به گزارش ایسنا، اگر به زمین از زاویهای فراتر از پوشش گیاهی و جانوری آن بنگریم، با جهانی از تنوع و گوناگونی در زیر پای خود آشنا خواهیم شد؛ جهانی که شامل کوهها و درهها، رودخانهها و غارها، سنگها و کانیها، خاکها، فسیلها و ساختارهای زمینشناختی است که هر یک داستانی از تاریخ چند میلیارد ساله سیاره ما را روایت میکنند. این میراث طبیعی، اگر چه گاه در نگاه اول خاموش و بیتحرک به نظر میرسد، اما در حقیقت، بستر شکلگیری حیات، منبع تأمین منابع طبیعی و تداوم بسیاری از فرایندهای حیاتی در زمین به شمار میآید.
اصطلاح «ژئودایورسیتی» یا «تنوع زمینشناختی» به معانی تنوع عناصر و پدیدههای غیرزنده زمین و فرآیندهایی اطلاق میشود که در طول تاریخ زمین، چهره سیاره را شکل دادهاند؛ از تنوع سنگها، کانیها و فسیلها تا اشکال زمین، خاکها، غارها و فرایندهای زمینشناختی نظیر فرسایش، رسوبگذاری، فعالیتهای آتشفشانی و شکلگیری کوهها. به بیانی دیگر، همانطور که تنوع زیستی به گوناگونی حیات در زمین اشاره دارد، ژئودایورسیتی نیز به گوناگونی «بستر زمین» و فرآیندهای تشکیلدهنده آن اشاره میکند.
اهمیت ژئودایورسیتی تنها به جنبه علمی و زمینشناختی آن محدود نیست. منابع آب زیرزمینی، خاکهای حاصلخیز، تعدادی از ذخایر معدنی، چشماندازهای طبیعی و حتی زیستگاههای جانوران و گیاهان بر ویژگیهای زمینشناسی هر منطقه متکی هستند. از این دیدگاه، میتوان تنوع زمینشناختی را به عنوان یکی از پایههای مخفی تنوع زیستی و حیات انسانی در نظر گرفت؛ پایهای که تخریب یا نابودی آن میتواند عواقب جدیتری از یک تغییر در چهره طبیعی سرزمین به بار آورد.
روز جهانی ژئودایورسیتی (۱۵ مهر) فرصتی است تا این بخش کمتر شناختهشده از میراث طبیعی زمین در کانون توجه قرار گیرد؛ فرصتی برای یادآوری اینکه حفاظت از طبیعت تنها به نگهداری گونههای گیاهی و جانوری محدود نمیشود و سنگ، خاک، آب، کانی، فسیل، غار، کوه و چشمانداز نیز جزو سرمایه طبیعی و حافظه زمین هستند. توجه به ژئودایورسیتی در حقیقت توجه به تاریخ زمین، منابع مورد نیاز انسان و بستر پایداری حیات در آینده است.
ژئودایورسیتی ایران؛ از تنوع زمینشناختی تا ژئوپارکها و میراث طبیعی
ایران را میتوان سرزمینی با چهرههای گوناگون زمینشناسی به شمار آورد؛ سرزمینی که در آن کوهستانهای بلند، بیابانها و دشتها، غارها، سازندهای سنگی، گنبدهای نمکی، درهها، چشمهها، سواحل و پدیدههای ناشی از فرسایش در کنار هم واقع شدهاند. این تنوع، نتیجه تاریخ پیچیده زمینشناسی ایران و فرآیندهایی است که طی میلیونها سال، از جابهجایی و برخورد صفحات زمینساختی تا چینخوردگی، گسلش، فعالیتهای آتشفشانی، رسوبگذاری و فرسایش، چهره کنونی سرزمین را شکل دادهاند.
