ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS แบบจำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีรูปแบบและ JavaScript
เรารายงานหลักฐานการยกตัวของพื้นทะเลและการปล่อยก๊าซนอกชายฝั่งหลายกิโลเมตรจากท่าเรือเนเปิลส์ (อิตาลี) รอยบุ๋ม เนินดิน และหลุมอุกกาบาตเป็นลักษณะเฉพาะของพื้นทะเล การก่อตัวเหล่านี้แสดงถึงส่วนบนสุดของโครงสร้างเปลือกโลกชั้นตื้น ซึ่งรวมถึงเจดีย์ รอยเลื่อน และรอยพับที่ส่งผลกระทบต่อก้นทะเลในปัจจุบัน บันทึกการเพิ่มขึ้น แรงดัน และการปล่อยก๊าซฮีเลียมและคาร์บอนไดออกไซด์ในปฏิกิริยาการแยกคาร์บอนของเนื้อโลกที่หลอมละลายและหินเปลือกโลก ก๊าซเหล่านี้ มีแนวโน้มคล้ายกับที่ป้อนระบบไฮโดรเทอร์มอลของ Ischia, Campi Flegre และ Soma-Vesuvius ซึ่งบ่งชี้ถึงแหล่งที่มาของชั้นเนื้อโลกที่ผสมกับของเหลวในชั้นเปลือกโลกใต้อ่าวเนเปิลส์ การขยายตัวและการแตกใต้ทะเลที่เกิดจากกระบวนการยกตัวของก๊าซและแรงดันต้องใช้แรงดันเกิน 2-3 MPa การยกตัวของพื้นทะเล รอยเลื่อน และการปล่อยก๊าซเป็นสัญญาณของการกลียุคที่ไม่ใช่ภูเขาไฟซึ่งอาจบอกถึงการปะทุของพื้นทะเลและ/หรือพลังน้ำ การระเบิดด้วยความร้อน
การปล่อยความร้อนใต้ทะเลลึก (น้ำร้อนและก๊าซ) เป็นลักษณะทั่วไปของสันเขากลางมหาสมุทรและขอบแผ่นบรรจบกัน (รวมถึงส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำของส่วนโค้งของเกาะ) ในขณะที่การปล่อยก๊าซไฮเดรตแบบเย็น (คลอเตรต) มักเป็นลักษณะเฉพาะของไหล่ทวีปและขอบที่ไม่ต่อเนื่อง การปลดปล่อยอาจเกิดขึ้นก่อนการขึ้นของแมกมาผ่านชั้นบนสุดของเปลือกโลก และถึงจุดสูงสุดในการปะทุและการวางตัวของภูเขาใต้ทะเลของภูเขาไฟ 6 ดังนั้น การระบุ (ก) ลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการผิดรูปของก้นทะเลและ (ข) การปล่อยก๊าซใกล้กับพื้นที่ชายฝั่งที่มีประชากรหนาแน่น เช่น บริเวณภูเขาไฟในเนเปิลส์ในอิตาลี (ประมาณ 1 ล้านคนที่อาศัยอยู่) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประเมินภูเขาไฟที่อาจเกิดขึ้น การปะทุระดับตื้น นอกจากนี้ แม้ว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซไฮโดรเทอร์มอลใต้ทะเลลึกหรือก๊าซไฮเดรตจะค่อนข้างเป็นที่รู้จักกันดีเนื่องจากคุณสมบัติทางธรณีวิทยาและชีวภาพของพวกมัน ข้อยกเว้นคือลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่เกี่ยวข้องกับน้ำตื้น ยกเว้นที่เกิดขึ้นในทะเลสาบ 12 ซึ่งมีบันทึกค่อนข้างน้อย ในที่นี้ เรานำเสนอข้อมูลสถิติธรณีภาค แผ่นดินไหว คอลัมน์น้ำ และธรณีเคมีใหม่สำหรับพื้นที่ใต้น้ำที่มีความซับซ้อนทางสัณฐานวิทยาและโครงสร้างที่ได้รับผลกระทบจากการปล่อยก๊าซในอ่าวเนเปิลส์ (อิตาลีตอนใต้) ประมาณ 5 กม. จากท่าเรือเนเปิลส์ ข้อมูลเหล่านี้ถูกรวบรวมระหว่างการล่องเรือ SAFE_2014 (สิงหาคม 2014) บนเรือ R/V Urania เราอธิบายและตีความพื้นทะเลและโครงสร้างใต้ผิวดินที่เกิดการปล่อยก๊าซ ตรวจสอบแหล่งที่มาของของเหลวที่ระบายออก ระบุและระบุลักษณะกลไกที่ควบคุมการเพิ่มขึ้นของก๊าซและการเสียรูปที่เกี่ยวข้อง และหารือเกี่ยวกับผลกระทบของภูเขาไฟ
อ่าวเนเปิลส์ก่อตัวเป็นขอบด้านตะวันตกของ Plio-Quaternary, NW-SE ที่ยืดออกทำให้พายุดีเปรสชันแปรสัณฐานของ Campania 13,14,15.EW ของ Ischia (ประมาณ ค.ศ. 150-1302), ปล่องภูเขาไฟ Campi Flegre (ประมาณ 300-1538) และ Soma-Vesuvius (ตั้งแต่ <360-1944) การจัดเรียงนี้จำกัดอ่าวไปทางทิศเหนือ ค.ศ.15 ในขณะที่พรมแดนทางใต้ ของคาบสมุทรซอร์เรนโต (รูปที่ 1a) อ่าวเนเปิลส์ได้รับผลกระทบจากรอยเลื่อน NE-SW และรอยเลื่อนสำคัญ NW-SE รอง (รูปที่ 1)14,15.Ischia, Campi Flegrei และ Somma-Vesuvius 4 โดยยกตัวสูงขึ้น 1.8 ม. และเกิดแผ่นดินไหวหลายพันครั้ง) การศึกษาล่าสุด19,20 บ่งชี้ว่าอาจมีความเชื่อมโยงระหว่างพลวัตของโสม-วิสุเวียสและกัมปี เฟลเกร ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับอ่างเก็บน้ำหินหนืดเดียวที่ "ลึก" การระเบิดของภูเขาไฟและการแกว่งตัวของระดับน้ำทะเลในช่วง 36 ka สุดท้ายของ Campi Flegrei และ 18 ka ของ Somma Vesuvius ควบคุมระบบตะกอนของอ่าวเนเปิลส์ ระดับน้ำทะเลต่ำ ที่จุดสูงสุดของธารน้ำแข็งสุดท้าย (18 ka) นำไปสู่การถดถอยของระบบตะกอนน้ำตื้นนอกชายฝั่ง ซึ่งต่อมาเต็มไปด้วยเหตุการณ์ที่ล่วงละเมิดในช่วงปลายยุคไพลสโตซีน-โฮโลซีน มีการตรวจพบการปล่อยก๊าซจากเรือดำน้ำบริเวณเกาะอิสเกีย นอกชายฝั่งกัมปีเฟลเกร และใกล้กับภูเขาโซมา-วิสุเวียส (รูปที่1b).
(ก) การจัดเรียงตัวทางสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของไหล่ทวีปและอ่าวเนเปิลส์ 15, 23, 24, 48.จุดเป็นจุดศูนย์กลางการปะทุใต้ทะเลที่สำคัญเส้นสีแดงแสดงถึงรอยเลื่อนที่สำคัญ (b) Bathymetry ของอ่าว Naples ที่ตรวจพบช่องระบายของไหล (จุด) และร่องรอยของเส้นแผ่นดินไหว (เส้นสีดำ) เส้นสีเหลืองคือเส้นโคจรของเส้นแผ่นดินไหว L1 และ L2 ที่รายงานไว้ในรูปที่ 6 ขอบเขตของโครงสร้างคล้ายโดมของ Banco della Montagna (BdM) ถูกทำเครื่องหมายด้วยเส้นประสีน้ำเงินใน (a,b) สี่เหลี่ยมสีเหลืองระบุตำแหน่งของโปรไฟล์คอลัมน์น้ำอะคูสติก และ CTD -EMBlank, CTD-EM50 และ ROV มีรายงานไว้ในรูปที่ 5 วงกลมสีเหลืองระบุตำแหน่งของการปล่อยก๊าซตัวอย่าง และองค์ประกอบแสดงในตารางที่ S1Golden Software (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) ใช้กราฟิกที่สร้างโดย Surfer® 13
จากข้อมูลที่ได้รับระหว่างการล่องเรือ SAFE_2014 (สิงหาคม 2014) (ดูวิธีการ) มีการสร้างแบบจำลองภูมิประเทศแบบดิจิทัล (Digital Terrain Model หรือ DTM) ใหม่ของอ่าวเนเปิลส์ที่มีความละเอียด 1 เมตร DTM แสดงให้เห็นว่าพื้นทะเลทางใต้ของท่าเรือเนเปิลส์มีลักษณะเป็นพื้นผิวที่หันไปทางทิศใต้ที่ลาดเอียงเล็กน้อย (ความลาดชัน ≤3°) ถูกขัดจังหวะด้วยโครงสร้างคล้ายโดมขนาด 5.0 × 5.3 กม. หรือที่เรียกในท้องถิ่นว่า Banco d ella Montagna (BdM) มะเดื่อ1a,b).BdM พัฒนาที่ระดับความลึกประมาณ 100 ถึง 170 เมตร สูงจากพื้นทะเลโดยรอบ 15 ถึง 20 เมตร โดม BdM แสดงสัณฐานวิทยาคล้ายเนินเนื่องจากมีเนินย่อยถึงวงรี 280 เนิน (รูปที่ 2a) 665 กรวย และ 30 หลุม (รูปที่ 3 และ 4) เนินมีความสูงและเส้นรอบวงสูงสุด 22 ม. และ 1,8 00 ม. ตามลำดับ ความเป็นวงกลม [C = 4π(พื้นที่/ปริมณฑล2)] ของเนินดินลดลงเมื่อปริมาตรเพิ่มขึ้น (รูปที่ 2b) อัตราส่วนแกนของเนินดินอยู่ระหว่าง 1 ถึง 6.5 โดยเนินดินที่มีอัตราส่วนแกน >2 แสดงการปะทะ N45°E + 15° ที่ต้องการ และเนินทุติยภูมิที่กระจายตัวมากขึ้น N105°E ถึง N145°E ที่กระจายตัวมากขึ้น ( รูปที่ 2c)รูปกรวยเดี่ยวหรือรูปกรวยมีอยู่บนระนาบ BdM และด้านบนของเนินดิน (รูปที่ 3a,b) รูปกรวยเป็นรูปกรวยเป็นไปตามการจัดเรียงของเนินดินที่ตั้งอยู่ รอยบุ๋มมักอยู่บนพื้นทะเลเรียบ (รูปที่ 3c) และบางครั้งบนเนินดิน ความหนาแน่นเชิงพื้นที่ของกรวยและรอยบุ๋มแสดงให้เห็นว่าการวางแนว NE-SW ที่เด่นชัดนั้นกั้นขอบเขตตะวันออกเฉียงเหนือและตะวันตกเฉียงใต้ของโดม BdM (รูปที่ 4a,b);เส้นทาง NW-SE ที่ขยายน้อยกว่าตั้งอยู่ในภูมิภาค BdM ตอนกลาง
(a) แบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัล (ขนาดเซลล์ 1 ม.) ของโดม Banco della Montagna (BdM) (b) เส้นรอบวงและความกลมของเนิน BdM (c) อัตราส่วนแกนและมุม (การวางแนว) ของแกนหลักของวงรีที่เหมาะสมที่สุดรอบเนินดิน ข้อผิดพลาดมาตรฐานของแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัลคือ 0.004 เมตรความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของเส้นรอบวงและความกลมเท่ากับ 4.83 ม. และ 0.01 ตามลำดับ และค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานของอัตราส่วนตามแนวแกนและมุมคือ 0.04 และ 3.34° ตามลำดับ
รายละเอียดของกรวย หลุมอุกกาบาต เนินดิน และหลุมที่ระบุในพื้นที่ BdM ที่สกัดจาก DTM ในรูปที่ 2
(a) กรวยจัดแนวบนพื้นราบ(b) กรวยและหลุมอุกกาบาตบนเนินดินเรียว NW-SE;(c) pockmarks บนพื้นผิวที่จุ่มลงเล็กน้อย
(a) การกระจายเชิงพื้นที่ของหลุมอุกกาบาต หลุม และการปล่อยก๊าซที่ตรวจพบ (b) ความหนาแน่นเชิงพื้นที่ของหลุมอุกกาบาตและหลุมที่รายงานใน (a) (หมายเลข/0.2 km2)
เราระบุการปล่อยก๊าซ 37 รายการในภูมิภาค BdM จากภาพสะท้อนเสียงสะท้อนของคอลัมน์น้ำ ROV และการสังเกตโดยตรงของพื้นทะเลที่ได้รับระหว่างการล่องเรือ SAFE_2014 ในเดือนสิงหาคม 2014 (ภาพที่ 4 และ 5) ความผิดปกติทางเสียงของการปล่อยก๊าซเหล่านี้แสดงรูปร่างยาวในแนวตั้งที่โผล่ขึ้นมาจากพื้นทะเล ซึ่งอยู่ในแนวดิ่งระหว่าง 12 ถึงประมาณ 70 ม. (ภาพที่ 5a) ในบางแห่ง ความผิดปกติทางเสียงก่อตัวขึ้นเกือบต่อเนื่อง " ฟองอากาศที่สังเกตได้นั้นแตกต่างกันอย่างมาก: จากฟองที่ไหลอย่างต่อเนื่องและหนาแน่นไปจนถึงปรากฏการณ์ที่มีอายุสั้น (ภาคเสริมภาพยนตร์ที่ 1) การตรวจสอบ ROV ช่วยให้สามารถตรวจสอบด้วยภาพของการเกิดขึ้นของช่องระบายของไหลที่ก้นทะเลและเน้นที่รอยเล็กๆ ที่ก้นทะเล บางครั้งล้อมรอบด้วยตะกอนสีแดงถึงสีส้ม (รูปที่ 