب آن می پردارد. مهدی آبادی (1376 ) در آسیب شناسی عمده ترین نقش برجسته‌های کرمانشاه و پیشنهاد راه حل‌های حفاظتی آن، به معرفی آثار پرداخته و دریک تقسیم بندی کلی آسیب‌های نقوش را شامل: درزها، حفره‌ها، تورق، رشد گیاهان بیان نموده و به علل ایجاد تخریب وآسیب‌ها می پردازد. دو اثر فوق در دسته دوم قرار می گیرند. مطالعه و تجزیه وتحلیل بنای تاریخی می‌تواند از سه جنبه کلی تاریخی، هنری و ساختاری آن باشد. جنبه تاریخی بنامی تواند مسائلی از قبیل ویژگی‌های سیاسی، اجتماعی و اقتصادی دوره و محلی که بنا در آن احداث شده همچنین گاه نگاری وقایع اتفاق افتاده در بنا وغیره را در بر گیرد.

توجه به مسایل زیبایی شناسی، مفاهیم ساخت و تناسبات، کیفیت اشکال هنری وغیره مربوط به مطالعات هنری بنا هستند و سرانجام بررسی وتجزیه وتحلیل ساختار بنا، شامل نوع مواد و مصالح بکار رفته وآسیب‌ها و فرایندهای فرسودگی آن می شود0 این پژوهش به موضوع اخیر یعنی مطالعه ساختار می‌پردازد. انجام هر گونه اقدامات حفاظت و مرمت در رابطه به آثارسنگی تاریخی مستلزم شناخت دقیق از اثر، عوامل تخریب و تأثیر گذار بر آن و نتایج حاصل از این تأثیرات است.

عواملی که می تواند یک بنای تاریخی (سنگ نبشته) را تحت تأثیر قرار دهند به دو گروه اصلی - ژئودینامیک درونی - عوامل ژئودینامیک بیرونی تقسیم بندی می شوند.

- عوامل درونی: عواملی هستند که به ماهیت و موقعیت مکانی و ساختار زمین شناسی و جنس سنگ بنا بر می گردد. هرکدام از این عوامل می توانند مستقل یا توأم با هم و به شکل پیچیده ای وضعیت بنا را تحت تأثیر قرار دهند0

- عوامل بیرونی: این عوامل که منشأ خارجی یا محیطی داشته به همراه فعالیت‌های انسانی به طور مداوم و طولانی مدت، آثار را تحت تأثیر قرار داده و به تدریج آن‌ها را فرسوده و تخریب می‌کنند. (محمودی 1368)

درتحقیق حاضر به کمک نمونه برداری ازسنگهایی از اطراف کتیبه وآزمایش پتروگرافی همچنین دستگاه رادار وعملیات میدانی اقدام به شناسائی ساختار و عوامل تخریب و موقعیت نقاط در معرض آسیب بویژه از نظر درزو شکاف و تحول کارست (حفره‌های انحلالی) دیواره بیستون می پردازیم. کرمانشاه منطقه ای است با پیشینه تاریخی بسیار طولانی، موقعیت جغرافیایی و استراتژیک، وجود سراب‌ها، نهرها و رودخانه‌های پر آب، منابع طبیعی فراوان، چشم اندازهای زیبا و در نهایت تقدس، شکوه و عظمت کوه بیستون سبب شد تا از روزگاران کهن، مجموعه تاریخی ارزشمندی در آن پدید آید. شواهد و مدارک باستان شناسی حاکی از آن است که این محدوده از 40 هزار سال پیش تاکنون مأمن انسان‌های بی شماری بوده است. بیشترین شهرت این ناحیه به دوران ساسانیان برمی گردد، نام کنونی کرمانشاه هم به همین زمان برمی گردد. (مرادی، 1382) درنظر اجمالی می توان فهمید که برجسته ترین آثار تاریخی کرمانشاه، آثار سنگی است اهمیت تاریخی وتنوع عوامل تخریبی کتیبه بین‌المللی وجهانی داریوش همچنین عدم مطالعه و شناخت دقیق عوامل وموقعیت مکانی تخریب این اثر از منظر ژئومورفولوژی با استفاده از رادار سبب انتخاب این نقش از میان دیگر آثار سنگی برای مطالعه و بررسی شده است.

