Μια τεχνική που ονομάζεται τομογραφία περιβαλλοντικού θορύβου επέτρεψε στους ερευνητές να δουν βαθιά κάτω από τον φλοιό της Τοσκάνης
Γνωρίζουμε ήδη τι βρίσκεται κάτω από τον ήλιο της Τοσκάνης. Τώρα μια τεχνική επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν βαθιά κάτω από τον φλοιό της Τοσκάνης.
Είναι εδώ και καιρό σαφές ότι η περιοχή Larderello της Ιταλίας τροφοδοτείται από άφθονη θερμότητα από το εσωτερικό της Γης.
Η περιοχή, που βρίσκεται στο κέντρο της Τοσκάνης, φιλοξενεί τον πρώτο γεωθερμικό σταθμό παραγωγής ενέργειας στον κόσμο και κάποτε είχε το παρατσούκλι «Κοιλάδα του Διαβόλου» λόγω των ατμίδων που διασκορπίζονται στο κυματιστό τοπίο.
Η πηγή όλης αυτής της θερμότητας δεν ήταν ποτέ ξεκάθαρη, επειδή η περιοχή έχει μικρή ηφαιστειακή δραστηριότητα.
Τώρα όμως, νέα έρευνα δείχνει την ύπαρξη ενός τεράστιου ταμιευτήρα μάγματος, με όγκο χιλιάδων κυβικών χιλιομέτρων, που κρύβεται κάτω από το Larderello.
Ο ταμιευτήρας ανακαλύφθηκε από τον γεωφυσικό του Πανεπιστημίου της Γενεύης Matteo Lupi και τους συνεργάτες του χρησιμοποιώντας μια σχετικά νέα τεχνική που ονομάζεται τομογραφία περιβαλλοντικού θορύβου (ANT).
Με την ANT, οι ερευνητές κοίταξαν βαθύτερα κάτω από τον φλοιό της περιοχής, εντοπίζοντας ανωμαλίες που υποδείκνυαν μεγάλες ποσότητες μάγματος.
Ο ταμιευτήρας βρίσκεται περίπου 10 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια και έχει διάμετρο περίπου 20 χιλιόμετρα, όπως ανέφεραν οι συγγραφείς σε εργασία που δημοσιεύθηκε στο Communications Earth and Environment.
Αυτές οι διαστάσεις καθιστούν τον ταμιευτήρα συγκρίσιμο σε μέγεθος με εκείνους που βρίσκονται κάτω από λεγόμενα υπερηφαίστεια όπως το Yellowstone και το Toba, αν και ο Lupi είπε ότι δεν υπάρχει εμφανής κίνδυνος έκρηξης στο άμεσο μέλλον.
«Δεν νομίζω ότι, σε ανθρώπινα χρονικά πλαίσια, πρέπει να αλλάξουμε τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε την περιοχή», είπε και συπλήρωσε «Ωστόσο, είναι όμορφο να σκεφτόμαστε ότι σε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, μπορεί να βρούμε ένα υπερηφαίστειο εκεί μέσα».
Αναζητώντας το μάγμα
Προηγούμενες μελέτες είχαν υποθέσει την ύπαρξη μεγάλων ποσοτήτων μάγματος κάπου κάτω από την Τοσκάνη, αλλά δεν είχαν δώσει οριστικά στοιχεία.
Ένα έργο γεώτρησης που ολοκληρώθηκε το 2018 αποκάλυψε απότομες αυξήσεις θερμοκρασίας αρκετά χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια. Άλλες μελέτες που χρησιμοποιούσαν σεισμικές δονήσεις για να συμπεράνουν τη δομή του φλοιού στην περιοχή υπέδειξαν την παρουσία μάγματος.
Ο Lupi, μαζί με συνεργάτες στην Ιταλία, εργάζεται για την επέκταση της χρήσης της ANT στην Τοσκάνη και αλλού, ώστε να δημιουργηθούν νέες και καλύτερες εικόνες των βαθιών δομών του υπεδάφους.
Η τεχνική χρησιμοποιεί ένα δίκτυο σεισμομέτρων για να καταγράφει επιφανειακά κύματα που διαπερνούν τη Γη και καταγράφουν έναν τύπο «υποβάθρου θορύβου» που δημιουργείται από τον άνεμο, τα κύματα των ωκεανών και άλλες λεπτές δυνάμεις.
Στη συνέχεια, στατιστικοί αλγόριθμοι βοηθούν τους επιστήμονες να εντοπίσουν τα σχετικά σεισμικά σήματα μέσα στον θόρυβο.
«Τα επιφανειακά κύματα είναι ευαίσθητα στις ιδιότητες διάτμησης των πετρωμάτων», είπε ο Brandon Schmandt, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο Rice που δεν συμμετείχε στην έρευνα.
«Αν θερμάνεις κάτι ή εισαγάγεις λίγο τήγμα, οι ιδιότητες διάτμησης εξασθενούν πολύ. Και έτσι είναι ένας καλός τρόπος να βρεθεί ένας μεγάλος ταμιευτήρας μάγματος [στον φλοιό της Γης]».
Χρησιμοποιώντας περισσότερα από 60 σεισμόμετρα διασκορπισμένα στην Τοσκάνη και σε νησιά ανοιχτά των ακτών, ο Lupi και η ομάδα του συνέδεσαν τα δεδομένα των επιφανειακών κυμάτων για να δημιουργήσουν έναν χάρτη σεισμικών ταχυτήτων κάτω από το Larderello.
