نویسندگان
1 دانشیار جغرافیا، گروه جغرافیا، دانشکدۀ ادبیات، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
2 کارشناسی ارشد، گروه جغرافیا، دانشکدۀ ادبیات، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Natural evidence suggests that past climatic conditions have changed dramatically. Most land formations are not justified by current processes and their origin is attributed to climatic processes other than the current climate. Climate change has always been associated with the rise and fall of glaciers. Climate change and the displacement of permanent snowflakes have certainly led to changes in shaping systems, including the karst-fiction system. With reference to documentary sources (geological and topographic maps, digital elevation model, temperature and precipitation information of Esfzari databases, satellite images), the purpose of this paper is to study the changes in the geometric properties of karst landforms (Dolin, Strait, Canyon, Calcareous region, Home, Caves and springs), in relation to the Quaternary climate (temperature and precipitation), altitude and fault. Examining the density and dispersion of these forms, considering the factors affecting karst (climate, altitude and tectonics), it can be concluded that although changes in karst landforms follow the same vector as altitude; taking into account temperature changes, glacial, abscission and landslides that occur in the highlands, Changes in some karst landforms cannot be definitively attributed to favorable or unfavorable dissolution conditions. The interpretation of such landforms must take into account the palimpsest (multi-painting) paradigm. In the evolution of karst landforms, processes have often operated in the same way and mathematical logic cannot be used to change the karstic-fiction boundaries of the Quaternary.
کلیدواژه‌ها [English]
کارست حاصل فرایندهای متعددی است که در پهنه‌های آهکی و در شرایط اقلیمی، زمین‌شناسی و هیدرولوژی گوناگون پدید می‌آید و آثار آن به شکل‌های مختلف از قبیل گودال‌ها و غارها در سطح و زیرزمین وجود دارد. پدیدة کارستی-فیکاسیون با فعالیتشیمیایی و انحلال توده‌سنگ شروع می‌شود که در امتداد بازشدگی‌هاست و با انتقال کربنات حل‌شده ادامه می‌یابد (مقیمی، 1391: 7- 63). وجود آب، مهم‌ترین عامل اقلیمی در توسعة کارست است. این عامل، اصلی‌ترین متغیر کنترل‌کنندة انحلال و فرسایش است (چورلی و همکاران، 1389: 200). انحلال سنگ آهک در دمای کم و در آب‌وهوای سرد سرعت بیشتری دارد. پدیدة یخبندان با کاهش درجه‌حرارت محیط و مقدار تبخیر، عاملی برای افزایش میزان نفوذ آب در زمین و انحلال بیشتر سنگ‌های آهکی محسوب می‌شود (زنگنه اسدی و همکاران، 1381: 90). با تغییر ارتفاع، دما و بارش و متأثر از آنها، فرایندهای فرسایشی و پیرو آن چهرة زمین و پدیده‌های ژئومورفولوژیکی نیز تغییر می‌یابند (علی‌پور و همکاران، 1396: 22). در مناطق مرتفع‌تر آب دریافتی با بارش بیشتر می‌شود و در اراضی پست و گود و زمین‌های مسطح چون آب حاصل از بارندگی یا ذوب‌شدن برف‌ها در اثر جریان‌های سطحی از منطقه خارج نمی‌شود، در سطح زمین جمع می‌شود و میزان آب نفوذیافته افزایش می‌یابد و به درون سیستم کارست نفوذ می‌کند (کریمی وردنجانی، 1394: 28) و به انحلال آهک می‌انجامد؛ البته کارستی‌شدن سنگ‌های انحلال‌پذیر ارتباط مستقیمی با ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سنگ‌ها مانند تخلخل، درز و شکاف، شکستگی‌ها و گسل‌ها دارد (علیزاده، 1393: 349؛ قبادی، 1388: 34- 48). درجة توسعة کارست در نواحی مختلف ناشی از تغییر عواملی همچون وضعیت مناسب سنگ‌شناسی و ضخامت لایه‌های کربناته، ارتفاع (پستی و بلندی)، اقلیم (شامل فشار co2، دما و بارش) و تکتونیک (گسل‌ها، درز و شکاف‌ها) است و هرچه تأثیر این عوامل در ناحیه‌ای بیشتر باشد، کارست توسعة بیشتری می‌یابد (علایی‌طالقانی و رحیم‌زاده، 1389: 315؛ White, 1988: 34).
اقلیم یک منطقه در صورت وجود سنگ‌های قابل انحلال، کلید اصلی کارستی فیکاسیون است؛ اقلیم کنونی ایران براثر تفاوت در عرض جغرافیایی و ارتفاع تنوع زیادی دارد (فرج‌زاده و احمدآبادی، 1388: 40) و براساس آثار و شواهد موجود، شرایط اقلیمی گذشته با امروز متفاوت بوده است (ولایتی، 1394: 12؛ جعفربیگلو و همکاران، 1393: 93). این تغییرات به تنوع و جابه‌جایی اشکال وابسته منجر شده است؛ به‌طوری که در گسترة یک نوع سنگ با ساختمان زمین‌شناسی یکنواخت، این تفاوت‌ها به چشم می‌خورد و علت مجموعة این ناهماهنگی‌ها چیزی جز تأثیر اقلیم در ارتباط با ساختمان زمین‌شناسی و سنگ‌شناسی نیست (محمودی، 1387: 4).
سنگ‌هایکربناتیموجود درزاگرس متأثر ازعواملتکتونیکی،اقلیمسرد وبارش‌هایطولانیباعثبلوغوتکاملکارستشدهاست (مقیمی، 1391: 14). علایی طالقانی (1391) معتقد است در دوره‌های سرد پلئیستوسن در نیمة شمال غربی زاگرس فرایند یخچالی، مجاور یخچالی و فرایند رودخانه‌ای و در نیمة جنوب شرقی آن، فرایند رودخانه‌ای دست‌اندرکار تغییر چهرة ناهمواری بوده است؛ ولی در حال حاضر در نیمة شمال غربی زاگرس ازنظر آب‌وهوایی ویژگی عمومی ناحیة کوهستانی را دارد؛ به همین دلیل فرایند مجاور یخچالی در سطح میاناب‌ها و فرایند رودخانه‌ای از عناصر اصلی شکل‌زایی محسوب می‌شوند. براساس تغییرات اقلیمی دورة کواترنری، ارتفاع برف‌مرز دائمی همواره جابه‌جا می‌شده است. اشکال و مواریث یخچالی به‌جامانده از گذشته در نواحی مرتفع ایران، گواهی بر تسلط شرایط مطلوب فرایند انحلال و توسعة اشکال کارستی در دوره‌های سرد کواترنری است. در طول دوره‌های یخچالی و بین یخچالی، این احتمال می‌رود که مرز سیستم کارستی- فیکاسیون همانند مرز ارتفاع برف‌مرز دائمی جابه‌جا می‌شده است؛ این مقاله قصد دارد این مرز را نه براساس منطق ریاضی، بلکه به‌صورت فازی برای مناطق مختلف سنگ‌های کربناتة زاگرس شناسایی و نقش تغییرات اقلیمی کواترنری را در سیستم کارست زاگرس بررسی کند.
پیشینة پژوهش
تاکنون پژوهش‌های زیادی درزمینة کارست در خارج و داخل ایران انجام شده است که به نمونه‌هایی از آنها اشاره می‌شود.
فورد و ویلیامز[1] (1989) معتقدند پدیده‌های کارستی براثر عمل انحلال در مسیرهایی ایجاد می‌شوند که با ساختارها کنترل می‌شوند.
بریاک و فدوسیو[2] (2011) مکانیسم تشکیل فروچاله‌های روسیه را در منطقة پرم مطالعه کردند و مدلی در ارتباط با اندازه‌گیری تغییرپذیری سنگ‌های کارستی‌شده و ریزش در غارها ارائه دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که یکنواختی اشکال به‌وجودآمده در غارها، شرایط اولیه برای مدل‌سازی ریزش طبقات سنگ در بالای سنگ‌های کارستی‌شده است.
ویل و همکاران[3] (2011) ژئومورفولوژی و مخاطرات طبیعی مناطق کارستی را به‌طور توصیفی بررسی و آثار مخاطره‌آمیز فعالیت‌های مستقیم و غیرمستقیم انسان را بر مناطق کارستی توصیف کردند.
رومی و همکاران[4] (2014) سیستم کارستی اصلی یک دشت آبرفتی واقع در محیط کربناتی (کاسیس، پروانس و فرانسه) را با استفاده از روش چندگانه (برش‌نگاری، مقاومت الکتریکی، گرانش و بررسی لرزه‌ای غیرفعال) همراه با روش‌های ژئومورفولوژیکی، مشاهده، حفاری و بررسی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که انحلال به ایجاد حفره‌های بزرگ منجر شده که بعداً با یخرفت‌های ناشی از یخبندان پوشیده شده است.