- موقعیت منطقه مورد تحقیق (کتیبه بیستون به عنوان یک اثر بین‌المللی)

کتیبه بیستون ونقش برجسته داریوش اول یکی از با ارزش ترین یادگارهای ادبی وتاریخی ایران و در سی کیلومتری شمال شرقی شهرکرمانشاه و در شمال شهرستان هرسین بر روی صخره معروف به دیواره بیستون (زاگرس مرتفع و خرد شده ) حجاری شده است، از این کوه درمتون تاریخی بنام‌های بغستان به معنی جایگاه خدایان «بغ»، بهیستون، بهستون، بهستان و بیستون یاد شده است (مرادی، 1382).

این اثرشامل دو بخش، نقوش برجسته وکتیبه‌ها است:

نقوش برجسته درسطحی به طول 6 متر و عرض 3 متر وعمق 20 سانتی مترحجاری شده اند که شامل تصویرداریوش، کماندار و نیزه دارشاهی و10تن شورشی است، یکی ازشورشیان در زیرپای داریوش و9 تن دیگردر مقابل اوقراردارند وسرهای همه بجز نفراول با طنابی بهم وصل شده است. بالای سرهرکدام کتیبه ایست که نام شورشی و محل شورش را مشخص می کند. اندازه هشت تن از اینان 126سانتی متر و نفرآخر138سانتی متر می باشد. شاه چهره اصلی را دارد و به اندازه طبیعی 181 سانتی مترحجاری شده است. دربالای سرشورشیان و درمقابل داریوش نقش فروهر یا نماد اهرامزدا قرارگرفته که دست راستش را به تأیید کارهای داریوش بالا برده است. کتیبه‌ها به خط میخی و به سه زبان: زبان فارسی باستان: (در5 ستون به طول 9 مترو 20 سانتی متروعرض 3 متر و 63 سانتی متر) با 414 سطردر زیرنقوش، زبان ایلامی: در593 سطردر8 ستون که به دو بخش تقسیم می شود یکی درسمت راست کنارنقوش برجسته (به طول5 متر و60سانتی متر و عرض3 متر و70 سانتی متر) و دیگری درسمت چپ درامتداد خطوط فارسی باستان (به طول5 متر و67 سانتی متر و عرض3 متر و63 سانتی متر)، زبان اکدی یا بابلی: درقسمت بالای کتیبه ی سمت چپ ایلامی به شکل ذوزنقه (به طول4 متر و عرض درقسمت بالا2 متر و50 سانتی متر در قسمت پایین 2 متر و31 سانتی متر) در112سطرحجاری شده اند0 ( مهدی آبادی، 1376 )کتیبه بیستون مهمترین سند تاریخی زمان داریوش است، چراکه وقایع را از زبان خود بازگو می کند و بدون هیچ تحریفی به دست ما رسیده است. کتیبه بیستون در520 پیش از میلاد حجاری شده است، یکی از نکات مهم این اثر از لحاظ تاریخی این است که بزرگترین کتیبه فارسی باستان است که براساس آن، وسعت جغرافیایی ایران زمان داریوش، نام قدیمی مکان‌های جغرافیایی کنونی، اشخاص واقوام همسایه ایران را درآن زمان می توانیم بشناسیم، ضمنا"نشان می دهد که هخامنشیان تاریخ گذاری خاص خود را داشته اند و زبان فارسی باستانی یک زبان محلی است که فقط درآن دوره تکلم می شده است. (کلایس و همکاران، 1385) این کتیبه از مشهورترین کتیبه‌های میخی جهان است چرا که بیشترین کمک را به رمزگشایی فارسی باستان وخط میخی کرده است کخ (1376). این اثر ارزشمند توسط سازمان یونسکو در تیرماه 1385 با شماره 1222به ثبت جهانی و بین‌المللی رسید (شکل 1).

شکل 1 – موقعیت کتیبه بیستون در استان کرمانشاه

چشمه کارستی (وکلوزین) بیستون در پای دیواره بیستون بخشی از آبخوان کارستی ارتفاعات آهکی بیستون را تخلیه می نماید جایی که که آثار حکاکی شده بر روی آن واقع شده است. با توجه به شرایط تکتونیکی و اقلیمی منطقه و همچنین خصوصیات لیتولوژیکی سازند مذکور، پدیده‌های انحلال از قبیل توسعه سیستم درزها وشکاف‌ها و پدیده انحلال و باز شدگی کانال‌های زیرزمینی توسعه زیادی در این بخش از زاگرس ایجاد نموده است.

