תודה שביקרת ב-Nature.com.לגרסת הדפדפן שבה אתה משתמש יש תמיכה מוגבלת ב-CSS.לחוויה הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או לכבות את מצב התאימות ב-Internet Explorer). בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נציג את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
אנו מדווחים על עדויות להתרוממות פעילה של קרקעית הים ופליטת גזים במרחק של מספר קילומטרים מהחוף מנמל נאפולי (איטליה). נקודות כיס, תלוליות ומכתשים הם מאפיינים של קרקעית הים. תצורות אלו מייצגות את ראשי מבני קרום רדודים, כולל פגודות, תקלות וקפלים המשפיעים על קרקעית הים כיום. הם תיעדו את תגובת הליום ושחרור פחמן דו-חמצני בלחץ ושחרור פחמן. ts וסלעי קרום. גזים אלו דומים ככל הנראה לאלה המזינים את המערכות ההידרותרמיות של Ischia, Campi Flegre ו-Soma-Vesuvius, מה שמרמז על מקור מעטה מעורבב עם נוזלי קרום מתחת למפרץ נאפולי. התרחבות תת-מימית וקרע הנגרמת על ידי תהליך הרמת הגז ותהליך הלחץ דורשים לחץ-יתר של 2-3, גז מעלה ו-MPSefloor ביטויים של גז MP-3 תהפוכות לא וולקניות שעלולות לבשר על התפרצויות קרקעית הים ו/או פיצוצים הידרותרמיים.
הפרשות הידרותרמיות (מים חמים וגז) במעמקי הים הן תכונה נפוצה של רכסי אמצע האוקיינוס ​​ושולי לוחות מתכנסים (כולל חלקים שקועים של קשתות איים), בעוד שפריקות קרות של הידראטי גז (כלטרטים) אופייניות לרוב למדפי היבשת ולשוליים פסיביים של מקורות חום 1, 2,3,4, פריקות קו-פלוליות בים. s (מאגרי מאגמה) בתוך הקרום היבשתי ו/או המעטפת. פריקות אלו עשויות להקדים את עליית המאגמה דרך השכבות העליונות ביותר של קרום כדור הארץ ולהסתיים בהתפרצות והצבת הרי הים הוולקניים6. לכן, זיהוי של (א) דפורמציות מורפולוגיות של גזים פעילים וגזים פעילים (במי הים) אזור נאפולי באיטליה (~1 מיליון תושבים) הוא קריטי להערכת הרי געש אפשריים. התפרצות רדודה. יתר על כן, בעוד שמאפיינים מורפולוגיים הקשורים לפליטת גזי הידרותרמיים או הידרטים בים עמוקים ידועים יחסית בשל תכונותיהם הגיאולוגיות והביולוגיות, היוצאים מן הכלל הם מאפיינים מורפולוגיים הקשורים למים רדודים יותר, למעט אלו שמתרחשים באגם חדש יחסית, ב-Seaere. smic, עמודת מים ונתונים גיאוכימיים עבור אזור תת-מימי, מורכב מבחינה מורפולוגית ומבנית, המושפע מפליטת גזים במפרץ נאפולי (דרום איטליה), כ-5 ק"מ מנמל נאפולי. נתונים אלו נאספו במהלך SAFE_2014 (אוגוסט 2014) משייטת ומפרשת גז על סיפון ה-R/V ומפרשת את ה-R/V של הים. לחקור את מקורות נוזלי האוורור, לזהות ולאפיין את המנגנונים המווסתים את עליית הגז והעיוות הנלווה, ולדון בהשפעות געשיות.
מפרץ נאפולי יוצר את השוליים המערביים פליו-רבעוניים, השקע הטקטוני של קמפניה מוארך NW-SE13,14,15.EW של איסקיה (150-1302 לספירה בערך), מכתש קמפי פלגרה (בערך 300-1538) וסומה-1538 לספירה וסומה-1 מצפון למפרץ 4 לספירה (1 מצפון למפרץ 4 לספירה) 5, בעוד שבדרום גובל בחצי האי סורנטו (איור 1a). מפרץ נאפולי מושפע מהשברויות המשמעותיות השוררות NE-SW ומשניות NW-SE (איור 1)14,15.Ischia, Campi Flegrei ו-Soma-Vesuvius מאופיינים בביטויים הידרותרמיים, 17 אירועי קרקע, 17 אירועי סיבולת, 8 i Flegrei בשנים 1982-1984, עם התרוממות רוח של 1.8 מ' ואלפי רעידות אדמה). מחקרים עדכניים19,20 מצביעים על כך שייתכן שיש קשר בין הדינמיקה של Soma-Vesuvius וזו של Campi Flegre, הקשורה אולי למאגרי מאגמה בודדים 'עמוקים'. פעילות געשית ופעילות געשית של מאגרי קמפינג 1 ו-3 במפלס הים ב-6 במפלס הים ובמפלס הים. uvius שלט במערכת המשקעים של מפרץ נאפולי. מפלס הים הנמוך במקסימום הקרחוני האחרון (18 ka) הוביל לרגרסיה של מערכת המשקעים הימית-רדודה, אשר התמלאה לאחר מכן על ידי אירועים טרנסגרסיביים במהלך הפלייסטוקן המאוחר-הולוקן. פליטות גז צוללות זוהו בסביבות ההר פלג-וי וסמוך לאזור ה-Flegrea וסמוך ל-Somgrei איור1ב).
