Eskerrik asko Nature.com webgunea bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSSrako laguntza mugatua du. Esperientzia onena lortzeko, arakatzaile eguneratua erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desaktibatzea). Bitartean, laguntza jarraitua bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScriptik gabe erakutsiko dugu.
Napoliko portutik (Italia) hainbat kilometrora itsas hondoaren altxatze aktiboaren eta gas-isurien ebidentziaren berri ematen dugu. Zulo-markak, tumuluak eta kraterrak itsas hondoaren ezaugarriak dira. Formazio hauek lurrazal sakonera txikiko egituren gailurrak dira, besteak beste, gaur egun itsas hondoan eragina duten pagodak, failak eta tolesturak. Mantuaren urtzeen eta lurrazalaren arroken deskarbonizazio-erreakzioetan helioaren eta karbono dioxidoaren igoera, presioa eta askapena erregistratu zituzten. Gas hauek Ischia, Campi Flegre eta Soma-Vesuvio sistema hidrotermalak elikatzen dituztenen antzekoak dira ziurrenik, eta horrek iradokitzen du Napoliko golkoaren azpian lurrazal-fluidoekin nahastutako mantuaren iturri bat dagoela. Gas-igoera eta presio-prozesuak eragindako itsaspeko hedapenak eta hausturak 2-3 MPa-ko gainpresioa behar du. Itsas hondoaren altxatzeak, failak eta gas-isuriak astinaldi ez-bolkanikoen adierazpenak dira, eta itsas hondoaren erupzioak eta/edo leherketa hidrotermalak iragarri ditzakete.
Itsaso sakoneko hidrotermalen (ur beroa eta gasa) isurketak ozeano erdiko gandorretan eta plaka konbergenteen ertzetan (uharte-arkuen urpeko zatiak barne) ohikoak dira, eta gas hidratoen (klatratoen) isurketa hotzak, berriz, plataforma kontinentalen eta ertz pasiboen ezaugarri izaten dira1, 2,3,4,5. Kostaldeko eremuetan itsas hondoko hidrotermalen isurketak gertatzeak bero iturriak (magma biltegiak) dakartza lurrazal kontinentalean eta/edo mantuan. Isurketa hauek magmaren igoera baino lehenago gerta daitezke Lurraren lurrazalaren goiko geruzetan zehar, eta itsas mendi bolkanikoen erupzioa eta kokapenarekin amaitu daitezke6. Beraz, (a) itsas hondoaren deformazio aktiboarekin lotutako morfologiak eta (b) gas isurketak identifikatzea, hala nola Napoliko eskualde bolkanikoa (milioi bat biztanle inguru) Italiatik gertu, sumendi posibleak ebaluatzeko. Erupzio azalekoa. Gainera, itsaso sakoneko hidrotermalen edo hidrato gas isurketekin lotutako ezaugarri morfologikoak nahiko ezagunak diren arren beren propietate geologiko eta biologikoengatik, salbuespenak ur azalekoagoekin lotutako ezaugarri morfologikoak dira, In Lake-n gertatzen direnak izan ezik. 12, erregistro gutxi daude. Hemen, Napoliko Golkoan (Italia hegoaldea) gas-isuriek eragindako urpeko eskualde morfologiko eta estrukturalki konplexu baterako batimetria, sismika, ur-zutabe eta geokimika datu berriak aurkezten ditugu, Napoliko portutik 5 km-ra gutxi gorabehera. Datu hauek Urania R/V itsasontzian egindako SAFE_2014 (2014ko abuztua) itsas bidaian bildu ziren. Gas-isuriak gertatzen diren itsas hondoaren eta lurpeko egiturak deskribatzen eta interpretatzen ditugu, fluidoen aireztapen-iturriak ikertzen ditugu, gasaren igoera eta hari lotutako deformazioa erregulatzen duten mekanismoak identifikatzen eta karakterizatzen ditugu, eta bolkanologiaren eraginak eztabaidatzen ditugu.
Napoliko golkoak Plio-Kuaternarioko mendebaldeko ertza osatzen du, I-H luzanga depresio tektonikoa Campanian13,14,15. Ischiako EW (K.o. 150-1302 inguru), Campi Flegre kraterra (K.o. 300-1538 inguru) eta Soma-Vesuvio (<360-1944tik). Antolamenduak badia iparraldera mugatzen du (K.o.)15, hegoaldean Sorrentoko penintsularekin muga egiten duen bitartean (1a irudia). Napoliko golkoa nagusi diren I-H eta bigarren mailako I-H faila esanguratsuen eraginpean dago (1. irudia)14,15. Ischia, Campi Flegrei eta Somma-Vesuvio agerpen hidrotermalek, lurzoruaren deformazioak eta sismizitate txikiak ezaugarritzen dituzte16,17,18 (adibidez, 1982-1984an Campi Flegreiko gertaera turbulentoa, 1,8 m-ko altxamenduarekin eta milaka lurrikararekin). Azken ikerketek19,20 iradokitzen dute lotura egon daitekeela honako hauen artean: Soma-Vesuvioren eta Campi Flegreren dinamika, agian magma-biltegi "sakon" bakarrei lotuta. Campi Flegreiren azken 36 ka eta Somma Vesuvioren 18 ka-tan izandako jarduera bolkanikoak eta itsas mailaren oszilazioak Napoliko golkoaren sedimentazio-sistema kontrolatu zuten. Azken glaziar maximoan (18 ka) itsas maila baxuak itsasoaren sakonera txikiko sedimentazio-sistemaren atzerakada eragin zuen, eta ondoren Pleistozeno Berantiarreko-Holozenoko gertaera transgresiboek bete zuten. Itsaspeko gas-isuriak detektatu dira Ischia uhartearen inguruan, Campi Flegreren kostaldetik gertu eta Soma-Vesuvio mendiaren ondoan (1b irudia).