ژو و همکاران[5] (2014) با استفاده از تکنیک‌های RS و GIS و روش AHP، منطقة گوانجی را براساس خطر فروپاشی کارست در چهار طبقة با خطر زیاد، متوسط، کم و بی‌خطر پهنه‌بندی کردند.
چن و همکاران[6] (2015) در منطقه‌ای در چین، انواع ژئومورفولوژیکی کارست را بررسی کردند. آنها در این مطالعه به‌طور سیستماتیک و جامع لندفرم‌های کارستی را براساس تجزیه‌وتحلیل داده‌های جغرافیایی و زمین‌شناسی به هشت طبقه تقسیم کردند که بیشتر تفاوت این مناطق در ژئومورفولوژی و آب‌وهواست.
زبره و همکاران[7] (2016) یک پولیة کارستی متأثر از یخبندان را در منطقة کوهپایه‌ای گومنس در شمال کوههای آلپ دیناریک با استفاده از کربن رادیواکتیو بررسی کردند.
در ایران، نخستین مطالعات شناسایی کارست به سال 1350 در حوضة کارستی زاگرس با حفر تعدادی چاه برمی‌گردد. مطالعات جامع کارست از سال 1369 آغاز شده است (مقیمی، 1391: 7).
قربانی و همکاران (1389) نقش تغییرات اقلیمی کواترنری را در تحول ژئومورفولوژیکی فروچاله‌های کارستی ناهمواری‌های شاهو در غرب ایران بررسی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که وجود فروچاله‌های کارستی از ارتفاع مشخصی به بالا حاکی از شواهد فرایند یخچالی و مجاور یخچالی است که شرایط را برای توسعة انحلالی فروچاله‌های کارستی فراهم کرده‌اند و دولین‌ها نقش دوگانة سیرک- دولین داشته‌اند.
قربانی و اونق (1391) فروچاله‌های کارستی و نقش تغییرات آب‌وهوایی کواترنری را در توسعة این اشکال در ناهمواری‌های شاهو مطالعه کردند. براساس یافته‌های آنها، وجود فروچاله‌های کارستی از ارتفاع 1900 متر به بالا نشان‌دهندة این مسئله است که در دوره‌های سرد پلئیستوسن از ارتفاع 1800 متر به بالا (مرزبرف دائمی)، شرایط برای توسعة انحلال فروچاله‌های کارستی فراهم بوده است.
خدری و همکاران (1392) توسعة کارست را در طاقدیس پیون در جنوب غرب ایران با در نظر گرفتن پارامترهای مؤثر در توسعة کارست شامل لیتولوژی، شیب، پوشش گیاهی، تراکم گسل‌ها، فاصله از گسل‌ها، تراکم خطواره، بارش و دما، با استفاده از روش تحلیل سلسله‌مراتبی زوجی (AHP) بررسی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که 59 درصد از مساحت این طاقدیس در محدودة با پتانسیل زیاد کارست‌شدگی، 3/5 درصد در محدودة با پتانسیل متوسط و 7/35 درصد در محدودة با پتانسیل خیلی کم یا فاقد پتانسیل کارست‌شدگی قرار گرفته است.
چیت‌سازان و همکاران (1395) خصوصیات ژئومورفولوژی کارست زاگرس و مناطق آهکی ایران مرکزی را در چند طاقدیس با هم مقایسه و بررسی کردند. مطالعات آنها در طاقدیس کینو به‌مثابة معرف زاگرس، بسیاری از سیماهای کارستی مانند پولیه، فروچاله، کارن و... را نشان می‌دهد و ویژگی‌های آنها بیان می‌دارد در گذشته بسیاری از کنترل‌کننده‌های پرمافرست احتمالا در اینجا وجود داشته است؛ زیرا با بعضی از مناظر شمالی کانادا شباهت دارد؛ اما در کوههای شتری در ایران مرکزی، هیچ‌گونه پیشرفت کارست مورفولوژیکی مانند پولیه‌ها و فروچاله‌ها وجود نداشته و دیگر سیماهای معمولی کارست با سیماهای لانه‌زنبوری، کارن میکرواسپیتز و سیماهای مشابه جایگزین شده و خلوص آهک در کوههای شتری مشابه زاگرس است؛ از همین رو دلیل اصلی برای تفاوت‌های مورفولوژیکی نوع و مقدار بارش، میان‌لایه‌های سنگی غیرکربناته و ضخامت طبقات کربناته است.
خضری و همکاران (1396) تحول کارست حوضة آبریز غار سهولان مهاباد را با استفاده از روش تحلیل سلسله‌مراتبی با روش AHP ارزیابی و پهنه‌بندی کردند. آنها نقشة پهنه‌بندی منطقه را رسم و آن را به چهار طبقة توسعه‌نیافته، کمتر توسعه‌یافته، متوسط و توسعه‌یافته طبقه‌بندی و لیتولوژی را مهم‌ترین عامل تأثیرگذار در توسعة کارست منطقه اعلام کردند.
ملکی و همکاران (1397) توسعة کارست را با استفاده از ویژگی‌های هیدروژئوشیمیایی چشمه‌های کارستی در آبخوان‌های شاهو و اسلام‌آباد در استان کرمانشاه بررسی کردند. آنها دریافتند سیستم کارستی آبخوان شاهو نسبت به آبخوان اسلام‌آباد توسعه‌یافته‌تر است.
رضایی عارفی و همکاران (1398) در بررسی وضعیت کارست منطقة کوهستانی کلات در شمال شرق ایران با استفاده از مدل‌های سویجیک، والتهام، کماتینا و هراک به این نتیجه رسیدند که اشکال کارستی حوضة کلات براساس طبقه‌بندی سویجیک در ردیف کارست‌های انتقالی، براساس طبقه‌بندی والتهام و فوکس در ردیف کارست‌های جوان، براساس طبقه‌بندی کماتینا در ردیف کارست‌های ناودیسی و براساس طبقه‌بندی هراک در ردیف کارست‌های کوه‌زایی قرار می‌گیرد. ویسی و همکاران (1398) در ارزیابی توسعه‌یافتگی آبخوان‌های کارستی در ارتباط با ژئومورفولوژی دولین‌ها و ویژگی‌های هیدرودینامیکی تودة کارستی شاهو به این نتیجه رسیدند که سیستم کارستی در این آبخوان‌ها توسعه‌یافته است؛ به گونه‌ای که رفتار هیدرودینامیکی چندگانه و اینرسی کم دارند؛ توسعة ژئومورفولوژی کارست سطحی و وجود دولین‌ها، عامل اصلی رفتار هیدرودینامیکی چندگانه در آبخوان‌های روانسر و هولی است.
منطقة پژوهش
سرزمینی از ایران که در غرب راندگی اصلی زاگرس قرار دارد، «زون زاگرس» نام دارد که در سمت مشرق به گسل میناب (گسل زندان) محدود می‌شود؛ ولی در سمت مغرب ویژگی‌های این زون در کشورهای هم‌جوار عربی (به‌ویژه عراق، عربستان و سواحل جنوبی خلیج فارس) نیز دیده می‌شود (درویش‌زاده،1370: 203). سیستم اصلی آن از مشرق مدیترانه شروع می‌شود، تمام جنوب ترکیه را طی می‌کند و کوههای توروس و آنتی‌توروس را دربرمی‌گیرد و سپس وارد عراق می‌شود. این سیستم در ترکیه جهت غربی- شرقی دارد. با ورود به خاک عراق، روند شمال غربی- جنوب شرقی و با همین روند نیز در بخش غربی ایران امتداد می‌یابد (قاسمی‌فر و ناصرپور، 1390: 54).
زاگرس چین‌خورده (زاگرس خارجی) با پهنایی حدود 150 تا 250 کیلومتر در منتهی‌الیه حاشیة غربی ایران و به‌موازات راندگی اصلی زاگرس قرار دارد. نوار چین‌خوردة زاگرس به‌تدریج در سمت شمال شرق به یک منطقة رورانده منتهی می‌شود (راندگی اصلی زاگرس) و درنتیجه زونی به‌شدت خردشده و گسل‌خورده پدید می‌آید که به‌صورت نوار باریک و طویلی (10 تا 70 کیلومتر) بین زون سنندج- سیرجان و زاگرس چین‌خورده و به‌موازات آنها قرار می‌گیرد. این بخش از زاگرس را به این دلیل «زاگرس داخلی» می‌نامند که داخلی‌ترین بخش زاگرس را تشکیل می‌دهد و چون مرتفع‌ترین قسمت کوههای زاگرس را دربرمی‌گیرد، آن را «زاگرس مرتفع» نیز می‌نامند (مطیعی، 1372: 263)؛ (شکل 1).