از آنجا که تحقیق حاضر بر پایه اثرات تخریب کارست بر کتیبه بیستون به کمک پتروگرافی و رادار در ناهمواریهای بیستون – پرآو (دیواره مرتفع بیستون) صورت گرفته واین بخش از زاگرس هم از نظر لیتولوژی (وجود سنگ‌های انحلال پذیر مثل آهک) هم از نظر زمین ساختی (وجود درزو شکاف وگسل) شرایط لازم جهت تخریب وایجاد اشکال کارستی مثل حفره‌های زیر زمینی را دارا است ابتدا به شرح مختصری از شرایط ایجاد و تحول ژئومورفولوژی کارست، آزمایش پتروگرافی وارزش رادار در شناسایی عوامل تخریب این آثار می پردازیم.

3- کارست

واژه کارست karst از نام جغرافیایی ناحیه شمال غربی یوگسلاوی که نزدیک مرز ایتالیا گسترش دارد گرفته شده است. فرایند کارستی شدن نتیجه نفوذ آب به داخل توده‌های قابل حل می باشد(افراسیابیان1372)0 علاوه بر انحلال پذیری، قابلیت تراوایی نیز یک عامل مهم به شمار می آید0عامل اصلی قابلیت تراوایی سنگ‌های کربناته، درز و شکاف دار بودن این سنگ‌ها است0 سنگ‌های آهکی مخصوصا" اگر به صورت لایه‌های ضخیم وتوده ای باشند (لایه‌های توده ای و ضخیم آهک بیستون)، بسیار شکننده هستند. فرایندهای تکتونیکی شدید باعث بوجود آمدن سیستم‌های درز و شکاف بسیاری می شوند که آب می تواند از این طریق به قسمت‌های عمیق توده سنگ ضخیم انتقال یابد0قطعه قطعه شدن توده سنگ‌ها در اثر فرایند‌های تکتونیکی عامل مهمی در کارستی شدن بوده که به طور افقی وعمودی عمل می‌نماید (ملکی، 1380) در لایه‌های توده ای آهک بیستون که فرایند تکتونیک سبب ایجاد درز و شکاف بسیار درآن شده است، نفوذ آب ناشی از ریزش باران و ذوب برف از طریق درز و شکاف‌ها انحلال سنگ آهک و ایجاد شکستگی و در نتیجه تخریب کتیبه‌ها را به دنبال دارد.

4- آزمایش پتروگرافی

در این آزمایش از نمونه‌های سنگ برش‌های نازک تهیه می گردد وپس از رنگ آمیزی با محلول آلیزارین و استفاده از میکروسکوپ پلاریزان اقدام به عکس برداری وسپس شناسائی وتحلیل تخلخل وجنس درنمونه سنگ مورد نظر پرداخته می شود. در این پژوهش جهت شناسایی تخلخل و ترکیبات کتیبه از روش فوق استفاده شده است.

5- رادار GPR))

رادار یک سیستم رادیویی است که کشور انگلستان در جنگ جهانی دوم از آن برای تشخیص اهداف دشمن استفاده می کرد. از آن زمان تا کنون رادارهای مختلفی ساخته شده اند که از آن جمله می توان رادارهای پالسی و رادارهای هموگرافیک را نام برد. در کارهای ژئوفیزیک منظور از رادار، رادارهای پالسی می باشد، در کارهای الکترومغناطیسی از آن استفاده می شود، در کارهای اکتشافی زمینی رادارهای پالسی متفاوتی وجود دارد که همه آن‌ها در گروهی به نام GPR جمع آوری می شوند. داده برداری با رادار مشابه استفاده از ردیاب صوتی وروش لرزه ای انعکاس است با این تقاوت که رادار بر اساس امواج الکترو مغناطیس کار می کند. یک علامت کوتاه از انرژی الکترومغناطیس با فرکانس بالا (10تا 1000 مگاهرتز) به سمت زمین فرستاده می شود و یک موج به سمت پایین در داخل زمین ایجاد می‌کند. به علت تغییرات در خواص الکتریکی سنگ‌های مختلف امواج فرستاده شده پس از برخورد به سطح جدا کننده این سنگ‌ها به سطح زمین باز می‌گردد. در روی سطح یک دریافت کننده انرژی انعکاس داده شده را بر حسب زمان رسید نشان می‌دهد. زمان تأخیر موج فرستاده شده و موج دریافتی تابعی از سرعت لایه وعمق باز تابنده است. رادار نمودار فاصله افقی برحسب زمان را رسم می‌کند(لایبرتی وهمکاران 2003) ¹. از رادار در بررسی‌های گوناگونی مانند اکتشافات باستانی، جاده وراهسازی، پیدا کردن عمق پی سنگ، بررسی‌های رسوبی، آشکارسازی نشتی آب و غیره استفاده می شود. (ایبوگلو وهمکاران2004) ². به همین دلیل در تحقیق حاضر سعی شده از تغییرسرعت امواج در اعماق مختلف وتحلیل آن توسط نرم افزار به تغییرجنس سنگ،وجود درزو شکاف و فضاهای خالی حاصل از انحلال پی برد.