(a) Kontinente-plataformaren eta Napoliko golkoaren antolamendu morfologiko eta estrukturalak 15, 23, 24, 48. Puntuak itsaspeko erupzio-gune nagusiak dira; lerro gorriek faila nagusiak. (b) Napoliko badiaren batimetria, detektatutako fluido-iturriekin (puntuak) eta lerro sismikoen arrastoekin (lerro beltzak). Lerro horiak 6. irudian adierazitako L1 eta L2 lerro sismikoen ibilbideak dira. Banco della Montagna (BdM) kupula itxurako egituren mugak (a,b) lerro urdin etenekin markatuta daude. Karratu horiek ur-zutabe akustikoaren profilen kokapenak markatzen dituzte, eta CTD-EMBlank, CTD-EM50 eta ROV markoak 5. irudian adierazten dira. Zirkulu horiak laginketa-gasaren isurketaren kokapena markatzen du, eta haren konposizioa S1 taulan ageri da. Golden Software-k (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) Surfer® 13-k sortutako grafikoak erabiltzen ditu.
SAFE_2014 (2014ko abuztua) itsas bidaian lortutako datuetan oinarrituta (ikus Metodoak), Napoliko Golkoaren Lurralde Eredu Digital (DTM) berri bat eraiki da, 1 m-ko bereizmenarekin. DTM-k erakusten du Napoliko Portuaren hegoaldeko itsas hondoa hegoalderantz begira dagoen gainazal leun batek (malda ≤3°) ezaugarritzen duela, 5,0 × 5,3 km-ko kupula itxurako egitura batek eteten duena, tokian tokiko Banco della Montagna (BdM) bezala ezagutzen dena. Irudia: 1a,b).BdM 100 eta 170 metro arteko sakoneran garatzen da, inguruko itsas hondotik 15 eta 20 metrora.BdM kupulak tumulu itxurako morfologia erakutsi zuen, 280 tumulu azpizirkular eta obalatuengatik (2a irudia), 665 kono eta 30 zulo (3. eta 4. irudiak). Tumuluak 22 m-ko altuera eta 1.800 m-ko zirkunferentzia maximoak ditu, hurrenez hurren. Tumuluen zirkulartasuna [C = 4π(azalera/perimetro2)] gutxitu egin zen perimetroa handitu ahala (2b irudia).Tumuluen ardatz-erlazioak 1 eta 6,5 ​​artekoak ziren, 2 baino gehiagoko ardatz-erlazioa zuten tumuluek N45°E + 15° norabide hobetsia eta N105°Etik N145°Erako bigarren mailako norabide sakabanatuagoa erakutsiz (2c irudia). Kono bakunak edo lerrokatuak daude BdM planoan eta tumuluaren gainean (3a,b irudia). Konoen antolamenduek kokatzen diren tumuluen antolamendua jarraitzen dute. Marka txikiak itsas hondo lauan kokatzen dira normalean (3c irudia) eta noizean behin tumuluetan ere. Konoen eta marka txikien dentsitate espazialak erakusten du NE-SW lerrokadura nagusiak mugatzen dituela BdM kupularen ipar-ekialdeko eta hego-mendebaldeko mugak (4a,b irudia); Ipar-ekialdeko eta hegoaldeko ibilbide ez hain hedatua BdM eskualde zentralean dago.
(a) Banco della Montagna-ko (BdM) kupularen lur-eredu digitala (1 m-ko gelaxka-tamaina).(b) BdM tumuluen perimetroa eta biribiltasuna.(c) Tumulua inguratzen duen elipse egokienaren ardatz nagusiaren ardatz-erlazioa eta angelua (orientazioa). Lur-eredu digitalaren errore estandarra 0,004 m da; perimetroaren eta biribiltasunaren errore estandarrak 4,83 m eta 0,01 dira, hurrenez hurren, eta ardatz-erlazioaren eta angeluaren errore estandarrak 0,04 eta 3,34° dira, hurrenez hurren.
BdM eskualdean identifikatutako kono, krater, tumulu eta zuloen xehetasunak, 2. irudiko DTMtik aterata.
(a) Lerrokatze-konoak itsas hondo lauan; (b) konoak eta kraterrak Ipar-mendebaldetik hego-ekialderako muino meheetan; (c) gainazal apur bat hondoratu batean dauden zirrikitu-markak.
(a) Detektatutako kraterren, zuloen eta gas aktiboen isurketen banaketa espaziala. (b) (a)-n jakinarazitako kraterren eta zuloen dentsitate espaziala (kopurua/0,2 km2).
BdM eskualdean 37 gas-isuri identifikatu genituen ROV ur-zutabearen oihartzun-sondagailuaren irudietatik eta 2014ko abuztuan SAFE_2014 itsas bidaian hartutako itsas hondoaren behaketa zuzenetatik (4. eta 5. irudiak). Isuri horien anomalia akustikoek itsas hondotik igotzen diren forma luzanga bertikalak erakusten dituzte, 12 eta 70 m arteko altueran (5a irudia). Leku batzuetan, anomalia akustikoek ia etengabeko "trena" osatzen zuten. Behatutako burbuila-lumak oso desberdinak dira: burbuila-fluxu trinko eta jarraituetatik hasi eta fenomeno laburretaraino (1. film osagarria). ROV ikuskapenak itsas hondoko fluidoen tximiniak agertzea bisualki egiaztatzea ahalbidetzen du eta itsas hondoan marka txikiak nabarmentzen ditu, batzuetan sedimentu gorri edo laranjaz inguratuta (5b irudia). Kasu batzuetan, ROV kanalek isuriak berraktibatzen dituzte. Tximiniaren morfologiak irekidura zirkular bat erakusten du goialdean, ur-zutabean distirarik gabe. Isurketa-puntuaren gainetik dagoen ur-zutabeko pH-ak jaitsiera nabarmena erakutsi zuen, tokiko baldintza azidoagoak adieraziz (5c eta d irudiak). Bereziki, BdM gas-isurketaren gainetik dagoen pH-ak... 75 m-ko sakonera 8,4tik (70 m-ko sakoneran) 7,8ra jaitsi zen (75 m-ko sakoneran) (5c irudia), Napoliko golkoko beste gune batzuek 0 eta 160 m arteko pH balioak zituzten bitartean, 8,3 eta 8,5 arteko sakonera-tartean (5d irudia). Itsasoko uraren tenperaturan eta gazitasunean aldaketa esanguratsuak ez ziren egon Napoliko golkoko BdM eremuaren barruan eta kanpoan dauden bi gunetan. 70 m-ko sakoneran, tenperatura 15 °C-koa da eta gazitasuna 38 PSU ingurukoa (5c eta d irudiak). pH-aren, tenperaturaren eta gazitasunaren neurketek adierazi zuten: a) BdM desgasifikazio-prozesuarekin lotutako fluido azidoen parte-hartzea eta b) fluido termikoen eta gatzunen isurketa eza edo oso motela.
