Terima kasih kerana melawati Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan terhad untuk CSS.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau matikan mod keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan memaparkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Kami melaporkan bukti naiknya dasar laut aktif dan pelepasan gas beberapa kilometer di luar pesisir dari pelabuhan Naples (Itali). Tanda kerucut, busut dan kawah adalah ciri dasar laut. Pembentukan ini mewakili puncak struktur kerak cetek, termasuk pagoda, sesar dan lipatan yang menjejaskan dasar laut hari ini. Mereka merekodkan peningkatan tindak balas karbononoksida, penyahkarbonan dan penyahoksidaan. cair dan batuan kerak.Gas-gas ini berkemungkinan serupa dengan gas-gas yang memberi makan kepada sistem hidroterma Ischia, Campi Flegre dan Soma-Vesuvius, mencadangkan sumber mantel bercampur dengan cecair kerak di bawah Teluk Naples. Pengembangan dan pecah dasar laut yang disebabkan oleh proses pengangkatan dan tekanan gas memerlukan tekanan berlebihan 2-3 MPa, dan manifestasi pengaliran gas laut. pergolakan bukan gunung berapi yang mungkin menandakan letusan dasar laut dan/atau letupan hidroterma.
Pelepasan hidroterma laut dalam (air panas dan gas) ialah ciri biasa rabung tengah laut dan jidar plat konvergen (termasuk bahagian lengkok pulau yang terendam), manakala luahan sejuk gas hidrat (klatrat) selalunya menjadi ciri pelantar benua dan jidar pasif1, 2,3,4,5. Kemunculan haba hidrotermal di kawasan pesisir pantai. sumber (takungan magma) dalam kerak benua dan/atau mantel. Pelepasan ini mungkin mendahului pendakian magma melalui lapisan paling atas kerak Bumi dan kemuncaknya ialah letusan dan penempatan gunung berapi gunung berapi6. Oleh itu, pengenalpastian (a) morfologi yang berkaitan dengan pembebasan pantai yang aktif (dasar laut dekat depulasi) seperti itu. kawasan gunung berapi Naples di Itali (~1 juta penduduk) adalah penting untuk menilai kemungkinan gunung berapi. Letusan cetek. Tambahan pula, sementara ciri morfologi yang dikaitkan dengan pelepasan hidroterma atau gas hidrat laut dalam secara relatifnya terkenal kerana sifat geologi dan biologinya, pengecualiannya ialah ciri morfologi yang dikaitkan dengan perairan yang lebih cetek di sana, kecuali yang terdapat di perairan yang lebih cetek. data batimetri, seismik, lajur air dan geokimia untuk kawasan bawah air, kawasan kompleks morfologi dan struktur yang terjejas oleh pelepasan gas di Teluk Naples (Itali Selatan), kira-kira 5 km dari pelabuhan Naples. Data ini dikumpul semasa SAFE_2014 (Ogos 2014) pelayaran dan interpretasi sub-surface R/V di atas struktur R/V U pelepasan berlaku, menyiasat sumber cecair pengudaraan, mengenal pasti dan mencirikan mekanisme yang mengawal kenaikan gas dan ubah bentuk yang berkaitan, dan membincangkan kesan gunung berapi.
Teluk Naples membentuk margin barat Plio-Quaternary, lekukan tektonik Campania NW-SE memanjang13,14,15.EW of Ischia (sekitar 150-1302 AD), kawah Campi Flegre (sekitar 300-1538) dan Soma-Vesuvius-19 (dari bahagian utara dengan susunan <4360) AD)15, manakala selatan bersempadan dengan Semenanjung Sorrento (Rajah 1a).Teluk Naples dipengaruhi oleh sesar ketara NE-SW dan sekunder NW-SE (Rajah 1)14,15.Ischia, Campi Flegrei dan Somma-Vesuvius dicirikan oleh manifestasi hidroterma, ubah bentuk tanah, dan 18, selut17 cetek. Campi Flegrei pada tahun 1982-1984, dengan daya angkat 1.8 m dan ribuan gempa bumi).Kajian terkini19,20 mencadangkan bahawa mungkin terdapat kaitan antara dinamika Soma-Vesuvius dan Campi Flegre, mungkin dikaitkan dengan takungan magma tunggal 'dalam'. Aktiviti gunung berapi dan oscillations peringkat terakhir Campi18. ka Somma Vesuvius mengawal sistem sedimen Teluk Naples. Paras laut yang rendah pada maksimum glasier terakhir (18 ka) membawa kepada regresi sistem sedimen cetek luar pesisir, yang kemudiannya diisi oleh peristiwa transgresif semasa Pleistocene-Holocene Akhir. Pelepasan gas kapal selam berhampiran Gunung Flei telah dikesan di sekitar pulau Kem Flei dan luar pantai. Soma-Vesuvius (Gamb. 1b).
