Jak przypomnieli naukowcy z Uniwersytetu w Genewie, Park Narodowy Yellowstone w Stanach Zjednoczonych, jezioro Toba w Indonezji czy jezioro Taupo w Nowej Zelandii to znane obszary wulkaniczne skrywające pod swoją powierzchnią olbrzymie zbiorniki magmy o objętości sięgającej kilku tysięcy kilometrów sześciennych.

O obecności tych formacji świadczą sygnały widoczne na powierzchni, takie jak osady po erupcjach, kratery, deformacje gruntu czy emisje gazów.

Jednak przy braku takich oznak duże objętości magmy mogą pozostawać ukryte i niezauważone głęboko w skorupie ziemskiej - podkreślają eksperci. Tak było z rezerwuarem lawy o objętości ok. 6 tys. km sześc. mieszczącym się od 8 do 15 km pod powierzchnią Toskanii. Badacze tłumaczą, że teoretycznie magma ta mogłaby spowodować powstanie potężnego superwulkanu, ale obecnie nie stanowi żadnego zagrożenia.

- Wiedzieliśmy, że ten region rozciągający się z północy na południe przez Toskanię, jest aktywny geotermalnie, ale nie zdawaliśmy sobie sprawy, że zawiera tak dużą objętość magmy - porównywalną z systemami superwulkanicznymi, takimi jak Yellowstone - mówi prof. Matteo Lupi kierujący badaniem opisanym w magazynie „Communications Earth & Environment”.

Magmę wykryto za pomocą tomografii szumu sejsmicznego - techniki obrazowania wnętrza Ziemi szeroko stosowanej w sejsmologii. Podejście to umożliwia swoiste „prześwietlenie” skorupy ziemskiej 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 uzyskano trójwymiarowy obraz wewnętrznej struktury badanego obszaru.

Dokonanie to ma szerokie znaczenie wykraczające daleko poza badania wulkanów.

- 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 - wyjaśnia prof. Lupi.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/