(a) Ur-zutabearen profil akustikoaren eskuratze-leihoa (Simrad EK60 ekometroa). Banda berde bertikala, BdM eskualdean kokatutako EM50 fluido-isurian (itsasoaren mailatik 75 m azpitik gutxi gorabehera) detektatutako gas-zumardiari dagokiona; hondoko eta itsas hondoko seinale multiplexak ere erakusten dira (b) BdM eskualdean urrutiko aginte bidezko ibilgailu batekin bilduta. Argazki bakarrak krater txiki bat erakusten du (zirkulu beltza), sedimentu gorritik laranjara bitartekoz inguratuta. (c,d) Parametro anitzeko zunda CTD datuak SBED-Win32 softwarea erabiliz prozesatu dira (Seasave, 7.23.2 bertsioa). EM50 fluido-isuriaren gaineko ur-zutabearen (c panela) eta Bdm isuri-eremuaren panelaren kanpoaldean (d) hautatutako parametroen ereduak (gazitasuna, tenperatura, pHa eta oxigenoa).
2014ko abuztuaren 22tik 28ra bitartean hiru gas lagin bildu genituen ikerketa eremuan. Lagin hauek antzeko konposizioak erakutsi zituzten, CO2 (934-945 mmol/mol) nagusi zelarik, ondoren N2 (37-43 mmol/mol), CH4 (16-24 mmol/mol) eta H2S (0,10 mmol/mol) -0,44 mmol/mol kontzentrazio garrantzitsuak zetozelarik, H2 eta He gutxiago ugariak ziren bitartean (<0,052 eta <0,016 mmol/mol, hurrenez hurren) (1b irudia; S1 taula, 2. film osagarria). O2 eta Ar kontzentrazio nahiko altuak ere neurtu ziren (3,2 eta 0,18 mmol/mol arte, hurrenez hurren). Hidrokarburo arinen batura 0,24 eta 0,30 mmol/mol artekoa da eta C2-C4 alkanoz, aromatikoz (batez ere bentzenoaz), propenoaz eta sufrea duten konposatuz (tiofenoaz) osatuta dago. 40Ar/36Ar balioa airearekin bat dator (295.5), nahiz eta EM35 laginak (BdM kupula) 304 balioa izan, 40Ar-ren gehiegizko apur bat erakutsiz. δ15N erlazioa airearena baino handiagoa izan zen (+% 1.98 arte Airearen aldean), δ13C-CO2 balioak -0.93tik % 0.44ra bitartekoak izan ziren V-PDB-ren aldean. R/Ra balioak (4He/20Ne erlazioa erabiliz airearen kutsadura zuzendu ondoren) 1.66 eta 1.94 artean egon ziren, mantuko He zati handi baten presentzia adieraziz. Helio isotopoa CO2-rekin eta bere 22 isotopo egonkorrarekin konbinatuz, BdM-ko isurien iturria gehiago argitu daiteke. CO2/3He-ren eta δ13C-ren arteko CO2 mapan (6. irudia), BdM gasaren konposizioa Ischia, Campi Flegrei eta Somma-Vesuvius fumarolen konposizioarekin alderatzen da. 6. irudiak BdM gasaren ekoizpenean parte hartu dezaketen hiru karbono iturri desberdinen arteko nahasketa-lerro teorikoak ere erakusten ditu: mantutik eratorritako urtutako material disolbatuak, sedimentu organiko aberatsak eta karbonatoak. BdM laginak hiru Campania sumendiek irudikatutako nahasketa-lerroan daude, hau da, mantuko gasen (karbono dioxidoan apur bat aberastuta daudela suposatzen da datuak doitzeko, MORB klasikoekin alderatuta) eta lurrazalaren deskarbonizazioak eragindako erreakzioen arteko nahasketa. Sortzen den gas-arroka.
Mantuaren konposizioaren eta kareharrizko eta sedimentu organikoen amaierako kideen arteko lerro hibridoak jakinarazi dira konparaziorako. Laukiek Ischia, Campi Flegrei eta Somma-Vesvius 59, 60, 61-eko fumarola eremuak adierazten dituzte. BdM lagina Campania sumendiaren joera mistoan dago. Lerro mistoaren amaierako kideko gasa mantuaren iturria da, hau da, karbonato mineralen deskarbonizazio erreakzioak sortutako gasa.
