نگاهی به مهم ترین عوامل تخریب و فرسایش سنگ

نگاهی به مهم ترین عوامل تخریب و فرسایش سنگ و سازه های سنگی با تاکید بر سنگ های آهکی

رطوبت اثری  مخرب بر سازه سنگی ندارد

            
نویسنده: رضا مرادی غیاث آبادی

    در سال های اخیر، یکی از دلایلی که بارها برای مخالفت با آبگیری سد سیوند بیان شده و از سوی موافقان نیز نادیده انگاشته نشده: عبارت بوده است از افزایش رطوبت ناشی از دریاچه سد و تاثیر مخرب آن بر آرامگاه کوروش و دیگر بناهای سنگی پاسارگاد )البته بدون هیچ گونه اشاره به جزئیات و چگونگی این تاثیر مخرب(. با اینکه این نگارنده افزایش رطوبت در منطقه را دارای چنین تاثیری بر آثار سنگی نمی داند و این نکته را بارها گفته و نوشته است: اما انتظار می رفت در این مدت طولانی، کسانی که آگاهی و تخصص کافی در این زمینه داشتند، نظر خود را بیان کنند تا تنها به کلی گویی ها بسنده نشده باشد. اما از آنجا که تاکنون چنین اظهارنظری را ندیده ام و هیچ یک از کسانی که از تاثیر مخرب رطوبت بر سازه های سنگی سخن رانده اند، چگونگی فرآیند و فعل و انفعالات فیزیکی یا شیمیایی چنین تخریبی را بازگو نکرده اند، کوشش می شود تا بر مبنای اطلاعات عمومی و غیرتخصصی خود در زمینه عوامل تخریب سنگ و سازه های سنگی، مطلب کوتاهی ارائه شود و امیدوار باشیم تا ایرادها و کمبودهای آن با نظر اهل فن، اصلاح و برطرف شود. از آنجا که سنگ های کلیست که گونه یی از سنگ های آهکی هستند، دارای درجه سختی 3 بوده و در نتیجه جزء سنگ های نرم دانسته شده و قابلیت پرداخت و صیقل کاری مطلوبی نیز دارند: تقریباً تمامی بناها، سنگ نگاره ها و سنگ نبشته های باستانی و دیگر آثار هنری با بهره گیری از همین سنگ ساخته شده اند. آثار باستانی تخت جمشید، پاسارگاد، شوش، بیستون و دیگر یادمان های سنگی هخامنشی نیز با همین گونه از سنگ های آهکی ساخته شده اند. مهم ترین عوامل تخریب و فرسایش سنگ و سازه های سنگی با تاکید بر سنگ های آهکی عبارتند از:

 دامنه تغییرات دمای محیط

        بر اثر دامنه زیاد تغییرات دمای روز و شب، به ویژه در نواحی خشک و بیابانی که اختلاف دما معمولاً به 30 درجه سانتیگراد، و بر اثر دامنه تغییرات دمای سالیانه به 60 درجه می رسد: سطح بیرونی اثر سنگی، نسبت به بخش های درونی آن دچار انبساط و انقباض بیشتری می شود که ترک خوردگی و سرعت بیشتر در متلاشی شدن سنگ را به همراه دارد. چنانچه اثر سنگی دارای بلورهای ناهمگرا باشد، موجب می شود تا ضریب انبساط خطی طولی و عرضی آن متفاوت باشد و روند تخریب را سرعت بخشد. ضریب انبساط خطی سنگ آهک بین 25 تا 55 در میلیون است )دکتر عبدالکریم قریب، شناخت سنگ ها، 1372، ص 295(.

        هر اندازه که از رطوبت هوا کاسته شود، موجب فعال شدن بیشتر شرایط آب و هوایی خشک و بیابانی، افزایش دامنه تغییرات دمای روزانه و سالانه و در نتیجه تخریب بیشتر سازه سنگی خواهد شد. عکس این روند نیز صادق است و افزایش رطوبت در منطقه، موجب کاهش دامنه تغییرات دما و پایداری بیشتر سازه های سنگی خواهد شد. از سوی دیگر، افزایش رطوبت هوا موجب گسترش پوشش گیاهی در منطقه خواهد شد که از شدت تغییرات دمایی خواهد کاست.

   بارش باران های رگباری و برف

     بارش باران های رگباری و برف می تواند دمای سطح سنگ را به ناگهان پایین آورده و موجب انقباض سریع و ترک خوردگی آن شود. نفوذ آب به درون ترک های پیشین، حفره یی را تشکیل می دهد که به مرور و با فرسایش بیشتر، به راه آبه یی بزرگ تبدیل می شود. نمونه هایی کوچک از این رخداد در بنای آرامگاه کوروش و نمونه یی بزرگ تر در سنگ نگاره داریوش بزرگ در بیستون دیده شده است.

