გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. თქვენს მიერ გამოყენებულ ბრაუზერის ვერსიას CSS-ის შეზღუდული მხარდაჭერა აქვს. საუკეთესო გამოცდილებისთვის გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მხარდაჭერის უწყვეტი უზრუნველყოფის მიზნით, საიტს სტილებისა და JavaScript-ის გარეშე ვაჩვენებთ.
ჩვენ წარმოგიდგენთ ნეაპოლის (იტალია) პორტიდან რამდენიმე კილომეტრში ზღვის ფსკერის აქტიური აწევისა და გაზის გამოყოფის მტკიცებულებებს. ზღვის ფსკერის მახასიათებლებია ორმოები, ბორცვები და კრატერები. ეს წარმონაქმნები წარმოადგენს არაღრმა ქერქული სტრუქტურების მწვერვალებს, მათ შორის პაგოდებს, ნაპრალებსა და ნაოჭებს, რომლებიც დღეს ზღვის ფსკერზე მოქმედებს. მათში დაფიქსირდა ჰელიუმის და ნახშირორჟანგის აწევა, წნევა და გამოყოფა მანტიის დნობისა და ქერქის ქანების დეკარბონიზაციის რეაქციებში. ეს აირები, სავარაუდოდ, მსგავსია იმ აირებისა, რომლებიც კვებავს ისკიას, ფლეგრეს და სომა-ვეზუვის ჰიდროთერმულ სისტემებს, რაც მიუთითებს მანტიის წყაროს ნარევში ნეაპოლის ყურის ქვემოთ მდებარე ქერქის სითხეებთან. გაზის აწევისა და წნევის პროცესით გამოწვეული წყალქვეშა გაფართოება და რღვევა მოითხოვს 2-3 მპა-ს ზედმეტ წნევას. ზღვის ფსკერის აწევა, ნაპრალი და გაზის გამოყოფა არავულკანური რყევების გამოვლინებაა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ზღვის ფსკერის ამოფრქვევები და/ან ჰიდროთერმული აფეთქებები.
ღრმა ზღვის ჰიდროთერმული (ცხელი წყალი და გაზი) გამონადენი შუა ოკეანის ქედებისა და კონვერგენტული ფილების კიდეების (კუნძულის რკალების ჩაძირული ნაწილების ჩათვლით) საერთო მახასიათებელია, ხოლო გაზის ჰიდრატების (ქლორატები) ცივი გამონადენი ხშირად დამახასიათებელია კონტინენტური შელფებისა და პასიური კიდეებისთვის1, 2,3,4,5. ზღვის ფსკერის ჰიდროთერმული გამონადენი სანაპირო რაიონებში გულისხმობს სითბოს წყაროებს (მაგმის რეზერვუარებს) კონტინენტურ ქერქსა და/ან მანტიაში. ეს გამონადენი შეიძლება წინ უსწრებდეს მაგმის ასვლას დედამიწის ქერქის ზედა ფენებში და კულმინაციას მიაღწიოს ვულკანური ზღვის მთების ამოფრქვევით და განლაგებით6. ამიტომ, შესაძლო ვულკანების შესაფასებლად კრიტიკულია (ა) ზღვის ფსკერის აქტიურ დეფორმაციასთან დაკავშირებული მორფოლოგიების და (ბ) დასახლებულ სანაპირო რაიონებთან, როგორიცაა ნეაპოლის ვულკანური რეგიონი იტალიაში (~1 მილიონი მოსახლე), ახლოს მდებარე გაზის გამონაბოლქვის იდენტიფიცირება. არაღრმა ამოფრქვევა. გარდა ამისა, მიუხედავად იმისა, რომ ღრმა ზღვის ჰიდროთერმული ან ჰიდრატის გაზის გამონაბოლქვთან დაკავშირებული მორფოლოგიური მახასიათებლები შედარებით კარგად არის ცნობილი მათი გეოლოგიური და ბიოლოგიური თვისებების გამო, გამონაკლისებია მორფოლოგიური მახასიათებლები, რომლებიც დაკავშირებულია უფრო არაღრმა წყლებთან, გარდა იმ შემთხვევებისა, რომლებიც გვხვდება ინდოეთში. ტბა 12-ის შესახებ შედარებით ცოტა ჩანაწერია. აქ წარმოგიდგენთ ახალ ბათიმეტრიულ, სეისმურ, წყლის სვეტის და გეოქიმიურ მონაცემებს ნეაპოლის ყურეში (სამხრეთ იტალია), ნეაპოლის პორტიდან დაახლოებით 5 კილომეტრში მდებარე წყალქვეშა, მორფოლოგიურად და სტრუქტურულად რთული რეგიონისთვის, რომელიც გაზის ემისიებით არის დაზარალებული. ეს მონაცემები შეგროვდა R/V Urania-ზე SAFE_2014 (2014 წლის აგვისტო) კრუიზის დროს. ჩვენ აღვწერთ და ვხსნით ზღვის ფსკერსა და მიწისქვეშა სტრუქტურებს, სადაც გაზის ემისიები ხდება, ვიკვლევთ გამონაბოლქვი სითხეების წყაროებს, ვადგენთ და ვახასიათებთ გაზის აწევისა და მასთან დაკავშირებული დეფორმაციის რეგულირების მექანიზმებს და განვიხილავთ ვულკანოლოგიურ ზემოქმედებას.
ნეაპოლის ყურე ქმნის პლიო-მეოთხეული პერიოდის დასავლეთ კიდეს, ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით წაგრძელებულ კამპანიის ტექტონიკურ დეპრესიას13,14,15. ისკიას (დაახლ. ახ. წ. 150-1302 წწ.), კამპი ფლეგრეს კრატერს (დაახლ. 300-1538 წწ.) და სომა-ვეზუვს (<360-1944 წწ.) აღმოსავლეთით მდებარე 15 მდებარეობის ყურეს ესაზღვრება, ხოლო სამხრეთით სორენტოს ნახევარკუნძულს (სურ. 1ა). ნეაპოლის ყურეზე გავლენას ახდენს გაბატონებული ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით მდებარე და მეორადი ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით მდებარე მნიშვნელოვანი რღვევები (სურ. 1)14,15. ისკიას, კამპი ფლეგრეის და სომა-ვეზუვის კურორტებს ახასიათებთ ჰიდროთერმული გამოვლინებები, მიწის დეფორმაცია და ზედაპირული სეისმურობა16,17,18 (მაგ., ტურბულენტური მოვლენა კამპი ფლეგრეის 1982-1984 წლებში, 1.8 მ აწევით და ათასობით მიწისძვრით). ბოლოდროინდელი კვლევები19,20 ვარაუდობენ, რომ შესაძლოა არსებობდეს კავშირი. სომა-ვეზუვისა და ფლეგრეს მთების დინამიკას შორის, შესაძლოა, „ღრმა“ ცალკეულ მაგმურ რეზერვუარებთან იყოს დაკავშირებული. ფლეგრეს მთების ბოლო 36 ათასი წლის განმავლობაში ვულკანური აქტივობა და ზღვის დონის რხევები და სომა ვეზუვის 18 ათასი წლის განმავლობაში ნეაპოლის ყურის დანალექი სისტემა კონტროლდებოდა. ბოლო გამყინვარების მაქსიმუმზე (18 ათასი წლის) ზღვის დაბალმა დონემ გამოიწვია ოფშორული-არაღრმა დანალექი სისტემის რეგრესია, რომელიც შემდგომში გვიანი პლეისტოცენ-ჰოლოცენის დროს ტრანსგრესიული მოვლენებით შეივსო. წყალქვეშა აირების გამოყოფა აღმოჩენილია ისკიას კუნძულის გარშემო, ფლეგრეს მთების სანაპიროსთან და სომა-ვეზუვის მთასთან ახლოს (სურ. 1ბ).