L1 eta L2 sekzio sismikoek (1b eta 7. irudiak) BdM eta Somma-Vesuvio (L1, 7a irudia) eta Campi Flegrei (L2, 7b irudia) eskualde bolkanikoen estratigrafia-sekuentzia distalen arteko trantsizioa erakusten dute. BdM bi formazio sismiko nagusiren presentziak ezaugarritzen du (MS eta PS, 7. irudian). Goikoenak (MS) anplitude handiko eta ertaineko eta jarraitutasun laterala duten islatzaile subparaleloak erakusten ditu (7b eta c irudiak). Geruza honek Azken Glaziar Maximoaren (LGM) sistemak arrastatutako itsas sedimentuak ditu eta hareaz eta buztinez osatuta dago23. Azpiko PS geruza (7b-d irudiak) zutabe edo harea-erloju formako fase kaotiko eta garden batek ezaugarritzen du. PS sedimentuen goialdean itsas hondoko tumuluak sortu ziren (7d irudia). Diapiro itxurako geometria hauek PS material gardenaren sartzea erakusten dute goiko MS gordailuetan. Altxatzea da MS geruzan eragina duten tolestura eta failen eraketaren erantzule. eta BdM itsas hondoko egungo sedimentuen gainean (7b-d irudia). MS estratigrafiko tartea argi eta garbi delaminatuta dago L1 sekzioaren ENE zatian, BdMrantz zuritzen den bitartean MS sekuentziaren barne-maila batzuek estalitako gasez asetutako geruza (GSL) baten presentziagatik (7a irudia). Geruza sismiko gardenari dagokion BdM-ren goialdean bildutako grabitate-nukleoek adierazten dute goiko 40 cm-ak duela gutxi metatutako hareaz osatuta daudela; )24,25 eta Campi Flegrei-ko “Napoliko Toba Horia” (14,8 ka) erupzio lehergarriko ponka zatiak26. PS geruzaren fase gardena ezin da azaldu nahasketa kaotikoen prozesuen bidez bakarrik, Napoliko golkoan BdM-tik kanpo aurkitzen diren luiziekin, lokatz-fluxuekin eta fluxu piroklastikoekin lotutako geruza kaotikoak akustikoki opakoak baitira21,23,24. Ondorioztatzen dugu behatutako BdM PS fazie sismikoek eta itsaspeko azaleratze-PS geruzaren itxurak (7d irudia) gas naturalaren igoera islatzen dutela.
(a) L1 profil sismiko bakarreko ibilbidea (1b irudiko nabigazio-traza), espazio-antolamendu zutabedun (pagoda) bat erakusten duena. Pagoda ponka eta hareazko metaketa kaotikoz osatuta dago. Pagoda azpian dagoen gas-asetutako geruzak formazio sakonagoen jarraitutasuna kentzen du. (b) L2 profil sismiko bakarreko kanala (1b irudiko nabigazio-traza), itsas hondoko tumuluen, itsas (MS) eta ponka hareazko metaketen (PS) ebakidura eta deformazioa nabarmentzen dituena. (c) MS eta PS-ko deformazio-xehetasunak (c,d)-n agertzen dira. Sedimentu gorenean 1580 m/s-ko abiadura suposatuz, 100 ms-k 80 m inguru adierazten ditu eskala bertikalean.
BdM-ren ezaugarri morfologiko eta estrukturalak antzekoak dira mundu osoko beste urpeko eremu hidrotermal eta gas hidratoen eremuekin2,12,27,28,29,30,31,32,33,34 eta askotan altxamenduekin (gangak eta tumuluak) eta gas isurketarekin (konoak, zuloak) lotuta daude. BdM-rekin lerrokatutako kono eta zuloek eta tumulu luzangek egituraz kontrolatutako iragazkortasuna adierazten dute (2. eta 3. irudiak). Tumuluen, zuloen eta tximinia aktiboen antolamendu espazialak iradokitzen du haien banaketa neurri batean I-SE eta I-SW inpaktu hausturek kontrolatzen dutela (4b irudia). Hauek dira Campi Flegrei eta Somma-Vesuvio sumendi-eremuei eta Napoliko golkoari eragiten dieten faila-sistemen norabide hobetsiak. Bereziki, lehenengoaren egiturak Campi Flegrei kraterraren isurketa hidrotermalaren kokapena kontrolatzen du35. Beraz, ondorioztatzen dugu Napoliko golkoko failak eta hausturak direla gasa gainazalerako migraziorako bide hobetsia, beste eremu hidrotermal estruktural kontrolatu batzuek partekatzen duten ezaugarri bat. sistemak36,37. Azpimarratzekoa da BdM konoak eta zuloak ez zeudela beti tumuluekin lotuta (3a,c irudia). Horrek iradokitzen du tumulu hauek ez direla zertan zuloen eraketaren aitzindariak izan, beste egile batzuek gas hidratoen zonen kasuan iradoki duten bezala32,33. Gure ondorioek itsas hondoko sedimentuen hausturak ez duela beti zuloen eraketa eragiten dioen hipotesia babesten dute.
Bildutako hiru gas-isuriek fluido hidrotermalen sinadura kimiko tipikoak erakusten dituzte, batez ere CO2, gas erreduzitzaileen (H2S, CH4 eta H2) eta hidrokarburo arinen (batez ere bentzenoa eta propilenoa) kontzentrazio esanguratsuekin38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 (S1 taula). Itsaspeko isurietan egotea espero ez den gas atmosferikoen presentzia (O2 bezalakoa) itsasoko uretan disolbatutako airearen kutsaduraren ondorio izan daiteke, laginketa egiteko erabiltzen diren plastikozko kaxetan gordetako gasekin kontaktuan jartzen denean, ROVak ozeano hondotik itsasora ateratzen baitira erreboltatzera. Alderantziz, δ15N balio positiboek eta N2/Ar altu batek (480 arte) ASW (airez saturatutako ura) baino nabarmen handiagoak iradokitzen dute N2 gehiena iturri estra-atmosferikoetatik sortzen dela, gas horien jatorri hidrotermal nagusiarekin bat etorriz. BdM gasaren jatorri hidrotermal-bolkanikoa CO2 eta He edukiek eta haien sinadura isotopikoek berresten dute. Karbonoa isotopoak (δ13C-CO2 -0,93%-tik +0,4%-ra) eta CO2/3He balioek (1,7 × 1010-tik 4,1 × 1010-ra) iradokitzen dute BdM laginak Napoliko golkoaren mantuaren muturreko kideen inguruko fumarola mistoen joera bati dagozkiola eta erreakzioak sortutako gasen arteko erlazioa (6. irudia). Zehatzago esanda, BdM gas laginak nahasketa joeran daude, ondoko Campi Flegrei eta Somma-Veusivus sumendietako fluidoen kokapen berean gutxi gorabehera. Lurrazalekoak dira Ischia fumarolak baino, mantuaren amaieratik gertuago daudenak. Somma-Vesuvius eta Campi Flegreik 3He/4He balio altuagoak dituzte (R/Ra 2,6 eta 2,9 artean) BdM baino (R/Ra 1,66 eta 1,96 artean; S1 taula). Horrek iradokitzen du He erradiogenikoaren gehikuntza eta metaketa leku beretik sortu zirela. Somma-Vesuvius eta Campi Flegrei sumendiak elikatzen zituen magma iturria. BdM isurietan detektagarri diren karbono organikoaren frakziorik ez egoteak iradokitzen du sedimentu organikoak ez daudela BdM desgasifikatzeko prozesuan parte hartzen.