شکل- 1: موقعیت مکانی زاگرس و واحدهای فرعی آن (نگارندگان، 1399)
روش‌شناسی پژوهش
این مقاله با توجه به هدف از نوع بنیادی است؛ به این منظور نخست خطوط منحنی میزان محدودة زاگرس از لایة مدل رقومی ارتفاعی با قدرت تفکیک 30 متر از ماهوارة SRTM از سایت http://earthexplorer.usgs.gov استخراج شد. لیتولوژی دولومیت و آهک از لایة زمین‌شناسی 1:100000 در نرم‌افزار ArcGIS در محیط ArcMap تفکیک شد؛ سپس اشکال کارستی با استفاده از خطوط منحنی میزان، نقشة توپوگرافی 1:50000 و مدل رقومی ارتفاع در نرم‌افزارهای ArcGIS و Global Mapper شناسایی و مشخص شد؛ در ادامه در نرم‌افزار Google Earth برای اطمینان از شناسایی دقیق عوارض، موقعیت آنها بازبینی و بررسی و سپس در نرم‌افزار Excel و MATLAB تجزیه و تحلیل شد.
سه عنصر اصلی سطح، خط و نقطه در تفسیر فرم ارضی اهمیت فراوانی دارند. شناخت ویژگی‌های هریک از این عناصر و نمایش آنها ازجمله اهداف ژئومورفولوژیست‌ها در تحلیل فرم‌های ارضی است. با تشریح هریک از عناصر اصلی، زمینة تفسیر مجازی فرم‌ها فراهم می‌شود (رامشت، 1392: 11).
غارها و چشمه‌ها ازجمله اشکال نقطه‌ای شناسایی‌شده در زاگرس هستند؛ به کمک نقشه‌های توپوگرافی 50000/1 در نرم‌افزار GIS از چشمه‌ها لایة نقطه‌ای تهیه شد. اطلاعات مکانی غارها نیز با استفاده از منابع اسنادی و کتابخانه‌ای استخراج و لایة آن تهیه شد (شکل 2). دره‌هایی که در مناطق آهکی در اثر انحلال با آب شکل گرفته‌اند، اگر از دو طرف باز بوده، یک طاقدیس را قطع و دو ناودیس را به هم متصل کرده باشند، به‌مثابة تنگ و اگر یک طرف آنها باز و طرف دیگر آنها به کوه ختم بوده، به‌مثابة کانیون در نظر گرفته و در گروه لندفرم‌های خطی بررسی شده‌اند (شکل 3). با توجه به شکل انعکاس این لندفرم‌ها در نقشه‌های توپوگرافی و لایة خطوط منحنی، میزان مستخرج از DEM زاگرس در Arc GIS شناسایی و به‌صورت خطی از آنها خروجی گرفته و تجزیه‌وتحلیل شد.
شکل- 2:غارها و چشمه‌های شناسایی‌شده در زاگرس (نگارندگان، 1399)
شکل- 3:نمایی از تنگ کنشت در نقشة توپوگرافی در شهر کرمانشاه
دولین، هوم و دشت در گروه اشکال سطحی بررسی شده‌اند. فروافتادگی‌های نواحی کارستی در محدودة زاگرس که به‌صورت منحنی میزان‌های بسته و با زهکش داخلی گود هستند و مرکز آنها نسبت به اطراف ارتفاع بیشتری دارد، با عنوان دولین شناسایی شدند (شکل 4). «پولیه» در مناطق کارستی به اراضی فرورفته‌ای اطلاق می‌شود که کف آن تقریباً مسطح است. آنها ممکن است با کوههایی احاطه شده باشند که در این صورت به آنها «پولیة بسته» می‌گویند و اگر محلی برای خروج آب داشته باشد، به «پولیه‌های باز» معروف هستند. «هوم» به اشکال برجسته در دشت‌های آهکی اطلاق می‌شود که به‌صورت دیوار برجی یا مخروطی‌شکل باشند (شکل 5). با توجه به وضعیت انعکاس این لندفرم‌ها در نقشه‌های توپوگرافی از آنها لایة سطحی تهیه شد؛ داده‌های مورد نیاز مانند وسعت، عمق، ارتفاع و دیگر خصوصیات مورفومتری از DEM زاگرس جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل شد (شکل 6). درنهایت پس از شناسایی لندفرم‌های کارستی، تراکم و پراکندگی هرکدام با توجه به عامل ارتفاع، اقلیم و گسل تجزیه و تحلیل شد.
شکل- 4: نمایی از دولین‌های مشخص‌شده در نرم‌افزار Arc Gis (منبع: نقشة 1:50000، 5458، II)
شکل- 5: نمایی از هوم و پولیه و نیمرخ آنها در نرم‌افزار Global Mapper (نگارندگان، 1399)
شکل- 6: نمونه‌ای از اشکال کارستی زاگرس؛ الف. ورودی غار دنگزلی، ب. تنگ کمه، ج. تنگ کنشت کرمانشاه، د. پولیة کافتر (نگارندگان، 1399)
اشکال سطحی: پس از شناسایی و مشخص‌کردن دولین‌ها در نرم‌افزار Arc Gis، لایة شیب فایل دولین به محیط نرم‌افزاری Global Mapper وارد و نیمرخ طولی و عرضی دولین‌ها از DEM استخراج شد؛ به‌طوری که با استفاده از نیمرخ توپوگرافی آنها، گودشدگی نمایان باشد و چاله‌ها پارگی یا خروجی نداشته باشند. شکل و پارامترهایی مانند محیط، مساحت، طول، عرض، عمق و ارتفاع آنها اندازه‌گیری شدند. پس از به‌دست‌آوردن پارامترها، دو شاخص فشردگی و نسبت دایره‌ای برای آنها محاسبه شد (رابطة 1) و (رابطة 2).
رابطة (1)
رابطة (2)
Cc: فشردگی، =14/3، Rc: نسبت دایره‌ای، p: محیط حوضه و A: مساحت حوضة ضریب فشردگی؛ این ضریب نشان‌دهندة نسبت محیط واقعی حوضه (p) به محیط دایره‌ای با مساحت یکسان (P') است و زمانی که شکل حوضه دایرة کامل است، برابر با واحد است و در شرایطی که شکل حوضه مربع است، این ضریب به 128/1 می‌رسد. ممکن است میزان فشردگی برای حوضه‌های کشیده از 3 نیز بیشتر شود (زاهدی و بیاتی خطیبی، 1393: 55).
نسبت دایره‌ای: نسبت دایره‌ای حوضه (Rc) عبارت است از نسبت مساحت حوضه (A) به مساحت دایره‌ای (Aº) که محیط آن مساوی محیط حوضه (P) باشد (علیزاده، 1393: 499).
یکی از پارامترهای دیگری که بر ضریب فشردگی و نسبت دایره‌ای دولین‌ها اثر می‌گذارد، وضعیت قرارگیری دولین‌ها نسبت به گسل‌هاست. غالباً محور بلند (طول) حفره‌های فروکش در امتداد طویل‌ترین گسل ظاهر می‌شود (مقیمی، 1391: 105). در همین زمینه، لایه‌های گسل و دولین در نرم‌افزار Arc GIS با هم تلفیق و بررسی شد.
برای تجزیه و تحلیل آثار عناصر اقلیمی (دما و بارش) بر انحلال نواحی کارستی از داده‌های 49سالة پایگاه اسفزاری در نرم‌افزار MATLAB استفاده و در محیط Arc GIS با استفاده از روش میان‌یابی (Inverse Distance Weighting) نقشة هم‌دما و هم‌بارش و سپس با تلفیق دو لایة دما و بارش، نقشة اقلیمی زاگرس ترسیم و تجزیه و تحلیل شد. برای بازسازی دما و بارش دوره‌های سرد کواترنری، رابطة رگرسیونی میان ارتفاع و دما برای زاگرس برآورد شد. در رابطة به‌دست‌آمده ارتفاع برف‌مرز کواترنری زاگرس جایگزین X و دمای کنونی آن مشخص شد. با در نظر گرفتن دمای صفر درجة آن در دوره‌های سرد کواترنری، دمای گذشته بازسازی و نقشة آن با استفاده از رابطة 3 ترسیم شد. با برآورد رابطة رگرسیونی بین دما و بارش کنونی و جایگزین‌کردن دمای گذشته به جای دمای کنونی، بارش گذشته بازسازی و نقشة آن نیز ترسیم و تجزیه و تحلیل شد. y، دما و x، ارتفاع است.