(ა) კონტინენტური შელფისა და ნეაპოლის ყურის მორფოლოგიური და სტრუქტურული მოწყობა 15, 23, 24, 48. წერტილები წარმოადგენს წყალქვეშა ამოფრქვევის ძირითად ცენტრებს; წითელი ხაზები წარმოადგენს ძირითად რღვევებს. (ბ) ნეაპოლის ყურის ბათიმეტრია აღმოჩენილი სითხის ხვრელებით (წერტილები) და სეისმური ხაზების კვალით (შავი ხაზები). ყვითელი ხაზები წარმოადგენს სეისმური ხაზების L1 და L2 ტრაექტორიებს, რომლებიც ნაჩვენებია ნახაზ 6-ში. Banco della Montagna (BdM) გუმბათისებრი სტრუქტურების საზღვრები აღნიშნულია ლურჯი წყვეტილი ხაზებით (ა, ბ)-ში. ყვითელი კვადრატები აღნიშნავს აკუსტიკური წყლის სვეტის პროფილების ადგილმდებარეობას, ხოლო CTD-EMBlank, CTD-EM50 და ROV ჩარჩოები ნაჩვენებია ნახაზ 5-ში. ყვითელი წრე აღნიშნავს ნიმუშის აღების აირის გამონადენის ადგილს, ხოლო მისი შემადგენლობა ნაჩვენებია ცხრილში S1. Golden Software (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) იყენებს Surfer® 13-ის მიერ გენერირებულ გრაფიკას.
SAFE_2014 (2014 წლის აგვისტო) კრუიზის დროს მიღებული მონაცემების საფუძველზე (იხ. მეთოდები), აგებულია ნეაპოლის ყურის ახალი ციფრული რელიეფის მოდელი (DTM) 1 მ გარჩევადობით. DTM აჩვენებს, რომ ნეაპოლის პორტის სამხრეთით მდებარე ზღვის ფსკერი ხასიათდება სამხრეთისკენ მიმართული მსუბუქად დახრილი (დახრილობა ≤3°) ზედაპირით, რომელიც შეწყვეტილია 5.0 × 5.3 კმ გუმბათისებრი სტრუქტურით, რომელიც ადგილობრივად ცნობილია როგორც Banco della Montagna (BdM). სურ. 1ა,ბ). BdM ვითარდება დაახლოებით 100-დან 170 მეტრის სიღრმეზე, მიმდებარე ზღვის ფსკერიდან 15-დან 20 მეტრამდე სიმაღლეზე. BdM გუმბათს ავლენს ბორცვის მსგავს მორფოლოგიას 280 სუბწრიულიდან ოვალურ ბორცვზე (სურ. 2ა), 665 კონუსზე და 30 ორმოზე (სურ. 3 და 4). ბორცვის მაქსიმალური სიმაღლე და გარშემოწერილობა შესაბამისად 22 მ და 1800 მ-ია. ბორცვების წრიული ფორმა [C = 4π(ფართობი/პერიმეტრი2)] მცირდება პერიმეტრის ზრდასთან ერთად (სურ. 2ბ). ბორცვების ღერძული თანაფარდობა მერყეობს 1-დან 6.5-მდე, სადაც 2-ზე მეტი ღერძული თანაფარდობის მქონე ბორცვები აჩვენებს სასურველ N45°E + 15° დარტყმას და უფრო გაფანტულ მეორად, უფრო გაფანტულ N105°E-დან N145°E-მდე დარტყმას (სურ. 2გ). BdM სიბრტყეზე და ბორცვის თავზე არსებობს ერთჯერადი ან გასწორებული კონუსები (სურ. 3ა, ბ). კონუსური განლაგება მიჰყვება იმ ბორცვების განლაგებას, რომლებზეც ისინი მდებარეობს. ორმოები ჩვეულებრივ განლაგებულია ბრტყელ ზღვის ფსკერზე (სურ. 3გ) და ზოგჯერ ბორცვებზეც. კონუსებისა და ორმოების სივრცითი სიმკვრივე აჩვენებს, რომ დომინანტური ჩრდილო-დასავლეთის განლაგება განსაზღვრავს BdM გუმბათის ჩრდილო-აღმოსავლეთ და სამხრეთ-დასავლეთ საზღვრებს (სურ. 4ა, ბ); ნაკლებად გაფართოებული ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთ მარშრუტი მდებარეობს ცენტრალურ BdM რეგიონში.
(ა) ბანკო დელა მონტანიას გუმბათის ციფრული რელიეფის მოდელი (1 მ უჯრედის ზომა) (BdM). (ბ) BdM ბორცვების პერიმეტრი და სიმრგვალე. (გ) ბორცვის გარშემო არსებული საუკეთესოდ მორგებული ელიფსის მთავარი ღერძის ღერძული თანაფარდობა და კუთხე (ორიენტაცია). ციფრული რელიეფის მოდელის სტანდარტული შეცდომაა 0.004 მ; პერიმეტრისა და სიმრგვალის სტანდარტული შეცდომებია შესაბამისად 4.83 მ და 0.01, ხოლო ღერძული თანაფარდობისა და კუთხის სტანდარტული შეცდომებია შესაბამისად 0.04 და 3.34°.
BdM რეგიონში იდენტიფიცირებული კონუსების, კრატერების, ბორცვებისა და ორმოების დეტალები, რომლებიც ამოღებულია DTM-დან, მოცემულია ნახაზ 2-ში.
(ა) გასწორების კონუსები ბრტყელ ზღვის ფსკერზე; (ბ) კონუსები და კრატერები ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით მდებარე წვრილ ბორცვებზე; (გ) ფოსოების კვალი ოდნავ დახრილ ზედაპირზე.
(ა) აღმოჩენილი კრატერების, ორმოების და აქტიური გაზის გამონადენის სივრცითი განაწილება. (ბ) (ა) პუნქტში მოცემული კრატერებისა და ორმოების სივრცითი სიმკვრივე (რიცხვი/0.2 კმ2).
ROV წყლის სვეტის ექოზონდერის სურათებიდან და ზღვის ფსკერის პირდაპირი დაკვირვებებიდან, რომლებიც 2014 წლის აგვისტოში SAFE_2014 კრუიზის დროს იქნა მიღებული, ჩვენ BdM რეგიონში 37 აირისებრი გამოყოფა აღმოვაჩინეთ (სურათები 4 და 5). ამ გამოსხივების აკუსტიკური ანომალიები აჩვენებს ვერტიკალურად წაგრძელებულ ფორმებს, რომლებიც ზღვის ფსკერიდან ამოდის, ვერტიკალურად 12-დან დაახლოებით 70 მეტრამდე (სურ. 5ა). ზოგიერთ ადგილას აკუსტიკური ანომალიები თითქმის უწყვეტ „მატარებელს“ ქმნიდა. დაკვირვებული ბუშტუკოვანი ნაკადები მნიშვნელოვნად განსხვავდება: უწყვეტი, მკვრივი ბუშტუკოვანი ნაკადებიდან ხანმოკლე ფენომენებამდე (დამატებითი ფილმი 1). ROV შემოწმება საშუალებას იძლევა ვიზუალურად დადასტურდეს ზღვის ფსკერის სითხის ხვრელების არსებობა და ხაზს უსვამს ზღვის ფსკერზე პატარა ნიშნებს, რომლებიც ზოგჯერ გარშემორტყმულია წითელიდან ნარინჯისფერ ნალექებამდე (სურ. 5ბ). ზოგიერთ შემთხვევაში, ROV არხები ხელახლა ააქტიურებენ გამოსხივებას. ხვრელის მორფოლოგია ზედა ნაწილში წრიულ ხვრელს აჩვენებს წყლის სვეტში აფეთქების გარეშე. წყლის სვეტში pH-მა გამონადენის წერტილის ზემოთ მნიშვნელოვნად ვარდნა აჩვენა, რაც ადგილობრივად უფრო მჟავე პირობებზე მიუთითებს (სურ. 5გ,დ). კერძოდ, pH BdM აირის გამონადენის ზემოთ 75 მეტრის სიღრმე 8.4-დან (70 მეტრის სიღრმეზე) 7.8-მდე (75 მეტრის სიღრმეზე) შემცირდა (სურ. 5გ), მაშინ როდესაც ნეაპოლის ყურის სხვა ადგილებში pH-ის მნიშვნელობები 0-დან 160 მეტრამდე მერყეობდა 8.3-დან 8.5-მდე სიღრმის ინტერვალში (სურ. 5დ). ზღვის წყლის ტემპერატურისა და მარილიანობის მნიშვნელოვანი ცვლილებები არ შეინიშნებოდა ნეაპოლის ყურის BdM არეალის შიგნით და გარეთ მდებარე ორ ადგილას. 70 მეტრის სიღრმეზე ტემპერატურა 15°C-ია, ხოლო მარილიანობა დაახლოებით 38 PSU (სურ. 5გ,დ). pH-ის, ტემპერატურისა და მარილიანობის გაზომვებმა აჩვენა: ა) მჟავე სითხეების მონაწილეობა, რომლებიც დაკავშირებულია BdM დეგაზაციის პროცესთან და ბ) თერმული სითხეებისა და მარილწყლის არარსებობა ან ძალიან ნელი გამოყოფა.