5b) ในบางกรณี ช่อง ROV จะเปิดใช้งานการปล่อยมลพิษอีกครั้ง สัณฐานวิทยาของช่องระบายอากาศแสดงช่องเปิดเป็นวงกลมที่ด้านบนโดยไม่มีแสงแฟลร์ในคอลัมน์น้ำ ค่า pH ในคอลัมน์น้ำอยู่เหนือจุดปล่อย แสดงการลดลงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งบ่งชี้ถึงสภาวะที่เป็นกรดมากขึ้นในพื้นที่ (รูปที่5c,d) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่า pH เหนือการปล่อยก๊าซ BdM ที่ความลึก 75 ม. ลดลงจาก 8.4 (ที่ความลึก 70 ม.) เป็น 7.8 (ที่ความลึก 75 ม.) (รูปที่ 5c) ในขณะที่พื้นที่อื่นๆ ในอ่าวเนเปิลส์มีค่า pH ระหว่าง 0 ถึง 160 ม. ในช่วงความลึกระหว่าง 8.3 ถึง 8.5 (รูปที่ 5d) การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของอุณหภูมิน้ำทะเลและความเค็มขาดที่ 2 สถานที่ภายในและภายนอกพื้นที่ BdM ของอ่าวเนเปิลส์ ที่ความลึก 70 ม. อุณหภูมิ 15 °C และความเค็มประมาณ 38 PSU (รูปที่ 5c,d) การวัดค่า pH อุณหภูมิ และความเค็มบ่งชี้: ก) การมีส่วนร่วมของของเหลวที่เป็นกรดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัดก๊าซ BdM และ ข) ไม่มีหรือปล่อยของไหลความร้อนและน้ำเกลือช้ามาก
(a) หน้าต่างการได้มาของโปรไฟล์คอลัมน์น้ำอะคูสติก (echometer Simrad EK60) แถบสีเขียวแนวตั้งที่สอดคล้องกับเปลวไฟของก๊าซที่ตรวจพบบนการปล่อยของเหลว EM50 (ประมาณ 75 ม. ใต้ระดับน้ำทะเล) ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณ BdMสัญญาณมัลติเพล็กซ์ด้านล่างและก้นทะเลยังแสดง (b) รวบรวมด้วยยานพาหนะที่ควบคุมระยะไกลในภูมิภาค BdM ภาพถ่ายเดียวแสดงปล่องภูเขาไฟขนาดเล็ก (วงกลมสีดำ) ล้อมรอบด้วยตะกอนสีแดงถึงสีส้ม (c,d) ข้อมูล CTD โพรบหลายพารามิเตอร์ที่ประมวลผลโดยใช้ซอฟต์แวร์ SBED-Win32 (Seasave เวอร์ชัน 7.23.2) รูปแบบของพารามิเตอร์ที่เลือก (ความเค็ม อุณหภูมิ pH และออกซิเจน) ของคอลัมน์น้ำเหนือการปล่อยของเหลว EM50 (แผง c) และ นอกแผงพื้นที่ปล่อย Bdm (d)
เราเก็บตัวอย่างก๊าซสามตัวอย่างจากพื้นที่ศึกษาระหว่างวันที่ 22 ถึง 28 สิงหาคม 2014 ตัวอย่างเหล่านี้แสดงองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกัน โดยมี CO2 (934-945 มิลลิโมล/โมล) เป็นหลัก รองลงมาคือความเข้มข้นที่เกี่ยวข้องของ N2 (37-43 มิลลิโมล/โมล) CH4 (16-24 มิลลิโมล/โมล) และ H2S (0.10 มิลลิโมล/โมล) -0.44 มิลลิโมล/โมล) ในขณะที่ H2 และ He มีความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่า (<0.052 และ <0.016 มิลลิโมล/โมล ตามลำดับ) (รูปที่ 1b; ตารางที่ S1 ภาพยนตร์เสริม 2) นอกจากนี้ยังวัดความเข้มข้นของ O2 และ Ar ที่ค่อนข้างสูง (สูงถึง 3.2 และ 0.18 มิลลิโมล/โมล ตามลำดับ) ผลรวมของไฮโดรคาร์บอนเบาอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.24 ถึง 0.30 มิลลิโมล/โมล และประกอบด้วย C2-C4 แอลเคน อะโรเมติกส์ (ส่วนใหญ่เป็นเบนซีน) โพรพีน และซัลเฟอร์ - มีสารประกอบ (ไทโอฟีน) ค่า 40Ar/36Ar สอดคล้องกับอากาศ (295.5) แม้ว่าตัวอย่าง EM35 (โดม BdM) จะมีค่า 304 ซึ่งแสดงส่วนเกินเล็กน้อยที่ 40Ar อัตราส่วน δ15N สูงกว่าอากาศ (มากถึง +1.98% เมื่อเทียบกับอากาศ) ในขณะที่ค่า δ13C-CO2 อยู่ระหว่าง -0.93 ถึง 0.44% เทียบกับ V-PDB ค่า R/Ra (หลังจากแก้ไขมลพิษทางอากาศโดยใช้อัตราส่วน 4He/20Ne) อยู่ระหว่าง 1.66 ถึง 1.94 ซึ่งบ่งชี้ว่ามีเศษเนื้อปกคลุมจำนวนมาก ด้วยการรวมไอโซโทปฮีเลียมเข้ากับ CO2 และไอโซโทปเสถียร 22 ของไอโซโทปเสถียร แหล่งที่มาของการปล่อยก๊าซใน BdM สามารถอธิบายเพิ่มเติมได้ ในแผนที่ CO2 สำหรับ CO2/3He กับ δ13C (รูปที่6) เปรียบเทียบองค์ประกอบของก๊าซ BdM กับก๊าซฟูมาโรเลสใน Ischia, Campi Flegrei และ Somma-Vesuvius รูปที่ 6 ยังรายงานเส้นการผสมทางทฤษฎีระหว่างแหล่งคาร์บอนที่แตกต่างกัน 3 แหล่งที่อาจเกี่ยวข้องกับการผลิตก๊าซ BdM: สารหลอมละลายที่ได้จากชั้นเนื้อโลก ตะกอนที่อุดมด้วยสารอินทรีย์ และคาร์บอเนต ตัวอย่าง BdM ตกบนเส้นผสมที่แสดงโดยภูเขาไฟกัมปาเนียทั้งสามลูก นั่นคือการผสมระหว่างก๊าซปกคลุม (ซึ่งถือว่า d เพื่อเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เล็กน้อยเมื่อเทียบกับ MORB แบบดั้งเดิมเพื่อจุดประสงค์ในการปรับข้อมูลให้เหมาะสม) และปฏิกิริยาที่เกิดจากการแยกคาร์บอนของเปลือกโลก เกิดเป็นหินก๊าซ