روش برداشت داده‌های بازتابی رادار شامل 4 روش است، که عبارتند از ( اسلاتر2003 ) ³. الف – روش دور افت مشترک ب – روش نقطه عمقی مشترک ج – روش چشمه مشترک د – روش گیرنده مشترک بیشترین مطالعات رسوب شناسی با استفاده از روشت دورافت مشترک صورت می گیرد و از پروفیل‌های بازتابی دو بعدی رادار برای تشخیص دادن ناپیوستگی زیرسطحی استفاده می شود (روستی 2003) ². می توان به کمک رادار بر روی کتیبه بیستون به بررسی وضعیت درز وشکاف‌ها فضاهای خالی (کارستی) احتمالی موجود در عمق (پشت دیواره) پی برد.

6- ابزار وروش تحقیق

برای رسیدن به اهداف پژوهش حاضر به کمک آزمایش پتروگرافی و رادار مراحل ذیل انجام شده است

ابزار مورد استفاد: GPS (سیستم موقعیت جهانی) برای تعیین موقعیت ریاضی کتیبه گسل‌ها و شکاف‌های عمده منطقه و محل برداشت پروفیل‌ها

نقشه‌های توپوگرافی جهت شناسائی موقعیت ناهمواری‌های محل کتیبه از نظر شیب، جهت و ...

تصاویر ماهواره‌ای

نقشه لیتو لوژی جنس پی سنگ کتیبه و اطراف آن برای شناسایی جنس ومیزان ترکیبات مختلف

کمپاس به منظور تعیین موقعیت وجهت درزوشکاف‌های سطحی منطقه

ابزار آزمایشگاهی برای بررسی‌های پتروگرافی

دستگاه رادار GPR جهت شناسائی نوع ومیزان تخریب در عمق کتیبه

Liberty, L.M., Hemphill- Haley, M.A., Madin, I.P

Eyuboglu, H. And Mahdi, H. Al-Shukri, H

Slater, L., Niemi, T.M

Rossetti, D.F

- روش تحقیق

دراین بخش از پژوهش جهت دستیابی به یک نتیجه قابل اعتماد وعلمی به دو روش کتیبه وارتفاعات اطراف مشرف به آن بررسی گردید.

-         نمونه برداری و آزمایشات پتروگرافی

برای نمونه برداری بازدیدهای متعدد وعملیات صحرائی دقیق انجام گرفت چرا که باید نمونه‌ها از جاهائی انتخاب می‌شد که به کتیبه آسیب نرسد ودر عین حال به نتایج واقعی هم منجر می گردید. در مجموع چهار نمونه از اطراف وارتفاعات بالای کتیبه انتخاب گردید، سپس در آزمایشگاه از نمونه‌های برداشت شده، برش‌های نارک به ضخامت 03/ میلیمتر تهیه وسپس با محلول آلیزارین (Alizarin,Red,s) رنگ آمیزی و با میکروسکوپ پلاریزان مجهز به دوربین عکس برداری مورد مطالعه قرار گرفتند. در نهایت، با تحلیل نتایج به دست آمده تخلخل وترکیبات نمونه‌های برداشت شده از اطراف کتیبه که از همان جنس دیواره بودند به دست آمد.