(א) הסדרים מורפולוגיים ומבניים של המדף היבשתי ומפרץ נאפולי 15, 23, 24, 48. נקודות הן מרכזי התפרצות צוללת מרכזיים;קווים אדומים מייצגים תקלות עיקריות.(ב) באתימטריה של מפרץ נאפולי עם פתחי אוורור נוזלים (נקודות) ועקבות של קווים סיסמיים (קווים שחורים). הקווים הצהובים הם המסלולים של קווים סיסמיים L1 ו-L2 המדווחים באיור 6. הגבולות של Banco della Montagna (נקודות) מסומנים על ידי קווים צהובים בדו-קווי כפת (BdM). מיקומי פרופילי עמודי המים האקוסטיים, ומסגרות CTD-EMBlank, CTD-EM50 ו-ROV מדווחים באיור. 5. העיגול הצהוב מסמן את מיקומו של פריקת גז הדגימה, והרכבו מוצג בטבלה S1. Golden Software (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) משתמשת בגרפיקה של Surfer® 13.
בהתבסס על נתונים שהתקבלו במהלך השיוט SAFE_2014 (אוגוסט 2014) (ראה שיטות), נבנה מודל שטח דיגיטלי חדש (DTM) של מפרץ נאפולי ברזולוציה של 1 מ'. DTM מראה שקרקעית הים מדרום לנמל נאפולי מאופיינת בשיפוע מתון הפונה דרומה (מדרון ≤3° ≤3°) במבנה מקומי בגובה 5-3 ק"מ. המכונה Banco della Montagna (BdM). איור.1a,b).BdM מתפתח בעומק של כ-100 עד 170 מטרים, 15 עד 20 מטרים מעל קרקעית הים שמסביב. כיפת ה-BdM הציגה מורפולוגיה דמוית תלולית עקב 280 תלוליות תת-מעגליות עד אליפסות (איור 2א), 665 קונוסים, וגובה של 30 מ"ר ו-30 מ' מקסימום. 22 מ' ו-1,800 מ', בהתאמה. המעגליות [C = 4π(שטח/היקף2)] של התלוליות ירדה עם הגדלת ההיקף (איור 2b). יחסי צירים עבור תלוליות נעו בין 1 ל-6.5, כאשר תלוליות עם יחס צירי >2 מראות שנייה + 15° יותר מפוזרות N15 יותר מפוזרות. מכת °E עד N145°E (איור 2c).קונוסים בודדים או מיושרים קיימים במישור ה-BdM ועל גבי התל (איור 3a,b). הסידורים החרוטיים עוקבים אחר סידור התלים שעליהם הם ממוקמים. סימני כיס ממוקמים בדרך כלל על קרקעית הים השטוחה (איור 3c) ומדי פעם על תלוליות. הצפיפות המרחבית של קונוסים ו-pockmarks מצביעים על כיוון צפון ודרום-מערב. ries של כיפת BdM (איור 4a,b);המסלול הפחות מורחב NW-SE ממוקם באזור BdM המרכזי.
(א) מודל שטח דיגיטלי (גודל תא 1 מ') של כיפת Banco della Montagna (BdM).(ב) היקף ועיגול של תלוליות BdM. (ג) יחס צירי וזווית (כיוון) של הציר הראשי של האליפסה המתאימה ביותר המקיפה את התל. השגיאה הסטנדרטית של מודל השטח הדיגיטלי היא 0.004 מ';השגיאות הסטנדרטיות של היקפי ועגול הן 4.83 מ' ו-0.01, בהתאמה, והשגיאות הסטנדרטיות של יחס צירי וזווית הן 0.04 ו-3.34°, בהתאמה.
פרטים על קונוסים, מכתשים, תלים ובורות שזוהו באזור BdM שחולצו מה-DTM באיור 2.
(א) קונוסים יישור על קרקעית ים שטוחה;(ב) קונוסים ומכתשים על תלים דקיקים NW-SE;(ג) כיסים על משטח טבול קלות.
(א) התפלגות מרחבית של מכתשים, בורות ופליטות גז אקטיביות שזוהו. (ב) צפיפות מרחבית של מכתשים ובורות המדווחים ב(א) (מספר/0.2 קמ"ר).
זיהינו 37 פליטות גזים באזור ה-BdM מתמונות הד קולות של עמודי מים ROV ותצפיות ישירות של קרקעית הים שנרכשו במהלך השיוט SAFE_2014 באוגוסט 2014 (איורים 4 ו-5). החריגות האקוסטיות של פליטות אלו מציגות צורות מוארכות אנכית העולות מקרקעית הים בגובה של כ-50 מ' עד אנכית. , חריגות אקוסטיות יצרו "רכבת" כמעט מתמשכת. פלומות הבועות שנצפו משתנות מאוד: מזרימת בועות מתמשכת וצפופה לתופעות קצרות מועד (סרט משלים 1). בדיקת ROV מאפשרת אימות ויזואלי של התרחשות פתחי אוורור של נוזלים בקרקעית הים ומדגישה נקודות כיס קטנות על קרקעית הים עד כמה מקרים פעילים של ROV. פליטות. מורפולוגיית האוורור מראה פתח עגול בחלק העליון ללא התלקחות בעמודת המים. ה-pH בעמודת המים ממש מעל נקודת הזריקה הראה ירידה משמעותית, מה שמצביע על תנאים חומציים יותר באופן מקומי (איור.5c,d). בפרט, ה-pH מעל יציאת גז BdM בעומק 75 מ' ירד מ-8.4 (בעומק 70 מ') ל-7.8 (בעומק 75 מ') (איור 5c), בעוד שאתרים אחרים במפרץ נאפולי היו בעלי ערכי pH בין 0 ל-160 מ' ב-8 עד 8 מ' (8 עד 5). שינויים משמעותיים בטמפרטורת מי הים ובמליחות היו חסרים בשני אתרים בתוך ומחוץ לאזור ה-BdM של מפרץ נאפולי. בעומק של 70 מ', הטמפרטורה היא 15 מעלות צלזיוס והמליחות היא כ-38 PSU (איור 5c,d). מדידות של pH, טמפרטורה ומליחות הצביעו על ההשתתפות של תהליך bMgasic ו-bm) הקשורים ל-bMgasic נוזלים הקשורים ל-bMgasic. או פריקה איטית מאוד של נוזלים תרמיים ותמלחת.