       در فصل زمستان چنین واقعه یی اثر تخریبی شدیدتری به همراه دارد. آب بازمانده از بارش برف یا باران، بر بام یا بدنه و یا پایه های بنا برجای می ماند و چندین روز و شب متوالی به تناوب ذوب می شود و دگرباره یخ می بندد. از آنجا که حجم آب در هنگام یخ بستن حدود 10 درصد افزایش می یابد و فشاری بالغ بر 300 کیلوگرم بر سانتی متر مربع بر شکاف های پیرامون خود وارد می سازد، یکی از شدیدترین اثرات مخرب را برجای می گذارد. چاره پیشگیری از چنین پیشامدی، ایجاد موانعی به شکل سقف یا سطح شیبدار )با توجه به شکل بنا( است که به ویژه در آثار باستانی که از اهمیت بیشتری برخوردار هستند، ضروری است. هر چند که مجاورت سنگ آهکی با آب تاثیر مخرب شدیدی در کوتاه مدت به همراه ندارد، اما حرکت آب روانی که در تماس با سنگ است، می تواند به سرعت موجب فرسایش آن شود. نمونه یی که در راه آبه مجاور سنگ نگاره های ساسانی بیشاپور دیده شده است.

   تبلور نمک در درز سنگ ها

      یکی دیگر از عوامل تخریب سازه های سنگی، عبارت است از تبلور نمک هایی که در مناطق خشک با تابش آفتاب از درز سنگ ها به سطح بیرونی آن راه می یابند و با تولید فشار ناشی از تبلور، موجب خردشدن سنگ ها می شوند. افزایش رطوبت منطقه می تواند نقش بسزایی در کاهش تبلور نمک ها و پایداری بیشتر سازه سنگی به همراه داشته باشد.

رشد گیاهان بر بدنه سنگ ها

       رویش گیاهان و فرو رفتن ریشه های آن در درز سنگ ها، می تواند فشار فراوانی بر جوانب ترک خوردگی ها وارد سازد. این فشارها، حتی پس از خشکیدن گیاه نیز برجا می ماند و ریشه خشکیده آن با جذب آب ناشی از باران و تورم خود، تخریب سنگ را سرعت می بخشد. ریشه گیاهان، علاوه بر تاثیر مکانیکی، بر اثر ترشح اسیدهایی که از انتهای ریشه آن خارج می شود موجب تجزیه شیمیایی سنگ ها می شود. البته از آنجا که گلسنگ ها بدون ریشه هستند، چنین تاثیر مخربی به همراه ندارند، اما برخی از گونه های آن می تواند در درازمدت تاثیر نامطلوبی برجای بگذارد که هنوز در این زمینه پژوهش های کافی انجام نشده و گونه ها و تاثیرات مفید و مضر گلسنگ های اقلیمی ایران )که صدها نوع گوناگون هستند( ناشناخته مانده اند. برای نمونه از عامل تخریب گیاهی، می توان از رویش درخت انجیری بر بام آرامگاه کوروش یاد کرد که دست کم به مدت دویست سال ریشه های خود را در بنا فرو برده بود و در دهه 1330 خورشیدی به کوشش روانشاد استاد علی سامی زدوده شد.

   باران های اسیدی ناشی از سوخت های فسیلی

      سنگ های آهکی در برابر دود ناشی از احتراق سوخت های فسیلی کارخانجات و خودروها به شدت عاجز هستند. دی اکسید کربن پراکنده در جو می تواند پس از آمیختن با باران و تشکیل باران اسیدی، سبب فرسودگی سطح بیرونی سنگ ها شود. در اینجا چنانچه سطح سنگ به دلیل وجود نگاره یا کتیبه اهمیت فراوانی داشته باشد، چنین رویدادی می تواند به سرعت موجب تخریب اثر شود: واقعه یی که در بیستون به سبب وجود کارخانه قند و جاده اصلی کرمانشاه اتفاق افتاد و موجب تخریب وسیع کتیبه بیستون و ناخوانا شدن بسیاری از بخش های آن شد. این واقعه ممکن است بر اثر گازهای گوگرد و اسید سولفوریک متصاعد شده از کارخانه پتروشیمی مرودشت برای تخت جمشید و نقش رستم تکرار شود. با توجه به نکات بالا به نظر می آید آنچه برای حفاظت از بناها و آثار غیرمنقول سنگی ضروری تر است، جلوگیری از ریزش باران و نفوذ آب به درون سازه، و همچنین ممانعت از ایجاد و نزدیک شدن دود سوخت های فسیلی به سازه است.  از آنجا که سنگ های آهکی یا کربنات کلسیم در آب نامحلول هستند )جین ماری تیتونیکو، راهنمای آزمایشگاهی برای حفاظت گران بنا، ترجمه منیژه هادیان دهکردی، 1385، ص 139( و اصولاً خود در زیر دریا به وجود آمده اند، رطوبت هوا نه تنها اثری مخرب بر سازه سنگی ندارد، بلکه موجب معتدل شدن دما و کاسته شدن از دامنه تغییرات آن، رشد گیاهان در منطقه، جلوگیری از تبلور نمک و در نتیجه پایداری بیشتر بنا می شود. بدیهی است که در این گفتار، تخریب ها و فرسایش های میان مدت در نظر بوده است و نه فرسایش های بلند مدت چند صد هزار ساله که خارج از موضوع این گفتار است. همچنین فواید افزایش رطوبت در قیاس با شرایط آب و هوایی خشک در نظر بوده است و نه تاثیرات ناشی از آبگیری کردن یا نکردن سد سیوند. چرا که میزان رطوبت ناشی از دریاچه سد سیوند کمتر از آن است که تاثیری اقلیمی بر جای نهد.

  رضا مرادی غیاث آبادی