رابطة (3) 918/25+(x)0063/0-=y
یافته‌های پژوهش
- تراکم اشکال کارستی با توجه به لیتولوژی
مهم‌ترین و اصلی‌ترین عامل ایجاد کارست، وجود تودة قابل انحلال کربناتی است؛ بنابراین ابتدا مناطق آهکی در سطح زاگرس شناسایی و مشخص شد. به‌طور کلی میزان آهک در زاگرس تقریباً 43 درصد معادل 8/121270 کیلومترمربع است که بیشترین مقدار آن در زاگرس میانی است (شکل 7). عواملی همچون لیتولوژی مناسب، تکتونیزه‌بودن، وجود درزها و شکاف‌ها و اقلیم سبب تشکیل اشکال مختلف کارستی در طول زمان در منطقه شده است. بررسی‌های صورت‌گرفته بر این امر دلالت دارد که پراکندگی این اشکال در تمامی زاگرس یکسان نبوده و تراکم آنها در مناطق مختلف با توجه به موقعیت و ویژگی‌های مکانی متفاوت است (جدول 1).
شکل- 7: نقشة زمین‌شناسی مناطق کارستی زاگرس (نگارندگان، 1399)
جدول- 1: تراکم اشکال در مناطق کارستی زاگرس
|
نوع اشکال |
اشکال |
تعداد (نقطه‌ای و خطی) مساحت (اشکال سطحی) |
تراکم در زاگرس (در هر کیلومترمربع) |
|
نقطه‌ای |
چشمه |
4944 |
044/0 |
|
غار |
80 |
00029/0 |
|
|
خطی |
تنگ |
207 |
00074/0 |
|
کانیون |
686 |
0024/0 |
|
|
سطحی |
دولین |
91/17 |
000064/0 |
|
دشت آهکی |
13/41820 |
015/0 |
|
|
هوم |
88/581 |
0021/0 |
- تراکم اشکال کارستی با توجه به عامل ارتفاع
غار: تعداد 80 غار در زاگرس شناسایی شد. با افزایش ارتفاع، تراکم غارها نسبت به مساحت طبقة ارتفاعی افزایش می‌یابد (رابطة 4) و (جدول 2). غار به‌صورت سطحی در زیر زمین گسترش می‌یابد، اما ارزیابی آنها به‌صورت نقطه‌ای انجام شد. تراکم غارها در هر کیلومترمربع، عدد بسیار ناچیزی است، ولی تغییر آن با افزایش ارتفاع جالب توجه است. با افزایش ارتفاع، تعداد غارها در سطوح ارتفاعی مختلف زاگرس افزایش داشته که این رویداد خود دلیلی بر مساعدتربودن شرایط انحلال و کارستی‌شدن در سطوح مرتفع‌تر زاگرس نسبت به سطوح کم‌ارتفاع است؛ به‌طوری که تراکم غارها در سطوح ارتفاع 3000 تا 3500 متر، حدود 30 برابر سطوح ارتفاعی بین 500 تا 1000 متر بوده است؛ این در حالی است که در سطوح ارتفاعی 2000 تا 2500 متر، تراکم غارها به حداقل خود (00016/0) رسیده است. چنین استدلال می‌شود که هرچند با افزایش ارتفاع تعداد غارها بیشتر می‌شود، در اینکه غار از یک کارست مخفی به کارست آشکار تبدیل شود، سایر عوامل نیز نقش دارند.
رابطة (4) 45/0=R2 0019/0-X06-E2=Y
جدول- 2: تراکم غارها در طبقات ارتفاعی در زاگرس
|
طبقه |
تعداد |
مساحت طبقة ارتفاعی |
تراکم |
|
1000-500 |
13 |
94/56707 |
0002/0 |
|
1500-1000 |
16 |
86/53885 |
0002/0 |
|
2000-1500 |
33 |
18/61916 |
0005/0 |
|
2500-2000 |
7 |
35/42932 |
0001/0 |
|
3000-2500 |
8 |
89/14697 |
0005/0 |
|
3500-3000 |
3 |
82/438 |
006/ |
چشمه: در زاگرس تعداد 4944 چشمه شناسایی و تعیین موقعیت شد. حضور چشمه‌ها در مناطق مختلف حاکی است سطح ایستابی آب‌های زیرزمینی براثر شیب یا گسل با سطح زمین هم‌ارتفاع شده است؛ اما در مناطق آهکی چشمه نمادی از وجود تشکیلات کارست مخفی دارای آب است که در محل چشمه شرایط آشکارشدن برای آن فراهم شده است؛ به همین دلیل حضور آنها به‌مثابة یکی از بردارهای مؤثر در مطالعة کارست قلمداد می‌شود. براساس تعداد چشمه‌های موجود در سطوح ارتفاعی مختلف زاگرس چنین برمی‌آید که با افزایش ارتفاع تعداد آنها تفاوت چندانی نداشته، ولی با توجه به کاهش سطوح ارضی در طبقات ارتفاعی بالاتر، تراکم آنها افزایش داشته و این افزایش در سطوح 2500 تا 3000 متر بیش از ده برابر تراکم آنها در سطوح ارتفاعی بین 0 تا 500 متر است (رابطة 5؛ جدول 3).
رابطة (5) 75/0=R2 0092/0-x05-E2=Y
جدول- 3: تراکم چشمه‌ها در طبقات ارتفاعی در زاگرس (نویسندگان، 1399)
|
طبقه |
مساحت طبقة ارتفاعی |
تعداد چشمه‌ها |
تراکم |
|
500-0 |
84/47633 |
293 |
006/0 |
|
1000-500 |
94/56707 |
452 |
007/0 |
|
1500-1000 |
86/53885 |
476 |
008/0 |
|
2000-1500 |
18/61916 |
990 |
015/0 |
|
2500-2000 |
35/42932 |
1706 |
039/0 |
|
3000-2500 |
89/14697 |
920 |
062/0 |
|
3500-300 |
056/2538 |
107 |
042/0 |
کانیون و تنگ: نتیجة حاصل از رابطة همبستگی رگرسیونی کانیون‌ها، یک رابطة مثبت (صعودی) است که نشان می‌دهد با افزایش ارتفاع، نسبت تراکم آنها بیشتر می‌شود؛ ولی تراکم تنگ‌ها برخلاف کانیون‌ها با افزایش ارتفاع کمتر می‌شود. کانیون و تنگ لندفرم خطی هستند؛ ولی باید به این نکته توجه داشت که انحلال در شکل‌گیری کانیون‌ها بیشتر از تنگ‌ها نقش دارد. با توجه به اثری که ارتفاع بر کاهش دما و افزایش بارش می‌گذارد و با توجه به مفهوم کانیون که به دره‌های Uشکل و بن‌بست آهکی اطلاق می‌شود (محمودی، 1390: 114)، افزایش تراکم کانیون‌ها در هر کیلومترمربع در طبقات ارتفاعی دال بر انحلال یکی از عوامل مهم در ایجاد آنهاست؛ در صورتی که در شکل‌گیری تنگ‌ها عواملی غیر از انحلال نیز نقش دارد. در شکل‌گیری تنگ‌ها، شرایط حوضه‌های بالادست بسیار مؤثر است. افزایش دبی رودخانه‌ها و موازی‌بودن چین‌خوردگی‌های زاگرس به افزایش تنگ‌ها با کاهش ارتفاع منجر شده است؛ البته بعضی از تنگ‌ها از ادغام کانیون‌ها به وجود آمده‌اند. ضریب تبیین اثرگذاری ارتفاع بر تراکم کانیون‌ها (روابط 6 و 7) و تنگ‌ها (جدول 4 و 5) در هر دو بیشتر از 7/0 (70 درصد)، در دو جهت مخالف هم است.
رابطة (6) 80/0= R2 0005/0+x06-E1=Y
جدول- 4: تراکم کانیون‌ها در طبقات ارتفاعی در زاگرس (نویسندگان، 1399)
|
طبقه |
تعداد کانیون‌ها |
مساحت طبقة ارتفاعی |
تراکم |
|
500-0 |
43 |
84/47633 |
0009/0 |
|
1000-500 |
149 |
94/56707 |
0026/0 |
|
1500-1000 |
111 |
86/53885 |
002/0 |
|
2000-1500 |
179 |
18/61916 |
0028/0 |
|
2500-2000 |
131 |
35/42932 |
003/0 |
|
3000-2500 |
73 |
89/14697 |
0049/0 |
رابطة (7) 7/0= R2 1/89+x0252/0-=Y
جدول- 5: تراکم تنگ‌ها در طبقات ارتفاعی در زاگرس (نویسندگان، 1399)
|
طبقه |
تعداد تنگ‌ها |
مساحت طبقة ارتفاعی |
تراکم |
|
500-0 |
27 |
84/633 |
0005/0 |
|
1000-500 |
67 |
94/56707 |
001/0 |
|
1500-1000 |
40 |
86/53885 |
0007/0 |
|
2000-1500 |
52 |
18/61916 |
0008/0 |
|
2500-2000 |
21 |
35/42932 |
0004/0 |
در قدم بعدی بین ارتفاع به‌مثابة متغیر مستقل و طول کانیون‌ها و تنگ‌ها به‌مثابة متغیر وابسته رابطة رگرسیونی برآورد شد. با توجه به موقعیت قرارگیری آنها در طبقات اقلیمی متفاوت، این روابط برای هر واحد از زاگرس به‌صورت جداگانه برآورد و در طبقاتی تجزیه و تحلیل شد که روابط معنادار داشت.