(א) חלון רכישה של פרופיל עמוד המים האקוסטי (אקומטר Simrad EK60). פס ירוק אנכי התואם להתלקחות הגז שזוהתה על פריקת נוזל EM50 (כ-75 מ' מתחת לפני הים) הממוקמת באזור BdM;האותות המרובעים של קרקעית הים וקרקעית הים מוצגים גם (ב) שנאספו עם רכב בשלט רחוק באזור BdM. התמונה הבודדת מציגה מכתש קטן (עיגול שחור) מוקף במשקעים אדומים עד כתומים. (c,d) נתוני CTD של בדיקה מרובה פרמטרים מעובדים באמצעות תוכנת SBED-Win32 (Seasave, גרסה 7.23.2, עמודת החמצן שנבחרה, עמודת החמצן שנבחרה, עמודת החמצן והנוזל הנבחר). EM50 (פאנל ג) ומחוץ ללוח אזור הפריקה של Bdm (ד).
אספנו שלוש דגימות גז מאזור המחקר בין ה-22 ל-28 באוגוסט 2014. דגימות אלו הראו קומפוזיציות דומות, נשלטות על ידי CO2 (934-945 mmol/mol), ואחריהן ריכוזים רלוונטיים של N2 (37-43 mmol/mol), CH4 (16-24 mmol/mol) ו-H2S -4 mmol/mol H2S (42 mmol/mol) ו-H2S -41 mmol/mol. נמלה (<0.052 ו<0.016 ממול/מול, בהתאמה) (איור 1b; טבלה S1, סרט משלים 2). כמו כן נמדדו ריכוזים גבוהים יחסית של O2 ו-Ar (עד 3.2 ו-0.18 ממול/מול, בהתאמה). (בעיקר בנזן), פרופן ותרכובות המכילות גופרית (תיופן). ערך 40Ar/36Ar תואם לאוויר (295.5), אם כי לדגימת EM35 (כיפת BdM) יש ערך של 304, מה שמראה עודף קל של 40Ar. היחס δ15N ל-+15N היה גבוה יותר מ-+1.9C ערך אוויר (למעלה של אוויר.38), בעוד שערך δ15N ל-+. נע בין -0.93 ל-0.44% לעומת ערכי V-PDB.R/Ra (לאחר תיקון זיהום אוויר באמצעות יחס 4He/20Ne) היו בין 1.66 ל-1.94, מה שמצביע על נוכחות של חלק גדול של מעטפת He. על ידי שילוב של הליום איזוטופ ומצב 2 שלו יכול להיות המקור של ה-CO2 ב- CO2. הובהר עוד יותר. במפת CO2 עבור CO2/3He לעומת δ13C (איור.6), הרכב גז BdM מושווה לזה של ה-Ischia, Campi Flegrei ו-Somma-Vesuvius fumaroles. איור 6 מדווח גם על קווי ערבוב תיאורטיים בין שלושה מקורות פחמן שונים שעשויים להיות מעורבים בהפקת גז BdM: נמסים שמקורם במעטפת מומסת, משקעים עשירים אורגניים, ו-Carbonates שנפלו על ידי מדגם ה-BdMcan הנופלים על-ידי קו ה-BdM. , ערבוב בין גזי מעטפת (שמניחים שהם מועשרים מעט בפחמן דו חמצני ביחס ל-MORBs קלאסי לצורך התאמת הנתונים) לבין תגובות הנגרמות על ידי דה-קרבוניזציה בקרום. סלע הגז שנוצר.
קווים היברידיים בין הרכב המעטפת ואיברי הקצה של אבן גיר ומשקעים אורגניים מדווחים לשם השוואה. תיבות מייצגות את אזורי הפומארולים של Ischia, Campi Flegrei ו-Somma-Vesvius 59, 60, 61. דגימת ה-BdM נמצאת במגמה המעורבת של הר הגעש קמפניה. הקצה האיבר של הגז של הגז המיוצר על ידי קו הפחמן המעורב של הפחמן המעורב של קו הפחמן המעורב.