(ა) აკუსტიკური წყლის სვეტის პროფილის შეგროვების ფანჯარა (ექომეტრი Simrad EK60). ვერტიკალური მწვანე ზოლი, რომელიც შეესაბამება BdM რეგიონში მდებარე EM50 სითხის გამონადენზე (ზღვის დონიდან დაახლოებით 75 მ დაბლა) აღმოჩენილ გაზის აფეთქებას; ასევე ნაჩვენებია ფსკერისა და ზღვის ფსკერის მულტიპლექსური სიგნალები. (ბ) შეგროვებულია BdM რეგიონში დისტანციურად მართვადი მანქანით. ერთ ფოტოზე ნაჩვენებია პატარა კრატერი (შავი წრე), რომელიც გარშემორტყმულია წითელიდან ნარინჯისფერ ნალექამდე. (გ,დ) მრავალპარამეტრული ზონდის CTD მონაცემები დამუშავებულია SBED-Win32 პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით (Seasave, ვერსია 7.23.2). წყლის სვეტის შერჩეული პარამეტრების (მარილიანობა, ტემპერატურა, pH და ჟანგბადი) ნიმუშები სითხის გამონადენის EM50 ზემოთ (პანელი გ) და Bdm გამონადენის არეალის პანელის გარეთ (დ).
2014 წლის 22-დან 28 აგვისტომდე პერიოდში კვლევის არეალიდან სამი გაზის ნიმუში ავიღეთ. ამ ნიმუშებმა მსგავსი შემადგენლობა აჩვენა, სადაც დომინირებს CO2 (934-945 მმოლ/მოლ), შემდეგ მოდის N2 (37-43 მმოლ/მოლ), CH4 (16-24 მმოლ/მოლ) და H2S (0.10 მმოლ/მოლ) -0.44 მმოლ/მოლ შესაბამისი კონცენტრაციები, ხოლო H2 და He ნაკლებად უხვად იყო (შესაბამისად, <0.052 და <0.016 მმოლ/მოლ) (სურ. 1ბ; ცხრილი S1, დამატებითი ვიდეო 2). ასევე გაიზომა O2-ის და Ar-ის შედარებით მაღალი კონცენტრაციები (შესაბამისად, 3.2 და 0.18 მმოლ/მოლამდე). მსუბუქი ნახშირწყალბადების ჯამი მერყეობს 0.24-დან 0.30 მმოლ/მოლამდე და შედგება C2-C4 ალკანებისგან, არომატული ნაერთებისგან (ძირითადად ბენზოლი), პროპენისა და გოგირდშემცველი ნაერთებისგან (თიოფენი). 40Ar/36Ar მნიშვნელობა შეესაბამება ჰაერის... (295.5), თუმცა EM35 ნიმუშს (BdM გუმბათი) აქვს მნიშვნელობა 304, რაც აჩვენებს 40Ar-ის მცირე სიჭარბეს. δ15N თანაფარდობა უფრო მაღალი იყო, ვიდრე ჰაერის (+1.98%-მდე ჰაერთან შედარებით), ხოლო δ13C-CO2 მნიშვნელობები მერყეობდა -0.93-დან 0.44%-მდე V-PDB-თან შედარებით. R/Ra მნიშვნელობები (ჰაერის დაბინძურების კორექტირების შემდეგ 4He/20Ne თანაფარდობის გამოყენებით) იყო 1.66-დან 1.94-მდე, რაც მიუთითებს მანტიის He-ს დიდი ფრაქციის არსებობაზე. ჰელიუმის იზოტოპის CO2-თან და მის სტაბილურ იზოტოპ 22-თან შერწყმით, BdM-ში გამონაბოლქვის წყარო შეიძლება უფრო დაზუსტდეს. CO2/3He-ს CO2 რუკაზე δ13C-თან შედარებით (ნახ. 6), BdM გაზის შემადგენლობა შედარებულია ისკიას, ფლეგრეის და სომა-ვეზუვის ფუმაროლების შემადგენლობასთან. ნახაზი 6 ასევე ასახავს თეორიულ შერევის ხაზებს სამ სხვადასხვა ნახშირბადის წყაროები, რომლებიც შეიძლება მონაწილეობდნენ BdM აირის წარმოქმნაში: გახსნილი მანტიიდან მიღებული დნობები, ორგანული ნივთიერებებით მდიდარი ნალექები და კარბონატები. BdM ნიმუშები ხვდება სამი კამპანიის ვულკანის მიერ გამოსახულ შერევის ხაზზე, ანუ მანტიის აირების შერევაზე (რომლებიც მონაცემების შესაბამისობის მიზნით კლასიკურ MORB-ებთან შედარებით ოდნავ გამდიდრებულია ნახშირორჟანგით) და ქერქის დეკარბონიზაციით გამოწვეული რეაქციები. შედეგად მიღებული აირისებრი ქანი.
შედარებისთვის მოყვანილია კირქვისა და ორგანული ნალექების მანტიის შემადგენლობასა და ბოლო წევრებს შორის ჰიბრიდული ხაზები. ჩარჩოები წარმოადგენს ისკიას, ფლეგრეის და სომა-ვესვიუსის 59, 60, 61 ფუმაროლების არეებს. BdM ნიმუში კამპანიის ვულკანის შერეულ ტენდენციაშია. შერეული ხაზის ბოლო წევრის გაზი მანტიის წყაროა, რომელიც კარბონატული მინერალების დეკარბურიზაციის რეაქციით წარმოქმნილი აირია.