زاگرس پست: روابط بین ارتفاع با طول در تنگ‌ها در دو طبقة اقلیمی یک و سه و برای کانیون‌ها در طبقة اقلیمی دو معکوس است؛ به این صورت که با افزایش ارتفاع طول آنها کم می‌شود؛ منتها شیب تغییرات طول تنگ‌ها بیشتر از کانیون‌هاست؛ یعنی براثر افزایش ارتفاع، طول تنگ‌ها بیشتر می‌شود که ناشی از بیشترشدن عرض چین‌خوردگی‌هایی است که در آنها تنگ به وجود آمده یا ناشی از عمیق‌ترشدن تنگ به دلیل ارتفاع بیشتر کوه است؛ ولی دربارة کانیون‌ها چون در یک طرف دامنة کوه ایجاد شده‌اند، افزایش طول آنها با افزایش ارتفاع ممکن است ناشی از اثرگذاری عوامل انحلالی در توسعة کانیون‌ها باشد (جدول 6).
جدول- 6: روابط میان ارتفاع و طول تنگ و کانیون در طبقات اقلیمی در زاگرس پست
|
- |
تنگ |
کانیون |
||
|
طبقة اقلیمی |
Y |
R2 |
Y |
R2 |
|
1 |
22/530+X1661/0- |
64/0 |
_ |
_ |
|
3 |
9/1058+X0388/0- |
96/0 |
32/684+X0759/0- |
62/0 |
زاگرس چین‌خورده: همان‌طور که در جدول 7 مشاهده می‌شود، رابطة میان ارتفاع و طول در زاگرس چین‌خورده در تنگ‌ها در طبقة اقلیمی یک مستقیم و در طبقة اقلیمی دو و چهار معکوس است. اینکه در طبقة اقلیمی یک، رابطه مستقیم است به این برمی‌گردد که این طبقة اقلیمی هرچند ازنظر ارتفاع متفاوت است، بیشتر تنگ‌های این طبقة اقلیم در حاشیة زاگرس قرار دارند که معمولاً ارتفاع چین‌ها کم و درنتیجه طول تنگ‌ها کوتاه است و با افزایش ارتفاع طول تنگ بیشتر می‌شود. در طبقات اقلیمی دو و چهار که با افزایش ارتفاع طول تنگ‌ها کم می‌شود، با توجه به افزایش ارتفاع، درواقع ارتفاعی از چین کمتر می‌شود که براثر عوامل فرسایشی قطع می‌شود و به‌صورت تنگ درمی‌آید؛ همین مسئله باعث کمترشدن طول تنگ می‌شود.
جدول- 7: روابط میان ارتفاع و طول تنگ در طبقات اقلیمی در زاگرس چین‌خورده
|
طبقة اقلیمی |
روابط همبستگی Y |
R2 |
|
1 |
88/493+X06/38 |
45/0 |
|
2 |
3/1343+X035/0- |
4/0 |
|
4 |
8/1708+X07/0- |
43/0 |
زاگرس مرتفع: در زاگرس مرتفع بین ارتفاع و طول تنگ در طبقة اقلیمی سه، ارتفاع و طول کانیون در طبقة اقلیمی دو، رابطة رگرسیونی مستقیم وجود دارد؛ اما این رابطه در طبقة اقلیمی پنج برای تنگ و کانیون نزولی است و با افزایش ارتفاع، طول آنها کاهش می‌یابد. در زاگرس رورانده نظم توده‌های آهکی و شیب آنها بر هم می‌خورد و در جهات مختلف، شیب توپوگرافی زمین نیز تقارن بسیار کمی دارد و شرایط کارستی- فیکاسیون علاوه بر عوامل اقلیمی از شرایط زمین‌ساخت نیز متأثر می‌شود. ترکیب شرایط مختلف یادشده باعث می‌شود به‌خوبی آثار تغییر اقلیم با افزایش ارتفاع طی دوره‌های مختلف در عوارض کارستی ردیابی نشود؛ بر همین اساس در طبقات اقلیمی دو و سه با افزایش ارتفاع، طول کانیون‌ها و تنگ‌ها افزایش می‌یابد. افزایش آنها ممکن است ناشی از این باشد که در این واحد از زاگرس، طبقات اقلیمی در دو و سه بیشتر حاشیة واحد را دربرمی‌گیرند؛ در صورتی که در طبقة اقلیمی پنج که هم دما بسیار پایین است و هم بارش به حداکثر ممکن می‌رسد، با افزایش ارتفاع، طول تنگ‌ها و کانیون‌ها کاهش می‌یابد؛ کاهش آنها ممکن است ناشی از افزایش شیبی باشد که در مناطق مرتفع زاگرس رورانده نسبت به اطراف خود دارند. آنچه مسلم است براساس طول تنگ یا کانیون نمی‌توان شرایط تغییرات اقلیمی را در اشکال کارستی زاگرس مرتفع ردیابی کرد (جدول 8).
جدول- 8.: روابط همبستگی میان ارتفاع و طول تنگ و کانیون در طبقات اقلیمی در زاگرس مرتفع
|
- |
تنگ |
کانیون |
||
|
طبقة اقلیمی |
روابط همبستگی Y |
R2 |
روابط همبستگی Y |
R2 |
|
2 |
_ |
_ |
7/1729+X024/0 |
44/0 |
|
3 |
8/1170+X216/0- |
91/0 |
- |
- |
|
5 |
7/2314+X0086/0- |
96/0 |
8/2906+X039/0- |
34/0 |
دشت: به‌طور کلی 13/41820 مترمربع از زاگرس را دشت‌ها دربرگرفته‌اند. رابطة به‌دست‌آمده با رگرسیون خطی بین ارتفاع و نسبت تراکم در دشت‌ها بر این دلالت دارد که با افزایش ارتفاع، این نسبت کاهش می‌یابد. وسعت دشت‌ها از ارتفاع 2500 به بالا به کمترین حد خود می‌رسد (رابطة 8). دشت‌ها از عوارض سطحی محسوب می‌شوند که فقط عامل بارش و دما در توسعة آنها دخیل نیست؛ بلکه تجمع رواناب‌ها، یخ‌پوشه‌ها و حتی تشکیل غارهای زیرزمینی و ریزش سقف آنها در توزیع آنها نقش داشته است. براساس یافته‌های کلینسلی[8] (1388) بسیاری از دشت‌ها در ابتدا از یخ و یخچال‌های طبیعی پوشیده شده بوده‌اند که در اواخر عصر یخبندان با عقب‌نشینی یخ‌ها در اثر تغییرات جهانی دما، دریاچه‌ها را به وجود آورده‌اند و سپس با گرم‌شدن هوا و فزونی میزان تبخیر بر بارش خشک شده‌اند (جدول 9).
رابطة (8) 71/0= R2 2726/0 + X05-E8-=Y
جدول- 9: نسبت تراکم دشت‌ها در طبقات ارتفاعی در زاگرس
|
طبقه |
مساحت دشت (کیلومترمربع) |
مساحت طبقة ارتفاعی |
نسبت تراکم |
|
500-0 |
77/13281 |
84/47633 |
28/0 |
|
1000-500 |
21/5674 |
94/56707 |
10/0 |
|
1500-1000 |
80/8070 |
86/53885 |
15/0 |
|
2000-1500 |
70/9220 |
18/61916 |
15/0 |
|
2500-2000 |
60/3116 |
35/42932 |
07/0 |
|
2757-2500 |
04/6 |
89/14697 |
0004/0 |
دولین: در واحد ژئومورفیک زاگرس تعداد 242 دولین شناسایی شد. نسبت تراکم دولین‌ها در هر طبقه، با افزایش طبقة ارتفاعی بیشتر شده است. رابطة بین دولین به‌مثابة متغیر وابسته با ارتفاع به‌مثابة متغیر مستقل به شکل رابطة 9 است و به‌ازای افزایش ارتفاع با اینکه مساحت طبقة ارتفاعی کمتر می‌شود، نسبت سطحی دولین افزایش یافته است (جدول 10 و 11).