קטעים סיסמיים L1 ו-L2 (איורים 1b ו-7) מראים את המעבר בין BdM לרצפים הסטרטיגרפיים הדיסטליים של האזורים הוולקניים של Somma-Vesuvius (L1, איור 7a) ו-Campi Flegrei (L2, איור 7b). BdM מאופיין בנוכחות של שתי תצורות סיסמיות עיקריות (MS) גבוהות (MS משקפות בסיס גבוהות ו-PS). עד אמפליטודה והמשכיות רוחבית בינונית (איור 7b,c). שכבה זו כוללת משקעים ימיים הנגררים על ידי מערכת Last Glacial Maximum (LGM) ומורכבת מחול וחימר23. שכבת ה-PS הבסיסית (איור 7b-d) מאופיינת בשלב כאוטי עד שקוף בצורת עמודים או שעוני חול. The mdiound the sea- PS. כמו גיאומטריות מדגימות חדירת חומר שקוף PS לתוך מרבצי MS העליונים. התרוממות אחראית להיווצרות של קפלים ושברים המשפיעים על שכבת MS ועל משקעים עכשוויים של קרקעית הים BdM (איור 7b-d). המרווח הסטרטיגרפי של MS מפורק בבירור בחלק ה-BENE של השכבה הלבנה של ה-L1-G. ) מכוסה על ידי כמה רמות פנימיות של רצף MS (איור.7א). ליבות כוח המשיכה שנאספו בחלק העליון של ה-BdM התואמות לשכבה הסיסמית השקופה מצביעות על כך ש-40 הס"מ העליונים מורכבים מחול שהופקד לאחרונה עד היום;)24,25 ושברי ספוג מהתפרצות הנפץ של Campi Flegrei של "טוף צהוב של נאפולי" (14.8 ka)26. השלב השקוף של שכבת ה-PS לא יכול להיות מוסבר על ידי תהליכי ערבוב כאוטי בלבד, מכיוון שהשכבות הכאוטיות הקשורות למפולות, זרימות בוץ וזרימות פירוקלסטיות הנמצאות מחוץ למפלים של מפרץ 2, 2, 24,25 24. אנו מסיקים שהפנים הסיסמיים של BdM PS שנצפו כמו גם המראה של שכבת המחשוף PS תת-ימי (איור 7ד) משקפים את התרוממות הגז הטבעי.
(א) פרופיל סיסמי חד-מסלולי L1 (עקבות ניווט באיור 1b) המראה סידור מרחבי עמודי (פגודה). הפגודה מורכבת ממשקעים כאוטיים של ספוג וחול. השכבה רווית הגז הקיימת מתחת לפגודה מסירה את המשכיות התצורות העמוקות יותר.(ב) פרופיל יחיד-ערוצי של טרור 2-תעלות (b) פרופיל L-2-channel הדגשה (הדגשה) תלוליות קרקעית הים, מרבצי חול ימיים (MS) וספוג (PS).(ג) פרטי העיוות ב-MS ו-PS מדווחים ב-(c,d). בהנחה של מהירות של 1580 מ"ש במשקע העליון, 100 מ"ש מייצגים כ-80 מ' בסולם האנכי.
המאפיינים המורפולוגיים והמבניים של BdM דומים לשדות הידרותרמיים אחרים תת-מימיים והידרטים של גז ברחבי העולם2,12,27,28,29,30,31,32,33,34 ולעיתים קרובות קשורים להתרוממות (קמרונות ותלוליות) ופריקת גז (קונוסים, בורות בעלות ובורות מיושרים ב-BdM). יכולת (איורים 2 ו-3). הסידור המרחבי של תלים, בורות ופתחי אוורור פעילים מצביע על כך שההפצה שלהם נשלטת בחלקה על ידי שברי ההשפעה NW-SE ו-NE-SW (איור 4b). אלו הן ההתקפות המועדפות של מערכות שבר המשפיעות על Campi Flegrei ו-Soma-Vesuvius, במיקומם של המבנה הוולקני של המפרץ, במיקומם של המבנה הוולקני של המפרץ והפריקה הספציפית של המפרץ. מכתש Campi Flegrei35. לפיכך אנו מסיקים כי תקלות ושברים במפרץ נאפולי מייצגים את הנתיב המועדף לנדידת גז אל פני השטח, תכונה משותפת למערכות הידרותרמיות אחרות הנשלטות מבנית.36,37. יש לציין שחרוטים ובורות BdM לא תמיד היו קשורים לתלים (איור.3a,c). הדבר מצביע על כך שהתלוליות הללו אינן מייצגות בהכרח מבשרים להיווצרות בורות, כפי שהציעו מחברים אחרים לאזורי הידרט גז.
שלושת הפליטות הגזים שנאספו מציגות סימנים כימיים אופייניים לנוזלים הידרותרמיים, כלומר בעיקר CO2 עם ריכוזים משמעותיים של גזים מפחיתים (H2S, CH4 ו-H2) ופחמימנים קלים (במיוחד בנזן ופרופילן)38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 בנוכחות גזים של (Opher, 44, 45). לא צפוי להיות נוכח בפליטות תת-ימיות, עשוי להיות עקב זיהום מאוויר המומס במי ים המגיע במגע עם גזים המאוחסנים בקופסאות פלסטיק המשמשות לדגימה, שכן ROV מופקים מקרקעית האוקיינוס ​​לים כדי להתקומם. לעומת זאת, ערכי δ15N חיוביים ו-N2/Ar גבוה (עד 480 גבוה יותר מ-A-2) מצביעים על כך שהמים המופקים ביותר מ-A-2. מקורות מוספריים, בהסכמה עם המקור ההידרותרמי השולט של גזים אלה. המקור ההידרותרמי-וולקני של גז BdM מאושש על ידי תכולת CO2 ו-He והחתימות האיזוטופיות שלהם. איזוטופים פחמן (δ13C-CO2 מ-0.93% עד +0.4%) וערכים של CO2/3 מ-1 × 1 × 1 × 01 עד 1 × 01. שדגימות ה-BdM שייכות למגמה מעורבת של פומארולים מסביב לאברי קצה המעטפת של מפרץ נאפולי והפחתת פחמן הקשר בין הגזים שנוצרים מהתגובה (איור 6). ליתר דיוק, דגימות הגז של BdM ממוקמות לאורך מגמת הערבוב בערך באותו מיקום של הנוזלים מהקמפי פלגריי ו-Somma-Vecrostal הסמוכים. r לקצה המעטפת. לסומה-וזוב ולקמפי פלגרי יש ערכי 3He/4He גבוהים יותר (R/Ra בין 2.6 ל-2.9) מאשר ל-BdM (R/Ra בין 1.66 ל-1.96;טבלה S1). הדבר מצביע על כך שההוספה וההצטברות של He רדיוגני מקורה מאותו מקור מאגמה שהזין את הרי הגעש סומה-וזוב וקמפי פלגרי. היעדר שברי פחמן אורגניים הניתנים לזיהוי בפליטת BdM מעיד על כך שמשקעים אורגניים אינם מעורבים בתהליך הסרת הגז של BdM.