اهمیت این تنوع تنها در زیبایی چشماندازهای طبیعی آن نهفته نیست؛ بلکه هر پدیده زمینشناختی می تواند بخشی از تاریخ زمین را حکایت کند و اطلاعاتی درباره تغییرات اقلیمی، محیطهای دیرینه، شکلگیری کوهها و حوضههای رسوبی و حتی رویدادهای کلیدی در تاریخ حیات ارائه دهد. به علاوه، ساختارهای زمینشناختی با منابع آب زیرزمینی، خاک، ذخایر معدنی و شکلگیری زیستگاهها ارتباط تنگاتنگی دارند و بنابراین، حفاظت از ژئودایورسیتی بخشی از حفاظت از سرمایه طبیعی کشور محسوب میشود.
یکی از بارزترین جلوههای این تنوع را میتوان در جنوب ایران و در جزیره قشم مشاهده کرد؛ جایی که فرآیندهای زمینساختی و فرسایشی یک مجموعه بینظیر از عوارض و سازندهای زمینشناختی را خلق کردهاند. ژئوپارک جهانی یونسکو قشم در منطقهای در جنوب زاگرس شکل گرفته که ویژگیهای زمینشناختی آن تحت تأثیر برخورد صفحه عربستان و اوراسیا قرار گرفته است. گنبد و مجموعه نمکی نمکدان، غار نمکدان، دره ستارگان و تنگه چاهکوه از جمله پدیدههای بارز این منطقه هستند. یونسکو غار نمکدان را با گالریهای چندرنگ و بلورهای نمکی، به عنوان یکی از برجستهترین عناصر میراث زمینشناختی قشم معرفی کرده است.
در شمال غرب ایران نیز ژئوپارک جهانی ارس تصویری متفاوت از تنوع زمینشناختی کشور را به نمایش میگذارد. در این ناحیه، مجموعهای از سنگهای مربوط به دورههای مختلف زمینشناسی، از سنگهای کربناته پالئوزوئیک و مزوزوئیک گرفته تا سنگهای آذرین و نهشتههای رسوبی قابل مشاهده هستند. یکی از مهمترین ژئوسایتهای ارس، ناحیه «علیباشی» است که توالیهای سنگی و فسیلی مرتبط با مرز پرمین-تریاس را در خود دارد و از منظر مطالعاتی، به دلیل ارتباطش با یکی از رویدادهای مهم تاریخ زمین از اهمیت بینالمللی برخوردار است. ژئوپارک ارس در سال ۲۰۲۳ به شبکه ژئوپارکهای جهانی یونسکو پیوست و حدود ۳۰ ژئوسایت در آن شناسایی شده است.
در مرکز ایران نیز ژئوپارک جهانی طبس قرار دارد که به خاطر دامنه و تنوع پدیدههای زمینشناختی، یکی دیگر از جلوههای مهم ژئودایورسیتی کشور محسوب میشود. ثبت طبس در کنار قشم و ارس در فهرست ژئوپارکهای جهانی یونسکو، نشان میدهد که تنوع زمینشناختی ایران محدود به یک منطقه یا یک نوع چشمانداز خاص نیست و در گسترههای مختلف کشور، نمونههای مهمی از میراث زمین قابل شناسایی و حفاظت است.
ژئوپارکها تنها مناطقی برای نمایش پدیدههای زمینشناختی یا مقاصد گردشگری نیستند. فلسفه ژئوپارک جهانی این است که حفاظت از میراث زمینشناسی را با آموزش، پژوهش، گردشگری پایدار و همکاری جوامع محلی درهمآمیخته باشد. برای نمونه، در قشم، یونسکو بر پیوند حفاظت از میراث طبیعی با معیشت پایدار جوامع محلی و ایجاد فعالیتهایی مانند تولید محصولاتی مرتبط با میراث زمینشناختی و گردشگری تأکید داشته است. در ارس نیز میراث زمینشناختی در کنار میراث طبیعی و فرهنگی منطقه قرار گرفته و شامل مجموعهای از جاذبههای طبیعی و تاریخی میشود.