เส้นลูกผสมระหว่างองค์ประกอบของชั้นเนื้อโลกและส่วนปลายของหินปูนและตะกอนอินทรีย์มีรายงานสำหรับการเปรียบเทียบ กล่องแสดงพื้นที่ฟูมาโรลของ Ischia, Campi Flegrei และ Somma-Vesvius 59, 60, 61 ตัวอย่าง BdM อยู่ในแนวโน้มแบบผสมของภูเขาไฟกัมปาเนีย ก๊าซส่วนปลายของเส้นผสมมาจากแหล่งชั้นแมนเทิล ซึ่งเป็นก๊าซที่ผลิตโดยปฏิกิริยาการแยกคาร์บูไรเซชันของแร่คาร์บอเนต
ส่วนแผ่นดินไหว L1 และ L2 (รูปที่ 1b และ 7) แสดงการเปลี่ยนผ่านระหว่าง BdM และลำดับชั้นเชิงชั้นส่วนปลายของ Somma-Vesuvius (L1, รูปที่ 7a) และ Campi Flegrei (L2, รูปที่ 7b) บริเวณภูเขาไฟ BdM มีลักษณะเด่นคือการปรากฏตัวของการก่อตัวแผ่นดินไหวที่สำคัญสองรูปแบบ (MS และ PS ในรูปที่ 7) ส่วนด้านบน (MS) แสดงแผ่นสะท้อนแสงที่ขนานกันของ แอมพลิจูดสูงถึงปานกลางและความต่อเนื่องด้านข้าง (รูปที่ 7b,c) ชั้นนี้รวมถึงตะกอนทะเลที่ถูกลากโดยระบบ Last Glacial Maximum (LGM) และประกอบด้วยทรายและดินเหนียว23 ชั้น PS พื้นฐาน (รูปที่ 7b-d) มีลักษณะเป็นเฟสที่ไม่เป็นระเบียบหรือโปร่งใสในรูปของเสาหรือนาฬิกาทราย ด้านบนของตะกอน PS ก่อตัวเป็นเนินดินใต้ทะเล (รูปที่ 7d) รูปทรงเรขาคณิตที่คล้ายไดอะเปียร์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการบุกรุกของวัสดุโปร่งใส PS เข้าไปใน การทับถมของ MS บนสุด Uplift มีหน้าที่ในการก่อตัวของรอยพับและรอยเลื่อนที่ส่งผลกระทบต่อชั้น MS และตะกอนที่ทับถมอยู่ในปัจจุบันของพื้นทะเล BdM (รูปที่ 7b–d) ช่วงเวลา stratigraphic ของ MS ถูกแยกออกอย่างชัดเจนในส่วน ENE ของส่วน L1 ในขณะที่มันขาวไปทาง BdM เนื่องจากมีชั้นอิ่มตัวของแก๊ส (GSL) ปกคลุมโดยระดับภายในของลำดับ MS บางระดับ (รูปที่7a) แกนแรงโน้มถ่วงที่รวบรวมที่ด้านบนสุดของ BdM ซึ่งสอดคล้องกับชั้นแผ่นดินไหวแบบโปร่งใสบ่งชี้ว่าด้านบนสุด 40 ซม. ประกอบด้วยทรายที่ทับถมจนถึงปัจจุบัน)24,25 และเศษภูเขาไฟจากการปะทุระเบิดของ Campi Flegrei ของ “Naples Yellow Tuff” (14.8 ka)26. เฟสโปร่งใสของชั้น PS ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกระบวนการผสมที่วุ่นวายเพียงอย่างเดียว เนื่องจากชั้นที่วุ่นวายที่เกี่ยวข้องกับการถล่ม โคลนไหล และการไหลของ pyroclastic ที่พบนอก BdM ในอ่าว Naples นั้นทึบแสงทางเสียง21,23,24 เราสรุปได้ว่า BdM PS seism ที่สังเกตได้ ic facies เช่นเดียวกับการปรากฏตัวของชั้น PS ที่โผล่ขึ้นมาใต้ทะเล (รูปที่ 7d) สะท้อนให้เห็นถึงการยกระดับของก๊าซธรรมชาติ
(a) โปรไฟล์คลื่นไหวสะเทือนแบบรางเดียว L1 (ร่องรอยการนำทางในรูปที่ 1b) แสดงการจัดเรียงเชิงพื้นที่แบบเสา (เจดีย์) เจดีย์ประกอบด้วยการสะสมตัวของหินภูเขาไฟและทรายที่วุ่นวาย ชั้นก๊าซอิ่มตัวที่อยู่ด้านล่างเจดีย์ช่วยขจัดความต่อเนื่องของการก่อตัวที่ลึกลงไป (b) โปรไฟล์แผ่นดินไหวช่องทางเดียว L2 (ร่องรอยการนำทางในรูปที่ 1b) เน้นรอยบากและการเสียรูปของเนินดินใต้ทะเล ทะเล (MS) และตะกอนทรายภูเขาไฟ (PS) (c) รายละเอียดการเสียรูปใน MS และ PS มีรายงานใน (c,d) สมมติว่าความเร็ว 1580 m/s ในตะกอนบนสุด 100 ms แทนค่าประมาณ 80 m บนมาตราส่วนแนวตั้ง
ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของ BdM นั้นคล้ายคลึงกับแหล่งความร้อนใต้ทะเลและก๊าซไฮเดรตอื่นๆ ทั่วโลก 2,12,27,28,29,30,31,32,33,34 และมักจะเกี่ยวข้องกับการยกระดับ (ห้องใต้ดินและเนินดิน) และการระบายก๊าซ (กรวย, หลุม) กรวยและหลุมที่เรียงชิดกันของ BdM และเนินดินที่มีความยาวบ่งชี้ความสามารถในการซึมผ่านของโครงสร้างที่มีการควบคุม (รูปที่ 2 และ 3)สปา การจัดเรียงของเนินดิน หลุม และช่องระบายอากาศที่แอคทีฟแสดงให้เห็นว่าการกระจายของพวกมันถูกควบคุมบางส่วนโดยการแตกหักของแรงกระแทก NW-SE และ NE-SW (รูปที่ 4b) สิ่งเหล่านี้เป็นระบบความผิดพลาดที่ต้องการซึ่งส่งผลกระทบต่อพื้นที่ภูเขาไฟ Campi Flegrei และ Somma-Vesuvius และอ่าวเนเปิลส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โครงสร้างของอดีตควบคุมตำแหน่งของการปล่อยความร้อนจากความร้อนจากปล่องภูเขาไฟ Campi Flegrei ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าความผิดพลาดและ การแตกหักในอ่าวเนเปิลส์เป็นเส้นทางที่ต้องการสำหรับการเคลื่อนย้ายของก๊าซไปยังพื้นผิว ซึ่งเป็นลักษณะที่ใช้ร่วมกันโดยระบบไฮโดรเทอร์มอลที่มีการควบคุมเชิงโครงสร้างอื่น ๆ36,37 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรวยและหลุม BdM ไม่ได้เกี่ยวข้องกับกองดินเสมอไป (รูปที่3a,c) สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเนินเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นตัวแทนของการก่อตัวของหลุม ดังที่ผู้เขียนคนอื่นแนะนำสำหรับโซนก๊าซไฮเดรต 32,33 ข้อสรุปของเราสนับสนุนสมมติฐานที่ว่าการหยุดชะงักของตะกอนก้นทะเลโดมไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของหลุมเสมอไป
การปล่อยก๊าซที่รวบรวมได้ทั้งสามรายการแสดงลักษณะทางเคมีโดยทั่วไปของของไหลไฮโดรเทอร์มอล กล่าวคือ CO2 ส่วนใหญ่เป็นก๊าซรีดิวซ์ที่มีความเข้มข้นสูง (H2S, CH4 และ H2) และไฮโดรคาร์บอนเบา (โดยเฉพาะเบนซินและโพรพิลีน)38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 (ตารางที่ S1) การมีอยู่ของก๊าซในชั้นบรรยากาศ (เช่น O2) ซึ่งไม่คาดว่าจะมีอยู่ในการปล่อยก๊าซใต้ทะเล อาจเกิดจากการปนเปื้อนจากอากาศที่ละลายในน้ำทะเลที่สัมผัสกับก๊าซที่เก็บไว้ในกล่องพลาสติกที่ใช้สุ่มตัวอย่าง เนื่องจาก ROV ถูกสกัดจากพื้นมหาสมุทรสู่ทะเลเพื่อทำการก่อจลาจล ในทางกลับกัน ค่า δ15N ที่เป็นบวกและค่า N2/Ar สูง (สูงถึง 480) สูงกว่า ASW (น้ำที่อิ่มตัวในอากาศ) อย่างมีนัยสำคัญ แสดงว่า N2 ส่วนใหญ่ผลิตจากแหล่งนอกบรรยากาศ ก๊าซ ต้นกำเนิดของก๊าซ BdM จากความร้อนจากภูเขาไฟได้รับการยืนยันโดยเนื้อหาของ CO2 และ He และลายเซ็นไอโซโทปของพวกมัน ไอโซโทปของคาร์บอน (δ13C-CO2 จาก -0.93% ถึง +0.4%) และค่า CO2/3He (ตั้งแต่ 1.7 × 1,010 ถึง 4.1 × 1,010) แนะนำว่าตัวอย่าง BdM อยู่ในแนวโน้มผสมของ fumaroles รอบอ่าวเนเปิลส์ องค์ประกอบส่วนปลายของเนื้อโลกและการแยกคาร์บอนออก ความสัมพันธ์ระหว่างก๊าซที่เกิดจากปฏิกิริยา (รูปที่ 6) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวอย่างก๊าซ BdM จะอยู่ตามแนวโน้มการผสมที่ตำแหน่งเดียวกันกับของเหลวจากภูเขาไฟ Campi Flegrei และ Somma-Veusivus ที่อยู่ติดกัน พวกมันมีเปลือกแข็งกว่า Ischia fumaroles ซึ่งอยู่ใกล้ส่วนปลายของชั้นแมนเทิล Somma-Vesuvius และ Campi Flegrei มีค่า 3He/4He สูงกว่า (R /Ra ระหว่าง 2.6 และ 2.9) มากกว่า BdM (R/Ra ระหว่าง 1.66 และ 1.96;ตารางที่ S1) สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มและการสะสมของกัมมันตภาพรังสี He มาจากแหล่งหินหนืดเดียวกันกับที่เลี้ยงภูเขาไฟ Somma-Vesuvius และ Campi Flegrei การไม่มีเศษส่วนคาร์บอนอินทรีย์ที่ตรวจจับได้ในการปล่อย BdM แสดงว่าตะกอนอินทรีย์ไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัดก๊าซ BdM
จากข้อมูลที่รายงานด้านบนและผลลัพธ์จากแบบจำลองการทดลองของโครงสร้างคล้ายโดมที่เกี่ยวข้องกับบริเวณที่มีก๊าซใต้ทะเลสูง แรงดันก๊าซลึกอาจมีส่วนทำให้เกิดการก่อตัวของโดม BdM ขนาดกิโลเมตร ในการประมาณค่าแรงดันเกิน Pdef ที่นำไปสู่หลุมฝังศพ BdM เราใช้แบบจำลองกลศาสตร์แผ่นบาง 33,34 สมมติว่าจากข้อมูลทางสัณฐานวิทยาและแผ่นดินไหวที่รวบรวมไว้ การกระจัดสูงสุดในแนวดิ่ง w และความหนา h ของ (รูปที่ S1 เพิ่มเติม) Pdef คือความแตกต่างระหว่างแรงดันรวมและแรงดันสถิตของหินบวกกับแรงดันคอลัมน์น้ำ ที่ BdM รัศมีประมาณ 2,500 ม. w คือ 20 ม. และค่าสูงสุด h ที่ประเมินจากโปรไฟล์แผ่นดินไหวคือประมาณ 100 ม. เราคำนวณ Pdef 46Pdef = w 64 D/a4 จากความสัมพันธ์ โดยที่ D คือค่าความแข็งดัดD กำหนดโดย (E h3)/[12(1 – ν2)] โดยที่ E คือโมดูลัสของ Young ของตะกอน ν คืออัตราส่วนของปัวซอง (~0.5)33 เนื่องจากไม่สามารถวัดคุณสมบัติเชิงกลของตะกอน BdM ได้ เราจึงตั้งค่า E = 140 kPa ซึ่งเป็นค่าที่เหมาะสมสำหรับตะกอนทรายชายฝั่ง 47 ซึ่งคล้ายกับ BdM14,24 เราไม่พิจารณาค่า E ที่สูงกว่าที่รายงานในเอกสารสำหรับ ตะกอนดินเหนียวปนทรายแป้ง (300 < E < 350,000 kPa)33,34 เนื่องจากตะกอน BDM ประกอบด้วยทรายเป็นส่วนใหญ่ ไม่ใช่ดินตะกอนหรือดินเหนียว24 เราได้ค่า Pdef = 0.3 Pa ซึ่งสอดคล้องกับค่าประมาณของกระบวนการยกพื้นทะเลในสภาพแวดล้อมของแอ่งก๊าซไฮเดรต โดยที่ Pdef แปรผันตั้งแต่ 10-2 ถึง 103 Pa โดยค่าที่ต่ำกว่าแสดงถึงค่าต่ำ w/a และ/หรืออะไรใน BdM ความแข็ง การลดลงเนื่องจากความอิ่มตัวของก๊าซในท้องถิ่นของตะกอนและ/หรือลักษณะของการแตกหักที่มีอยู่ก่อนแล้วอาจนำไปสู่ความล้มเหลวและการปล่อยก๊าซที่ตามมา ซึ่งทำให้เกิดการก่อตัวของโครงสร้างการระบายอากาศที่สังเกตได้ โปรไฟล์แผ่นดินไหวที่รวบรวมได้สะท้อนให้เห็น (รูปที่ 7) บ่งชี้ว่าตะกอน PS ถูกยกขึ้นจาก GSL ดันตะกอนทะเล MS ที่อยู่เหนือขึ้นไป ส่งผลให้เกิดเนิน รอยพับ รอยเลื่อน และรอยแยกของตะกอน (รูปที่7b,c) สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าภูเขาไฟเก่าขนาด 14.8 ถึง 12 ka ได้บุกรุกเข้าไปในชั้น MS ที่อายุน้อยกว่าผ่านกระบวนการขนส่งก๊าซขึ้นด้านบน ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครงสร้าง BdM สามารถเห็นได้ว่าเป็นผลของแรงดันเกินที่สร้างขึ้นโดยการปล่อยของไหลที่ผลิตโดย GSL เนื่องจากการปลดปล่อยแบบแอคทีฟสามารถมองเห็นได้จากพื้นทะเลสูงถึงกว่า 170 m bsl48 เราถือว่าแรงดันเกินของของไหลภายใน GSL เกิน 1,70 0 กิโลปาสคาล การเคลื่อนตัวขึ้นของก๊าซในตะกอนยังส่งผลต่อวัสดุขัดผิวที่มีอยู่ใน MS ซึ่งอธิบายถึงการมีอยู่ของตะกอนที่ไม่เป็นระเบียบในแกนแรงโน้มถ่วงที่สุ่มตัวอย่างบน BdM25 นอกจากนี้ แรงดันที่มากเกินไปของ GSL ยังสร้างระบบการแตกหักที่ซับซ้อน (รอยเลื่อนรูปหลายเหลี่ยมในรูปที่ 7b) โดยรวมแล้ว สัณฐานวิทยา โครงสร้าง และการตั้งถิ่นฐานบนชั้นหินที่เรียกว่า "เจดีย์" 49,50 เดิมมีสาเหตุมาจากผลกระทบรองของ การก่อตัวของธารน้ำแข็งเก่า และปัจจุบันถูกตีความว่าเป็นผลกระทบของก๊าซที่เพิ่มขึ้น31,33 หรือไอระเหย50 ที่ขอบภาคพื้นทวีปของกัมปาเนีย ตะกอนที่ระเหยจะหายาก อย่างน้อยที่สุดภายใน 3 กม. บนสุดของเปลือกโลก ดังนั้น กลไกการเติบโตของเจดีย์ BdM น่าจะถูกควบคุมโดยการเพิ่มขึ้นของก๊าซในตะกอน ข้อสรุปนี้ได้รับการสนับสนุนจากโครงสร้างแผ่นดินไหวที่โปร่งใสของเจดีย์ (รูปที่7) เช่นเดียวกับข้อมูลแกนแรงโน้มถ่วงตามที่รายงานก่อนหน้านี้24 โดยที่ทรายในปัจจุบันปะทุขึ้นพร้อมกับ 'Pomici Principali'25 และ 'Naples Yellow Tuff'26 Campi Flegrei นอกจากนี้ ตะกอน PS ได้บุกรุกและทำให้ชั้น MS ด้านบนสุดผิดรูป (รูปที่ 7d) การจัดเรียงโครงสร้างนี้แสดงให้เห็นว่าเจดีย์เป็นตัวแทนของโครงสร้างที่โผล่ขึ้นมา ไม่ใช่แค่ท่อส่งก๊าซ ดังนั้น กระบวนการหลักสองประการที่ควบคุมการก่อตัวของเจดีย์: a) ความหนาแน่นของตะกอนอ่อนลดลง เมื่อก๊าซเข้ามาจากด้านล่างb) ส่วนผสมของแก๊สและตะกอนเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการพับ รอยตำหนิ และการแตกหักที่สังเกตได้ ทำให้เกิดคราบ MS (รูปที่ 7) มีการเสนอกลไกการก่อตัวที่คล้ายกันสำหรับเจดีย์ที่เกี่ยวข้องกับแก๊สไฮเดรตในทะเลสโกเทียใต้ (แอนตาร์กติกา) เจดีย์ BdM ปรากฏเป็นกลุ่มในพื้นที่ที่เป็นเนินเขา และขอบเขตในแนวดิ่งมีค่าเฉลี่ย 70–100 ม. ในเวลาเดินทางสองทาง (TWTT) (รูปที่ 7a) เนื่องจากการปรากฏตัวของคลื่น MS และเมื่อพิจารณาจากหินชั้น การเรียงตัวของแกนแรงโน้มถ่วง BdM เราอนุมานอายุการก่อตัวของโครงสร้างเจดีย์ว่าน้อยกว่าประมาณ 14–12 ka นอกจากนี้ การเติบโตของโครงสร้างเหล่านี้ยังคงมีอยู่ (รูปที่ 7d) เนื่องจากเจดีย์บางส่วนได้บุกรุกและทำให้เสียรูปของทราย BdM ที่วางอยู่ในปัจจุบัน (รูปที่ 7d)
ความล้มเหลวของเจดีย์ในการข้ามก้นทะเลในปัจจุบันบ่งชี้ว่า (ก) การเพิ่มขึ้นของก๊าซและ/หรือการหยุดการผสมตะกอนก๊าซในท้องถิ่น และ/หรือ (ข) การไหลด้านข้างที่เป็นไปได้ของส่วนผสมของตะกอนก๊าซและตะกอนไม่อนุญาตให้มีกระบวนการแรงดันเกินเฉพาะที่ ตามแบบจำลองทฤษฎีไดอาเปียร์ 52 การไหลด้านข้างแสดงให้เห็นถึงความสมดุลเชิงลบระหว่างอัตราการจ่ายของส่วนผสมก๊าซโคลนจากด้านล่างและอัตราที่เจดีย์เคลื่อนขึ้น การลดลงของอัตราการจ่ายอาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของ ในความหนาแน่นของส่วนผสมเนื่องจากการหายไปของแหล่งจ่ายก๊าซ ผลลัพธ์ที่สรุปไว้ข้างต้นและการลอยขึ้นของเจดีย์ที่ควบคุมการลอยตัวทำให้เราสามารถประเมินความสูงของเสาอากาศได้ hg การลอยตัวกำหนดโดย ΔP = hgg (ρw – ρg) โดยที่ g คือแรงโน้มถ่วง (9.8 ม./วินาที2) และ ρw และ ρg คือความหนาแน่นของน้ำและก๊าซ ตามลำดับ ΔP คือผลรวมของ Pdef ที่คำนวณก่อนหน้านี้และ Plith ความดันลิโทสแตติกของ แผ่นตะกอน เช่น ρsg h โดยที่ ρs คือความหนาแน่นของตะกอน ในกรณีนี้ ค่าของ hg ที่ต้องการสำหรับการลอยตัวที่ต้องการจะแสดงเป็น hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw – ρg)] ใน BdM เราตั้งค่า Pdef = 0.3 Pa และ h = 100 m (ดูด้านบน), ρw = 1,030 kg/m3, ρs = 2,500 kg/m3 ρg มีค่าเล็กน้อยเนื่องจาก ρw ≫ρg เราได้ค่า hg = 245 m ซึ่งเป็นค่าที่แสดงถึงความลึกของด้านล่างของ GSL.ΔP คือ 2.4 MPa ซึ่งเป็นแรงดันเกินที่กำหนดเพื่อทำลายพื้นทะเล BdM และสร้างช่องระบายอากาศ
องค์ประกอบของก๊าซ BdM สอดคล้องกับแหล่งเนื้อโลกที่เปลี่ยนแปลงโดยการเติมของไหลที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการแยกคาร์บอนของหินเปลือกโลก (รูปที่ 6) การจัดแนว EW แบบคร่าวๆ ของโดม BdM และภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่น เช่น Ischia, Campi Flegre และ Soma-Vesuvius พร้อมด้วยองค์ประกอบของก๊าซที่ปล่อยออกมา บ่งชี้ว่าก๊าซที่ปล่อยออกมาจากชั้นเนื้อโลกด้านล่างบริเวณภูเขาไฟ Naples ทั้งหมดจะผสมกัน ของเหลวในชั้นเปลือกโลกเคลื่อนตัวจากทางตะวันตกมากขึ้นเรื่อยๆ (อิสเกีย) ไปทางทิศตะวันออก (ซอมมา-เวซุยวัส) (รูปที่ 1b และ 6)
