بررسی ارتباط وضعیت آب و هوایی کواترنر فوقانی با موقعیت رسوبی منطقه تهران

1- دما و درجه حرارت منطقه: هوای منطقه در زمان تشکیل رسوبات B در تهران نسبتاٌ سرد بوده است دلایل این مدعی متکی بر شواهد گوناگونی است که در اینجا به بررسی برخی از آنها خواهیم پرداخت.
1- وجود آثار یخچالی در ارتفاع 1700 متری و بیشتر که نمونه هایی از آن را در مناطق شمالی شهر تهران علی الخصوص در ناحیه دار آباد در شمال شرقی تهران می بینیم.
2- همزمانی تشکیل رسوبات تشکیلات B با دوره یخبندان در آلپ که بعد از فاز شدید کوهزایی پاسادنین است.
3- وجود رسوبات کنار یا حاشیه یخچالی در ارتفاعات پایین تر (معتمد)
4- افزایش وجود رس های شل و نارس در رسوبات جنوبی تشکیلات B (معتمد)
با توجه به محدود بودن حجم مقاله در مورد دمای منطقه به ارائه فهرست وار شواهد بسنده نموده بیشتر حجم مقاله را به مبحث اصلی که برقراری ارتباط است معطوف می داریم.
2- رطوبت و بارش در منطقه: در مورد وضعیت رطوبتی زمان تشکیل رسوبات B شواهدی وجود دارد که حکایت از موقعیتی متفاوت با شمال اروپا و آلپ دارد در زمانی که یخبندان میندل قسمت اعظم اروپای شمالی و مرکزی را فرا گرفته بود در قسمت هایی با عرض جغرافیایی پایین تر مانند ایران یخچال ها فقط به ارتفاعات منحصر می شدند و دشت های پست از یخ پوشیده نمی شدند به غیر از شواهدی که سایر در این خصوص اراده داده اند از روی وضعیت رسوبی رس ها و تخلخل آنها می توان این مسئله را ثابت نمود. زیرا رس ها وسیله بسیار مناسبی برای تعیین فشار می باشند زمین های رسی که تحت فشار بار یخچال ها قرار گرفته باشند به رس های بیش تحکیم یافته تغییر شکل می دهند (ا- رابرتس) این رس ها را از طریق رسم نمودار تحکیم می توان شناخت و با استفاده از نتایج آزمایشاتی که بر روی رس های جنوب تهران انجام گرفته و رسم نمودار تحکیم آنها معلوم گردید که هیچکدام آنها از رس های بیش تحکیم یافته نبوده و یا به عبارتی تحت فشار بار یخ قرار نداشته اند. حتی در رس هایی که دارای تخلخل پایین (در حدود 50%) بوده نیز آثار یخچالی و یا آثار فشاری بیش از فشار کنونی دیده نشده است.
یخچال های میندل با بیشترین گسترش و سایر یخچال ها نیز در تهران چندان گسترشی نداشته اند تا دشت های منطقه را زیر پوشش قرار دهند ولی همانطور که در فوق ذکر شد سرد شدن شدید منطقه را باعث گردیده است. این سرما با افزایش نزولات جوی همراه بوده و بر خلاف اروپا که در زمان فوق دارای آب و هوای سرد و خنک بوده است در تهران آب و هوا نسبتاٌ سرد و مرطوب می باشد برخی از شواهدی را که می توان برای افزایش نزولات جوی در منطقه نام برد به شرح زیر است:
1- در یک مقطع مشخص در تهران رسوبات تشکیلات B درشت دانه تر از رسوبات تشکیلات C می باشد که نشان دهنده افزایش دبی و توان بالا حمل جریان ها می باشد نمونه این رسوبات را می توان در مناطق تخت طاووس و قیطریه مشاهده نمود.
2- تولید رس آنهم به مقدار زیاد که در رسوبات به چشم می خورد (جنوب تهران).
3- سطح اشغال رسوبات تشکیلات B بسیار وسعت یافته که این امر به دلیل افزایش میزان رسوبات و قدرت حمل جریانات می باشد (برخی مانند زنده یاد مهندس پدرامی آن را 2/5 برابر آبرفت A می دانند).
4- جابجایی ذرات ریز به فواصل بسیار زیاد از منشاء تشکیل
5- بر طبق اصل یکنواختی (Uniformitarianism) با توجه به آنکه شرایط عرض جغرافیایی تهران از یک میلیون سال پیش تغییر محسوسی نکرده است (آتکین) باید تغییرات دما نسبت به بارش در گذشته نیز تابعی متناسب با این تغییرات در زمان حال باشد با توجه به نمودار های آب و هوایی موجود نسبت دما و بارش در تهران معکوس می باشد بنابراین بعید به نظر می رسد که آب و هوای تهران در گذشته سرد و خشک بوده بلکه وجود آب و هوایی سرد و مرطوب محتمل تر است.