სეისმური მონაკვეთები L1 და L2 (სურ. 1ბ და 7) აჩვენებს გადასვლას BdM-სა და სომა-ვეზუვის (L1, სურ. 7ა) და ფლეგრეის ბანაკების (L2, სურ. 7ბ) ვულკანური რეგიონების დისტალურ სტრატიგრაფიულ თანმიმდევრობებს შორის. BdM ხასიათდება ორი ძირითადი სეისმური წარმონაქმნის არსებობით (MS და PS სურ. 7-ში). ზედა (MS) აჩვენებს მაღალიდან საშუალო ამპლიტუდისა და გვერდითი უწყვეტობის სუბპარალელური რეფლექტორებს (სურ. 7ბ, გ). ეს ფენა მოიცავს ზღვის ნალექებს, რომლებიც გადაადგილებულია ბოლო გამყინვარების მაქსიმუმის (LGM) სისტემით და შედგება ქვიშისა და თიხისგან23. ქვედა PS ფენა (სურ. 7ბ-დ) ხასიათდება ქაოტურიდან გამჭვირვალე ფაზით სვეტების ან ქვიშის საათის ფორმით. PS ნალექების ზედა ნაწილი ქმნიდა ზღვის ფსკერის გორაკებს (სურ. 7დ). ეს დიაპირის მსგავსი გეომეტრიები აჩვენებს PS გამჭვირვალე მასალის შეჭრას ზედა MS ნალექებში. აწევა პასუხისმგებელია ნაოჭებისა და რღვევების წარმოქმნაზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ MS ფენაზე და BdM ზღვის ფსკერის თანამედროვე ნალექებზე (სურ. 7b–d). MS სტრატიგრაფიული ინტერვალი L1 მონაკვეთის ENE ნაწილში აშკარად დელამინირებულია, მაშინ როცა BdM-ისკენ თეთრდება გაზით გაჯერებული ფენის (GSL) არსებობის გამო, რომელიც დაფარულია MS თანმიმდევრობის ზოგიერთი შიდა დონით (სურ. 7a). გამჭვირვალე სეისმური ფენის შესაბამისი BdM-ის ზედა ნაწილში შეგროვებული გრავიტაციული ბირთვები მიუთითებს, რომ ზედა 40 სმ შედგება ქვიშისგან, რომელიც ახლახანს დაილექა დღემდე; )24,25 და „ნეაპოლის ყვითელი ტუფის“ (14.8 კკალ) Campi Flegrei-ს აფეთქებითი ამოფრქვევის პემზის ფრაგმენტები.26 PS ფენის გამჭვირვალე ფაზა არ შეიძლება აიხსნას მხოლოდ ქაოტური შერევის პროცესებით, რადგან ნეაპოლის ყურეში BdM-ის გარეთ აღმოჩენილ მეწყერებთან, ტალახიან ნაკადებთან და პიროკლასტურ ნაკადებთან დაკავშირებული ქაოტური ფენები აკუსტიკურად გაუმჭვირვალეა.21,23,24 ჩვენ ვასკვნით, რომ დაკვირვებული BdM PS სეისმური ფაციესები, ასევე წყალქვეშა გამონაზარდის PS ფენის (სურ. 7დ) გარეგნობა ასახავს ბუნებრივი აირის აწევას.
(ა) ერთარხიანი სეისმური პროფილი L1 (ნავიგაციის კვალი ნახ. 1ბ-ზე), რომელიც აჩვენებს სვეტისებრ (პაგოდას) სივრცულ განლაგებას. პაგოდა შედგება პემზისა და ქვიშის ქაოტური დანალექებისგან. პაგოდის ქვემოთ არსებული გაზით გაჯერებული ფენა არღვევს უფრო ღრმა წარმონაქმნების უწყვეტობას. (ბ) ერთარხიანი სეისმური პროფილი L2 (ნავიგაციის კვალი ნახ. 1ბ-ზე), რომელიც ხაზს უსვამს ზღვის ფსკერის ბორცვების, საზღვაო (MS) და პემზის ქვიშის დანალექების (PS) ჭრილსა და დეფორმაციას. (გ) MS-სა და PS-ში დეფორმაციის დეტალები მოცემულია (გ,დ)-ში. ზედა ნალექში 1580 მ/წმ სიჩქარის დაშვებით, 100 ms წარმოადგენს დაახლოებით 80 მეტრს ვერტიკალურ მასშტაბზე.
BdM-ის მორფოლოგიური და სტრუქტურული მახასიათებლები მსგავსია სხვა წყალქვეშა ჰიდროთერმული და გაზის ჰიდრატის ველებისა გლობალურად2,12,27,28,29,30,31,32,33,34 და ხშირად ასოცირდება აწევებთან (სარდაფები და ბორცვები) და გაზის გამონადენთან (კონუსები, ორმოები). BdM-თან გასწორებული კონუსები, ორმოები და წაგრძელებული ბორცვები მიუთითებს სტრუქტურულად კონტროლირებად გამტარიანობაზე (სურათები 2 და 3). ბორცვების, ორმოების და აქტიური ხვრელების სივრცითი განლაგება მიუთითებს, რომ მათი განაწილება ნაწილობრივ კონტროლდება ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით და ჩრდილო-დასავლეთ-სამხრეთ-აღმოსავლეთით დარტყმითი ბზარებით (სურ. 4ბ). ეს არის რღვევის სისტემების სასურველი დარტყმები, რომლებიც გავლენას ახდენენ Campi Flegrei-სა და სომა-ვეზუვის ვულკანურ რეგიონებსა და ნეაპოლის ყურეზე. კერძოდ, პირველის სტრუქტურა აკონტროლებს Campi Flegrei-ს კრატერიდან ჰიდროთერმული გამონადენის ადგილმდებარეობას35. ამიტომ, ჩვენ ვასკვნით, რომ ნეაპოლის ყურეში არსებული ბზარები და ბზარები წარმოადგენს გაზის ზედაპირზე მიგრაციის სასურველ გზას, რაც საერთოა სხვა სტრუქტურულად კონტროლირებადი ჰიდროთერმული ველებისთვის. სისტემები36,37. აღსანიშნავია, რომ BdM კონუსები და ორმოები ყოველთვის არ ასოცირდებოდა ბორცვებთან (სურ. 3ა,გ). ეს იმაზე მიუთითებს, რომ ეს ბორცვები სულაც არ წარმოადგენს ორმოების წარმოქმნის წინამორბედებს, როგორც სხვა ავტორები ვარაუდობენ გაზის ჰიდრატის ზონებისთვის32,33. ჩვენი დასკვნები ადასტურებს ჰიპოთეზას, რომ გუმბათოვანი ზღვის ფსკერის ნალექების დარღვევა ყოველთვის არ იწვევს ორმოების წარმოქმნას.
სამი შეგროვებული აირისებრი გამონაბოლქვი აჩვენებს ჰიდროთერმული სითხეებისთვის დამახასიათებელ ქიმიურ ხელწერებს, კერძოდ, ძირითადად CO2-ს აღმდგენი აირების (H2S, CH4 და H2) მნიშვნელოვანი კონცენტრაციით და მსუბუქი ნახშირწყალბადებით (განსაკუთრებით ბენზოლი და პროპილენი)38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 (ცხრილი S1). ატმოსფერული აირების (მაგალითად, O2) არსებობა, რომელთა არსებობა წყალქვეშა გამონაბოლქვში მოსალოდნელი არ არის, შეიძლება გამოწვეული იყოს ზღვის წყალში გახსნილი ჰაერის დაბინძურებით, რომელიც კონტაქტში შედის სინჯის აღებისთვის გამოყენებულ პლასტმასის ყუთებში შენახულ აირებთან, რადგან ROV-ები ამოღებულია ოკეანის ფსკერიდან ზღვაში ასაფეთქებლად. პირიქით, დადებითი δ15N მნიშვნელობები და მაღალი N2/Ar (480-მდე), მნიშვნელოვნად მაღალი ვიდრე ASW (ჰაერით გაჯერებული წყალი), მიუთითებს, რომ N2-ის უმეტესი ნაწილი წარმოიქმნება ატმოსფერული წყაროებიდან, რაც შეესაბამება ამ აირების უპირატეს ჰიდროთერმულ წარმოშობას. BdM აირის ჰიდროთერმულ-ვულკანური წარმოშობა დასტურდება CO2 და He შემცველობით და მათი იზოტოპური ხელწერებით. ნახშირბადის იზოტოპები (δ13C-CO2 -0.93%-დან +0.4%-მდე) და CO2/3He მნიშვნელობები (1.7 × 1010-დან 4.1 × 1010-მდე) მიუთითებს, რომ BdM ნიმუშები მიეკუთვნება ნეაპოლის ყურის მანტიის ბოლო წევრების გარშემო არსებული ფუმაროლების შერეულ ტენდენციას და დეკარბონიზაციას. რეაქციის შედეგად წარმოქმნილ გაზებს შორის ურთიერთობა (სურათი 6). უფრო კონკრეტულად, BdM აირის ნიმუშები განლაგებულია შერევის ტენდენციის გასწვრივ, დაახლოებით იმავე ადგილას, როგორც მიმდებარე Campi Flegrei და Soma-Veusivus ვულკანების სითხეები. ისინი უფრო ქერქულია, ვიდრე Ischia ფუმაროლები, რომლებიც უფრო ახლოს არიან მანტიის ბოლოსთან. სომა-ვეზუვი და Campi Flegrei აქვთ უფრო მაღალი 3He/4He მნიშვნელობები (R/Ra 2.6-დან 2.9-მდე), ვიდრე BdM (R/Ra 1.66-დან 1.96-მდე; ცხრილი S1). ეს მიუთითებს, რომ რადიოგენური He-ს დამატება და დაგროვება წარმოიშვა იმავე მაგმიდან. წყარო, რომელიც კვებავდა სომა-ვეზუვისა და ფლეგრეის ვულკანებს. BdM-ის გამონაბოლქვში აღმოჩენილი ორგანული ნახშირბადის ფრაქციების არარსებობა მიუთითებს, რომ ორგანული ნალექები არ მონაწილეობენ BdM-ის დეგაზაციის პროცესში.