آنچه در دل کوهها، غارها، درهها، بیابانها و سازندهای زمینشناختی کشور نهفته است، بخشی از حافظه طبیعی ایران و سندی از تاریخ تحول زمین است؛ میراثی که در صورت تخریب، بسیاری از فرآیندها و شواهدی که طی میلیونها سال شکل گرفتهاند، قابل بازیابی نخواهند بود. بنابراین، شناخت و ثبت ژئوسایتها، مراقبت از آنها، آموزش عمومی و توسعه گردشگری مسئولانه میتواند گامی در جهت تبدیل این سرمایه کمتر دیدهشده به بخشی از برنامه حفاظت از میراث طبیعی کشور باشد.
تهدیدهای ژئودایورسیتی ایران
ژئودایورسیتی یک دارایی طبیعی تجدیدناپذیر است؛ زیرا یک سازند زمینشناختی، غار، فسیل، ساختار تکتونیکی یا عارضه ژئومورفولوژیک که طی میلیونها سال شکل گرفته است، ممکن است به دلیل یک پروژه عمرانی، استخراج معدنی یا حتی گردشگری بدون برنامهریزی به سرعت آسیب ببیند یا برای همیشه از بین برود. به همین دلیل، مسئله حفاظت از ژئودایورسیتی فقط یک موضوع محیطزیستی نیست، بلکه یک موضوع علمی و مدیریتی است که نیازمند شناسایی، پایش، ارزیابی ریسک و تصمیمگیری مبتنی بر داده است.
یکی از بزرگترین فشارها بر ژئودایورسیتی، فعالیتهای معدنی است. معدنکاری از یک سو برای اقتصاد و تأمین مواد اولیه مورد نیاز ضروری است و از سوی دیگر میتواند با برداشت مستقیم از مواد زمینشناختی، تغییر توپوگرافی، ایجاد گودالها و باطلهها و تغییر شرایط سطحی و زیرسطحی، بخشی از ویژگیهای یک ناحیه را تغییر دهد. این مسئله زمانی اهمیت بیشتری پیدا میکند که محدوده معدنی و یک ژئوسایت دارای ارزش علمی، آموزشی یا میراثی در همپوشانی باشند.
این گفته به معنای تضاد بین معدنکاری و ژئودایورسیتی و متوقف کردن فعالیتهای معدنی نیست، بلکه مسئله اصلی، شناخت ارزشهای زمینشناختی و جانمایی هوشمند برای فعالیتها است. در این راستا، فناوریهای سنجش از دور، سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مدلهای رقومی ارتفاع و پایش ماهوارهای میتوانند به ابزارهایی برای شناسایی تغییرات سطح زمین و ارزیابی خطر تبدیل شوند.
به عنوان مثال، یک مطالعه در محدوده معدنی «قروه» در غرب ایران با ترکیب دادههای سنجش از دور، نمونهبرداری میدانی، مدل ارتفاعی و GIS، و استفاده از روش تحلیل سلسلهمراتبی (AHP) به ارزیابی ریسکهای زیستمحیطی و زمیناکولوژیک فعالیتهای معدنی پرداخته است.
ساختوساز و توسعه زیرساختها نیز ممکن است بدون اینکه ظاهراً ارتباطی با میراث زمین داشته باشند، به ژئوسایتها آسیب برسانند. احداث جاده، ساختمان، تاسیسات گردشگری، تغییر مسیر رودخانه یا عملیات تثبیت دامنه ممکن است لایهها، رخنمونها و اشکال سطح زمین را تخریب کند و یا دسترسی علمی به آنها را محدود کند. از منظر ژئومیراث، حتی تغییر اندکی از یک چشمانداز میتواند ارزش یک سایت را تحت تأثیر قرار دهد؛ زیرا ارزش برخی ژئوسایتها نه در یک سنگ منفرد، بلکه در ارتباط بین ساختار زمینشناختی، شکل زمین و چشمانداز اطراف آن نهفته است. مطالعات ژئومیراث نیز اقدامات شهری، ساختوساز، معدنکاری، مهندسی رودخانه و تغییر کاربری زمین را از مهمترین فشارهای انسانی بر ژئودایورسیتی میدانند.