6- در رس های موجود در تهران میزان تغییرات حد روانی و حد پلاستیزیته نمایان کننده تغییرات آب و هوایی می باشد چنانکه در تقسیم بندی به روش متحد رسوباتی که در وضعیت پایین خط A قرار می گیرند از رسوبات با همان حد روانی در بالا خط A درشت تر می باشند به عبارتی به سمت سیلتی شدن پیش می روند رسوبات B به سمت پایین خط A تمایل دارند که نشان دهنده قدرت حمل بیشتر جریان و دبی زیاد آن است.
در موارد 1 الی 4 کمتر شک وجود دارد بنابراین در اینجا به توضیح بیشتر شواهد 5 و 6 پرداخته خواهد شد.
7- با استفاده از داده های مربوط به دما و بارش در عرض سی سال متمادی از 1960 الی 1990 که از مرکز مهر آباد گرفته شده است مطالعاتی را پایه ریزی نموده و از روی آنها با رسم نمودارهای مختلف به این نتیجه رسیده که وضعیت آب و هوایی تهران بر خلاف مدیترانه بوده است. نمودار نسبت بارش سالانه به دما نشان داده شده است. شیب خط برایند در این نمودار نسبت عکس را نشان می دهد بدان معنا که با کاهش حرارت میزان بارش افزوده می گردد. شیب این خط منفی و در حدود 30 میلیمتر افزایش بارش به ازای یک درجه کاهش دما می باشد. نکته مهم آنکه این شیب برای شش ماه ژانویه، فوریه، مارس، آپریل، نوامبر، دسامبر بیشتر از شش ماه دیگر سال بوده است. در تهران بیش از 84% نزولات جوی در این شش ماه پر بارش می بارد بنابراین دارای قدرت حمل بار رسوبی بیشتری بوده اند. علاوه بر بارش ماهیانه مسئله بسیار مهم در حجم رسوبات میزان دبی ناگهانی یا به عبارتی حجم جریان در مقطع زمانی کوچک است مانند زمان پر آبی پس از بارندگی با توجه به این مسئله که در تهران دو ماه ژانویه و فوریه نزولات جوی به صورت برف بوده و بنابراین بارش های ناگهانی در این دو ماه سبب افزایش شدید دبی نمی شود بلکه بارش شدید در ماههای گرمتر مانند مارس بسیار موثر است. رسم نمودار دما به حداکثر بارش روزانه در ماه مارس نشان دهنده نسبت معکوس حرارت با بارش است به عبارتی با کاهش دما حجم بارندگی روزانه رو به فزونی می گذارد.
8- تغییرات خصوصیات مکانیکی در رس ها از علائم تعیین کننده جنس آنها است تعیین خصوصیات مکانیکی بر خلاف آزمایشات با اشعه ایکس بسیار سریع و ارزان می باشد البته فعلاٌ در زمینه تعیین جنس رس ها دارای دقت کمتری نسبت به مطالعات اشعه ایکس است. شناسایی وضعیت آب و هوایی زمان تشکیل از روی نوع رس ها موضوعی است که امروزه در بسیاری از محافل علمی مورد بررسی است در صورتیکه از روی خصوصیات مکانیکی رس ها نیز می توان تا حدودی به شرایط آب و هوایی منطقه پی برد. برای مثال کائولن که در آب و هوای نسبتاٌ گرم و مرطوب به وفور یافت می شود معمولاٌ دارای حد روانی پایین بوده و یا مونموریونیت ها به علت توانایی شدید جذب آب دارای حد روانی بالا بوده در آب و هوایی با شستشوی کم شکل می گیرند. (در طبیعت معمولاٌ رس ها به صورت خالص نبوده و ترکیبی از چند نوع رس می باشند). تهران در عرض نسبتاٌ پایین جغرافیایی قرار دارد (37، 35 الی 47، 35) و سرمای آن به حدی نیست که مانع از تشکیل رسوبات رسی گردد حتی در برهه هایی از زمان که آبشویی بر اثر افزایش بارندگی مطلوب بوده است کائولن نیز تشکیل یافته است ولی به علت آنکه آب و هوای تهران نسبتاٌ معتدل بوده است بیشترین نوع رس تشکیل دهنده رس های تهران ایلیت و رس های مختلط می باشد این مسئله توسط آزمایشات اشعه ایکس تایید گردیده است (معتمد) وجود لایه های خاک با حد