Goian jakinarazitako datuetan eta itsaspeko gas ugariko eskualdeekin lotutako kupula itxurako egituren eredu esperimentalen emaitzetan oinarrituta, gasaren presio sakona izan daiteke kilometro-eskalako BdM kupulen eraketaren erantzule. BdM gangara eramaten duen Pdef gainpresioa kalkulatzeko, plaka meheen mekanika eredu bat aplikatu genuen33,34, bildutako datu morfologiko eta sismikoetatik abiatuta, BdM ganga deformatutako gordailu biskoso bigun bat baino a erradio handiagoa duen xafla azpizirkular bat dela suposatuz. Desplazamendu bertikal maximoa w eta lodiera h (S1 irudi osagarria).Pdef presio totalaren eta arrokaren presio estatikoaren arteko aldea gehi ur-zutabearen presioa da.BdM-n, erradioa 2.500 m ingurukoa da, w 20 m da eta profil sismikotik kalkulatutako h maximoa 100 m ingurukoa da.Pdef 46Pdef = w 64 D/a4 erlaziotik kalkulatzen dugu, non D flexio-zurruntasuna den; D (E h3)/[12(1 – ν2)] bidez ematen da, non E gordailuaren Young-en modulua den, ν Poisson-en erlazioa (~0.5)33. BdM sedimentuen propietate mekanikoak ezin direnez neurtu, E = 140 kPa ezarri dugu, hau da, kostaldeko sedimentu hareatsuetarako balio arrazoizkoa 47 BdM-ren antzekoa14,24. Ez ditugu kontuan hartzen literaturan buztin limotsuzko gordailuetarako jakinarazitako E balio altuagoak (300 < E < 350.000 kPa)33,34, BDM gordailuak batez ere hareaz osatuta baitaude, ez limoz edo buztin limotsuz24. Pdef = 0.3 Pa lortzen dugu, eta hori bat dator gas hidratoen arro inguruneetan itsas hondoaren altxatze prozesuen estimazioekin, non Pdef 10-2 eta 103 Pa artekoa den, balio txikiagoek w/a baxua eta/edo zer adierazten baitute. BdM-n, zurruntasuna murriztea sedimentuaren tokiko gas saturazioaren ondorioz eta/edo agerpenaren ondorioz... Aurretik dauden hausturek ere haustura eta ondoriozko gas askapena eragin dezakete, behatutako aireztapen egituren eraketa ahalbidetuz. Bildutako islatutako sismiko profilek (7. irudia) adierazi zuten PS sedimentuak GSLtik altxatu zirela, gaineko MS itsas sedimentuak gora bultzatuz, eta ondorioz, tumuluak, tolesturak, failak eta sedimentu ebakiak sortu ziren (7b,c irudiak). Horrek iradokitzen du 14,8 eta 12 ka arteko ponka zaharra MS geruza gazteagoan sartu dela goranzko gas garraio prozesu baten bidez. BdM egituraren ezaugarri morfologikoak GSLk sortutako fluidoen isurketak sortutako gainpresioaren ondorioz ikus daitezke. Itsas hondotik 170 m bsl48 baino gehiagoko isurketa aktiboa ikus daitekeenez, GSL barruko fluidoen gainpresioa 1.700 kPa baino handiagoa dela suposatzen dugu. Sedimentuetako gasen goranzko migrazioak MSn zegoen materiala igurtzi izanaren eragina ere izan zuen, eta horrek azaltzen du BdM25-en laginatutako grabitate nukleoetan sedimentu kaotikoen presentzia. Gainera, GSL-k haustura-sistema konplexu bat sortzen du (7b irudiko faila poligonala). Oro har, morfologia, egitura eta estratigrafia-finkamendu hau, "pagoda"49,50 bezala ezagutzen direnak, hasieran glaziar formazio zaharren bigarren mailako efektuei egotzi zitzaizkien, eta gaur egun gasaren igoeraren31,33 edo lurrunketaren50 efektu gisa interpretatzen dira. Campaniako kontinente-ertzean, lurrunketa-sedimentuak urriak dira, gutxienez lurrazalaren goiko 3 km-etan. Beraz, BdM pagoden hazkuntza-mekanismoa sedimentuetan dagoen gasaren igoerak kontrolatzen du ziurrenik. Ondorio hau pagodaren fazies sismiko gardenek (7. irudia) babesten dute, baita aurretik jakinarazitako grabitate-nukleoen datuek ere24, non gaur egungo harea 'Pomici Principali'25 eta 'Napoliko Toba Horia'26 Campi Flegrei-rekin lehertzen den. Gainera, PS gordailuek goiko MS geruza inbaditu eta deformatu zuten (7d irudia). Egitura-antolamendu honek iradokitzen du pagoda egitura altxagarri bat dela eta ez soilik... gasbide bat. Beraz, bi prozesu nagusik gobernatzen dute pagodaren eraketa: a) sedimentu bigunaren dentsitatea gutxitzen da gasa behetik sartzen den heinean; b) gas-sedimentu nahasketa igotzen da, eta hori da behatutako tolestura, faila eta haustura eragiten dituen MS gordailuak (7. irudia). Antzeko eraketa-mekanismo bat proposatu da Hego Eskozia itsasoan (Antartika) gas hidratoekin lotutako pagodentzat. BdM pagodak taldeka agertu ziren mendiguneetan, eta haien batez besteko hedadura bertikala 70-100 m-koa zen bi noranzkoko bidaia-denboran (TWTT) (7a irudia). MS uhinen presentzia dela eta eta BdM grabitate-nukleoaren estratigrafia kontuan hartuta, pagoda-egituren eraketa-adina 14-12 ka baino txikiagoa dela ondorioztatzen dugu. Gainera, egitura hauen hazkundea oraindik aktibo dago (7d irudia), pagoda batzuek egungo BdM harea inbaditu eta deformatu baitute (7d irudia).
