#ایران# ناسا برای نجات زمین به دنبال پیشگیری از فوران ابرآتشفشان است

دیوید کاکس بی‌بی‌سی

• 25 اوت 2017

برنامه بلندپروازانه ناسا برای نجات زمین از فوران قریب‌الوقوع ابرآتشفشان، احتمالا تنها راه جلوگیری از انقراض نسل بشر است.

در زیر منطقه آرام پارک ملی یلوستون در آمریکا، مخزن عظیمی از گدازه‌های آتشفشانی قرار دارد. دلیل وجود آبفشان‌ها و چشمه‌های جوشان آب گرم که مشخصه اصلی این منطقه است، همین گدازه‌های آتشفشانی هستند. اما برای دانشمندان ناسا، این مخزن عظیم گدازه یکی از بزرگترین تهدیدهای طبیعی شناخته شده برای تمدن بشر است. گدازه‌های آتشفشانی پارک ملی در واقع یک ابرآتشفشان بالقوه است.

گروهی از پژوهشگران ناسا، گزارشی را درباره خطر و راه مقابله با این ابرآتشفشان در اختیار بی‌بی‌سی قرار داده‌اند که پیش از این خارج از ناسا منتشر نشده بود.

برایان ویلکاکس، پژوهشگر آزمایش پیشرانش موتور جت در ناسا می‌گوید: " من عضو کمیته مشاوره ناسا برای دفاع سیاره‌ای بودم که درباره روش‌های دفاع از زمین در برابر برخورد سیارک‌ها و دنباله‌دارها مطالعه می‌کند. در طول آن تحقیقات به این نتیجه رسیدم که تهدید ابرآتشفشان برای زمین اساسا بیشتر از تهدید برخورد سیارک یا دنباله‌دار است. "

Image caption هنگام فوران یک آتشفشان بر روی زمین، فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی شاهد منظره‌ای چشمگیر هستند

حدود ۲۰ ابرآتشفشان شناخته شده روی زمین وجود دارند که به طور میانگین هر صدهزار سال یک بار فوران می‌کنند. تصور می‌شود که یکی از اصلی‌ترین تهدیدهای فوران یک ابر‌آتشفشان خطر قحطی باشد که به دنبال یک زمستان آتشفشانی طولانی رخ می‌دهد و بشر نمی‌تواند برای جمعیت فعلی زمین غذای کافی تولید کند. در سال ۲۰۱۲ تخمین سازمان ملل این بود که ذخیره‌های غذای جهانی تنها برای ۷۴ روز کافی خواهد بود.

دانشمندان ناسا با بررسی این مسئله دریافتند که منطقی‌ترین راه حل جلوگیری از این خطر، سرد کردن ابرآتشفشان است. آتشفشانی با ابعاد یلوستون اساسا یک گرماساز عظیم است که انرژی حرارتی معادل شش نیروگاه صنعتی تولید می‌کند. در حال حاضر یلوستون حدود ۶۰ تا ۷۰ درصد این گرما را از طریق جریان‌های آبی از دست می‌دهد که از راه ترک‌های سطحی به مخزن گدازه نشت پیدا می‌کند. گرمای باقیمانده که در داخل محفظه گدازه باقی می‌ماند، باعث ذوب شدن بیشتر سنگ‌های اطراف و تولید بیشتر گازهای فرار می‌شود. به محض اینکه حرارت درونی محفظه به آستانه معینی برسد، فوران انفجاری آتشفشان اجتناب‌ناپذیر خواهد بود.

اما اگر ابرآتشفشان گرمای بیشتری از دست می‌داد، دیگر هرگز فوران نمی‌کرد. بر اساس محاسبات ناسا، اگر ۳۵ درصد از حرارتی که در داخل محفظه گدازه باقی می‌ماند، می‌توانست به بیرون منتقل شود، یلوستون دیگر تهدیدی برای زمین به شمار نمی‌رفت. اما سوال آن است که چگونه؟

یکی از امکان‌های موجود افزایش مقدار آبی است که به درون ابرآتشفشان نفوذ می‌کند. اما از نظر عملی، راضی کردن سیاستمداران برای صدور مجوز چنین پروژه‌ای به احتمال زیاد غیرممکن است.

به گفته آقای ویلکاکس "ساختن یک آبراه بزرگ که آب را سر بالا به سمت منطقه کوهستانی ببرد، پرهزینه و دشوار است. مردم هم نمی‌خواهند که منابع آب آنها به این صورت مصرف شود. مردم در سراسر جهان شدیدا نیازمند آب هستند و به همین دلیل یک چنین پروژه زیرساختی عمده‌ای که از آب صرفا برای سرد کردن یک ابرآتشفشان استفاده می‌کند، می‌تواند بسیار جنجال‌برانگیز شود. "

Image caption اگر یک ابرآتشفشان فوران کند، انفجار آن بارها بزرگتر از آتشفشان اندونزی خواهد بود

در عوض ناسا راه حل دیگری برای حل این مشکل یافته است. پژوهشگران ناسا باور دارند که موفق‌ترین راه حل حفاری تا عمق ۱۰ کیلومتری و پمپ کردن آب با فشار بالاست. آبی که به درون مخزن گدازه می‌رود با دمای ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد باز خواهد گشت و بنابراین به تدریج و روز به روز حرارت ابرآتشفشان کم خواهد شد. هزینه این پروژه نزدیک به ۳ و نیم میلیارد دلار تخمین زده شده است، که می‌تواند سیاستمداران را راضی به صرف بودجه کند.