เราได้ข้อสรุปว่าในอ่าวเนเปิลส์ ห่างจากท่าเรือเนเปิลส์ไม่กี่กิโลเมตร มีโครงสร้างคล้ายโดมกว้าง 25 กม.2 ซึ่งได้รับผลกระทบจากกระบวนการไล่ก๊าซที่ยังทำงานอยู่ และเกิดจากการวางตำแหน่งของเจดีย์และเนินดิน ปัจจุบัน ลายเซ็น BdM บ่งชี้ว่าความปั่นป่วนที่ไม่ใช่แมกมาติก53 อาจเกิดขึ้นก่อนการปะทุของภูเขาไฟในตัวอ่อน กล่าวคือ การปลดปล่อยแมกมาและ/หรือของไหลความร้อนก่อนกำหนด ควรดำเนินกิจกรรมการติดตามเพื่อวิเคราะห์วิวัฒนาการของปรากฏการณ์ และเพื่อตรวจจับสัญญาณธรณีเคมีและธรณีฟิสิกส์ที่บ่งบอกถึงการรบกวนทางแม่เหล็กที่อาจเกิดขึ้น
โปรไฟล์อะคูสติกของคอลัมน์น้ำ (2D) ได้มาจาก SAFE_2014 (สิงหาคม 2014) บนเรือ R/V Urania (CNR) โดย National Research Council Institute of Coastal Marine Environment (IAMC) การสุ่มตัวอย่างอะคูสติกดำเนินการโดยเครื่องแยกเสียงสะท้อนแบบวิทยาศาสตร์ Simrad EK60 ที่ทำงานที่ 38 kHz ข้อมูลอะคูสติกถูกบันทึกที่ความเร็วเฉลี่ยประมาณ 4 กม. ภาพ echosounder ที่รวบรวมได้ถูกนำมาใช้เพื่อ ระบุของเหลวที่ปล่อยออกมาและระบุตำแหน่งอย่างแม่นยำในพื้นที่เก็บรวบรวม (ระหว่าง 74 ถึง 180 ม. บาร์เรลต่อวัน) วัดพารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีในคอลัมน์น้ำโดยใช้โพรบแบบหลายพารามิเตอร์ (ความนำไฟฟ้า อุณหภูมิ และความลึก CTD) รวบรวมข้อมูลโดยใช้โพรบ CTD 911 (SeaBird, Electronics Inc.) และประมวลผลโดยใช้ซอฟต์แวร์ SBED-Win32 (Seasave เวอร์ชัน 7.23.2) การตรวจสอบก้นทะเลด้วยสายตาดำเนินการโดยใช้ “P อุปกรณ์ ollux III” (GEItaliana) ROV (รถบังคับระยะไกล) พร้อมกล้องสองตัว (ความคมชัดต่ำและสูง)
การเก็บข้อมูลแบบหลายลำแสงดำเนินการโดยใช้ระบบโซนาร์แบบหลายลำแสง Simrad EM710 (Kongsberg) 100 KHz ระบบนี้เชื่อมโยงกับระบบกำหนดตำแหน่งรอบโลกแบบดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อให้แน่ใจว่ามีข้อผิดพลาดแบบเมตริกย่อยในการวางตำแหน่งลำแสง คลื่นอะคูสติกมีความถี่ 100 KHz, จังหวะการยิงที่ 150° องศา และเปิดลำแสงทั้งหมด 400 ลำ วัดและใช้โปรไฟล์ความเร็วเสียงแบบเรียลไทม์ระหว่างการได้มา ข้อมูลถูกประมวลผลโดยใช้ PDS200 ซอฟต์แวร์ 0 (Reson-Thales) ตามมาตรฐานองค์การอุทกศาสตร์ระหว่างประเทศ (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) สำหรับการนำทางและการแก้ไขกระแสน้ำ การลดเสียงเนื่องจากเครื่องมือแหลมโดยไม่ตั้งใจและการยกเว้นลำแสงคุณภาพต่ำได้ดำเนินการด้วยเครื่องมือแก้ไขแบนด์และดีสไปกิ้ง การตรวจจับความเร็วเสียงอย่างต่อเนื่องดำเนินการโดยสถานีกระดูกงูที่อยู่ใกล้กับทรานสดิวเซอร์หลายลำแสง และรับและใช้เสียงแบบเรียลไทม์ โปรไฟล์ตำแหน่งในคอลัมน์น้ำทุกๆ 6-8 ชั่วโมงเพื่อให้ความเร็วเสียงตามเวลาจริงสำหรับการบังคับทิศทางด้วยลำแสงที่เหมาะสม ชุดข้อมูลทั้งหมดประกอบด้วยประมาณ 440 กม. 2 (ความลึก 0-1200 ม.) ข้อมูลนี้ใช้เพื่อจัดทำแบบจำลองภูมิประเทศดิจิทัลความละเอียดสูง (DTM) ที่มีลักษณะเฉพาะด้วยขนาดเซลล์กริด 1 ม. DTM สุดท้าย (รูปที่1a) เสร็จสิ้นด้วยข้อมูลภูมิประเทศ (>0 ม. เหนือระดับน้ำทะเล) ที่ได้มาจากขนาดเซลล์กริด 20 ม. โดยสถาบันภูมิทหารแห่งอิตาลี
โปรไฟล์ข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนช่องสัญญาณเดียวความละเอียดสูง 55 กิโลเมตร ซึ่งรวบรวมระหว่างการล่องเรือในมหาสมุทรอย่างปลอดภัยในปี 2550 และ 2557 ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 113 ตารางกิโลเมตร ทั้งบน R/V Urania โปรไฟล์ Marisk (เช่น โปรไฟล์แผ่นดินไหว L1, รูปที่ 1b) ได้มาจากการใช้ระบบ IKB-Seistec boomer หน่วยการจัดหาประกอบด้วยเรือคาตามารันขนาด 2.5 ม. ซึ่งเป็นแหล่งต้นทางและตัวรับ ลายเซ็นแหล่งที่มาประกอบด้วยยอดบวกเดียวที่มีลักษณะเฉพาะในช่วงความถี่ 1-10 kHz และอนุญาตให้แยกตัวสะท้อนแสงที่คั่นด้วย 25 ซม. โปรไฟล์แผ่นดินไหวที่ปลอดภัยได้มาจากแหล่งกำเนิดคลื่นไหวสะเทือน Geospark แบบหลายปลายขนาด 1.4 Kj ที่เชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์ Geotrace (Geo Marine Survey System) ระบบประกอบด้วยเรือคาตามารันที่มีแหล่งกำเนิด 1–6.02 KHz ที่เจาะตะกอนอ่อนใต้ก้นทะเลได้มากถึง 400 มิลลิวินาที ความละเอียดแนวตั้งตามทฤษฎีที่ 30 ซม. ได้รับทั้งอุปกรณ์ Safe และ Marsik ที่อัตรา 0.33 ภาพ/วินาทีด้วยความเร็วเรือ <3 Kn ข้อมูลได้รับการประมวลผลและนำเสนอโดยใช้ซอฟต์แวร์ Geosuite Allworks โดยมีขั้นตอนการทำงานต่อไปนี้: การแก้ไขการขยาย การปิดคอลัมน์น้ำ การกรอง IIR แบนด์พาส 2-6 KHz และ AGC