روانگرایی بیش از 50 نشان دهنده خاک های شل تر از کائولینیت و یا ایلیت های بسته معمولی می باشد این خاک ها در تقسیم بندی به روش متحد در گروه CH, MH قرار می گیرند که نشان دهنده خاصیت هیدرو فیلی بیشتر در خاک ها بوده و بر اثر افزایش بنیان های سیلیکاته نسبت به آلومینه به وجود آمده است. بنیان های سیلیکاته مثالی از حالت سل هیدروفیلیک بوده در صورتی که هیدرواکسید آلومینیوم جزء سل های هیدروفبیک میباشد. (ب. مور) بنابراین در کائولن که نسبت بنیان آلومینیومه به سیلیکاته 1:1 می باشد کمترین شباهت را به سل های هیدروفیلی داشته و به هر میزان که به درصد بنیان های هیدروفیلی مانند بنیان های سیلیکاته در رس افزوده می گردد شباهت بیشتری به سلهای هیدروفیلیک در رس پدیدار می شود مانند مونموریونیت که نسبت بنیان آلومینه به بنیان سیلیکاته در ان 1:2 است وجود رس هایی با حد روانی بالا در آبرفت B نشان دهنده وجود شرایط نامناسب برای هیدرولیز کامل رسوبات و توف ها بوده است و باعث گردیده تا رس ها دارای مواد ناپایدار در ساختمانشان شوند. این موقعیت نامناسب در آب و هوایی سرد پدیدار گشته است زیرا در هوای سرد بسیاری از مواد ناپایدار تثبیت گشته و در محیط باقی می مانند برای مثال در نواحی کوهستانی سرد شاهد حضور ورمیکولیت با ساختمانی شبیه ایلیت ولی اکتائدرهای ناخالص هستیم جایگزینی یون های ناپایدار به جای آلومینیوم سبب تغییر شکل شبکه شده و خاصیت آبگیری را در ورمیکولیت افزایش می دهد (خاصیت تبادل کاتیونی در ورمیکولیت 100- 150 میلی اکیوالانت در صد گرم است).
نتیجه گیری: از نظر عوامل ژنز می توان رس ها را به سه گروه تقسیم کرد این ها عبارتند از وراثتی، نو ظهور و تغییر شکل یافته (تاکر) که هر کدام نشان دهنده خصوصیات خاصی هستند. رس های تهران بیشتر از نوع وراثتی بوده زیرا در شرایط خشکی و نامناسب برای ایجاد رس های نو ظهور تشکیل یافته اند. یکی از خصوصیات رس های وراثتی تاثیر پذیری جنس آنها از سنگ مادر و شرایط محیط می باشد (شاملی) علت وجود رس های مونموریونیتی و در حد کم کلریتی در منطقه را می توان فراوانی رسوبات آذر آواری (تشکیلات توف سبز کرج) و رسوبات قلیایی به عنوان سنگ مادر دانست. به دلیل دبی و نزولات بیشتر رسوبات تشکیلات B در یک محل درشت تر از آبرفت C بوده و به دلیل سرما رس های با عنصر ناپایدار تشکیل شده در نتیجه میانگین حد روانی رسوبات در قسمت های جنوبی آبرفت B نشان دهنده ثبات نسبی تکتونیکی در منطقه است. با مقایسه وضعیت فاز های تکتونیکی جهانی با دوره های سرد کواترنری مشخص گردیده که بیشتر فاز های تکتونیکی با زمان های بین یخچالی توام بوده اند. افزایش رس های کامل (پایدار) نسبت به رس های دارای مواد ناپایدار در زمان های گرمتر تهران بر این اساس است. در این رابطه آبرفت C دارای درصد رس (ایلیت بسته) بیشتری نسبت به تشکیلات B می باشد. قسمت عمده رسوبات رسی تشکیلات B, C در تهران از خانواده ایلیت به وجود آمده علاوه بر آن مقدار کمی کائولن نیز وجود دارد. در قسمت های شمالی تر شهر مانند بهجت اباد به همراه B رس هایی دیده می شوند که در تقسیم بندی به روش متحد در قسمت MH در نزدیکی خط A قرار دارد این رس های شل می توانند دارای ورمیکولیت که در مناطق کوهستانی نسبتاٌ سرد به وفور یافت می شود باشد. در پایان به دلایل فوق رسوبات تشکیلات B در محیطی نسبتاٌ سرد و با بارش بیشتر نسبت به آبرفت C تشکیل یافته است.