בהתבסס על הנתונים שדווחו לעיל ותוצאות ממודלים ניסיוניים של מבנים דמויי כיפה הקשורים לאזורים עתירי גז תת-מימיים, לחץ גז עמוק עשוי להיות אחראי ליצירת כיפות BdM בקנה מידה של קילומטרים. כדי להעריך את לחץ היתר Pdef המוביל לקמרון BdM, יישמנו מודל מכאני של לוחות דק33,34 בהנחה שהנתונים המורפולוגיים והתת-מעגליים של BdM הם נתונים מורפולוגיים ותת-מעגליים. של רדיוס גדול יותר ממשקע צמיג רך מעוות התזוזה המקסימלית האנכית w ועובי h של (איור משלים. S1). Pdef הוא ההפרש בין הלחץ הכולל והלחץ הסטטי של הסלע בתוספת לחץ עמודת המים. ב-BdM, הרדיוס הוא כ-2,500 מ', w הוא 20 מ', והפרופיל המקסימלי h מוערך מהפרופיל הסיסמי w = 460 Pfde = כ-460 Pfde. D/a4 מהיחס, כאשר D הוא קשיחות הכפיפה;D ניתן על ידי (E h3)/[12(1 – ν2)], כאשר E הוא מודול המשקע של Young, ν הוא היחס של Poisson (~0.5)33. מאחר שלא ניתן למדוד את התכונות המכניות של משקעי BdM, אנו קובעים E = 140 kPa, שזהו ערך סביר ל-B2M חול החוף, לא מחשיבים את המאפיינים המכניים של משקעי BdM. ערכים המדווחים בספרות עבור מרבצי חימר סחי (300 < E < 350,000 kPa)33,34 מכיוון שמרבצי BDM מורכבים בעיקר מחול, לא סחף או חימר סחי24. אנו משיגים Pdef = 0.3 Pa, אשר תואם להערכות של תהליכי הרמת קרקעית הים בסביבת הרמה הנמוכה של אגן גז 0 עד 0, עם ערך Pde-0 משתנה. ב-BdM, הפחתת קשיחות עקב רוויית גז מקומית של המשקע ו/או הופעת שברים קיימים, עשויה גם היא לתרום לכשל ולשחרור גז כתוצאה מכך, מה שמאפשר היווצרות של מבני האוורור שנצפו. הפרופילים הסיסמיים שנאספו (איור 7) הצביעו על כך שהתוצאה של ה-PSL הועלתה מעלה את המשקעים הימיים, והעלתה את המשקעים. תלוליות, קפלים, תקלות וחתכים משקעים (איור.7b,c). זה מצביע על כך שהפומיס הישן 14.8 עד 12 ק"א חדר לשכבת MS הצעירה יותר באמצעות תהליך הובלת גז כלפי מעלה. ניתן לראות את המאפיינים המורפולוגיים של מבנה ה-BdM כתוצאה מלחץ היתר שנוצר על ידי פריקת הנוזלים שנוצרה על ידי ה-GSL. בהתחשב בכך שניתן לראות פריקה אקטיבית מקרקעית הים עד מעל 140 הנוזלים עד מעל ה-GSL. עולה על 1,700 kPa. נדידה כלפי מעלה של גזים במשקעים השפיעה גם על קרצוף חומר הכלול ב-MS, מה שמסביר את נוכחותם של משקעים כאוטיים בליבות הכבידה שנדגמו ב-BdM25. יתר על כן, לחץ היתר של ה-GSL יוצר מערכת שברים מורכבת (שבר מצולע במבנה אוסף, זה, מורפאטי, כפי שנקרא איור 7, ו-morphology). "49,50, יוחסו במקור להשפעות משניות של תצורות קרחוניות ישנות, ומתפרשות כיום כהשפעות של עליית גז31,33 או אידוי50. בשוליים היבשתיים של קמפניה, משקעי אידוי מועטים, לפחות ב-3 ק"מ העליונים ביותר של הגז של הקרום, ככל הנראה נשלטת על ידי מנגנון הצמיחה של הקרום B. המסקנה הזו נתמכת על ידי הפנים הסיסמיים השקופים של הפגודה (איור.7), כמו גם נתוני ליבת הכבידה כפי שדווחו בעבר24, שם מתפרץ חול של ימינו עם 'Pomici Principali'25 ו-'Naples Yellow Tuff'26 Campi Flegrei. יתר על כן, מרבצי PS פלשו ועיוותו את שכבת MS העליונה ביותר (איור 7d). הסידור המבני הזה מצביע על כך שמבנה הגז הראשי מייצג את תהליך הפגודה, ולא רק שני צינורות T. היווצרות הפגודה: א) צפיפות המשקעים הרכים יורדת עם כניסת הגז מלמטה;ב) תערובת הגז-משקע עולה, כלומר הקיפול, השבר והשבר הנצפים גורמים למרבצי טרשת נפוצה (איור 7). מנגנון היווצרות דומה הוצע עבור פגודות הקשורות להידרטים של גז בים סקוטיה הדרומית (אנטארקטיקה). פגודות BdM הופיעו בקבוצות באזורים הרריים, וההיקף האנכי שלהן נע בין 70-100 מסלולים בממוצע של 70-100 נוכחות. של גליות טרשת נפוצה ובהתחשב בסטרטיגרפיה של ליבת הכבידה של BdM, אנו מסיקים שגיל היווצרות של מבני הפגודה הוא פחות מכ-14-12 ka. יתרה מכך, הצמיחה של מבנים אלה עדיין פעילה (איור 7ד) מכיוון שחלק מהפגודות פלשו ועיוותו את ה-BdM sandd (F.7d) שמעל היום.