تحقیقات جدید در زمینه حفاظت ژئوسایتها نیز بر این ضرورت تاکید دارند که «ارزش علمی، آموزشی و گردشگری یک ژئوسایت باید به همراه حساسیّت آن نسبت به تهدیدات ارزیابی شود تا مشخص شود کدام سایت قابلیت پذیرش گردشگری گسترده دارد و کدام سایت نیاز به حفاظت سختگیرانهتری دارد».
یک مثال بارز از این مسئله را میتوان در غارهای نمکی نمکدان در ژئوپارک جهانی قشم دید؛ جایی که حساسیت بالای ساختارهای زمینشناختی موجب شده حفاظت از ژئوسایت تنها به ثبت آن در یک فهرست حفاظتی خلاصه نشود و مجموعهای از اقدامات مدیریتی برای مراقبت از آن انجام شود. پژوهشی که درباره حفاظت زمینشناختی در ایران صورت گرفته، توسعه فعالیتهای عمرانی و صنعتی و گردشگری انبوه را از موانع اصلی حفاظت ژئومیراث در کشور میشمارد و تأکید بر ضرورت افزایش آگاهی ذینفعان نسبت به ارزش ژئومیراث میکند.
به همین دلیل یکی از مهمترین نیازهای ایران، حرکت از حفاظت واکنشی به حفاظت بر مبنای داده است؛ به این معنا که پیش از آنکه یک ژئوسایت آسیب ببیند، ارزش علمی و میزان آسیبپذیری آن شناسایی و در نقشههای توسعه سرزمین ثبت گردد. ایجاد یک بانک اطلاعات مکانی از ژئوسایتها، تهیه نقشههای حساسیت و آسیبپذیری، پایش تغییرات با تصاویر ماهوارهای و پهپاد، استفاده از مدلهای سهبعدی و فتوگرامتری برای ثبت دقیق ساختارهای حساس و بهکارگیری سیستمهای هوشمند برای شناسایی تغییرات میتواند بخشی از این رویکرد باشد.
تکنولوژی در اینجا قرار نیست جای زمینشناس و کارشناس میراث طبیعی را بگیرد؛ بلکه هدف، فراهم آوردن امکان تصمیمگیری دقیقتر است. وقتی مشخص باشد که یک رخنمون زمینشناختی چه ارزشهایی دارد، در چه شرایطی آسیبپذیر است، چه میزان تغییر در آن به وجود آمده و کدام فعالیت انسانی بیشترین فشار را ایجاد میکند، میتوان تصمیمی مبتنی بر شواهد گرفت که توازن میان توسعه اقتصادی، استفاده از منابع و حفاظت از میراث زمین را حفظ کند.
چالش اصلی ژئودایورسیتی ایران در نهایت تنها «فقدان قانون» یا «کمبود مناطق حفاظتشده» نیست؛ بلکه تبدیل اطلاعات زمینشناختی به اطلاعات قابل استفاده در برنامهریزی سرزمینی است. اگر ژئوسایتها در نقشههای توسعه، پروژههای عمرانی، ارزیابیهای محیطزیستی و سامانههای پایش سرزمین لحاظ نشوند، ممکن است ارزش آنها پس از تخریب شناسایی شود و دیگر فرصتی برای جبران آنچه تخریب شده وجود نداشته باشد.
فناوریهای نوین؛ از پایش ماهوارهای تا دوقلوی دیجیتال ژئوسایتها
اگر قصد داریم حفاظت از ژئودایورسیتی را فراتر از صرف ثبت یک ژئوسایت در فهرستهای حفاظتی قرار دهیم، فناوری میتواند امکان مشاهده، اندازهگیری و پایش مداوم تغییرات زمین را فراهم آورد. امروزه ترکیب سنجش از دور، سیستمهای اطلاعات جغرافیایی، پهپادها، تصویربرداری و مدلسازی سهبعدی و هوش مصنوعی این امکان را فراهم کرده است که ژئوسایتها نه تنها به شکل یک نقطه روی نقشه، بلکه به عنوان سامانههای پویا و قابل پایش، مورد مطالعه قرار بگیرند. یونسکو نیز در راستای ابزارهای پایش میراث، استفاده از GIS، سنجش از دور، هوش مصنوعی و مدلسازی سهبعدی را در حمایت از حفاظت و مدیریت سایتها در نظر گرفته است.