(a) Susunan morfologi dan struktur pelantar benua dan Teluk Naples 15, 23, 24, 48. Titik adalah pusat letusan dasar laut yang utama; garisan merah mewakili sesar utama.(b) Batimetri Teluk Naples dengan bolong bendalir (titik) yang dikesan dan kesan garisan seismik (garisan hitam). Garisan kuning adalah trajektori garisan seismik L1 dan L2 yang dilaporkan dalam Rajah 6. Sempadan Banco della Montagna (BdM) lokasi kubah seperti kubah, garisan putus-putus berwarna biru ditandakan dengan garisan segi empat sama berwarna biru. profil lajur air akustik, dan bingkai CTD-EMBlank, CTD-EM50 dan ROV dilaporkan dalam Rajah 5. Bulatan kuning menandakan lokasi pelepasan gas pensampelan, dan komposisinya ditunjukkan dalam Jadual S1. Perisian Emas (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) menggunakan grafik yang dihasilkan oleh Surfer®
Berdasarkan data yang diperoleh semasa pelayaran SAFE_2014 (Ogos 2014) (lihat Kaedah), Model Rupa Bumi Digital (DTM) baharu Teluk Naples dengan resolusi 1 m telah dibina. DTM menunjukkan bahawa dasar laut di selatan Pelabuhan Naples dicirikan dengan cerun perlahan-lahan menghadap ke selatan (cerun × 5° permukaan ≤3°0. struktur seperti kubah, dikenali sebagai Banco della Montagna (BdM).Gamb. 1a,b).BdM berkembang pada kedalaman kira-kira 100 hingga 170 meter, 15 hingga 20 meter di atas dasar laut di sekelilingnya. Kubah BdM memaparkan morfologi seperti busut disebabkan oleh 280 gundukan bawah bulatan hingga bujur (Rajah 2a), 665 kon, dan 4 pit maksimum dan (undFigs.30 dan). lilitan 22 m dan 1,800 m, masing-masing. Pekeliling [C = 4π(luas/perimeter2)] busut berkurangan dengan peningkatan perimeter (Rajah 2b). Nisbah paksi untuk busut berjulat antara 1 dan 6.5, dengan busut dengan nisbah paksi pilihan + 245°E lebih diutamakan dan terdispersi lebih tinggi daripada N245°E. lebih tersebar N105°E hingga N145°E mogok (Rajah 2c). Kon tunggal atau sejajar wujud pada satah BdM dan di atas busut (Rajah 3a,b). Susunan kon mengikut susunan busut di mana ia berada. Tompok biasanya terletak di dasar laut yang rata (Rajah 3c) dan kadang-kadang pada busut. Ketumpatan ruang bagi kon dan penjajaran barat daya timur laut menunjukkan bahawa penjajaran timur laut barat daya dan penjajaran barat daya. sempadan kubah BdM (Rajah 4a, b); laluan NW-SE yang kurang dilanjutkan terletak di kawasan BdM tengah.
(a) Model rupa bumi digital (saiz sel 1 m) kubah Banco della Montagna (BdM).(b) Perimeter dan bulat busut BdM.(c) Nisbah paksi dan sudut (orientasi) paksi utama bagi elips paling sesuai yang mengelilingi busut. Ralat piawai model Rupa Bumi Digital ialah 0.004 m; ralat piawai perimeter dan bulat masing-masing ialah 4.83 m dan 0.01, dan ralat piawai nisbah paksi dan sudut ialah 0.04 dan 3.34°, masing-masing.
Butiran kon, kawah, busut dan lubang yang dikenal pasti di rantau BdM yang diekstrak daripada DTM dalam Rajah 2.
(a) Kon penjajaran pada dasar laut yang rata; (b) kon dan kawah pada busut langsing NW-SE; (c) bintik-bintik pada permukaan yang dicelup sedikit.
(a) Taburan ruang kawah, lubang dan pelepasan gas aktif yang dikesan.(b) Ketumpatan ruang kawah dan lubang yang dilaporkan dalam (a) (nombor/0.2 km2).
Kami mengenal pasti 37 pelepasan gas di rantau BdM daripada imej bergema lajur air ROV dan pemerhatian langsung ke dasar laut yang diperoleh semasa pelayaran SAFE_2014 pada Ogos 2014 (Rajah 4 dan 5). Anomali akustik pelepasan ini menunjukkan bentuk memanjang menegak yang naik dari dasar laut, antara 12g dan menegak (m. 5a).Di sesetengah tempat, anomali akustik membentuk "kereta api" yang hampir berterusan. Kepulan gelembung yang diperhatikan berbeza-beza secara meluas: daripada aliran gelembung padat berterusan kepada fenomena jangka pendek (Filem Tambahan 1). Pemeriksaan ROV membolehkan pengesahan visual berlakunya lubang cecair di dasar laut dan menyerlahkan kesan pockmark kecil pada beberapa dasar laut, kadang-kadang dikelilingi oleh laut yang berwarna merah dan jingga. kes, saluran ROV mengaktifkan semula pelepasan. Morfologi bolong menunjukkan bukaan bulat di bahagian atas tanpa suar dalam lajur air. pH dalam lajur air tepat di atas titik nyahcas menunjukkan penurunan yang ketara, menunjukkan lebih banyak keadaan berasid setempat (Rajah 5c,d). (pada kedalaman 75 m) (Rajah 5c), manakala tapak lain di Teluk Naples mempunyai nilai pH antara 0 dan 160 m dalam selang kedalaman antara 8.3 dan 8.5 (Rajah 5d). Perubahan ketara dalam suhu air laut dan kemasinan kurang di dua tapak di dalam dan di luar kawasan Teluk Apt0, kedalaman BdM. suhu ialah 15 °C dan kemasinan adalah kira-kira 38 PSU (Rajah 5c,d). Pengukuran pH, suhu, dan kemasinan menunjukkan: a) penyertaan cecair berasid yang berkaitan dengan proses penyahgas BdM dan b) ketiadaan atau pelepasan cecair haba dan air garam yang sangat perlahan.