ზემოთ მოყვანილ მონაცემებსა და წყალქვეშა გაზით მდიდარ რეგიონებთან დაკავშირებული გუმბათისებრი სტრუქტურების ექსპერიმენტული მოდელების შედეგებზე დაყრდნობით, ღრმა გაზის წნევამ შეიძლება გამოიწვიოს კილომეტრის მასშტაბის BdM გუმბათების ფორმირება. BdM თაღამდე მიმავალი ზედმეტი წნევის Pdef-ის შესაფასებლად, ჩვენ გამოვიყენეთ თხელი ფირფიტების მექანიკის მოდელი33,34, შეგროვებული მორფოლოგიური და სეისმური მონაცემებიდან გამომდინარე, იმის გათვალისწინებით, რომ BdM თაღი არის წრიულქვეშა ფურცელი, რომლის რადიუსი a აღემატება დეფორმირებულ რბილ ბლანტ ნალექს. ვერტიკალური მაქსიმალური გადაადგილება w და ​​სისქე h (დამატებითი სურ. S1). Pdef არის სხვაობა მთლიან წნევასა და ქანის სტატიკურ წნევას პლუს წყლის სვეტის წნევას შორის. BdM-ზე რადიუსი დაახლოებით 2500 მ-ია, w 20 მ-ია, ხოლო სეისმური პროფილიდან შეფასებული h მაქსიმუმი დაახლოებით 100 მ-ია. ჩვენ გამოვთვალეთ Pdef 46Pdef = w 64 D/a4 დამოკიდებულებიდან, სადაც D არის მოხრის სიმტკიცე; D მოცემულია (E h3)/[12(1 – ν2)]-ის მიხედვით, სადაც E არის საბადოს იანგის მოდული, ν არის პუასონის თანაფარდობა (~0.5)33. რადგან BdM ნალექების მექანიკური თვისებების გაზომვა შეუძლებელია, ჩვენ დავადგინეთ E = 140 კპა, რაც გონივრული მნიშვნელობაა სანაპირო ქვიშიანი ნალექებისთვის 47, BdM-ის მსგავსად14,24. ჩვენ არ განვიხილავთ ლიტერატურაში მოხსენიებულ უფრო მაღალ E მნიშვნელობებს სილნარი თიხის საბადოებისთვის (300 < E < 350,000 კპა)33,34, რადგან BDM საბადოები ძირითადად ქვიშისგან შედგება და არა სილისგან ან სილნარი თიხისგან24. ჩვენ ვიღებთ Pdef = 0.3 Pa-ს, რაც შეესაბამება ზღვის ფსკერის აწევის პროცესების შეფასებებს გაზის ჰიდრატის აუზის გარემოში, სადაც Pdef მერყეობს 10-2-დან 103 პა-მდე, სადაც უფრო დაბალი მნიშვნელობები წარმოადგენს დაბალ w/a და/ან რა. BdM-ში, სიხისტის შემცირება გამოწვეულია ნალექის ადგილობრივი გაზის გაჯერებით. და/ან უკვე არსებული ბზარების გაჩენამ ასევე შეიძლება ხელი შეუწყოს რღვევას და შემდგომ გაზის გამოყოფას, რაც საშუალებას იძლევა დაკვირვებული ვენტილაციის სტრუქტურების ფორმირებას. შეგროვებული არეკლილი სეისმური პროფილები (სურ. 7) მიუთითებს, რომ PS ნალექები ამოიწია GSL-დან, აწევს ზედა MS საზღვაო ნალექებს, რამაც გამოიწვია გორაკები, ნაოჭები, რღვევები და დანალექი ჭრილები (სურ. 7ბ,გ). ეს იმაზე მიუთითებს, რომ 14.8-დან 12 კალორიამდე ასაკის პემზა შეიჭრა ახალგაზრდა MS ფენაში აღმავალი გაზის ტრანსპორტირების პროცესის გზით. BdM სტრუქტურის მორფოლოგიური მახასიათებლები შეიძლება ჩაითვალოს GSL-ის მიერ წარმოქმნილი სითხის გამონადენის შედეგად წარმოქმნილი ზედმეტი წნევის შედეგად. იმის გათვალისწინებით, რომ აქტიური გამონადენი ჩანს ზღვის ფსკერიდან 170 მეტრზე მეტ სიმაღლეზე 48, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ GSL-ში სითხის ზედმეტი წნევა აღემატება 1700 კპა-ს. ნალექებში აირების აღმავალი მიგრაცია ასევე ახდენდა MS-ში შემავალი მასალის გახეხვას, რაც ხსნის ქაოტური ნალექების არსებობას BdM25-ზე აღებულ გრავიტაციულ ბირთვებში. გარდა ამისა, GSL-ის ჭარბი წნევა ქმნის რთულ რღვევის სისტემას (პოლიგონალური რღვევა სურათ 7ბ-ზე). კოლექტიურად, ეს მორფოლოგია, სტრუქტურა და სტრატიგრაფიული დასახლება, რომელსაც „პაგოდებს“ უწოდებენ49,50, თავდაპირველად მიეწერებოდა ძველი მყინვარული წარმონაქმნების მეორად ეფექტებს და ამჟამად განიმარტება, როგორც აწევის გაზის31,33 ან ევაპორიტების50 ეფექტები. კამპანიის კონტინენტურ კიდეზე აორთქლების ნალექები მწირია, სულ მცირე, ქერქის ზედა 3 კმ-ში. ამიტომ, BdM პაგოდების ზრდის მექანიზმი, სავარაუდოდ, კონტროლდება ნალექებში გაზის აწევით. ამ დასკვნას ადასტურებს პაგოდის გამჭვირვალე სეისმური ფაციესი (სურ. 7), ასევე გრავიტაციული ბირთვის მონაცემები, როგორც ეს ადრე იყო აღწერილი24, სადაც დღევანდელი ქვიშა იფრქვევა „Pomici Principali“25 და „ნეაპოლის ყვითელი ტუფი“26 Campi Flegrei. გარდა ამისა, PS ნალექებმა შეიჭრნენ და დეფორმაცია მოახდინეს ზედა MS ფენაში (სურ. 7დ). ეს სტრუქტურული განლაგება მიუთითებს, რომ პაგოდა წარმოადგენს აჯანყებას. სტრუქტურა და არა მხოლოდ გაზსადენი. ამრიგად, პაგოდის ფორმირებას ორი ძირითადი პროცესი განსაზღვრავს: ა) რბილი ნალექის სიმკვრივე მცირდება, როდესაც გაზი ქვემოდან შედის; ბ) გაზ-ნალექის ნარევი იზრდება, რაც იწვევს დაფიქსირებულ დაკეცვას, რღვევას და მოტეხილობას. იწვევს MS ნალექებს (სურათი 7). მსგავსი ფორმირების მექანიზმი შემოთავაზებულია სამხრეთ შოტლანდიის ზღვაში (ანტარქტიდა) გაზის ჰიდრატებთან დაკავშირებული პაგოდებისთვის. BdM პაგოდები ჯგუფებად ჩნდებოდნენ ბორცვიან ადგილებში და მათი ვერტიკალური განფენილობა საშუალოდ 70-100 მ იყო ორმხრივი მოგზაურობის დროში (TWTT) (სურათი 7ა). MS ტალღების არსებობისა და BdM გრავიტაციული ბირთვის სტრატიგრაფიის გათვალისწინებით, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ პაგოდის სტრუქტურების ფორმირების ასაკი დაახლოებით 14-12 ათასი წელია. გარდა ამისა, ამ სტრუქტურების ზრდა კვლავ აქტიურია (სურათი 7დ), რადგან ზოგიერთმა პაგოდამ შეიჭრა და დეფორმაცია მოახდინა დღევანდელ BdM ქვიშაში (სურათი 7დ).