رابطة (9) 7531/0=R2 0002/0-x05-E9=Y
جدول- 10: نسبت تراکم دولین‌ها در طبقات ارتفاعی زاگرس با فاصلة طبقاتی 500 متر
|
طبقه |
مساحت دولین (کیلومترمربع) |
مساحت طبقة ارتفاعی (کیلومترمربع) |
نسبت تراکم |
|
500-0 |
94/0 |
84/47633 |
00001/0 |
|
1000-500 |
15/5 |
94/56707 |
00009/0 |
|
1500-1000 |
14/0 |
86/53885 |
000002/0 |
|
2000-1500 |
92/0 |
18/61916 |
00001/0 |
|
2500-2000 |
84/4 |
35/42932 |
0001/0 |
|
3000-2500 |
07/4 |
89/14697 |
0003/0 |
|
3500-3000 |
52/1 |
05/2538 |
0006/0 |
|
3688-3500 |
27/0 |
82/438 |
0006/0 |
جدول- 11: تراکم دولین‌ها در طبقات ارتفاعی مختلف با فاصلة طبقاتی 100 متر
|
طبقه |
تعداد |
مساحت طبقة ارتفاع (مترمربع) |
مساحت دولین‌ها در این طبقه |
نسبت (مساحت دولین به مساحت طبقه) |
|
600-500 |
9 |
10935864 |
93/699445 |
063/0 |
|
700-600 |
25 |
13023756 |
1908477 |
146/0 |
|
800-700 |
12 |
13168494 |
3/42874 |
003/0 |
|
900-800 |
14 |
13378514 |
6/778006 |
058/0 |
|
1000-900 |
2 |
11204266 |
16/50490 |
004/0 |
|
1200-1100 |
3 |
11084906 |
83/62902 |
005/0 |
|
1400-1300 |
1 |
12560531 |
75/2419 |
001/0 |
|
2000-1900 |
1 |
11962411 |
37/20805 |
001/0 |
|
2100-2000 |
2 |
11423351 |
4/663940 |
058/0 |
|
2200-2100 |
9 |
10687195 |
6/5416023 |
050/0 |
|
2300-2200 |
27 |
9394799 |
1540182 |
163/0 |
|
2400-2300 |
21 |
8346224 |
4/84813 |
010/0 |
|
2500-2400 |
17 |
6868413 |
3/957036 |
139/0 |
|
2600-2500 |
23 |
5387230 |
1785634 |
331/0 |
|
2700-2600 |
32 |
4160364 |
119827 |
028/0 |
|
2800-2700 |
19 |
2935054 |
3/546990 |
186/0 |
|
2900-2800 |
9 |
2067502 |
3/342088 |
165/0 |
|
3000-2900 |
7 |
1444437 |
5/2213041 |
53/1 |
|
3100-3000 |
1 |
992642 |
1/5831 |
005/0 |
|
3200-3100 |
1 |
671944 |
21/17175 |
025/0 |
|
3300-3200 |
1 |
480908 |
75/62262 |
129/0 |
|
3400-3300 |
3 |
356554 |
1402436 |
93/3 |
|
3700-3600 |
3 |
131849 |
5/277054 |
1/2 |
هوم: رابطة رگرسیون خطی بین مساحت طبقة ارتفاعی و نسبت تراکم در هوم‌ها به‌صورتی است که با افزایش ارتفاع، نسبت تراکم افزایش یافته است. توزیع هوم‌ها در دشت‌های زاگرس با فاصلة ارتفاعی 500 متر تجزیه و تحلیل شد. در ارتفاع پایین‌تر از 1000 متر، تراکم آنها به حداقل خود (0006/0 کیلومترمربع در واحد سطح) و در ارتفاع 1000 تا 1500 متر، به حداکثر خود (002/0 کیلومترمربع در واحد سطح) رسیده است. در ارتفاع بین 1500 تا 2000 متر، دوباره نسبت تراکمی آنها کاهش یافته (005/0) و از ارتفاع 3000 متر به بالا نسبت تراکم آنها بیشتر شده است. چنین توزیعی دال بر این است که عوامل دیگری غیر از کاهش دما در پراکندگی هوم‌ها نقش داشته‌اند؛ زیرا هوم‌ها به‌مثابة سطوح برجسته از انحلال در دشت‌ها مصون مانده‌اند (رابطة 10؛ جدول 12).
رابطة (10) 55/0=R2 0012/0-x06-E2=Y
جدول- 12: نسبت تراکمی هوم‌ها در زاگرس (نویسندگان، 1399)
|
طبقه |
مساحت هوم (کیلومترمربع) |
مساحت طبقة ارتفاعی |
نسبت تراکم |
|
1000-500 |
66/36 |
94/56707 |
0006/0 |
|
1500-1000 |
47/90 |
86/53885 |
002/0 |
|
2000-1500 |
76/311 |
18/61915 |
005/0 |
|
2598-2000 |
17/137 |
35/42932 |
003/0 |
- شرایط اقلیمی مستعد توسعة کارست و تراکم اشکال کارستی با توجه به اقلیم
بارش و رطوبت در همة کوهستان‌ها یک اندازه نیست؛ حتی در یک کوهستان روی دامنه‌های رو به باد (بادگیر) و پشت به باد (بادپناه) یکسان نیست و تأثیرات اوروگرافیک کوهستان‌ها باعث تغییر در بارش می‌شود (غیور و مسعودیان، 1375: 125). با توجه به قرارگیری محدودة مطالعاتی در مسیر جریان‌های مرطوب و سیکلون‌های مدیترانه‌ای و سودانی، دامنه‌های غربی زاگرس نسبت به دامنه‌های شرقی بارش و رطوبت بیشتری دریافت می‌کند (علیجانی، 1382: 236)؛ به گونه‌ای که بارش سالانه بین 250 تا 900 میلی‌متر و دمای سالانه از 1- تا 26 درجة سانتی‌گراد در نوسان است؛ بنابراین انتظار می‌رود اثرگذاری آنها بر مناطق مختلف کارستی متفاوت باشد؛ به همین منظور نقشه‌های دما و بارش کنونی ترسیم و سطوح وابسته به هرکدام به پنج طبقه تقسیم‌بندی شد. دما از بیشترین به کمترین و بارش بالعکس از کمترین به بیشترین، به ترتیب در طبقات یک تا پنج قرار گرفتند؛ به این صورت که برای طبقه‌بندی دما، مناطقی که بیشترین دما را داشتند، برای تشکیل کارست کمترین امتیاز را به خود اختصاص دادند و مناطقی با دمای پایین که بهترین شرایط را برای توسعة کارست داشتند، بیشترین امتیاز را گرفتند؛ همچنین برای بارش، مناطقی با حداکثر بارش و بهترین وضعیت برای توسعة کارست، بیشترین امتیاز را می‌گیرند. پس از ترسیم نقشه‌های دما، بارش و طبقه‌بندی آنها، طبقات به ترتیب از اول تا پنجم به‌مثابة بسیار نامساعد (دما 26-20 و بارش 297-154)، نامساعد (دما 20-15 و بارش 440-297)، متوسط (دما 15-10 و بارش 583-440)، مساعد (دما 10-5 و بارش 726-583) و بسیار مساعد (دما 5-1- و بارش 872-726) در نظر گرفته شدند. انتظار می‌رود طبقة بسیار مساعد با کمترین دما و بیشترین بارش، بهترین شرایط را برای توسعة کارست داشته باشد. در طبقة بسیار نامساعد پیش‌بینی می‌شود تراکم و توسعة کارست به حداقل برسد. البته این نکته را باید در نظر داشت که طبقة بسیار مساعد پهنة کمتری نسبت به بقیة طبقات دارد؛ به همین دلیل درصد پراکندگی اشکال کارستی نیز در آن کمتر می‌شود. درنهایت با تلفیق دو لایة دما و بارش، نقشة اقلیمی کنونی منطقه ترسیم شد (شکل 8).
شکل- 8: نقشة اقلیمی (بارش و دما) کنونی در زاگرس (نگارندگان، 1399)
به‌منظور بازسازی دما و بارش گذشته، با جایگزینی ارتفاع برف‌مرز کواترنری برآوردشده توسط جعفری و حضرتی (1397) برای حوضه‌های مختلف زاگرس (جدول 13)، در روابط رگرسیونی به‌دست‌آمده برای هر حوضة زاگرس و برآورد اختلاف دمای حال حاضر با گذشته (جدول 14)، دمای گذشته بازسازی و نقشة هم‌دمای کواترنری ترسیم شد؛ سپس با استفاده از روابط به‌دست‌آمده بین بارش و دما، اختلاف بارش کنونی با گذشته به دست آمد و بارش گذشته نیز بازسازی و نقشة هم‌بارش آن ترسیم شد. نتایج نشان می‌دهد بارش برای دوران کواترنری در زاگرس بین 273 تا 1513 میلی‌متر و دما سالانه از 9- تا 18 درجة سانتی‌گراد در نوسان بوده و به‌طور متوسط بارش گذشته تقریباً 8/1 برابر بارش کنونی بوده و دما 8/8 درجة سانتی‌گراد با دمای کنونی اختلاف داشته است. پس از ترسیم دو نقشة دما و بارش گذشته و تلفیق آنها، پنج طبقة اقلیمی ازنظر شکل‌گیری و توسعة کارست برای دوران کواترنری همانند دورة کنونی مشخص شد؛ به این صورت که مناطق با کمترین دما و بیشترین بارش، بیشترین امتیاز و مناطق با بیشترین دما و کمترین بارش، کمترین امتیاز را برای کارستی‌شدن به خود اختصاص دادند (شکل 9).