(a) Tingkap pemerolehan profil lajur air akustik (echometer Simrad EK60). Jalur hijau menegak sepadan dengan nyalaan gas yang dikesan pada pelepasan bendalir EM50 (kira-kira 75 m di bawah paras laut) yang terletak di rantau BdM; isyarat multipleks bawah dan dasar laut juga ditunjukkan (b) dikumpul dengan kenderaan kawalan jauh di wilayah BdM Foto tunggal menunjukkan kawah kecil (bulatan hitam) yang dikelilingi oleh mendapan merah hingga oren.(c,d) Data CTD probe berbilangparameter diproses menggunakan perisian SBED-Win32 (Seasave, versi 7.23.2, kolum pH, suhu air dan lajur yang terpilih). pelepasan bendalir EM50 (panel c) dan di luar panel kawasan pelepasan Bdm (d).
Kami mengumpul tiga sampel gas dari kawasan kajian antara 22 dan 28 Ogos 2014. Sampel ini menunjukkan komposisi yang sama, didominasi oleh CO2 (934-945 mmol/mol), diikuti dengan kepekatan N2 yang berkaitan (37-43 mmol/mol), CH4 (16-24 mmol/mol) dan H2S/mmol/mol4. kurang banyak (<0.052 dan <0.016 mmol/mol, masing-masing) (Rajah 1b; Jadual S1, Filem Tambahan 2). Kepekatan O2 dan Ar yang agak tinggi juga diukur (masing-masing sehingga 3.2 dan 0.18 mmol/mol). Jumlah hidrokarbon ringan terdiri daripada 0.304 mmol/0.2 dan C. alkana, aromatik (terutamanya benzena), propena dan sebatian yang mengandungi sulfur (thiophene). Nilai 40Ar/36Ar adalah konsisten dengan udara (295.5), walaupun sampel EM35 (kubah BdM) mempunyai nilai 304, menunjukkan lebihan sedikit sebanyak 40Ar.Nisbah δ15N (sehingga nisbah δ15N lebih tinggi berbanding +15N) Nilai δ13C-CO2 berjulat dari -0.93 hingga 0.44% berbanding nilai V-PDB.R/Ra (selepas membetulkan pencemaran udara menggunakan nisbah 4He/20Ne) adalah antara 1.66 dan 1.94, menunjukkan kewujudan sebahagian besar mantel He.Dengan menggabungkan sumber CO2 yang boleh diguna pakai, he2lium. pelepasan dalam BdM boleh diperjelaskan dengan lebih lanjut. Dalam peta CO2 untuk CO2/3He berbanding δ13C (Rajah 6), komposisi gas BdM dibandingkan dengan fumaroles Ischia, Campi Flegrei dan Somma-Vesuvius. Rajah 6 juga melaporkan garisan pencampuran teoritis antara tiga sumber gas terlarut BdM yang berbeza yang mungkin terlibat dalam pengeluaran gas terlarut BdM. cair, sedimen yang kaya dengan organik, dan karbonat. Sampel BdM jatuh pada garis pencampuran yang digambarkan oleh tiga gunung berapi Campania, iaitu, percampuran antara gas mantel (yang diandaikan diperkaya sedikit dalam karbon dioksida berbanding MORB klasik untuk tujuan menyesuaikan data) dan tindak balas yang disebabkan oleh pengatuan kerak bumi.
Garisan hibrid antara komposisi mantel dan anggota akhir batu kapur dan sedimen organik dilaporkan sebagai perbandingan. Kotak mewakili kawasan fumarol Ischia, Campi Flegrei dan Somma-Vesvius 59, 60, 61. Sampel BdM berada dalam aliran campuran gunung berapi Campania. Gas anggota akhir garisan campuran adalah daripada gas penyahkarbonat yang dihasilkan oleh bahan galian.
Bahagian seismik L1 dan L2 (Rajah 1b dan 7) menunjukkan peralihan antara BdM dan jujukan stratigrafi distal bagi kawasan gunung berapi Somma-Vesuvius (L1, Rajah 7a) dan Campi Flegrei (L2, Rajah 7b). BdM dicirikan oleh pembentukan dua seismik utama (MS7) Fig. menunjukkan pemantul subselari dengan amplitud tinggi hingga sederhana dan kesinambungan sisi (Rajah 7b,c).Lapisan ini termasuk sedimen marin yang diseret oleh sistem Maksimum Glasier Terakhir (LGM) dan terdiri daripada pasir dan tanah liat23.Lapisan PS yang mendasari (Rajah 7b–d) dicirikan oleh fasa kacau-bilau hingga lutsinar bagi lajur atau seaf dalam bentuk PS. busut (Rajah 7d).Geometri seperti diapir ini menunjukkan pencerobohan bahan lutsinar PS ke dalam mendapan MS paling atas. Uplift bertanggungjawab untuk pembentukan lipatan dan sesar yang menjejaskan lapisan MS dan atas sedimen masa kini di dasar laut BdM (Rajah 7b–d). Bahagian stratigrafi MS1 terdelamina dengan jelas ke arah bahagian LNE yang berwarna putih, manakala bahagian stratigrafik MS1 terdelamina dengan jelas dalam bahagian LNE yang disebabkan oleh BNE, sementara ia dipisahkan dengan jelas dalam bahagian LNE yang disebabkan oleh LNE. kehadiran lapisan tepu gas (GSL) yang diliputi oleh beberapa tahap dalaman jujukan MS (Rajah 7a). Teras graviti yang dikumpul di bahagian atas BdM sepadan dengan lapisan seismik lutsinar menunjukkan bahawa 40 cm paling atas terdiri daripada pasir yang dimendapkan baru-baru ini hingga kini; )24,25 dan serpihan batu apung daripada letusan letupan Campi Flegrei "Naples Yellow Tuff" (14.8 ka)26.Fasa lutsinar lapisan PS tidak dapat dijelaskan dengan proses pencampuran huru-hara sahaja, kerana lapisan huru-hara yang dikaitkan dengan tanah runtuh, aliran lumpur dan aliran piroklastik yang terdapat di luar Teluk Naples di Teluk Naples. legap21,23,24.Kami membuat kesimpulan bahawa muka seismik BdM PS yang diperhatikan serta rupa lapisan PS singkapan dasar laut (Rajah 7d) mencerminkan daya angkat gas asli.