כישלון הפגודה בחציית קרקעית הים של ימינו מצביע על כך ש(א) עליית גז ו/או הפסקה מקומית של ערבוב גז-משקע, ו/או (ב) זרימה צידית אפשרית של תערובת גז-משקע אינה מאפשרת תהליך לחץ-יתר מקומי. על פי מודל תיאוריית הדיאפיר52, הזרימה הצדדית מדגימה איזון שלילי מקצב התנועה של הפגוד כלפי מעלה מקצב האספקה ​​של הפאגו ומעלה. קצב האספקה ​​עשוי להיות קשור לעלייה בצפיפות התערובת עקב היעלמות אספקת הגז. התוצאות שסוכמו לעיל והעלייה המבוקרת של הציפה של הפגודה מאפשרים לנו להעריך את גובה עמוד האוויר hg. הציפה ניתנת על ידי ΔP = hgg (ρw – ρg), כאשר g הוא כוח הכבידה (9.8 מ'/2) של מים ו-ρ8 מ'/2 בכבוד המים. ΔP הוא סכום ה-Pdef שחושב קודם לכן והלחץ הליטוסטטי של לוח המשקעים, כלומר ρsg h, כאשר ρs הוא צפיפות המשקעים. במקרה זה, הערך של hg הנדרש לציפה הרצויה ניתן על-ידי hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw)/[g (ρw) ] – ρg = P.0, M, 0 ו-P. ראה למעלה), ρw = 1,030 ק"ג/מ"ק, ρs = 2,500 ק"ג/מ"ק, ρg הוא זניח כי ρw ≫ρg. אנו מקבלים hg = 245 מ', ערך המייצג את עומק קרקעית ה-GSL.ΔP הוא 2.4 MPa, שהוא צורה של הפסקת הלחץ על הים או הים.
ההרכב של גז BdM תואם מקורות מעטפת שהשתנו על ידי הוספת נוזלים הקשורים לתגובות דה-קרבוניזציה של סלעי קרום (איור 6). יישור EW גס של כיפות BdM והרי געש פעילים כגון Ischia, Campi Flegre, ו-Soma-Vesuvius, יחד עם הרכב הגזים כולו של הגזים הנפלטים מאזור הגעש הנפלט ומטה, מצביעים על כך שהגזים הנפלטים של ה-Na. יותר נוזלי קרום נעים ממערב (Ischia) למזרח (Somma-Vesuivus) (איורים 1b ו-6).
הגענו למסקנה שבמפרץ נאפולי, קילומטרים ספורים מנמל נאפולי, יש מבנה דמוי כיפה ברוחב של 25 קמ"ר המושפע מתהליך הסרת גז פעיל ונגרם מהצבת פגודות ותלים. נכון לעכשיו, חתימות BdM מצביעות על כך שמערבולת לא מאגמטית53 עשויה להקדים את פריקת הנוזלים העובריים/המוטוריים המוקדמים של imastorni. יש ליישם כדי לנתח את התפתחות התופעות ולזהות אותות גיאוכימיים וגיאופיזיים המעידים על הפרעות מגמטיות פוטנציאליות.
פרופילים אקוסטיים של עמודי מים (2D) נרכשו במהלך השיוט SAFE_2014 (אוגוסט 2014) ב-R/V Urania (CNR) על ידי המכון הלאומי לחקר הסביבה הימית החופית (IAMC). הדגימה האקוסטית בוצעה על ידי קול מדעי לפיצול אלומה Simrad EK60 פעל במהירות של 38 kHz בממוצע. תחת תמונות שימשו לזיהוי פליטות נוזלים והגדרה מדויקת של מיקומן באזור האיסוף (בין 74 ל-180 מ' ברזל). מדידת פרמטרים פיסיקליים וכימיים בעמודת המים באמצעות בדיקות מרובות פרמטרים (מוליכות, טמפרטורה ועומק, CTD). הנתונים נאספו באמצעות בדיקה CTD 911 (SeaBird, גירסת SeaBird, 3D, Electronics Inc. .2). בדיקה ויזואלית של קרקעית הים בוצעה באמצעות מכשיר ROV "פולוקס III" (GEItaliana) (רכב המופעל מרחוק) עם שתי מצלמות (בהגדרה נמוכה וגבוהה).
רכישת נתונים מרובת קרן בוצעה באמצעות מערכת סונאר 100 KHz Simrad EM710 (Kongsberg). המערכת מקושרת למערכת מיקום גלובלית דיפרנציאלית על מנת להבטיח שגיאות תת-מטריות במיקום קרן. לפולס האקוסטי יש תדר של 100 KHz, דופק ירי של 150 מעלות פתיחה של צלילים ופרופיל צלילים של 150 מעלות צלילים ו-40 מעלות צלילים אמיתיים. זמן במהלך הרכישה. הנתונים עובדו באמצעות תוכנת PDS2000 (Reson-Thales) לפי התקן הבינלאומי של ארגון ההידרוגרפיה (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) עבור ניווט ותיקון גאות ושפל. הפחתת רעש עקב דוקרני מכשירים בשוגג והכללת קרן צלילים באיכות ירודה בוצעה והרחקת רצועה velocity בוצעה והרחקת קרן צלילים דה-Cinusity. תחנת קיל הממוקמת בסמוך למתמר הרב-אלומות ורוכשת ומיישמת פרופילי מהירות קול בזמן אמת בעמודת המים כל 6-8 שעות כדי לספק מהירות צליל בזמן אמת להיגוי אלומה תקין. מערך הנתונים כולו מורכב מכ-440 קמ"ר (0-1200 מ' עומק). הנתונים שימשו לספק מודל תא שטח דיגיטלי ברזולוציה גבוהה (DTM) סופי בגודל תא גריד (DTM).1a) נעשה עם נתוני שטח (>0 מ' מעל פני הים) שנרכשו בגודל תא רשת של 20 מ' על ידי המכון הגיאו-צבאי האיטלקי.