- استفاده از رادار

ازآنجاکه ازروی مشاهده تغییرات سرعت وروندامواج راداری ثبت شده ارسالی به اعماق متفاوت زمین می‌توان به تغییرات جنس سنگ‌ها همچنین وجود درزوشکاف و محدوده‌های خلا پی برد، جهت شناسائی درز و شکاف و محیط‌های انحلالی در پشت دیواره کتیبه اقدام به بررسی میدانی وبرداشت پروفیلهائی بر روی کتیبه گردید. در این مرحله نیز بمنظور دستیابی به داده‌های دقیق وعلمی در یک شرایط جوی مناسب (خشکی زمین جهت نفوذ امواج به درون زمین) در تابستان 87 در سه نوبت اقدام به شناسائی موقعیت منطقه و تعیین مسیر پروفیل‌ها گردید. مسیر پروفیل‌ها به گونه ائی انتخاب گردید که بتوان سطح بیشتری از کتیبه را با امواج پوشش داد. به همین منظور پنج مسیر انتخاب گردید سپس در نوبت‌های بعدی با هدایت دستگاه رادار 500 مگاهرتز به ارتفاع بالا با توجه به شرایط وطول و عرض کتیبه اقدام به عملیات میدانی و برداشت داده‌ها (پنج پروفیل) گردید.

از پنج پروفیل فوق سه پروفیل در جهت افقی (موازی با جهت طولی کتیبه) یک پروفیل درجهت عمود بر کتیبه ویک پروفیل بر روی تراس (تاقچه) پای کتیبه برداشت شد (شکل 2).

شکل 2- موقعیت برداشت پروفیل‌های برداشت شده روی کتیبه با استفاده از رادار

داده‌های برداشت شده در عملیت میدانی بر روی کتیبه توسط رادار در پنج مسیر مستقل توسط نرم افزار reflex2w مورد تجزیه وتحلیل دقیق قرار گرفت تا از امواج ارسال شده از سطح کتیبه تا عمق سه متری جهت مشخص نمودن جنس، وجود درزوشکاف، گسل ومحل‌های انحلال حاصل از پدیده کارست ونفوذ آب اطلاعاتی را به دست آورد (شکل‌های 3و4و5و6و7).

شکل 3- برداشت اول در مسیر افقی روی کتیبه

شکل 4- برداشت دوم در مسیر افقی روی کتیبه

شکل 5- برداشت سوم در مسیر افقی روی کتیبه

شکل 6- برداشت عمودی (چهارم) درعمودبر مسیرطولی روی کتیبه

شکل 7- برداشت پنجم در مسیر افقی روی طاقچه (پای) کتیبه

7- یافته‌های پژوهش

با توجه به اینکه از یک طرف کتیبه بر روی ناهمواریهای بیستون (زاگرس شکسته) واقع شده که دارای ساختمان وزمین ساخت بسیار پیچیده وخرد شده ای است واز طرف دیگر پی سنگ کتیبه از جنس آهک تشکیل شده، شرایط اقلیمی (پالئوکلیما)، شرایط مساعدی را جهت توسعه پدیده‌های کارستی در منطقه ودر ارتفاعات محل کتیبه به وجود آورده است.

وجود درزو شکاف در سطح ناهمواری‌های منطقه وجود نزولات جوی (به صورت برف) زیاد در ارتفاعات منطقه سبب نفوذ بخش عظیمی از نزولات جوی به درون زمین شده است بطوریکه نتایج حاصل از آزمایشات پتروگرافی نشان می دهد که با توجه به وجودانواع تخلخل در سنگ‌هایی که کتیبه روی آنها حکاکی شده همچنین پر شدن این تخلخل‌ها با سیمان کلسیت که بافت متفاوتی با متن ریز بلور میکرولیتی زمینه سنگ دارد، توسعه تخلخل ناشی از انحلال کلسیت اجتناب ناپذیر است، علاوه بر این استفاده از امواج راداربر روی کتیبه ومشاهده تغییرات روند ثبت امواج علی رغم یک جنس بودن سنگ ولی متفاوت بودن روندورنگ امواج برگشتی همچنین تحلیل آنهابا نرم افزارهای مربوطهreflex2w ، حصول نتایج در نمودارهای 3 الی 7 نشان می دهد که در نتیجه شرایط موجود یک حفره عمود برجهت طولی در عمق سه متری ایجاد شده که محل مناسبی جهت نفوذ آب وتوسعه کانال را در پشت کتیبه ایجاد کرده است. تخلیه نزولات جوی نفوذ یافته به داخل کانال فوق در محل لایه بندی (قطع شدگی) بخش میانی در سمت راست کتیبه، دلیل آشکاری برنفوذ آب درحفره‌های انحلالی پشت کتیبه و تائید نتایج حاصل از پژوهش حاضر است (شکل 8).

شکل 8- موقعیت و محل وجود درز وشکاف و حفره انحلالی در عمق تقریبا 3 متری

 از سطح کتیبه شناسائی شده توسط دستگاه رادار