(a) Profil seismik landasan tunggal L1 (jejak navigasi dalam Rajah 1b) menunjukkan susunan ruang kolumnar (pagoda). Pagoda terdiri daripada mendapan batu apung dan pasir yang huru-hara. Lapisan tepu gas yang wujud di bawah pagoda menghilangkan kesinambungan pembentukan yang lebih dalam.(b) Profil seismik geseran satu saluran L1b dan serlahan seismik saluran tunggal. ubah bentuk busut dasar laut, marin (MS), dan mendapan pasir pumice (PS).(c) Butiran ubah bentuk dalam MS dan PS dilaporkan dalam (c,d). Dengan mengandaikan halaju 1580 m/s dalam sedimen paling atas, 100 ms mewakili kira-kira 80 m pada skala menegak.
Ciri-ciri morfologi dan struktur BdM adalah serupa dengan medan hidroterma bawah laut dan gas hidrat yang lain di seluruh dunia2,12,27,28,29,30,31,32,33,34 dan sering dikaitkan dengan angkat (kotak dan busut) dan Pelepasan gas (kon, lubang). (Rajah 2 dan 3). Susunan spatial busut, lubang dan bolong aktif menunjukkan bahawa pengedarannya sebahagiannya dikawal oleh patah hentaman NW-SE dan NE-SW (Rajah 4b). Ini adalah serangan pilihan sistem sesar yang menjejaskan Campi Flegrei dan Somma-Vesuvius lokasi struktur gunung berapi bekas kawasan hidro Naples dan Teluk Naples tertentu. pelepasan dari kawah Campi Flegrei35. Oleh itu, kami menyimpulkan bahawa sesar dan patah tulang di Teluk Naples mewakili laluan pilihan untuk penghijrahan gas ke permukaan, ciri yang dikongsi oleh sistem hidroterma terkawal struktur lain36,37. Terutamanya, kon dan lubang BdM tidak selalu dikaitkan dengan busut (Gamb. 3) ini. prekursor kepada pembentukan pit, seperti yang dicadangkan oleh pengarang lain untuk zon hidrat gas32,33. Kesimpulan kami menyokong hipotesis bahawa gangguan sedimen dasar laut kubah tidak selalu membawa kepada pembentukan lubang.
Tiga pelepasan gas yang dikumpul menunjukkan tandatangan kimia yang tipikal bagi cecair hidroterma, iaitu terutamanya CO2 dengan kepekatan ketara bagi gas penurun (H2S, CH4 dan H2) dan hidrokarbon ringan (terutamanya benzena dan propilena)38,39, 40, 41, 42, 43, (44, 45, 44, 45, 41, 42, 43, 44, 45). O2), yang tidak dijangka wujud dalam pelepasan dasar laut, mungkin disebabkan oleh pencemaran daripada udara yang terlarut dalam air laut yang bersentuhan dengan gas yang disimpan dalam kotak plastik yang digunakan untuk pensampelan, kerana ROV diekstrak dari dasar laut ke laut untuk memberontak. Sebaliknya, nilai δ15N positif dan N2/Ar SW) yang tinggi (sehingga 4-air) yang ketara (sehingga 4-air tepu) yang tinggi. N2 dihasilkan daripada sumber luar atmosfera, sesuai dengan asal hidroterma utama gas-gas ini. Asal hidroterma-gunung berapi gas BdM disahkan oleh kandungan CO2 dan He serta tandatangan isotopnya. Isotop karbon (δ13C-CO2 daripada -0.93% hingga +0.4%) dan nilai CO2/3 × 1 s.(f × 1 s.) 1010) mencadangkan bahawa sampel BdM tergolong dalam aliran campuran fumarol di sekitar anggota hujung mantel Teluk Naples dan penyahkarbonan Hubungan antara gas yang dihasilkan oleh tindak balas (Rajah 6). Lebih khusus lagi, sampel gas BdM terletak di sepanjang aliran pencampuran di lebih kurang lokasi yang sama dengan bendalir dari kawasan voltan Campi-Vleseusia yang bersebelahan. Ischia fumaroles, yang lebih dekat dengan hujung mantel.Somma-Vesuvius dan Campi Flegrei mempunyai nilai 3He/4He (R/Ra antara 2.6 dan 2.9) yang lebih tinggi daripada BdM (R/Ra antara 1.66 dan 1.96; Jadual S1). Ini menunjukkan bahawa penambahan dan pengumpulan He dari sumber Magmavigenik yang sama dan feesumma yang sama. Gunung berapi Campi Flegrei. Ketiadaan pecahan karbon organik yang boleh dikesan dalam pelepasan BdM menunjukkan bahawa sedimen organik tidak terlibat dalam proses penyahgas BdM.