პაგოდას დღევანდელი ზღვის ფსკერის გადაკვეთის შეუძლებლობა მიუთითებს, რომ (ა) გაზის აწევა და/ან გაზ-ნალექის შერევის ადგილობრივი შეწყვეტა და/ან (ბ) გაზ-ნალექის ნარევის შესაძლო გვერდითი ნაკადი არ იძლევა ლოკალიზებულ ჭარბი წნევის პროცესს. დიაპირის თეორიის მოდელის52 თანახმად, გვერდითი ნაკადი აჩვენებს უარყოფით ბალანსს ქვემოდან ტალახისა და გაზის ნარევის მიწოდების სიჩქარესა და პაგოდას ზემოთ მოძრაობით სიჩქარეს შორის. მიწოდების სიჩქარის შემცირება შეიძლება დაკავშირებული იყოს ნარევის სიმკვრივის ზრდასთან, რაც გამოწვეულია გაზის მიწოდების გაქრობით. ზემოთ შეჯამებული შედეგები და პაგოდას ამწევი ძალის კონტროლირებადი აწევა საშუალებას გვაძლევს შევაფასოთ ჰაერის სვეტის სიმაღლე hg. ამწევი ძალა მოცემულია ΔP = hgg (ρw – ρg)-ით, სადაც g არის გრავიტაცია (9.8 მ/წმ2) და ρw და ρg შესაბამისად წყლისა და გაზის სიმკვრივეებია. ΔP არის ადრე გამოთვლილი Pdef-ისა და ნალექის ფილის ლითოსტატიკური წნევის Plith-ის ჯამი, ანუ ρsg h, სადაც ρs არის ნალექის სიმკვრივე. ამ შემთხვევაში, სასურველი ამომგდები ძალისთვის საჭირო hg-ის მნიშვნელობა მოცემულია hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw – ρg)]. BdM-ში ჩვენ ვადგენთ Pdef = 0.3 Pa-ს და h = 100 მ-ს (იხ. ზემოთ), ρw = 1,030 კგ/მ3, ρs = 2,500 კგ/მ3, ρg უმნიშვნელოა, რადგან ρw ≫ρg. ჩვენ ვიღებთ hg = 245 მ-ს, მნიშვნელობას, რომელიც წარმოადგენს GSL-ის ფსკერის სიღრმეს. ΔP არის 2.4 მპა, რაც არის BdM ზღვის ფსკერის გარღვევისა და ვენტილაციების წარმოქმნისთვის საჭირო ზედმეტი წნევა.
BdM გაზის შემადგენლობა შეესაბამება მანტიის წყაროებს, რომლებიც შეიცვალა ქერქის ქანების დეკარბონიზაციის რეაქციებთან დაკავშირებული სითხეების დამატებით (სურ. 6). BdM გუმბათების და ისეთი აქტიური ვულკანების უხეში EW განლაგება, როგორიცაა ისკია, კამპი ფლეგრე და სომა-ვეზუვი, გამოყოფილი გაზების შემადგენლობასთან ერთად, მიუთითებს, რომ ნეაპოლის ვულკანური რეგიონის ქვეშ მანტიიდან გამოყოფილი გაზები შერეულია. სულ უფრო მეტი ქერქის სითხე მოძრაობს დასავლეთიდან (ისკია) აღმოსავლეთისკენ (სომა-ვეზუვი) (სურ. 1ბ და 6).
ჩვენ დავასკვნეთ, რომ ნეაპოლის ყურეში, ნეაპოლის პორტიდან რამდენიმე კილომეტრში, არის 25 კმ2 სიგანის გუმბათის მსგავსი სტრუქტურა, რომელზეც გავლენას ახდენს აქტიური დეგაზაციის პროცესი და გამოწვეულია პაგოდებისა და ბორცვების განლაგებით. ამჟამად, BdM-ის ხელმოწერები მიუთითებს, რომ არამაგმატური ტურბულენტობა53 შეიძლება წინ უსწრებდეს ემბრიონულ ვულკანიზმს, ანუ მაგმის და/ან თერმული სითხეების ადრეულ გამონადენს. მონიტორინგის აქტივობები უნდა განხორციელდეს ფენომენების ევოლუციის ანალიზისა და პოტენციური მაგმატური დარღვევების მიმანიშნებელი გეოქიმიური და გეოფიზიკური სიგნალების აღმოსაჩენად.
აკუსტიკური წყლის სვეტის პროფილები (2D) მოპოვებული იქნა SAFE_2014 (2014 წლის აგვისტო) კრუიზის დროს R/V Urania (CNR)-ზე, სანაპირო საზღვაო გარემოს ეროვნული კვლევითი საბჭოს ინსტიტუტის (IAMC) მიერ. აკუსტიკური სინჯის აღება განხორციელდა სამეცნიერო სხივის გამყოფი ექოზონდით Simrad EK60, რომელიც მუშაობდა 38 kHz სიხშირეზე. აკუსტიკური მონაცემები ჩაიწერა საშუალოდ დაახლოებით 4 კმ სიჩქარით. შეგროვებული ექოზონდერის სურათები გამოყენებული იქნა სითხის გამონადენის იდენტიფიცირებისა და მათი ადგილმდებარეობის ზუსტად განსაზღვრისთვის შეგროვების არეალში (74-დან 180 მ-მდე ზღვის დონიდან). წყლის სვეტში ფიზიკური და ქიმიური პარამეტრების გაზომვა მრავალპარამეტრული ზონდების (გამტარობა, ტემპერატურა და სიღრმე, CTD) გამოყენებით. მონაცემები შეგროვდა CTD 911 ზონდის (SeaBird, Electronics Inc.) გამოყენებით და დამუშავდა SBED-Win32 პროგრამული უზრუნველყოფის (Seasave, ვერსია 7.23.2) გამოყენებით. ზღვის ფსკერის ვიზუალური დათვალიერება ჩატარდა „Pollux III“ (GEItaliana) ROV მოწყობილობის (დისტანციურად მართვადი სატრანსპორტო საშუალების) გამოყენებით. ორი (დაბალი და მაღალი გარჩევადობის) კამერა.