ماهواره؛ چشمِ دوربرد حفاظت از زمین
نخستین لایه فناوری، دادههای ماهوارهای و سنجش از دور است. ماهوارهها امکان مشاهده نواحی وسیع و مقایسه تصاویر یک منطقه در زمانهای مختلف را فراهم میکنند؛ قابلیتی که برای شناسایی تغییرات کاربری زمین، گسترش ساخت و ساز، تغییرات پوشش سطح زمین، فرسایش و برخی تغییرات ژئومورفولوژیک اهمیت زیادی دارد.
مزیت بارز این فناوری، قابلیت ایجاد یک سابقه زمانی از وضعیت یک ژئوسایت است. به جای ثبت وضعیت یک ناحیه تنها در زمان بازدید میدانی، میتوان تصاویر دورههای مختلف را کنار هم گذاشت و روند تغییرات را تحلیل کرد. پیشرفت در سنجندههای ماهوارهای و ترکیب دادههای اپتیکی، راداری و سایر دادههای سنجش از دور نیز توانسته است مقیاس و عمق مطالعات زمینی را افزایش دهد.
GIS؛ تبدیل اطلاعات زمین به نقشه تصمیمگیری
دادههای ماهوارهای زمانی میتوانند ارزش مدیریتی بیشتری پیدا کنند که در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی با اطلاعات دیگر ترکیب شوند. GIS میتواند موقعیت ژئوسایتها را با دادههای مربوط به زمینشناسی، گسلها، شیب، آبراههها، جادهها، معادن، کاربری زمین، مناطق شهری و محدودههای حفاظتی در یک محیط واحد تلفیق کند.
در این سیستم، میتوان به سوالاتی مانند کدام ژئوسایت در معرض توسعه شهری قرار دارد؟ کدام ناحیه به فعالیتهای معدنی نزدیک است؟ کدام رخنمون در ناحیه فرسایش یا ناپایداری قرار گرفته است؟ و کدام سایت باید به دلیل ارزش علمی بالا و آسیبپذیری بیشتر در اولویت حفاظت قرار گیرد؟ پاسخ داد. بدین ترتیب، GIS از یک ابزار ترسیم نقشه به زیرساخت تصمیمگیری برای حفاظت از ژئودایورسیتی تبدیل میشود. در سطح جهانی، سیستم GIS یونسکو برای سایتهای منتخب، از جمله ژئوپارکهای جهانی، دادههای مکانی و اطلاعات مرتبط با فشارها و ریسکها را برای پایش و مدیریت ترکیب میکند.
پهپاد؛ رفتن به مقیاس میلیمتری زمین
اگر ماهواره امکان مشاهده در مقیاس وسیع را فراهم میکند، پهپادها ابزارهایی مناسب برای مقیاس محلی و بسیار دقیق هستند. تصویربرداری هوایی با پهپاد و استفاده از روشهای فتوگرامتری، از جمله Structure-from-Motion، میتواند تصاویر متعدد را به مدلهای سهبعدی و مدلهای رقومی ارتفاع تبدیل کند.
این فناوری به ویژه در ژئوسایتهایی که دسترسی به آنها دشوار است یا دارای عوارض پیچیده هستند، اهمیت دارد. تحقیقی که در سال ۲۰۲۵ منتشر شد، با ترکیب تصاویر پهپادی، مدل رقومی ارتفاع و فتوگرامتری، یک مدل سهبعدی با وضوح بالا از یک ژئوسایت تولید کرد و از الگوریتمهای یادگیری ماشین برای طبقهبندی عوارض زمین استفاده کرد.
اسکن سهبعدی؛ ثبت دیجیتال چیزی که ممکن است از بین برود
یکی از مهمترین کاربردهای فناوری در حفاظت از ژئودایورسیتی، ایجاد نسخه دیجیتال از ژئوسایت است. فتوگرامتری، اسکن لیزری و فناوریهایی مانند LiDAR میتوانند هندسه یک عارضه زمینشناختی را با جزئیات بسیار بالا ثبت کنند و یک مدل سهبعدی قابل اندازهگیری فراهم نمایند.