Berdasarkan data yang dilaporkan di atas dan hasil daripada model eksperimen struktur seperti kubah yang dikaitkan dengan kawasan kaya gas bawah laut, tekanan gas dalam mungkin bertanggungjawab untuk pembentukan kubah BdM berskala kilometer. Untuk menganggarkan Pdef tekanan lampau yang membawa kepada peti besi BdM, kami menggunakan model mekanik plat nipis33,34 dengan mengandaikan, daripada morfologi data BdM terkumpul dan lembaran sekuler. jejari lebih besar daripada mendapan likat lembut yang cacat Anjakan maksimum menegak w dan ketebalan h bagi (Tambahan Rajah S1). Pdef ialah perbezaan antara jumlah tekanan dan tekanan statik batuan ditambah tekanan lajur air. Pada BdM, jejari adalah kira-kira 2,500 m, w ialah 20 m, dan h maksimum dianggarkan daripada profil seismic = 6 Pdef. 64 D/a4 daripada hubungan, dengan D ialah kekukuhan lentur; D diberikan oleh (E h3)/[12(1 – ν2)], di mana E ialah modulus Young bagi mendapan, ν ialah nisbah Poisson (~0.5)33. Memandangkan sifat mekanikal sedimen BdM tidak boleh diukur, kami menetapkan E = 140 kPa, yang merupakan nilai yang munasabah untuk sedimen berpasir pantai 14, tidak serupa dengan 4 sedimen berpasir pantai. Nilai E yang dilaporkan dalam literatur untuk mendapan tanah liat berkelodak (300 < E < 350,000 kPa)33,34 kerana mendapan BDM kebanyakannya terdiri daripada pasir, bukan kelodak atau tanah liat berkelodak24. Kami memperoleh Pdef = 0.3 Pa, yang konsisten dengan anggaran proses naik dasar laut dalam 10 lembangan hidrat gas-3 dari 10 lembangan hidrat-3 yang lebih rendah dari 10 hidrat Pa2, dengan persekitaran 10 hidrat Pa2 yang lebih rendah. nilai yang mewakili rendah w/a dan/atau apa. Dalam BdM, pengurangan kekakuan akibat ketepuan gas setempat bagi sedimen dan/atau kemunculan patah yang sedia ada juga boleh menyumbang kepada kegagalan dan pelepasan gas yang berbangkit, membenarkan pembentukan struktur pengudaraan yang diperhatikan. Profil seismik pantulan terkumpul menunjukkan bahawa tolakan GSL dari sedimen naik) mendapan marin MS di atasnya, mengakibatkan busut, lipatan, sesar dan potongan sedimen (Rajah 7b, c). Ini menunjukkan bahawa batu apung lama 14.8 hingga 12 ka telah menceroboh ke dalam lapisan MS yang lebih muda melalui proses pengangkutan gas ke atas. Ciri-ciri morfologi struktur BdM boleh dilihat sebagai hasil daripada tekanan lebihan yang terhasil daripada cas terlampau. luahan boleh dilihat dari dasar laut sehingga lebih 170 m bsl48, kami mengandaikan bahawa tekanan lampau bendalir dalam GSL melebihi 1,700 kPa. Penghijrahan ke atas gas dalam sedimen juga mempunyai kesan bahan penyental yang terkandung dalam MS, menjelaskan kehadiran sedimen huru-hara dalam teras graviti lebih-lebih lagi sampel GSL, FdM25d. mewujudkan sistem patah yang kompleks (sesar poligon dalam Rajah 7b). Secara kolektif, morfologi, struktur, dan penempatan stratigrafi ini, yang dirujuk sebagai "pagoda"49,50, pada asalnya dikaitkan dengan kesan sekunder pembentukan glasier lama, dan pada masa ini ditafsirkan sebagai kesan kenaikan gas31,33 atau sejatan sejatan sejatan Campan, sejatan sejatan50. terhad, sekurang-kurangnya dalam lingkungan 3 km paling atas kerak.Oleh itu, mekanisme pertumbuhan pagoda BdM berkemungkinan dikawal oleh kenaikan gas dalam sedimen.Kesimpulan ini disokong oleh fasies seismik telus pagoda (Rajah 7), serta data teras graviti seperti yang dilaporkan sebelum ini24, di mana pasir masa kini meletus dan 'Poples'Naples225Plus. Campi Flegrei.Tambahan pula, mendapan PS menyerang dan mencacatkan lapisan MS paling atas (Rajah 7d). Susunan struktur ini menunjukkan bahawa pagoda mewakili struktur kebangkitan dan bukan hanya saluran paip gas. Oleh itu, dua proses utama mengawal pembentukan pagoda: a) ketumpatan sedimen lembut berkurangan apabila gas masuk dari bawah; b) campuran gas-sedimen meningkat, iaitu lipatan, sesar dan patah yang diperhatikan Menyebabkan mendapan MS (Rajah 7). Mekanisme pembentukan yang serupa telah dicadangkan untuk pagoda yang dikaitkan dengan hidrat gas di Laut Scotia Selatan (Antartika). Pagoda BdM muncul dalam kumpulan di kawasan berbukit, dan purata jarak menegaknya adalah 70–100 m TW. 7a). Disebabkan kehadiran undulasi MS dan mempertimbangkan stratigrafi teras graviti BdM, kami membuat kesimpulan umur pembentukan struktur pagoda kurang daripada kira-kira 14-12 ka. Tambahan pula, pertumbuhan struktur ini masih aktif (Rajah 7d) kerana beberapa pagoda telah menyerang dan mencacatkan BdM hari yang lebih besar.