Αυτός ο χάρτης δείχνει μια μεγάλη «μάζα» όπου τα σεισμικά σήματα κινούνται σημαντικά πιο αργά από ό,τι σε άλλες περιοχές. Αυτές οι ταχύτητες αντιστοιχούν σε σώμα μερικώς λιωμένου πετρώματος, είπε ο Lupi, το οποίο περιβάλλεται από μια περιοχή ελαφρώς πιο ψυχρού και πιο στερεού «κρυσταλλικού πολτού».
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο ταμιευτήρας έχει όγκο περίπου 5.000 κυβικών χιλιομέτρων, με το λιωμένο πέτρωμα να αποτελεί περίπου το 80% του εσωτερικού του και περίπου 20% την περιβάλλουσα κρυσταλλική περιοχή.
Ένα χαμένο υπερηφαίστειο;
Η ύπαρξη του ταμιευτήρα μάγματος δίνει μια εξήγηση για την άφθονη γεωθερμική δραστηριότητα στην περιοχή Larderello, ενώ ταυτόχρονα δημιουργεί ένα ακόμη ερώτημα.
Η ποσότητα μάγματος που ανακαλύφθηκε θα μπορούσε να τροφοδοτήσει μια τεράστια έκρηξη στο επίπεδο άλλων υπερηφαιστείων παγκοσμίως - όμως δεν υπάρχει υπερηφαίστειο στην Τοσκάνη.
Το γιατί η Τοσκάνη δεν διαθέτει καλδέρα παρόμοια με το Yellowstone στις Ηνωμένες Πολιτείες παραμένει ανοιχτό ερώτημα. Υπάρχουν αρκετές μη αμοιβαία αποκλειόμενες πιθανότητες για την έλλειψη εκρηκτικότητας, είπε ο Federico Farina, γεωλόγος και καθηγητής γεωχημείας στο Πανεπιστήμιο του Μιλάνου και επίσης συγγραφέας της μελέτης.
Το μάγμα κάτω από το Larderello μπορεί να είναι πιο «ξηρό» και επομένως λιγότερο εκρηκτικό, ή μπορεί να έχει παραχθεί και να έχει εισχωρήσει στον φλοιό πιο αργά. Επιπλέον, η δομή του φλοιού στην περιοχή μπορεί να έχει βοηθήσει να παγιδευτεί το μάγμα και να αποτρέψει την έξοδό του.
Ένα ακόμη στοιχείο για τη γεωλογική ιστορία της περιοχής προέρχεται από τη χρονολόγηση ζιρκονίων, μικρών κρυστάλλων που σχηματίζονται όταν το μάγμα ψύχεται και στερεοποιείται. Ο Farina έχει βρει ζιρκόνια διαφορετικών ηλικιών πολύ κοντά μεταξύ τους στο πετρώδες υπόστρωμα, κάτι που, όπως είπε, δείχνει ένα μακρόβιο σύστημα όπου το μάγμα μετακινείται μέσα από διαφορετικούς ταμιευτήρες καθώς ψύχεται.
Είπε επίσης ότι αυτά τα ζιρκόνια μπορεί να επιτρέψουν στους ερευνητές να μοντελοποιήσουν το μέγεθος του ταμιευτήρα και να κατανοήσουν καλύτερα τον ρυθμό και την ποσότητα συσσώρευσης μάγματος.
Περισσότερα να έρθουν
Η ανακάλυψη τόσο μεγάλων ποσοτήτων μάγματος κάτω από την Τοσκάνη είναι μια έκπληξη, αλλά ο Lupi θεωρεί ότι πιθανότατα δεν είναι η μόνη μεγάλη δεξαμενή μάγματος που κρύβεται κάτω από περιοχές με ήπια ηφαιστειακή δραστηριότητα.
Σημείωσε ότι η έρευνα που είχε κάνει στις Άνδεις πριν από περίπου δέκα χρόνια έδειξε επίσης, αν και όχι οριστικά, την ύπαρξη ενός μεγάλου κρυφού ταμιευτήρα μάγματος. Αυτή η εμπειρία ήταν, εν μέρει, που τον έπεισε να χρησιμοποιήσει τις δυνατότητες βαθιάς απεικόνισης της ANT και αλλού.
Ο Schmandt συμφώνησε ότι είναι πιθανό να υπάρχουν μεγάλα αποθέματα και σε άλλα σημεία, ακόμη και όταν δεν είναι ορατά στην επιφάνεια. «Αυτό δίνει ώθηση προς αυτή την κατεύθυνση, να ενθαρρύνει τους ανθρώπους να το δουν ως μαγματικό σύστημα και όχι απλώς να εστιάζουν στα ανοίγματα στην επιφάνεια», είπε.
Ο Lupi μπορεί να μην χρειαστεί να πάει μακριά για να ανακαλύψει την επόμενη τεράστια δεξαμενή λιωμένου πετρώματος. Είπε ότι τα δεδομένα του δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχει ακόμη ένας ταμιευτήρας θαμμένος κάτω από το κοντινό όρος Amiata, που είναι διπλάσιος από αυτόν κάτω από το Larderello.
Η περιοχή βρισκόταν ακριβώς στο όριο του δικτύου σεισμομέτρων, κάτι που σημαίνει ότι η ομάδα δεν μπόρεσε να τον αποτυπώσει πλήρως.
www.worldenergynews.gr