Pagodak egungo itsas hondoa zeharkatzeko porrotak adierazten du (a) gasaren igoerak eta/edo gas-sedimentu nahasketaren tokiko etenaldiak, eta/edo (b) gas-sedimentu nahasketaren alboko fluxu posibleak ez duela gainpresio lokalizatuko prozesurik ahalbidetzen. Diapiroaren teoriaren ereduaren arabera52, alboko fluxuak oreka negatiboa erakusten du behetik datorren lokatz-gas nahasketaren hornidura-tasaren eta pagodak gora mugitzen duen abiaduraren artean. Hornidura-tasaren murrizketa gas-hornidura desagertzeagatik nahastearen dentsitatearen igoerarekin erlazionatuta egon daiteke. Goian laburbildutako emaitzek eta pagodak flotagarritasunaren bidez kontrolatutako igoerak aire-zutabearen altuera hg kalkulatzeko aukera ematen digute. Flotagarritasuna ΔP = hgg (ρw – ρg) ekuazioak ematen du, non g grabitatea den (9,8 m/s2) eta ρw eta ρg uraren eta gasaren dentsitateak diren, hurrenez hurren. ΔP aurretik kalkulatutako Pdef-aren eta sedimentu-plakaren Plith presio litostatikoaren batura da, hau da, ρsg h, non ρs sedimentuen dentsitatea den. Kasu honetan, nahi den flotagarritasunerako behar den hg balioa hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw – ρg)] ekuazioak ematen du. BdM-n, Pdef = 0,3 Pa eta h = 100 m ezartzen ditugu (ikus goian), ρw = 1.030 kg/m3, ρs = 2.500 kg/m3, ρg hutsala da, ρw ≫ρg delako. hg = 245 m lortzen dugu, GSL-ren hondoaren sakonera adierazten duen balioa. ΔP 2,4 MPa da, hau da, BdM itsas hondoa hausteko eta tximiniak sortzeko behar den gainpresioa.
BdM gasaren konposizioa lurrazaleko arroken deskarbonizazio-erreakzioekin lotutako fluidoen gehikuntzak aldatutako mantuko iturriekin bat dator (6. irudia). BdM kupulen eta Ischia, Campi Flegre eta Soma-Vesuvius bezalako sumendi aktiboen EW lerrokadura gutxi gorabeherakoek, igorritako gasen konposizioarekin batera, iradokitzen dute Napoliko eskualde bolkaniko osoaren azpiko mantutik igorritako gasak nahasiak direla. Lurrazaleko fluido gero eta gehiago mugitzen dira mendebaldetik (Ischia) ekialdera (Somma-Vesuvius) (1b eta 6. irudiak).
Napoliko badian, Napoliko portutik kilometro gutxira, 25 km2 zabaleko kupula itxurako egitura bat dagoela ondorioztatu dugu, gasifikazio prozesu aktibo batek eragiten duena eta pagoden eta tumuluen kokapenak eragiten duena. Gaur egun, BdM sinadurek iradokitzen dute turbulentzia ez-magmatikoa53 enbrioi-bolkanismoaren aurrekoa izan daitekeela, hau da, magma eta/edo fluido termikoen isurketa goiztiarra. Jarraipen-jarduerak gauzatu beharko lirateke fenomenoen bilakaera aztertzeko eta asaldura magmatiko potentzialen adierazgarri diren seinale geokimiko eta geofisikoak detektatzeko.
Ur-zutabearen profil akustikoak (2D) R/V Urania (CNR) itsasontzian egindako SAFE_2014 (2014ko abuztua) itsas bidaian eskuratu ziren Kostaldeko Itsas Ingurunearen Ikerketa Kontseilu Nazionalaren Institutuak (IAMC). Laginketa akustikoa Simrad EK60 oihartzun-sonda zientifiko batekin egin zen, 38 kHz-tan funtzionatzen zuena. Datu akustikoak 4 km-ko batez besteko abiaduran grabatu ziren. Bildutako oihartzun-sondagailuaren irudiak erabili ziren fluidoen isurketak identifikatzeko eta bilketa-eremuan (74 eta 180 m itsas mailaren artean) haien kokapena zehaztasunez definitzeko. Ur-zutabeko parametro fisiko eta kimikoak neurtu ziren zunda multiparametrodunak erabiliz (eroankortasuna, tenperatura eta sakonera, CTD). Datuak CTD 911 zunda bat (SeaBird, Electronics Inc.) erabiliz bildu ziren eta SBED-Win32 softwarea (Seasave, 7.23.2 bertsioa) erabiliz prozesatu ziren. Itsas hondoaren ikuskapen bisuala egin zen "Pollux III" (GEItaliana) ROV gailu bat (urrunetik gidatzen den ibilgailua) erabiliz, bi... (bereizmen baxuko eta handiko) kamerak.
Datuen eskurapena 100 KHz-ko Simrad EM710 izpi anitzeko sonar sistema bat (Kongsberg) erabiliz egin zen. Sistema kokapen global diferentzial sistema bati lotuta dago izpiaren kokapenean errore submetrikoak bermatzeko. Pultsu akustikoak 100 KHz-ko maiztasuna du, 150° graduko jaurtiketa pultsua eta 400 izpiko irekiera osoa. Soinuaren abiadura profilak neurtu eta aplikatu denbora errealean eskurapenean zehar. Datuak PDS2000 softwarea (Reson-Thales) erabiliz prozesatu ziren, Nazioarteko Erakunde Hidrografikoaren estandarraren arabera (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) nabigazio eta mareen zuzenketarako. Tresnen ustekabeko punten eta kalitate txarreko izpien bazterketaren ondoriozko zarata murriztea banda editatzeko eta puntak kentzeko tresnekin egin zen. Soinuaren abiaduraren detekzio jarraitua izpi anitzeko transduktorearen ondoan dagoen gila estazio batek egiten du eta denbora errealeko soinuaren abiadura profilak eskuratzen eta aplikatzen ditu ur-zutabean 6-8 orduro, izpiaren norabide egokia lortzeko denbora errealeko soinuaren abiadura emateko. Datu multzo osoa... Gutxi gorabehera 440 km2-ko azalera du (0-1200 m sakonera). Datuak erabili ziren bereizmen handiko lur-eredu digital bat (DTM) emateko, 1 m-ko sareta-zelula tamainaz ezaugarritua. Azken DTM (1a irudia) Italiako Institutu Geomilitarrak 20 m-ko sareta-zelula tamainan eskuratutako lur-datuekin egin zen (itsasoaren mailatik >0 m).