Kegagalan pagoda untuk menyeberangi dasar laut masa kini menunjukkan bahawa (a) kenaikan gas dan/atau pemberhentian tempatan pencampuran gas-sedimen, dan/atau (b) kemungkinan aliran sisi campuran gas-sedimen tidak membenarkan proses tekanan lampau setempat. Menurut model teori diapir52, aliran sisi menunjukkan keseimbangan negatif antara kadar bekalan pagoda di bawah kadar gas-gas daripada keseimbangan di bawah kadar bekalan gas. ke atas.Pengurangan dalam kadar bekalan mungkin berkaitan dengan peningkatan ketumpatan campuran akibat kehilangan bekalan gas. Keputusan yang diringkaskan di atas dan kenaikan pagoda yang dikawal oleh daya apungan membolehkan kita menganggar ketinggian lajur udara hg. Daya apungan diberikan oleh ΔP = hgg (ρw – ρg), di mana g ialah graviti (9. ρw2) dan ρg ialah graviti (9. air dan gas, masing-masing.ΔP ialah jumlah Pdef yang dikira sebelumnya dan tekanan litostatik Plith plat sedimen, iaitu ρsg h, dengan ρs ialah ketumpatan sedimen. Dalam kes ini, nilai hg yang diperlukan untuk daya apungan yang diingini diberikan oleh hg = (Pdef + Plith)/[g ρ def = ρ0. set. Pa dan h = 100 m (lihat di atas), ρw = 1,030 kg/m3, ρs = 2,500 kg/m3, ρg boleh diabaikan kerana ρw ≫ρg. Kami mendapat hg = 245 m, nilai yang mewakili kedalaman bahagian bawah GSL.4 MPP adalah melebihi tekanan yang diperlukan. dasar laut dan membentuk bolong.
Komposisi gas BdM adalah konsisten dengan sumber mantel yang diubah oleh penambahan cecair yang berkaitan dengan tindak balas penyahkarbonan batuan kerak (Rajah 6). Penjajaran kasar EW kubah BdM dan gunung berapi aktif seperti Ischia, Campi Flegre, dan Soma-Vesuvius, bersama-sama dengan komposisi gas bercampur yang dipancarkan di bawah keseluruhan kawasan gunung berapi Naples yang dipancarkan, menunjukkan bahawa gas bercampur Naples yang dipancarkan di bawah keseluruhan kawasan gunung berapi yang dipancarkan. Semakin banyak cecair kerak bergerak dari barat (Ischia) ke timur (Somma-Vesuivus) (Rajah 1b dan 6).
Kami telah membuat kesimpulan bahawa di Teluk Naples, beberapa kilometer dari pelabuhan Naples, terdapat struktur seperti kubah selebar 25 km2 yang dipengaruhi oleh proses penyahgasan aktif dan disebabkan oleh penempatan pagoda dan busut. Pada masa ini, tandatangan BdM mencadangkan bahawa pergolakan bukan magmatik53 mungkin mendahului embrio gunung berapi/dicasisme terma. cecair.Aktiviti pemantauan perlu dilaksanakan untuk menganalisis evolusi fenomena dan untuk mengesan isyarat geokimia dan geofizik yang menunjukkan potensi gangguan magmatik.
Profil lajur air akustik (2D) telah diperoleh semasa pelayaran SAFE_2014 (Ogos 2014) di R/V Urania (CNR) oleh National Research Council Institute of Coastal Marine Environment (IAMC). Pensampelan akustik dilakukan oleh pembunyi gema pemisah pancaran saintifik Simrad EK60 yang beroperasi pada kelajuan purata 38 kHz data dirakam kira-kira 4 km Acoustic. imej echosounder digunakan untuk mengenal pasti pelepasan bendalir dan mentakrifkan lokasinya dengan tepat di kawasan pengumpulan (antara 74 dan 180 m bsl).Ukur parameter fizikal dan kimia dalam lajur air menggunakan probe berbilang parameter (konduksi, suhu dan kedalaman, CTD).Data dikumpul menggunakan probe CTD 911 ( IncSeaBird, Electronics-Electronic probe) menggunakan perisian IncSeaBird. (Seasave, versi 7.23.2).Pemeriksaan visual dasar laut dilakukan menggunakan peranti ROV "Pollux III" (GEItaliana) (kenderaan kendalian jauh) dengan dua kamera (definisi rendah dan tinggi).