اهمیت این مدلها تنها در نمایش سهبعدی نیست. مدل دیجیتال میتواند به عنوان یک «خط پایه» برای پایش آینده عمل کند یعنی وضعیت ژئوسایت در یک زمان خاص ثبت شده و در سالهای آینده تغییرات آن با همین مدل مقایسه گردد. پژوهشهای جدید همچنین نشان دادهاند که مدلهای دیجیتال رخنمون میتوانند در GIS و محیطهای واقعیت مجازی گنجانده شوند و همزمان برای پژوهش، آموزش و معرفی ژئومیراث به کار روند.
هوش مصنوعی؛ از دیدن تغییرات تا کشف الگوها
حجم دادههای ماهوارهای، پهپادی و سهبعدی به اندازهای است که تحلیل دستی همه آنها دشوار و زمانبر خواهد بود. اینجاست که هوش مصنوعی و به ویژه یادگیری ماشین و یادگیری عمیق وارد چرخه حفاظت میشوند.
مدلهای هوش مصنوعی میتوانند برای طبقهبندی تصاویر، شناسایی الگوهای سطح زمین، تشخیص تغییرات و استخراج اطلاعات از مجموعههای بزرگ دادههای مکانی به کار روند. این حوزه که با عنوان «هوش مصنوعی مکانی» یا GeoAI شناخته میشود، بر استفاده از تکنیکهای هوش مصنوعی برای استخراج دانش از دادههای مکانی پیچیده متمرکز است. تحقیقات جدید نشان میدهند که ترکیب دادههای چندمنبعی و مدلهای یادگیری ماشین، راهی مهم برای تحلیل دادههای سنجش از دور و پایش سطح زمین ایجاد کرده است.
دوقلوی دیجیتال
گام پیشرفتهتر، حرکت از یک مدل سهبعدی ثابت به سوی «دوقلوی دیجیتال» است. دوقلوی دیجیتال میتواند در سادهترین تعریف، یک نمایش دیجیتال از یک عارضه یا سامانه واقعی باشد که با دادههای جدید بهروزرسانی میشود و امکان مشاهده و تحلیل وضعیت آن را فراهم میآورد.
در مورد یک ژئوسایت، میتوان دادههای ماهوارهای، پهپادی، سنجش زمینی، مدلهای سهبعدی و اطلاعات تاریخی را در یک محیط دیجیتال به یکدیگر متصل کرد. در این حالت، مدل دیجیتال تنها تصویری از گذشته نیست؛ بلکه میتواند به بستری برای پایش تغییرات، تحلیل سناریوها و حمایت از تصمیمهای حفاظتی تبدیل شود. یونسکو نیز در چارچوب گزارشدهی و پایش میراث، به کارگیری «دوقلوی دیجیتال، مدلسازی سهبعدی و سایر ابزارهای پیشرفته بصریسازی» را به عنوان یکی از ابزارهای لازم برای پژوهش و حفاظت مدنظر قرار داده است.
فناوری قرار نیست ژئودایورسیتی را به یک شیء دیجیتال تبدیل کند؛ هدف، ایجاد یک «لایه هوشمند حفاظت» در کنار مطالعات میدانی و دانش زمینشناسی است. ماهواره میتواند تغییرات را در مقیاس زمین بیابد، پهپاد جزئیات را ثبت کند، اسکن سهبعدی وضعیت یک عارضه را مستند کند، GIS دادهها را در کنار هم قرار دهد، هوش مصنوعی الگوها و تغییرات را از میان حجم وسیع دادهها استخراج کند و دوقلوی دیجیتال تمامی این اطلاعات را در یک محیط قابل پایش و تجزیه و تحلیل جمعآوری نماید. این زنجیره فناورانه میتواند به عنوان حلقه گمشدهای باشد که میان شناسایی ژئودایورسیتی و حفاظت عملی از آن وجود دارد.
انتهای پیام
نظرات کاربران