Wiemy o wielu ogromnych zbiornikach magmy o objętości sięgającej kilku tysięcy kilometrów sześciennych. Skrywają się między innymi pod Parkiem Narodowym Yellowstone, jeziorem Toba w Indonezji czy jeziorem Taupo w Nowej Zelandii. O ich obecności świadczą sygnały widoczne na powierzchni, takie jak osady po erupcjach, kratery, deformacje gruntu czy emisje gazów.
Nie było go łatwo znaleźć
Nie wszystkie duże zbiorniki magmy dają jednak tak oczywiste "objawy", dlatego pozostają przed nami ukryte. Zespół naukowców pod przewodnictwem profesora Matteo Lupiego z Uniwersytetu w Genewie zlokalizował niedawno jeden z nich pod włoską Toskanią. Komora znajduje się w pobliżu regionów geotermalnych, takich jak Lardarello i Amiata, na głębokości 8-15 kilometrów. Ma objętość około sześciu tysięcy kilometrów sześciennych. Jak zauważył badacz, to bardzo dużo.
- Wiedzieliśmy, że ten obszar rozciągający się z północy na południe przez Toskanię jest aktywny geotermalnie - powiedział Lupi. - Nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego, że zawiera tak dużą objętość magmy, porównywalną z systemami superwulkanicznymi, takimi jak Yellowstone - powiedział Lupi. Temperatury we wspomnianym regionie mogą przekraczać 500 stopni Celsjusza na stosunkowo niewielkich głębokościach.
Badacze nie są pewni, dlaczego pomimo tak dużej ilości magmy w czasach nowożytnych w Toskanii nie doszło do żadnej większej erupcji - w przeciwieństwie do znajdującego się na południe regionu Lacjum ze stolicą w Rzymie. Naukowcy podejrzewają, że może mieć to związek z różnicą w budowie geochemicznej obu obszarów - we wspomnianym Lardarello dominuje magma peralimunowa o wysokiej lepkości, która hamuje erupcje. Z tego względu nie trzeba się obawiać powstania potężnego superwulkanu pod Toskanią.
Tomografia skorupy ziemskiej
W artykule opublikowanym w czasopiśmie "Communications Earth & Environment" naukowcy wyjaśnili, że do odkrycia zbiornika magmy pod Toskanią użyli tomografii szumu sejsmicznego. To technika obrazowania wnętrza Ziemi szeroko stosowana w sejsmologii. Pozwala "prześwietlić" skorupę ziemską dzięki wykorzystaniu naturalnych drgań środowiskowych wywoływanych przez fale oceaniczne, wiatr lub działalność człowieka. Gdy sygnały te rozchodzą się w podłożu, są rejestrowane przez rozmieszczone na powierzchni sejsmiczne czujniki wysokiej rozdzielczości. Jeśli fale sejsmiczne przemieszczają się z nietypowo małą prędkością, może to wskazywać na obecność stopionego materiału, takiego jak magma. W ten sposób badacze uzyskali trójwymiarowy obraz wewnętrznej struktury badanego obszaru.
Łatwiejsza lokalizacja cennych złóż
Odkrycie zespołu Lupiego jest cenne dla wulkanologów na całym świecie, ponieważ pokazuje, że duże systemy magmowe mogą istnieć głęboko pod ziemią, nie dając wyraźnych sygnałów na powierzchni. Naukowiec zaznaczył jednak, że wykracza ono poza badania aktywności wulkanicznej.
- Wyniki te są ważne zarówno dla badań podstawowych, jak i dla zastosowań praktycznych, takich jak lokalizowanie zbiorników geotermalnych czy złóż bogatych w lit i pierwiastki ziem rzadkich, wykorzystywane na przykład w bateriach do pojazdów elektrycznych. Oprócz dużego znaczenia naukowego badania te pokazują, że tomografia pozwalająca szybko i niskim kosztem badać wnętrze Ziemi może być użytecznym narzędziem transformacji energetycznej - wyjaśnił.
Źródło: PAP, Discover Magazine, Nature
Źródło zdjęcia głównego: ROBERT67/Shutterstock