მრავალსხივური მონაცემების შეგროვება განხორციელდა 100 კჰც სიხშირის Simrad EM710 მრავალსხივური სონარის სისტემის (Kongsberg) გამოყენებით. სისტემა დაკავშირებულია დიფერენციალური გლობალური პოზიციონირების სისტემასთან, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სხივის პოზიციონირების სუბმეტრიული შეცდომები. აკუსტიკური იმპულსის სიხშირეა 100 კჰც, გასროლის იმპულსი 150° გრადუსი და მთლიანი ღიობი 400 სხივია. ხმის სიჩქარის პროფილების გაზომვა და გამოყენება რეალურ დროში მიღების დროს. მონაცემები დამუშავდა PDS2000 პროგრამული უზრუნველყოფის (Reson-Thales) გამოყენებით, საერთაშორისო ჰიდროგრაფიული ორგანიზაციის სტანდარტის (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) შესაბამისად ნავიგაციისა და მოქცევის კორექციისთვის. ხმაურის შემცირება შემთხვევითი ინსტრუმენტების პიკების და ცუდი ხარისხის სხივის გამორიცხვის გამო განხორციელდა ზოლის რედაქტირებისა და პიკების მოხსნის ხელსაწყოებით. ხმის სიჩქარის უწყვეტი აღმოჩენა ხორციელდება მრავალსხივური გადამყვანის მახლობლად მდებარე კილის სადგურის მიერ და აგროვებს და იყენებს რეალურ დროში ხმის სიჩქარის პროფილებს წყლის სვეტში ყოველ 6-8 საათში ერთხელ, რათა უზრუნველყოს რეალურ დროში ხმის სიჩქარე სათანადო სხივისთვის. საჭე. მთლიანი მონაცემთა ნაკრები დაახლოებით 440 კმ2-ს მოიცავს (0-1200 მ სიღრმე). მონაცემები გამოყენებული იქნა მაღალი გარჩევადობის ციფრული რელიეფის მოდელის (DTM) შესაქმნელად, რომელიც ხასიათდება 1 მ ბადისებრი უჯრის ზომით. საბოლოო DTM (ნახ. 1ა) გაკეთდა რელიეფის მონაცემებით (>0 მ ზღვის დონიდან), რომლებიც მიღებული იქნა იტალიის გეო-სამხედრო ინსტიტუტის მიერ 20 მ ბადისებრი უჯრის ზომით.
2007 და 2014 წლებში უსაფრთხო ოკეანის კრუიზების დროს შეგროვებული 55 კილომეტრიანი მაღალი გარჩევადობის ერთარხიანი სეისმური მონაცემების პროფილი დაახლოებით 113 კვადრატული კილომეტრის ფართობს მოიცავდა, ორივე R/V Urania-ზე. Marisk-ის პროფილები (მაგ., L1 სეისმური პროფილი, ნახ. 1ბ) მიღებული იქნა IKB-Seistec ბუმერის სისტემის გამოყენებით. შეგროვების ერთეული შედგება 2.5 მეტრიანი კატამარანისგან, რომელშიც განთავსებულია წყარო და მიმღები. წყაროს ხელმოწერა შედგება ერთი დადებითი პიკისგან, რომელიც ხასიათდება 1-10 kHz სიხშირის დიაპაზონში და საშუალებას იძლევა გამოვყოთ 25 სმ-ით დაშორებული რეფლექტორები. უსაფრთხო სეისმური პროფილები მიღებული იქნა 1.4 კჯ მრავალწვერიანი Geospark სეისმური წყაროს გამოყენებით, რომელიც დაკავშირებულია Geotrace პროგრამულ უზრუნველყოფასთან (Geo Marine Survey System). სისტემა შედგება კატამარანისგან, რომელიც შეიცავს 1–6.02 kHz წყაროს, რომელიც აღწევს 400 მილიწამამდე ზღვის ფსკერის ქვეშ არსებულ რბილ ნალექში, 30 სმ თეორიული ვერტიკალური გარჩევადობით. როგორც Safe, ასევე Marsik მოწყობილობები მიღებული იქნა სიჩქარით 0.33 გასროლა/წმ სიჩქარით, ჭურჭლის სიჩქარით <3 კნ. მონაცემები დამუშავდა და წარმოდგენილი იქნა Geosuite Allworks პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით შემდეგი სამუშაო პროცესით: გაფართოების კორექცია, წყლის სვეტის დადუმება, 2-6 კჰც ზოლგამტარი IIR ფილტრაცია და AGC.
წყალქვეშა ფუმაროლის აირი შეგროვდა ზღვის ფსკერზე პლასტმასის ყუთის გამოყენებით, რომელიც აღჭურვილი იყო რეზინის დიაფრაგმით ზედა მხარეს, რომელიც ROV-მა თავდაყირა დადო ვენტილაციის ხვრელზე. მას შემდეგ, რაც ყუთში შესული ჰაერის ბუშტები მთლიანად ჩაანაცვლებს ზღვის წყალს, ROV ბრუნდება 1 მ სიღრმეზე და მყვინთავი შეგროვებულ გაზს რეზინის ძგიდის მეშვეობით გადააქვს ორ წინასწარ ევაკუირებულ 60 მლ-იან შუშის კოლბაში, რომლებიც აღჭურვილია ტეფლონის საკეტებით, რომელთაგან ერთ-ერთი სავსე იყო 20 მლ 5N NaOH ხსნარით (გეგენბახის ტიპის კოლბა). მჟავა აირის ძირითადი სახეობები (CO2 და H2S) იხსნება ტუტე ხსნარში, ხოლო დაბალი ხსნადობის აირის სახეობები (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 და მსუბუქი ნახშირწყალბადები) ინახება სინჯის აღების ბოთლის თავში. არაორგანული დაბალი ხსნადობის აირები გაანალიზდა გაზის ქრომატოგრაფიით (GC) Shimadzu 15A-ს გამოყენებით, რომელიც აღჭურვილია 10 მ სიგრძის 5A მოლეკულური საცრის სვეტით და თბოგამტარობის დეტექტორით (TCD) 54. არგონი და O2 გაანალიზდა... Thermo Focus-ის გაზქურამოგრაფი, რომელიც აღჭურვილია 30 მ სიგრძის კაპილარული მოლეკულური საცრის სვეტით და TCD-ით. მეთანი და მსუბუქი ნახშირწყალბადები გაანალიზდა Shimadzu 14A გაზქურამოგრაფის გამოყენებით, რომელიც აღჭურვილია 10 მ სიგრძის უჟანგავი ფოლადის სვეტით, რომელიც შევსებულია Chromosorb PAW 80/100 mesh-ით, დაფარულია 23% SP 1700-ით და ალის იონიზაციის დეტექტორით (FID). თხევადი ფაზა გამოყენებული იქნა 1) CO2-ის, როგორც, ტიტრული 0.5 N HCl ხსნარით (Metrohm Basic Titrino) და 2) H2S-ის, როგორც, 5 მლ H2O2-ით (33%) დაჟანგვის შემდეგ, ანალიზისთვის, იონური ქრომატოგრაფიით (IC) (IC) (Wantong 761). ტიტრაციის, GC და IC ანალიზის ანალიტიკური შეცდომა 5%-ზე ნაკლებია. გაზის ნარევების სტანდარტული ექსტრაქციისა და გაწმენდის პროცედურების შემდეგ, 13C/12C CO2 (გამოხატული როგორც δ13C-CO2% და V-PDB) გაანალიზდა Finningan Delta S მასის გამოყენებით. სპექტრომეტრი55,56. გარე სიზუსტის შესაფასებლად გამოყენებული სტანდარტები იყო კარარას და სან ვინჩენცოს მარმარილო (შიდა), NBS18 და NBS19 (საერთაშორისო), ხოლო ანალიტიკური შეცდომა და რეპროდუცირებადობა შესაბამისად ±0.05% და ±0.1% იყო.
δ15N (გამოხატული % ჰაერის მიმართ) მნიშვნელობები და 40Ar/36Ar განისაზღვრა Agilent 6890 N გაზქრომატოგრაფის (GC) გამოყენებით, რომელიც დაკავშირებულია Finnigan Delta plusXP უწყვეტი ნაკადის მას-სპექტრომეტრთან. ანალიზის შეცდომაა: δ15N±0.1%, 36Ar<1%, 40Ar<3%. He იზოტოპის თანაფარდობა (გამოხატული R/Ra-თი, სადაც R არის ნიმუშში გაზომილი 3He/4He და Ra იგივე თანაფარდობაა ატმოსფეროში: 1.39 × 10−6)57 განისაზღვრა INGV-პალერმოს (იტალია) ლაბორატორიაში. 3He, 4He და 20Ne განისაზღვრა ორმაგი კოლექტორის მას-სპექტრომეტრის (Helix SFT-GVI)58 გამოყენებით He-სა და Ne-ს გამოყოფის შემდეგ. ანალიზის შეცდომა ≤ 0.3%. He-სა და Ne-სთვის ტიპიური ცარიელი ანალიზებია <10-14 და <10-16 მოლი, შესაბამისად.