Pemerolehan data berbilang pancaran dilakukan menggunakan sistem sonar berbilang pancaran Simrad EM710 100 KHz (Kongsberg). Sistem ini dipautkan kepada sistem penentududukan global yang berbeza untuk memastikan ralat sub-metrik dalam penentududukan pancaran. Nadi akustik mempunyai kekerapan 100 KHz, nadi penembakan 150° darjah dan keseluruhan bukaan halaju dan profil ams 4. masa semasa pemerolehan.Data telah diproses menggunakan perisian PDS2000 (Reson-Thales) mengikut piawaian Pertubuhan Hidrografi Antarabangsa (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) untuk navigasi dan pembetulan pasang surut. Pengurangan hingar akibat pancang instrumen yang tidak disengajakan dan alat pengesanan pancaran bermutu rendah dilakukan dengan alat pengesanan pancaran bermutu rendah dan penyahjalanan dilakukan dengan pengesanan pancaran bunyi berterusan. oleh stesen lunas yang terletak berhampiran transduser berbilang rasuk dan memperoleh serta menggunakan profil halaju bunyi masa nyata dalam lajur air setiap 6-8 jam untuk menyediakan halaju bunyi masa nyata untuk stereng rasuk yang betul. Keseluruhan set data terdiri daripada kira-kira 440 km2 (0-1200 m kedalaman). (Rajah 1a) dilakukan dengan data rupa bumi (> 0 m di atas paras laut) yang diperoleh pada saiz sel grid 20 m oleh Institut Geo-Ketenteraan Itali.
Profil data seismik saluran tunggal resolusi tinggi sepanjang 55 kilometer, yang dikumpul semasa pelayaran lautan selamat pada tahun 2007 dan 2014, meliputi kawasan seluas kira-kira 113 kilometer persegi, kedua-duanya pada R/V Urania. Profil Marisk (cth, profil seismik L1, Rajah 1b) diperoleh dengan menggunakan unit sistem akikuisisi IKB-Sekisi. Katamaran 2.5 m di mana sumber dan penerima diletakkan. Tandatangan sumber terdiri daripada puncak positif tunggal yang dicirikan dalam julat frekuensi 1-10 kHz dan membolehkan untuk menyelesaikan pemantul yang dipisahkan dengan 25 cm. Profil seismik selamat diperoleh menggunakan sumber seismik Geospark berbilang hujung 1.4 Kj yang disambungkan dengan perisian Geotrace a). Sumber 1–6.02 KHz yang menembusi sehingga 400 milisaat dalam sedimen lembut di bawah dasar laut, dengan resolusi menegak teoritikal 30 cm. Kedua-dua peranti Safe dan Marsik diperolehi pada kadar 0.33 tangkapan/saat dengan halaju kapal <3 Kn.Data telah diproses dan dipersembahkan menggunakan perisian Geosuite the following Allworking: Penapisan IIR laluan jalur 2-6 KHz, dan AGC.
Gas dari fumarol bawah air dikumpulkan di dasar laut menggunakan kotak plastik yang dilengkapi dengan diafragma getah di bahagian atasnya, diletakkan terbalik oleh ROV di atas bolong. Setelah gelembung udara yang masuk ke dalam kotak telah menggantikan air laut sepenuhnya, ROV akan kembali ke kedalaman 1 m, dan penyelam memindahkan gas yang terkumpul ke dalam dua septum kaca yang telah dikumpul melalui 6 septum yang dilengkapi getah. Stopcock Teflon di mana One diisi dengan 20 mL larutan NaOH 5N (kelalang jenis Gegenbach). Spesies gas asid utama (CO2 dan H2S) dilarutkan dalam larutan beralkali, manakala spesies gas keterlarutan rendah (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 dan hidrokarbon ringan) disimpan di dalam botol kebolehsampelan rendah. kromatografi gas (GC) menggunakan Shimadzu 15A yang dilengkapi dengan lajur ayak molekul 5A sepanjang 10 m dan pengesan kekonduksian terma (TCD) 54. Argon dan O2 dianalisis menggunakan kromatografi gas Thermo Focus yang dilengkapi dengan tiang ayak molekul kapilari sepanjang 30 m dan TCD.Metana dan gas hidrokarbon4A dianalisis dengan menggunakan gas hidrokarbon4A Shimadzu. Lajur keluli tahan karat sepanjang 10 m penuh dengan jejaring Chromosorb PAW 80/100, disalut dengan 23% SP 1700 dan pengesan pengionan nyalaan (FID). Fasa cecair digunakan untuk analisis 1) CO2, sebagai, dititrasi dengan larutan HCl 0.5 N (Metrohm Asas TitrinoS, as2) H2Oksid H2O, sebagai 2) (33%), mengikut kromatografi ion (IC) (IC) (Wantong 761). Ralat analisis pentitratan, analisis GC dan IC adalah kurang daripada 5%. Selepas prosedur pengekstrakan dan penulenan standard untuk campuran gas, 13C/12C CO2 (dinyatakan sebagai δ13C-CO2% dan V-PDB penspesifikasian Delta56) dianalisis. piawaian yang digunakan untuk menganggarkan ketepatan luaran ialah marmar Carrara dan San Vincenzo (dalaman), NBS18 dan NBS19 (antarabangsa), manakala ralat analisis dan kebolehulangan masing-masing ialah ±0.05% dan ±0.1%.
Nilai δ15N (dinyatakan sebagai % vs. Udara) dan 40Ar/36Ar ditentukan menggunakan kromatografi gas (GC) Agilent 6890 N yang digandingkan dengan spektrometer jisim aliran berterusan Finnigan Delta plusXP. Ralat analisis ialah: δ15N±0.1%, 36Ar<1%/3%. di mana R ialah 3He/4He diukur dalam sampel dan Ra ialah nisbah yang sama di atmosfera: 1.39 × 10−6)57 ditentukan di makmal INGV-Palermo (Itali) 3He, 4He dan 20Ne ditentukan menggunakan spektrometer jisim pengumpul dwi (Helix SFT-GVI)58 ralat dan Nepalisis Nepa. 0.3%.Kosong biasa untuk He dan Ne ialah <10-14 dan <10-16 mol, masing-masing.