جدول- 13: ارتفاع برف‌مرز در حوضه‌های زاگرس (جعفری و حضرتی، 1397: 45)
|
حوضه |
مرزی غرب |
کرخه |
کارون |
بختگان |
کل زاگرس |
|
ارتفاع برف‌مرز (متر) |
2300 |
5/2443 |
5/2937 |
2961 |
2719 |
جدول- 14: اختلاف دمای به‌دست‌آمده برای هر حوضه
|
حوضۀ آبریز |
رابطة رگرسیونی ارتفاع و دما Y |
اختلاف دما (درجه c) |
|
مرزی غرب |
266/22+(2300)0059/0- |
7/8 |
|
کرخه |
213/24+(5/2443)0059/0- |
8/9 |
|
کارون بزرگ |
277/23+(5/2937)0053/0- |
71/7 |
|
بختگان- مهارلو |
384/23+(2961)004/0- |
54/11 |
|
کل زاگرس |
918/25+(2719)0063/0- |
8/8 |
شکل- 9: نقشة اقلیمی (بارش و دما) دورة کواترنری در زاگرس (نگارندگان، 1399)
براساس طبقه‌بندی اقلیم کنونی از اشکال سطحی بیشترین درصد دولین‌ها در طبقة چهار 04/69% و طبقة سه 73/27%، دشت‌های آهکی در طبقة یک 94/32% و سه 41/29% و هوم‌ها در طبقة سه 21/69% و چهار 14/23% قرار گرفته‌اند؛ از اشکال خطی، بیشتر کانیون‌ها در طبقة یک 51/31% و چهار 03/26% و تنگ‌ها در طبقة سه 96/43% و چهار 53/27% قرار گرفته‌اند و چشمه‌ها در طبقة چهار 36/56% و سه 81/23% و غارها در طبقة چهار 45% و سه 35% بیشترین تراکم را دارند. به‌طور کلی تراکم بیشتر اشکال کارستی به‌جز دشت‌ها به ترتیب در طبقات اقلیمی چهارم و سوم (مساعد و متوسط) بوده است (شکل 10). براساس شکل 11، برمبنای اقلیم کواترنری، بیشترین میزان پراکندگی دولین‌ها در طبقة چهار 62/69% و سه 3/29%، دشت‌های آهکی در طبقة چهار 46/40% و یک 55/26% و هوم‌ها در طبقة چهار 44/85%، کانیون‌ها در طبقة یک 87/33% و چهار 33/26%، تنگ‌ها در طبقة سه 96/43% و چهار 53/27%، چشمه‌ها در طبقة چهار 46/50% و سه 79/21% و غارها در طبقة چهار 25/61% بوده است. با یک مقایسة کلی میان پراکندگی اشکال در دو زمان حال و گذشته می‌توان گفت پراکندگی اشکال کارستی در کواترنری به ترتیب بیشتر در طبقة اقلیمی مساعد و بسیار مساعد بوده است؛ در حالی که در دورة کنونی بیشتر در طبقات اقلیمی مساعد و متوسط هستند. این‌گونه پراکندگی‌ها خود دلیل بر این مطلب است که طی کواترنری با تغییر اقلیم منطقة کارستی- فیکاسیون شدید و ضعیف شده است. قرارگیری بیشتر پدیده‌های کارستی در شرایط مساعد و بسیار مساعد اقلیم کواترنری نشان می‌دهد طی دوره‌های سرد کارست‌ها شکل گرفته‌اند و در شرایط کنونی تکامل می‌یابند (جدول 15 و شکل 12).
شکل- 10: نمودار پراکندگی عوارض کارستی در طبقات اقلیمی در زمان کنونی
شکل- 11: نمودار پراکندگی عوارض کارستی در طبقات اقلیمی در دورة کواترنری
جدول- 15: پراکندگی عوارض کارستی در طبقات اقلیمی در دورة کنونی و دوران کواترنری برحسب درصد
|
دوران کواترنری |
دورة کنونی |
||||||||||
|
نوع اشکال |
اشکال |
بسیار مساعد |
مساعد |
متوسط |
نامساعد |
بسیار نامساعد |
بسیار مساعد |
مساعد |
متوسط |
نامساعد |
بسیار نامساعد |
|
خطی |
کانیون |
96/2 |
87/33 |
71/20 |
12/16 |
33/26 |
18/1 |
04/26 |
7/24 |
57/16 |
51/31 |
|
تنگ |
93/1 |
75/35 |
41/45 |
11/11 |
79/5 |
45/1 |
53/27 |
96/43 |
84/18 |
21/8 |
|
|
نقطه |
چشمه |
93/17 |
46/50 |
79/21 |
76/6 |
05/3 |
55/5 |
36/56 |
81/23 |
44/9 |
83/4 |
|
غار |
75/3 |
25/61 |
75/28 |
5 |
25/1 |
- |
45 |
35 |
5/17 |
5/2 |
|
|
سطحی |
دولین |
23/0 |
62/69 |
3/26 |
51/0 |
56/1 |
- |
04/69 |
73/27 |
38/1 |
84/1 |
|
دشت |
97/0 |
46/40 |
7/19 |
32/12 |
55/26 |
14/0 |
41/29 |
07/23 |
43/14 |
94/32 |
|
|
هوم |
- |
44/85 |
04/11 |
47/1 |
04/2 |
- |
14/23 |
21/69 |
59/5 |
04/2 |
|
شکل- 12: پراکندگی اشکال کارستی با توجه به طبقات اقلیمی در زاگرس (نگارندگان، 1399)
- تراکم لندفرم‌های کارستی با توجه به تکتونیک
علاوه بر ارتفاع، گسل نیز بر پراکندگی فرم‌های کارستی اثرگذار است. به این منظور نقشة گسل‌های موجود در زاگرس رقومی شد (شکل 13)؛ سپس پراکندگی اشکال کارستی براساس فاصله از گسل بررسی شد.
شکل- 13: نقشة پراکندگی گسل‌ها در زاگرس (نگارندگان، 1399)
درصد فراوانی از اشکال مطالعه‌شده به‌استثنای هوم در فاصلة 20کیلومتری از گسل‌ها قرار دارند (جدول‌های 16 تا 18). هوم‌ها درواقع اشکال برجستة آهکی هستند که به‌مثابة شواهدی از وجود آهک انحلال‌یافته در دشت‌ها باقی مانده‌اند. با توجه به اینکه درزها و شکاف‌ها موجب افزایش انحلال در سطح و عمق زمین می‌شوند، فاصلة هوم‌ها از این شکستگی‌ها، مهم‌ترین عامل در شکل‌گیری آنها بوده است؛ زیرا انحلال در عمق در محدودة هوم‌ها، به دلیل نبود درزها و شکاف‌ها و نفوذناپذیری منطقه به حداقل خود رسیده است. فراوانی غارها و دولین‌ها در فاصلة نزدیک نشان‌دهندة اثرپذیری کارست از درزها، شکاف‌ها و شکستگی‌ها و تحول آن است؛ به‌طوری که این فراوانی نفوذپذیری را افزایش می‌دهد و عمل انحلال را سرعت می‌بخشد و به تحول کارست به‌ویژه کارست عمقی کمک کرده است؛ همچنین وجود درزها و شکاف‌ها موجب نفوذ آب به درون زمین و انباشت آن روی لایه‌های نفوذناپذیر می‌شود که از راه چشمه تخلیه می‌شود و در مناطق کارستی، چشمه‌ها و سراب‌های وکلوزین را شکل می‌دهد. در اینجا نیز فراوانی چشمه‌ها در فاصلة نزدیک به گسل دال بر اثرپذیری آنها از درزها و شکاف‌هاست.