برایان ویلکاکس می‌گوید: "یلوستون در حال حاضر حدود ۶ گیگاوات گرما به بیرون می‌دهد. این گرما را می‌توان از طریق راه حل حفاری، برای ساختن یک نیروگاه زمین-گرمایی استفاده کرد. این نیروگاه می‌تواند انرژی الکتریکی با قیمتی بسیار پایین تولید کند که حدود ۱۰ سنت بر هر کیلو وات ساعت خواهد بود. به این ترتیب کمپانی‌های تولید انرژی زمین-گرمایی انگیزه خواهند داشت که برای بالا بردن بیشتر دمای آب، عمق بیشتری را حفاری کنند. با این روش هزینه سرمایه‌گذاری اولیه خیلی زود باز می‌گردد و علاوه بر آن انرژی الکتریکی مناطق اطراف به مدت ده‌ها هزار سال تامین خواهد شد. سود بلندمدت این پروژه نیز پیشگیری از فوران ابرآتشفشانی خواهد بود که ممکن است بشر را نابود کند. "

اما حفاری در منطقه ابرآتشفشان بدون خطر نخواهد بود و مهمترین خطر آن تحریک همان فورانی است که به دنبال جلوگیری از آن هستیم.

به گفته آقای ویلکاکس "اگر بخواهیم از بالای محفظه گدازه حفاری کنیم و آن را از بالا سرد کنیم، این عمل می‌تواند بسیار خطرناک باشد. این کار ممکن است کلاهک بالای محفظه گدازه را شکننده‌تر کند و آن را بیشتر در معرض ترک خوردن قرار دهد. همچنین ممکن است باعث آزادسازی گازهای فرار خطرناک داخل گدازه در بالای محفظه شویم که در غیر این صورت امکان نشت نداشتند. "

Image caption فوران آتشفشان اتنا که از فضا قابل مشاهده است؛ در شمال این منطقه در نزدیکی ناپل ابرآتشفشان کمپی فلگری قرار دارد

به همین دلیل ایده ناسا آن است که حفاری از مناطق پایین‌تر و در خارج مرزهای پارک ملی یلوستون انجام شود و حرارت از کناره‌های محفظه گدازه تخلیه شود. برایان ویلکاکس می‌گوید که "این روش باعث می‌شود حرارتی که از پایین محفظه گدازه می‌آید به بالای آن نرسد، که در واقع همان محلی است که تهدید واقعی ممکن از آن شروع شود. "

با این حال پژوهشگرانی که طرح چنین پروژه‌ای را می‌دهند هیچ وقت تکمیل شدن آن را نخواهند دید، و حتی در طول حیات خود نمی‌توانند بفهمند که پروژه موفق خواهد بود یا نه. سرد کردن یلوستون با این روش با سرعت یک متر در سال پیش خواهد رفت و ده‌ها هزار سال طول خواهد کشید که تنها سنگ‌های سرد در منطقه باقی بماند. با اینکه لزومی ندارد تا محفظه گدازه‌های یلوستون کاملا به سنگ جامد تبدیل شود که دیگر تهدیدی برای زمین نباشد، اما به مدت حداقل صدها یا حتی هزاران سال هیچ تضمینی نخواهد بود که این تلاش‌ها در نهایت به نتیجه موفق برسد.

اما برای جلوگیری از فاجعه، چنین برنامه‌ریزی بلندمدتی تنها گزینه است. پژوهشگر ناسا، برایان ویلکاکس، می‌گوید: "با پروژه‌ای شبیه این، عمده‌ترین فایده‌ای که از نظر روزمره برایش می‌بینید آن است که منبع جدیدی برای انرژی الکتریکی خواهد بود. "

Image caption پارک ملی یلوستون یک محفظه عظیم گدازه در دل دارد که اگر کاری نکنیم یک روز فوران خواهد کرد

این برنامه می‌تواند برای همه ابرآتشفشان‌های فعال روی زمین اجرا شود و دانشمندان ناسا امیدوارند که طرح آن‌ها بتواند مشوق بحث‌ها و مناظره‌های علمی کاربردی‌تری برای مقابله با این تهدید باشد.

آقای ویلکاکس می‌گوید: "وقتی ایده دفاع از زمین در برابر یک سیارک مطرح شد، واکنش‌ها درست مشابه واکنش به ایده مقابله با تهدید ابرآتشفشان بود. مردم تصور می‌کردند بشر با اینهمه ضعف چطور می‌تواند از برخورد احتمالی یک سیارک به زمین جلوگیری کند. البته خب معلوم شد که اگر شما چیزی را مهندسی کنید که فشار خیلی کمی برای مدتی خیلی طولانی وارد کند، می‌توانید کاری کنید که سیارک به زمین نخورد. پس مسئله ساده‌تر از آن است که مردم تصور می‌کنند. هر دو مورد مستلزم آن است که جامعه علمی توان ذهنی بیشتری بگذارد و باید زود شروع کنیم. اما یلوستون حدودا هر ۶۰۰ هزار سال یک بار فوران می‌کند و امروز تقریبا ۶۰۰ هزار سال از آخرین انفجار آن می‌گذرد. همین نکته باید ما را وادار به هشیاری و توجه به این مسئله کند. "