2007an eta 2014an ozeanoko bidaia seguruetan bildutako 55 kilometroko bereizmen handiko kanal bakarreko datu sismikoen profil batek 113 kilometro koadro inguruko azalera estali zuen, biak Urania itsasontzian. Marisk profilak (adibidez, L1 profil sismikoa, 1b irudia) IKB-Seistec boomer sistema erabiliz lortu ziren. Eskuratze unitatea 2,5 m-ko katamaran batez osatuta dago, eta bertan iturria eta hartzailea daude. Iturburuaren sinadura gailur positibo bakar batez osatuta dago, 1-10 kHz maiztasun-tartean ezaugarritzen dena eta 25 cm-ko tartean dauden islatzaileak bereizteko aukera ematen duena. Profil sismiko seguruak Geotrace softwarearekin (Geo Marine Survey System) interfazatutako 1,4 Kj-ko Geospark iturri sismiko anitzeko bat erabiliz eskuratu ziren. Sistemak itsas hondoaren azpian sedimentu bigunetan 400 milisegundo arte sartzen den 1-6,02 KHz-ko iturri bat duen katamaran batez osatuta dago, 30 cm-ko bereizmen bertikal teorikoarekin. Bai Safe bai Marsik gailuak lortu ziren... 0,33 jaurtiketa/seg-ko abiadurarekin, ontziaren abiadura <3 Kn-rekin. Datuak Geosuite Allworks softwarea erabiliz prozesatu eta aurkeztu ziren, honako lan-fluxu honekin: dilatazio-zuzenketa, ur-zutabearen isilaraztea, 2-6 KHz-ko banda-paseko IIR iragazketa eta AGC.
Urpeko fumarolatik ateratako gasa itsas hondoan bildu zen, goiko aldean gomazko diafragma bat zuen plastikozko kaxa bat erabiliz, ROVak aireztapen-hodiaren gainean jarrita. Kaxan sartzen diren aire-burbuilek itsasoko ura guztiz ordezkatu ondoren, ROVa 1 m-ko sakonerara itzultzen da, eta urpekariak bildutako gasa gomazko septum batetik bi beirazko matrazeetara eramaten du, aurrez hustutako 60 ml-koak, Teflozko giltzurrunekin hornituta. Matraze horietako bat 20 ml 5N NaOH disoluzioz bete zen (Gegenbach motako matrazea). Gas azido espezie nagusiak (CO2 eta H2S) disoluzio alkalinoan disolbatzen dira, eta disolbagarritasun txikiko gas espezieak (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 eta hidrokarburo arinak) laginketa-botilaren goialdean gordetzen dira. Disolbagarritasun txikiko gas ez-organikoak gas-kromatografia bidez (GC) aztertu ziren, Shimadzu 15A bat erabiliz, 10 m-ko luzera duen 5A bahe molekularreko zutabe batekin eta 54 eroankortasun termikoko detektagailu batekin (TCD) hornituta. Argona eta O2 Thermometro bat erabiliz aztertu ziren. Foku gas kromatografoa, 30 m luzeko kapilar bahe molekularreko zutabe batekin eta TCD batekin hornitua. Metanoa eta hidrokarburo arinak Shimadzu 14A gas kromatografo bat erabiliz aztertu ziren, 10 m luzeko altzairu herdoilgaitzezko zutabe batekin hornitua, Chromosorb PAW 80/100 sarearekin betea, % 23ko SP 1700-rekin estalita eta sugar ionizazio detektagailu batekin (FID). Fase likidoa erabili zen 1) CO2, bezala, 0,5 N HCl disoluzioarekin titratua (Metrohm Basic Titrino) eta 2) H2S, bezala, 5 mL H2O2-rekin (% 33) oxidatu ondoren, ioi kromatografia (IC) (IC) (Wantong 761) bidez. Titrazioaren, GC eta IC analisiaren errore analitikoa % 5 baino txikiagoa da. Gas nahasteetarako erauzketa eta purifikazio prozedura estandarren ondoren, 13C/12C CO2 (δ13C-CO2% eta V-PDB gisa adierazita) Finningan Delta S masa-neurgailu bat erabiliz aztertu zen. espektrometroa55,56. Kanpoko zehaztasuna kalkulatzeko erabilitako estandarrak Carrara eta San Vincenzo marmola (barnekoa), NBS18 eta NBS19 (nazioartekoa) izan ziren, eta errore analitikoa eta erreproduzigarritasuna ±% 0,05 eta ±% 0,1 izan ziren, hurrenez hurren.
δ15N (% gisa adierazita Airearen arabera) eta 40Ar/36Ar balioak Agilent 6890 N gas kromatografo (GC) bat erabiliz zehaztu ziren, Finnigan Delta plusXP fluxu jarraituko masa espektrometro batera akoplatuta. Analisiaren errorea hau da: δ15N ± % 0,1, 36Ar < % 1, 40Ar < % 3. He isotopoen erlazioa (R/Ra gisa adierazita, non R laginean neurtutako 3He/4He den eta Ra atmosferan erlazio bera den: 1,39 × 10−6)57 INGV-Palermoko (Italia) laborategian zehaztu zen. 3He, 4He eta 20Ne kolektore bikoitzeko masa espektrometro bat erabiliz zehaztu ziren (Helix SFT-GVI)58 He eta Ne bereizi ondoren. Analisiaren errorea ≤ % 0,3. He eta Ne-ren hutsune tipikoak <10-14 eta <10-16 mol dira, hurrenez hurren.