Cara memetik artikel ini: Passaro, S. et al.Peningkatan dasar laut didorong oleh proses penyahgas mendedahkan aktiviti gunung berapi yang sedang berkembang di sepanjang pantai.sains.Rep. 6, 22448; doi: 10.1038/srep22448 (2016).
Aharon, P. Geologi dan biologi hidrokarbon dasar laut moden dan purba resapan dan bolong: satu pengenalan.Geographic Ocean Wright.14, 69–73 (1994).
Paull, CK & Dillon, WP Kejadian global hidrat gas.Dalam Kvenvolden, KA & Lorenson, TD (eds.) 3–18 (Hidrat gas asli: Kejadian, pengedaran dan pengesanan. American Geophysical Union Geophysical Monograph 124, 2001).
Fisher, AT Kekangan geofizik pada peredaran hidroterma. Dalam: Halbach, PE, Tunnicliffe, V. & Hein, JR (eds) 29–52 (Laporan Bengkel Durham, Tenaga dan Pemindahan Massa dalam Sistem Hidroterma Marin, Durham University Press, Berlin (2003) ).
Coumou, D., Driesner, T. & Heinrich, C. Struktur dan dinamik sistem hidroterma rabung tengah lautan. Sains 321, 1825–1828 (2008).
Boswell, R. & Collett, TS Pandangan semasa tentang sumber gas hidrat.tenaga.dan alam sekitar.sains.4, 1206–1215 (2011).
Evans, RJ, Davies, RJ & Stewart, SA Struktur dalaman dan sejarah letusan sistem gunung berapi lumpur berskala kilometer di Laut Caspian Selatan. Takungan Lembangan 19, 153–163 (2007).
Leon, R. et al.Ciri dasar laut yang dikaitkan dengan resapan hidrokarbon daripada timbunan lumpur karbonat air dalam di Teluk Cadiz: daripada aliran lumpur kepada sedimen karbonat.Geografi March.Wright.27, 237–247 (2007).
Moss, JL & Cartwright, J. Perwakilan seismik 3D bagi saluran paip pelepasan bendalir berskala kilometer di luar pesisir Namibia. Takungan Lembangan 22, 481–501 (2010).
Andresen, KJ Ciri aliran bendalir dalam sistem saluran paip minyak dan gas: Apakah yang mereka beritahu kita tentang evolusi lembangan?Geologi Mac.332, 89–108 (2012).
Ho, S., Cartwright, JA & Imbert, P. Evolusi menegak struktur pelepasan cecair Kuaterner Neogene berhubung dengan fluks gas di Lembangan Congo Bawah, luar pesisir Angola.Mac Geology.332–334, 40–55 (2012).
Johnson, SY et al.Aktiviti hidroterma dan tektonik di utara Yellowstone Lake, Wyoming.geology.Socialist Party.Yes.bull.115, 954–971 (2003).
Patacca, E., Sartori, R. & Scandone, P. The Tyrrhenian Basin and the Apennine Arc: Kinematic Relationships Since the Late Totonian.Mem Soc Geol Ital 45, 425–451 (1990).
Milia et al. Struktur tektonik dan kerak di pinggir benua Campania: hubungan dengan aktiviti gunung berapi.mineral.petrol.79, 33–47 (2003)
Piochi, M., Bruno PP & De Astis G. Peranan relatif tektonik rekahan dan proses naikkan magmatik: inferens daripada data geofizik, struktur dan geokimia di kawasan gunung berapi Naples (selatan Itali).Gcubed, 6(7), 1-25 (2005).
Dvorak, JJ & Mastrolorenzo, G. Mekanisme pergerakan kerak menegak baru-baru ini di kawah Campi Flegrei di selatan Itali.geology.Socialist Party.Yes.Specification.263, ms 1-47 (1991).
Orsi, G. et al.Deformasi tanah jangka pendek dan seismicity di kawah Campi Flegrei bersarang (Itali): contoh pemulihan jisim aktif di kawasan padat penduduk.J. Volcano.geothermal.reservoir.91, 415–451 (1999)
Cusano, P., Petrosino, S., dan Saccorotti, G. Asal-usul hidroterma aktiviti 4D jangka panjang yang berterusan di kompleks gunung berapi Campi Flegrei di Itali.J. Volcano.geothermal.reservoir.177, 1035–1044 (2008).
Pappalardo, L. dan Mastrolorenzo, G. Pembezaan pantas dalam takungan magmatik seperti ambang: kajian kes dari kawah Campi Flegrei.science.Rep. 2, 10.1038/srep00712 (2012).
Walter, TR et al.InSAR siri masa, analisis korelasi, dan pemodelan korelasi masa mendedahkan kemungkinan gandingan Campi Flegrei dan Vesuvius.J. Volcano.geothermal.reservoir.280, 104–110 (2014).
Milia, A. & Torrente, M. Struktur struktur dan stratigrafi separuh pertama graben Tyrrhenian (Teluk Naples, Itali). Fizik Konstruktif 315, 297–314.
Sano, Y. & Marty, B. Sumber karbon dalam gas abu gunung berapi dari Island Arcs.Geologi Kimia.119, 265–274 (1995).
Milia, A. Dohrn Canyon stratigraphy: Respons terhadap penurunan paras laut dan kenaikan tektonik di pelantar benua luar (margin Tyrrhenian Timur, Itali).Geo-Marine Letters 20/2, 101–108 (2000).