جدول- 16: پراکندگی اشکال نقطه‌ای کارستی با توجه به گسل در زاگرس (نویسندگان، 1399)
|
فاصله از گسل |
چشمه |
غار |
||
|
تعداد |
درصد |
تعداد |
درصد |
|
|
کمتر از یک کیلومتر |
246 |
02/5 |
9 |
25/11 |
|
یک تا 5 کیلومتر |
1068 |
8/21 |
2 |
5/2 |
|
5-10 کیلومتر |
928 |
95/18 |
10 |
5/12 |
|
10-20 کیلومتر |
1337 |
30/27 |
36 |
45 |
|
20-60 کیلومتر |
1318 |
91/26 |
23 |
75/28 |
جدول- 17: پراکندگی اشکال خطی کارستی با توجه به گسل در زاگرس
|
فاصله از گسل |
تنگه |
کانیون |
||
|
تعداد |
درصد |
تعداد |
درصد |
|
|
کمتر از یک کیلومتر |
13 |
28/6 |
33 |
81/4 |
|
یک تا 5 کیلومتر |
40 |
32/19 |
114 |
61/16 |
|
5-10 کیلومتر |
41 |
8/19 |
151 |
01/22 |
|
10-20 کیلومتر |
82 |
61/39 |
185 |
96/26 |
|
20-60 کیلومتر |
31 |
97/14 |
203 |
59/29 |
جدول- 18: پراکندگی اشکال سطحی کارستی با توجه به گسل در زاگرس
|
فاصله از گسل |
دولین |
دشت |
هوم |
|||
|
مساحت (کیلومترمربع) |
درصد |
مساحت (کیلومترمربع) |
درصد |
مساحت (کیلومترمربع) |
درصد |
|
|
کمتر از یک کیلومتر |
047/0 |
27/0 |
05/1367 |
27/3 |
- |
- |
|
یک تا 5 کیلومتر |
24/2 |
55/12 |
19/5255 |
56/12 |
3/26 |
13/1 |
|
5-10 کیلومتر |
69/3 |
05/21 |
74/5726 |
69/13 |
16/27 |
82/4 |
|
10-20 کیلومتر |
76/11 |
65/63 |
8/18608 |
49/44 |
55/114 |
34/20 |
|
20-60 کیلومتر |
44/0 |
47/2 |
25/10862 |
97/25 |
04/415 |
70/73 |
نتیجه‌گیری
در ناحیة زاگرس سازندهای کارستی رخنمون فراوان دارند و 90 درصد از ارتفاعات آن را سنگ‌های کربناتی تشکیل می‌دهد. بررسی‌های اشکال ماکروکارستی که به‌صورت لندفرم‌های مختلفی همچون غار، پولیه، دولین، هوم، کانیون، تنگ و چشمه منعکس شده‌اند، فهم بهتری را از آثار عوامل دما و بارش و تغییرات آن طی کواترنری، ارتفاع و تکتونیک (فاصله از گسل) برای پژوهشگر ایجاد می‌کند. به این منظور توزیع اشکال کارستی در سه گروه سطحی، خطی و نقطه‌ای با توجه به عوامل یادشده بررسی شد. تراکم درصد زیادی از اشکال کارستی در طبقات مساعد و بسیار مساعد اقلیمی بر این دلالت دارد که اقلیم به‌مثابة یک عامل اثرگذار در شکل‌گیری و توسعة آنها نقش مهمی داشته است و توسعة کارست در مناطق با دمای کم و بارش زیاد را تأیید می‌کند؛ از طرفی پراکندگی درصد کمتر اشکال در طبقة اقلیمی بسیار مساعد نسبت به طبقة اقلیمی مساعد نیز دال بر این ادعاست که دمای بسیار کم و هوای سرد مانع از توسعة کارست شده است؛ بنابراین توزیع آنها در طبقة اقلیمی بسیار مساعد (دمای 9- تا 4- درجة سانتی‌گراد و بارش 1265 تا 1513 میلی‌متر) – با اینکه بیشترین بارش را دارد- کمتر است.
نتایج حاصل از پراکندگی اشکال کارستی در طبقات اقلیمی در زمان حال و کواترنری حاکی است بیشتر آنها طی کواترنری در شرایط اقلیمی مساعد و بسیار مساعد به وجود آمده‌اند؛ در دورة کنونی این اشکال بیشتر در شرایط اقلیمی مساعد و متوسط قرار دارند. این‌گونه پراکندگی نشان می‌دهد تغییرات اقلیم کواترنری، کارستی- فیکاسیون شدید و ضعیف شده و شکل‌گیری اشکال در اقلیم سرد (دمای 9- تا 6 درجه و بارش 1017 تا 1513 میلی‌متر) بیشتر روی داده و قرارگیری آنها در طبقات اقلیمی مساعد و متوسط کنونی، تکامل بیشتر آنها را به دنبال داشته است. درمجموع با توجه به اقلیم ایران و متمایل‌بودن آن به گرما و خشکی، کاهش دما براثر افزایش ارتفاع نقش مهمی در پیدایش و گسترش لندفرم‌های کارستی دارد؛ بر این اساس با توجه به تغییر اقلیم کواترنری، بسیاری از اشکال کارستی براثر انحلال بیشتر در دوره‌های سرد به وجود آمده و امروزه با توجه به شرایط دمایی و بارشی گسترش یافته‌اند.
پراکندگی اشکال و عوارض کارستی نسبت به ارتفاع نشان می‌دهد تراکم اشکال در سطوح ارتفاعی مختلف، با افزایش ارتفاع برخلاف کاهش مساحت بیشتر شده است و تراکم آنها در طبقات بالاتر نسبت به طبقات پایین گاه به چندین برابر نیز رسیده است؛ برای نمونه تراکم غارها در سطوح ارتفاع 3000 تا 3500 متر، حدود 30 برابر سطوح ارتفاعی بین 500 تا 1000 متر بوده است؛ نسبت تراکم در دشت‌ها حاکی است با افزایش ارتفاع این نسبت کاهش می‌یابد. وسعت دشت‌ها از ارتفاع 2500 به بالا به کمترین حد خود می‌رسد. پیدایش و گسترش دشت‌ها فقط از عوامل بیرونی تأثیر نپذیرفته است و فقط عامل بارش و دما در توسعة آنها دخیل نیست؛ بلکه در کنار عوامل درونی (دشت‌های ساختمانی) در شکل‌گیری دشت‌های کوهستانی نواحی آهکی زاگرس، تجمع رواناب‌ها، یخ‌پوشه‌ها و حتی تشکیل غارهای زیرزمینی و ریزش سقف آنها نقش داشته است. در بررسی نقش ارتفاع در ایجاد اشکال خطی باید به وضعیت کانیون‌ها نسبت به تنگ‌ها توجه بیشتری شود؛ زیرا در ایجاد کانیون‌ها نقش انحلال بیشتر از تنگ‌ها محرز است؛ بر این اساس تراکم آنها در نواحی مرتفع نسبت به سطوح کم‌ارتفاع بیشتر است و با ضریب تبیین بیش از 70 درصد با افزایش ارتفاع در واحد سطح بیشتر می‌شود.
نتایج حاصل از پراکندگی اشکال کارستی نسبت به فاصله از گسل در زاگرس نشان می‌دهد همة اشکال کارستی به‌جز هوم‌ها بدون استثنا بیشترین تراکم را در فاصلة کمتر از 20 کیلومتر از گسل دارند. پراکندگی این اشکال ازجمله دولین‌ها و غارها در این فاصله دال بر این است که تحول کارست با توجه به درزها و شکاف‌ها بیشتر می‌شود و فرایند انحلال به‌ویژه در کارست عمقی افزایش می‌یابد. تراکم بیشتر هوم‌ها در فاصلة 40کیلومتری از گسل نیز این امر را تأیید می‌کند؛ زیرا هوم‌ها اشکال برجستة به‌جامانده از فرایند انحلال هستند که به دلیل دوربودن از عوامل نفوذپذیر (درز و شکاف)، انحلال در آنها به حداقل رسیده است و در سطح دشت‌های انحلالی به‌مثابة تپه شاهد باقی مانده‌اند.
درمجموع در تعیین مرز عوارض سطحی نمی‌توان از منطق ریاضی استفاده کرد؛ یخچال معمولاً با خط مبنای صفر درجه تحلیل می‌شود، اما این خط هم‌دمای صفر درجه مبنایی برای تغییرات صورت‌گرفته در کارست نیست. کارست به‌مثابة یک لندفرم در عین پیروی از بردارهای خطی، تغییرات بسیار تدریجی دارد و از منطق فازی پیروی می‌کند؛ از سوی دیگر با توجه به تغییرات دمایی، یخبندان، ریزش‌ها و لغزش‌هایی که در این مناطق روی می‌دهد، نمی‌توان با یقین اظهار داشت که تغییراتی که در کارست با ارتفاع رخ داده، فقط ناشی از شرایط مطلوب‌تر انحلال بوده است؛ در تفسیر کارستی- فیکاسیون، پالمسیست (چندنگارگی) بیشتر از انحلال کاربرد دارد.
)