Artikulu hau nola aipatu: Passaro, S. et al. Gasifikazio prozesu batek eragindako itsas hondoaren altxaketak kostaldean zehar sumendi-jarduera kimatua agerian uzten du.science.Rep. 6, 22448; doi: 10.1038/srep22448 (2016).
Aharon, P. Itsas hondoko hidrokarburoen iragazki eta tximinia moderno eta zaharren geologia eta biologia: sarrera. Geographic Ocean Wright. 14, 69–73 (1994).
Paull, CK eta Dillon, WP Gas hidratoen mundu mailako agerpena. Kvenvolden, KA eta Lorenson, TD (arg.) 3–18 (Gas naturalaren hidratoak: agerpena, banaketa eta detekzioa. American Geophysical Union Geophysical Monograph 124, 2001).
Fisher, AT Zirkulazio hidrotermalaren muga geofisikoak. In: Halbach, PE, Tunnicliffe, V. & Hein, JR (arg.) 29–52 (Durhamgo tailerraren txostena, Energia eta masa transferentzia itsas sistema hidrotermaletan, Durham University Press, Berlin (2003)).
Coumou, D., Driesner, T. eta Heinrich, C. Ozeano erdiko gandorraren sistema hidrotermalen egitura eta dinamika. Science 321, 1825–1828 (2008).
Boswell, R. eta Collett, TS Gas hidratoen baliabideei buruzko egungo ikuspegiak. Energia. Eta ingurumena. Zientzia. 4, 1206–1215 (2011).
Evans, RJ, Davies, RJ eta Stewart, SA Hego Kaspiar itsasoko kilometro eskalako lokatz-sumendi sistema baten barne-egitura eta erupzio-historia. Basin Reservoir 19, 153–163 (2007).
Leon, R. et al. Cadizko golkoan ur sakonetako karbonatozko lokatz-muinoetatik hidrokarburoen iragazketarekin lotutako itsas hondoaren ezaugarriak: lokatz-fluxutik karbonatozko sedimentuetara. Geography March. Wright. 27, 237–247 (2007).
Moss, JL eta Cartwright, J. Namibiako kostaldeko kilometro-eskalako fluido-ihesbideen 3D sismika-irudikapena. Basin Reservoir 22, 481–501 (2010).
Andresen, KJ Petrolio eta gas hodien sistemetako fluidoen fluxuaren ezaugarriak: Zer esaten digute arroen bilakaerari buruz? March Geology.332, 89–108 (2012).
Ho, S., Cartwright, JA eta Imbert, P. Neogenoko Kuaternarioko fluidoen isurketa-egituraren bilakaera bertikala, Angolako kostaldean dagoen Kongoko Behe ​​Arroko gas-fluxuekin erlazionatuta. March Geology. 332–334, 40–55 (2012).
Johnson, SY et al. Jarduera hidrotermal eta tektonikoa Yellowstone lakuaren iparraldean, Wyoming. geologia. Alderdi Sozialista. Bai. zezena. 115, 954–971 (2003).
Patacca, E., Sartori, R. eta Scandone, P. Tirreniar arroa eta Apeninoen arkua: harreman zinematikoak Totoniar berantiarretik. Mem Soc Geol Ital 45, 425–451 (1990).
Milia et al. Campaniako ertz kontinentaleko egitura tektonikoa eta lurrazala: jarduera bolkanikoarekiko erlazioa. minerala. gasolina. 79, 33–47 (2003)
Piochi, M., Bruno PP eta De Astis G. Rift tektonikaren eta altxatze magmatikoaren prozesuen arteko eginkizun erlatiboa: Napoliko eskualde bolkanikoan (Italia hegoaldea) datu geofisiko, estruktural eta geokimikoetatik ateratako ondorioak. Gcubed, 6(7), 1-25 (2005).
Dvorak, JJ eta Mastrolorenzo, G. Italiako hegoaldeko Campi Flegrei kraterrean lurrazalaren mugimendu bertikal berriaren mekanismoak. geologia. Alderdi Sozialista. Bai. Zehaztapena. 263, 1-47 orr. (1991).
Orsi, G. et al. Lurzoruaren deformazio eta sismizitate laburreko epe laburreko Campi Flegrei kraterrean (Italia): masa berreskuratze aktiboaren adibide bat dentsitate handiko eremu batean. J. Volcano.geothermal.reservoir.91, 415–451 (1999)
Cusano, P., Petrosino, S., eta Saccorotti, G. Italiako Campi Flegrei sumendi-konplexuan epe luzerako 4D jarduera iraunkorraren jatorri hidrotermalak. J. Volcano.geothermal.reservoir.177, 1035–1044 (2008).
Pappalardo, L. eta Mastrolorenzo, G. Sill itxurako magma-biltegietan bereizketa azkarra: Campi Flegrei kraterraren kasu-azterketa bat.science.Rep. 2, 10.1038/srep00712 (2012).
Walter, TR et al. InSAR denbora-serieek, korrelazio-analisiak eta denbora-korrelazioko modelizazioak Campi Flegrei eta Vesuvius-en arteko lotura posiblea agerian uzten dute. J. Volcano.geothermal.reservoir.280, 104–110 (2014).
Milia, A. eta Torrente, M. Tirrenoko grabenaren lehen erdiaren egitura estrukturala eta estratigrafikoa (Napoliko golkoa, Italia). Fisika eraikitzailea 315, 297–314.
Sano, Y. eta Marty, B. Island Arcs-eko sumendi-errautsetako gasean karbono-iturriak. Chemical Geology. 119, 265–274 (1995).
Milia, A. Dohrn arroilaren estratigrafia: itsas mailaren jaitsieraren eta altxatze tektonikoaren aurrean kanpoko plataforma kontinentalean (Tirrenoko ekialdeko ertza, Italia). Geo-Marine Letters 20/2, 101–108 (2000).