פרופיל נתונים סיסמיים חד-ערוציים ברזולוציה גבוהה של 55 ק"מ, שנאסף במהלך הפלגות בטוחות באוקיינוס ​​בשנים 2007 ו-2014, כיסה שטח של כ-113 קמ"ר, שניהם בפרופילי R/V Urania. Marisk (למשל, פרופיל סיסמי L1, איור 1b) הושגו על ידי שימוש ב-Boomer Acquisition System. רץ בו ממוקמים המקור והמקלט. חתימת המקור מורכבת משיא חיובי יחיד המתאפיין בטווח התדרים 1-10 קילו-הרץ ומאפשר לפתור רפלקטורים המופרדים ב-25 ס"מ. פרופילים סיסמיים בטוחים נרכשו באמצעות מקור סיסמי 1.4 Kj multi-tip Geospark הממומשק עם תוכנת Geotrace Survey (Geotrace) של System a6. מקור z שחודר עד 400 מילישניות במשקעים רכים מתחת לקרקעית הים, ברזולוציה אנכית תיאורטית של 30 ס"מ. התקני Safe וגם Marsik התקבלו בקצב של 0.33 יריות/שנייה עם מהירות כלי שיט <3 Kn. הנתונים עובדו והוצגו באמצעות תוכנת Geosuite Allworks עם התוכנה של Geosuite Allworks, עמודה תקינה של זרימת מים, IH, mutilation, d6 סינון, ו-AGC.
הגז מהפומרול התת-מימי נאסף על קרקעית הים באמצעות קופסת פלסטיק המצוידת בסרעפת גומי בצדה העליון, שהונחה על ידי ה-ROV על פיה מעל פתח האוורור. לאחר שבועות האוויר הנכנסות לקופסה החליפו לחלוטין את מי הים, ה-ROV חוזר לעומק של 1 מ', והצולל מעביר את הגז שנאסף באמצעות שתי כוסות גומי שנאספו באמצעות 6 מ"ל. n ברזי עצירה שבהם One היה מלא ב-20 מ"ל של תמיסת 5N NaOH (בקבוק מסוג Gegenbach). מיני הגז החומציים העיקריים (CO2 ו-H2S) מומסים בתמיסה הבסיסית, בעוד שמיני הגז המסיסים הנמוכים (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 ופחמימנים קלים פחמימנים קלים מאוחסנים בגז ממיסות סמאורגני נמוך) (GC) באמצעות Shimadzu 15A המצויד בעמודת מסננת מולקולרית 5A באורך 10 מ' וגלאי מוליכות תרמית (TCD) 54. ארגון ו-O2 נותחו באמצעות כרומטוגרף גז Thermo Focus המצויד בעמודת מסננת מולקולרית נימית באורך 30 מ' ו-TCD נותחו באמצעות גז פחמן 14 של Shimad ו-Athane עם גז 14-A. עמודת נירוסטה באורך 0 מ' עמוסה ברשת Chromosorb PAW 80/100, מצופה ב-23% SP 1700 וגלאי יינון להבה (FID). הפאזה הנוזלית שימשה לניתוח של 1) CO2, as, טיטרציה עם תמיסת 0.5 N HCl (Metrohm Basic Titrino), עם 2,5 מ"ל לאחר חמצון HCl, עם 2,5 מ"ל, לאחר חמצון H2, 2) כרומטוגרפיה (IC) (IC) (Wantong 761). השגיאה האנליטית של טיטרציה, ניתוח GC ו-IC היא פחות מ-5%. לאחר נהלי מיצוי וטיהור סטנדרטיים עבור תערובות גז, נותחו 13C/12C CO2 (מבוטא כ-δ13C-CO2% ו-V-PDB) באמצעות שימוש במסה חיצונית של Finningan Delta55 ו-Finningan Delta55. שיש cenzo (פנימי), NBS18 ו-NBS19 (בינלאומי), בעוד שגיאה אנליטית ושחזור היו ±0.05% ו-±0.1%, בהתאמה.
ערכי δ15N (המבוטאים כ-% לעומת אוויר) ו-40Ar/36Ar נקבעו באמצעות כרומטוגרף גז Agilent 6890 N (GC) בצירוף לספקטרומטר מסה זרימה רציפה של Finnigan Delta plusXP. שגיאת הניתוח היא: δ15N±0.1%, יחס R<Ar<Arop%, 36Ar<Arop%, 36Ar<Arop. כאשר R הוא 3He/4He שנמדד בדגימה ו-Ra הוא אותו יחס באטמוספירה: 1.39 × 10−6)57 נקבע במעבדה של INGV-Palermo (איטליה) 3He, 4He ו-20Ne נקבעו באמצעות ספקטרומטר מסה כפול אספן (Helix SFT-GVI 5 error after separated Heelix-GVI). החסר עבור He ו-Ne הם <10-14 ו-<10-16 מול, בהתאמה.