როგორ მოვიყვანოთ ეს სტატია: Passaro, S. et al. ზღვის ფსკერის აწევა, რომელიც გამოწვეულია დეგაზაციის პროცესით, ავლენს ვულკანური აქტივობის ზრდას სანაპიროს გასწვრივ. science.Rep. 6, 22448; doi: 10.1038/srep22448 (2016).
აჰარონი, პ. თანამედროვე და უძველესი ზღვის ფსკერის ნახშირწყალბადების გაჟონვისა და გამონაბოლქვის გეოლოგია და ბიოლოგია: შესავალი. გეოგრაფიული ოკეანე რაიტი.14, 69–73 (1994).
პოლი, CK და დილონი, WP გაზის ჰიდრატების გლობალური გავრცელება. კვენვოლდენის, KA და ლორენსონის, TD (რედ.) 3–18 (ბუნებრივი აირის ჰიდრატები: წარმოქმნა, გავრცელება და აღმოჩენა. ამერიკის გეოფიზიკური კავშირის გეოფიზიკური მონოგრაფია 124, 2001).
ფიშერი, AT ჰიდროთერმული ცირკულაციის გეოფიზიკური შეზღუდვები. ჰალბახი, PE, ტუნიკილიფი, V. და ჰაინი, JR (რედ.) 29–52 (დარემის სემინარის ანგარიში, ენერგიისა და მასის გადაცემა საზღვაო ჰიდროთერმულ სისტემებში, დარემის უნივერსიტეტის გამომცემლობა, ბერლინი (2003)).
კუმუ, დ., დრისნერი, თ. და ჰაინრიხი, ს. შუა ოკეანის ქედის ჰიდროთერმული სისტემების სტრუქტურა და დინამიკა. მეცნიერება 321, 1825–1828 (2008).
ბოსველი, რ. და კოლეტი, თ.ს. გაზის ჰიდრატის რესურსების შესახებ თანამედროვე შეხედულებები. ენერგია და გარემო. მეცნიერება.4, 1206–1215 (2011).
ევანსი, რ.ჯ., დეივისი, რ.ჯ. და სტიუარტი, ს.ა. სამხრეთ კასპიის ზღვაში კილომეტრიანი ტალახის ვულკანური სისტემის შიდა სტრუქტურა და ამოფრქვევის ისტორია. აუზის წყალსაცავი 19, 153–163 (2007).
ლეონი, რ. და სხვ. კადისის ყურეში ღრმაწყლიანი კარბონატული ტალახის გროვებიდან ნახშირწყალბადების გაჟონვასთან დაკავშირებული ზღვის ფსკერის მახასიათებლები: ტალახის ნაკადიდან კარბონატულ ნალექებამდე. გეოგრაფიის მარტი. რაიტი.27, 237–247 (2007).
მოსი, ჯ.ლ. და კარტრაიტი, ჯ. ნამიბიის სანაპიროზე კილომეტრიანი სითხის გადინების მილსადენების 3D სეისმური წარმოდგენა. აუზის წყალსაცავი 22, 481–501 (2010).
ანდრესენი, კ.ჯ. ნავთობისა და გაზის მილსადენების სისტემებში სითხის ნაკადის მახასიათებლები: რას გვეუბნებიან ისინი აუზის ევოლუციის შესახებ? მარტის გეოლოგია.332, 89–108 (2012).
ჰო, ს., კარტრაიტი, ჯ.ა. და იმბერტი, პ. ნეოგენური მეოთხეული სითხის განმუხტვის სტრუქტურის ვერტიკალური ევოლუცია გაზის ნაკადებთან მიმართებაში ქვემო კონგოს აუზში, ანგოლას სანაპიროზე. მარტის გეოლოგია.332–334, 40–55 (2012).
ჯონსონი, SY და სხვ. ჰიდროთერმული და ტექტონიკური აქტივობა იელოუსტოუნის ტბის ჩრდილოეთ ნაწილში, ვაიომინგი. გეოლოგია. სოციალისტური პარტია. დიახ. bull.115, 954–971 (2003).
პატაკა, ე., სარტორი, რ. და სკანდონე, პ. ტირენის აუზი და აპენინის რკალი: კინემატიკური ურთიერთობები გვიანი ტოტონის დროიდან. Mem Soc Geol Ital 45, 425–451 (1990).
მილია და სხვ. კამპანიის კონტინენტურ კიდეზე ტექტონიკური და ქერქის სტრუქტურა: ვულკანურ აქტივობასთან კავშირი. mineral.gasoline.79, 33–47 (2003)
პიოჩი, მ., ბრუნო პ.პ. და დე ასტისი გ. რიფტული ტექტონიკისა და მაგმატური აწევის პროცესების ფარდობითი როლი: დასკვნა ნეაპოლის ვულკანური რეგიონის (სამხრეთ იტალია) გეოფიზიკური, სტრუქტურული და გეოქიმიური მონაცემებიდან. Gcubed, 6(7), 1-25 (2005).
დვორაკი, ჯ.ჯ. და მასტროლორენცო, გ. სამხრეთ იტალიაში, კამპი ფლეგრეის კრატერში ქერქის ვერტიკალური მოძრაობის მექანიზმები. გეოლოგია. სოციალისტური პარტია. დიახ. სპეციფიკაცია. 263, გვ. 1-47 (1991).
ორსი, გ. და სხვ. მოკლევადიანი მიწის დეფორმაცია და სეისმურობა კამპი ფლეგრეის კრატერში (იტალია): აქტიური მასის აღდგენის მაგალითი მჭიდროდ დასახლებულ ტერიტორიაზე. J. Volcano.geothermal.reservoir.91, 415–451 (1999)
კუსანო, პ., პეტროსინო, ს. და საკოროტი, გ. იტალიის კამპი ფლეგრეის ვულკანურ კომპლექსში მდგრადი გრძელვადიანი 4D აქტივობის ჰიდროთერმული წარმოშობა. J. Volcano.geothermal.reservoir.177, 1035–1044 (2008).
პაპალარდო, ლ. და მასტროლორენცო, გ. სწრაფი დიფერენციაცია ზღურბლისებრ მაგმატურ რეზერვუარებში: შემთხვევის შესწავლა ფლეგრეის კრატერიდან. მეცნიერება. რეპ. 2, 10.1038/srep00712 (2012).
ვალტერი, თ.რ. და სხვ. SAR-ის დროითი სერიები, კორელაციის ანალიზი და დროითი კორელაციის მოდელირება ავლენს ფლეგრეის მთების და ვეზუვის შესაძლო დაწყვილებას. J. Volcano.geothermal.reservoir.280, 104–110 (2014).
მილია, ა. და ტორენტე, მ. ტირენული გრაბენის პირველი ნახევრის სტრუქტურული და სტრატიგრაფიული სტრუქტურა (ნეაპოლის ყურე, იტალია). კონსტრუქციული ფიზიკა 315, 297–314.
სანო, ი. და მარტი, ბ. ნახშირბადის წყაროები კუნძულის რკალებიდან ვულკანური ფერფლის გაზში. ქიმიური გეოლოგია.119, 265–274 (1995).
მილია, ა. დორნი კანიონის სტრატიგრაფია: ზღვის დონის ვარდნისა და ტექტონიკური აწევის რეაქციები კონტინენტურ შელფზე (აღმოსავლეთ ტირენული ზღვარი, იტალია). Geo-Marine Letters 20/2, 101–108 (2000).