כיצד לצטט מאמר זה: Passaro, S. et al. התרוממות קרקעית הים המונעת על ידי תהליך הסרת גז חושפת פעילות וולקנית ניצחת לאורך החוף. מדע.6, 22448;doi: 10.1038/srep22448 (2016).
אהרון, פ. הגיאולוגיה והביולוגיה של חלחול ופתחי אוורור של פחמימנים מודרניים ועתיקים בקרקעית הים: מבוא. Geographic Ocean Wright.14, 69–73 (1994).
Paul, CK & Dillon, WP ההתרחשות הגלובלית של גז hydrates. ב Kvenvolden, KA & Lorenson, TD (עורכים) 3-18 (Natural gas hydrates: Occurrence, distribution and detection. American Geophysical Union Geophysical Monograph 124, 2001).
Fisher, AT אילוצים גיאופיזיים על זרימה הידרותרמית. בתוך: Halbach, PE, Tunnicliffe, V. & Hein, JR (eds) 29–52 (דוח של Durham Workshop, Energy and Mass Transfer in Marine Hydrothermal Systems, Durham University Press, Berlin (2003) ).
Coumou, D., Driesner, T. & Heinrich, C. מבנה ודינמיקה של מערכות הידרותרמיות של רכס אמצע האוקיינוס.Science 321, 1825–1828 (2008).
Boswell, R. & Collett, TS השקפות נוכחיות על משאבי גז הידרט.אנרגיה.וסביבה.מדע.4, 1206–1215 (2011).
Evans, RJ, Davies, RJ & Stewart, SA מבנה פנימי והיסטוריית התפרצויות של מערכת הרי געש בוץ בקנה מידה קילומטרים בים הכספי הדרומי. מאגר אגן 19, 153–163 (2007).
Leon, R. et al.מאפייני קרקעית הים הקשורים לחלחול של פחמימנים מתלוליות בוץ קרבונט במים עמוקים במפרץ קאדיס: מזרימת בוץ למשקעי פחמן. גיאוגרפיה March.Wright.27, 237–247 (2007).
Moss, JL & Cartwright, J. ייצוג סיסמי תלת מימדי של צינורות מילוט נוזלים בקנה מידה קילומטרים מול החוף של נמיביה. מאגר אגן 22, 481–501 (2010).
Andresen, KJ מאפייני זרימת נוזלים במערכות צינורות נפט וגז: מה הם אומרים לנו על התפתחות האגן? March Geology.332, 89–108 (2012).
Ho, S., Cartwright, JA & Imbert, P. אבולוציה אנכית של מבנה פריקת הנוזלים הרבעוני של ניאוגן ביחס לשטפי גז באגן קונגו התחתון, מהחוף של אנגולה. March Geology.332–334, 40–55 (2012).
Johnson, SY et al. פעילות הידרותרמית וטקטונית בצפון אגם ילוסטון, וויומינג. גיאולוגיה. המפלגה הסוציאליסטית. Yes.bull.115, 954–971 (2003).
Patacca, E., Sartori, R. & Scandone, P. The Tyrrhenian Basin and the Apennine Arc: Relations Kinematic Since the Late Totonian.Mem Soc Geol Ital 45, 425–451 (1990).
Milia et al.מבנה טקטוני וקרום בשוליים היבשתיים של קמפניה: קשר לפעילות געשית.מינרל.גזoline.79, 33–47 (2003)
Piochi, M., Bruno PP & De Astis G. התפקיד היחסי של טקטוניקת השבר ותהליכי התרוממות מגמטיים: הסקה מנתונים גיאופיזיים, מבניים וגיאוכימיים באזור הוולקני של נאפולי (דרום איטליה). Gcubed, 6(7), 1-25 (2005).
Dvorak, JJ & Mastrolorenzo, G. מנגנונים של תנועת קרום אנכית לאחרונה במכתש Campi Flegrei בדרום איטליה.geology.Socialist Party.Yes.Specification.263, עמ' 1-47 (1991).
Orsi, G. et al. עיוות קרקע וסייסמיות לטווח קצר במכתש Campi Flegrei המקונן (איטליה): דוגמה להתאוששות מסה פעילה באזור מאוכלס בצפיפות.J.Volcano.geothermal.reservoir.91, 415–451 (1999)
Cusano, P., Petrosino, S., and Saccorotti, G. מקורות הידרותרמיים של פעילות 4D מתמשכת ארוכת טווח במתחם הוולקני Campi Flegrei באיטליה.J.Volcano.geothermal.reservoir.177, 1035–1044 (2008).
Pappalardo, L. and Mastrolorenzo, G. בידול מהיר במאגרים מגמטיים דמויי אדן: מחקר מקרה ממכתש Campi Flegrei.science.Rep.2, 10.1038/srep00712 (2012).
Walter, TR et al.InSAR סדרות זמן, ניתוח מתאם ומודלים של מתאם זמן חושפים צימוד אפשרי של Campi Flegrei ו-Vesuvius.J.Volcano.geothermal.reservoir.280, 104–110 (2014).
Milia, A. & Torrente, M. מבנה מבני וסטרטיגרפי של המחצית הראשונה של הגרבן הטירני (מפרץ נאפולי, איטליה). פיזיקה קונסטרוקטיבית 315, 297–314.
Sano, Y. & Marty, B. מקורות פחמן בגז אפר וולקני מ- Island Arcs.Chemical Geology.119, 265–274 (1995).
Milia, A. Dohrn Canyon stratigraphy: תגובות לירידת פני הים והתרוממות טקטונית על המדף היבשתי החיצוני (Eastern Tyrrhenian Margin, Italy). Geo-Marine Letters 20/2, 101–108 (2000).