ก๊าซจากฟูมาโรลใต้น้ำถูกรวบรวมที่พื้นทะเลโดยใช้กล่องพลาสติกที่ติดตั้งไดอะแฟรมยางที่ด้านบน โดย ROV คว่ำลงเหนือช่องระบายอากาศ เมื่อฟองอากาศเข้าไปในกล่องได้แทนที่น้ำทะเลอย่างสมบูรณ์ ROV จะกลับไปที่ความลึก 1 เมตร และนักประดาน้ำจะถ่ายโอนก๊าซที่รวบรวมได้ผ่านผนังกั้นยางไปยังขวดแก้วขนาด 60 มล. ที่อพยพล่วงหน้าสองขวดพร้อมกับจุกปิดเทฟล่อนซึ่งขวดหนึ่งบรรจุอยู่ สารละลาย NaOH 5N ปริมาตร 20 มล. (ขวดแก้วชนิด Gegenbach) สายพันธุ์ของก๊าซที่เป็นกรดหลัก (CO2 และ H2S) ถูกละลายในสารละลายอัลคาไลน์ ในขณะที่สายพันธุ์ของก๊าซที่มีความสามารถในการละลายต่ำ (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 และไฮโดรคาร์บอนเบา) จะถูกเก็บไว้ในส่วนหัวของขวดสุ่มตัวอย่าง วิเคราะห์ก๊าซอนินทรีย์ที่มีความสามารถในการละลายต่ำโดยแก๊สโครมาโตกราฟี (GC) โดยใช้ Shimadzu 15A ติดตั้งคอลัมน์ตะแกรงโมเลกุล 5A ยาว 10 ม. และเครื่องตรวจจับการนำความร้อน (TCD) 54.วิเคราะห์อาร์กอนและ O2 โดยใช้แก๊สโครมาโตกราฟีแบบเทอร์โมโฟกัสที่ติดตั้งคอลัมน์ตะแกรงโมเลกุลแคพิลลารียาว 30 ม. และ TCD มีเทนและไฮโดรคาร์บอนเบาวิเคราะห์โดยใช้แก๊สโครมาโตกราฟ Shimadzu 14A ซึ่งติดตั้งคอลัมน์เหล็กกล้าไร้สนิมยาว 10 ม. ที่อัดแน่นด้วยโครโมซอร์บ PAW 80/100 เมช เคลือบด้วย 23% SP 1700 และเครื่องตรวจจับการแตกตัวเป็นไอออนของเปลวไฟ (FID) เฟสของเหลวใช้สำหรับการวิเคราะห์ 1) CO2 โดยไทเทรตด้วยสารละลาย 0.5 N HCl (Metrohm Basic Titrino) และ 2) H2S เช่น หลังออกซิเดชั่นด้วย 5 mL H2O2 (33%) โดยไอออนโครมาโตกราฟี (IC) (IC) (วันทอง 761)การวิเคราะห์เชิงวิเคราะห์ ข้อผิดพลาดของการไทเทรต การวิเคราะห์ GC และ IC น้อยกว่า 5% หลังจากขั้นตอนการสกัดมาตรฐานและการทำให้บริสุทธิ์สำหรับก๊าซผสม 13C/12C CO2 (แสดงเป็น δ13C-CO2% และ V-PDB) ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวล Finningan Delta S55,56 มาตรฐานที่ใช้ในการประเมินความแม่นยำภายนอก ได้แก่ หินอ่อน Carrara และ San Vincenzo (ภายใน), NBS18 และ NBS19 (สากล) ในขณะที่ข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์และ ความสามารถในการผลิตอยู่ที่ ±0.05% และ ±0.1% ตามลำดับ
ค่า δ15N (แสดงเป็น % เทียบกับอากาศ) และ 40Ar/36Ar ถูกกำหนดโดยใช้แก๊สโครมาโตกราฟ (GC) ของ Agilent 6890 N ร่วมกับ Finnigan Delta plusXP แมสสเปกโตรมิเตอร์แบบไหลต่อเนื่อง ข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์คือ: δ15N±0.1%, 36Ar<1%, 40Ar<3% อัตราส่วนไอโซโทป He (แสดงเป็น R/Ra โดยที่ R คือ 3He /4เขาวัดในตัวอย่างและ Ra เป็นอัตราส่วนเดียวกันในบรรยากาศ: 1.39 × 10−6)57 ถูกกำหนดที่ห้องปฏิบัติการของ INGV-Palermo (อิตาลี) 3He, 4He และ 20Ne ถูกกำหนดโดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลสารแบบคู่ (Helix SFT-GVI)58 หลังจากแยก He และ Ne ข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์ ≤ 0.3% ช่องว่างทั่วไปสำหรับ He และ Ne คือ <10-14 และ <1 0-16 โมล ตามลำดับ
วิธีอ้างอิงบทความนี้: Passaro, S. et al. การยกตัวของพื้นทะเลโดยกระบวนการกำจัดก๊าซเผยให้เห็นการระเบิดของภูเขาไฟตามแนวชายฝั่ง Science.Rep6, 22448;ดอย: 10.1038/srep22448 (2016).
Aharon, P. ธรณีวิทยาและชีววิทยาของการไหลซึมและช่องระบายไฮโดรคาร์บอนใต้ท้องทะเลสมัยใหม่และสมัยโบราณ: บทนำ Geographic Ocean Wright.14, 69–73 (1994)
Paull, CK & Dillon, WP การเกิดขึ้นทั่วโลกของแก๊สไฮเดรต ใน Kvenvolden, KA & Lorenson, TD (eds.) 3–18 (Natural gas hydrates: Occurrence, distribution and detection. American Geophysical Union Geophysical Monograph 124, 2001)
Fisher, AT ข้อ จำกัด ทางธรณีฟิสิกส์เกี่ยวกับการไหลเวียนของความร้อนใต้พิภพ ใน: Halbach, PE, Tunnicliffe, V. & Hein, JR (eds) 29–52 (รายงานของ Durham Workshop, Energy and Mass Transfer in Marine Hydrothermal Systems, Durham University Press, Berlin (2003) ).
Coumou, D., Driesner, T. & Heinrich, C. โครงสร้างและพลวัตของระบบไฮโดรเทอร์มอลสันเขากลางมหาสมุทร วิทยาศาสตร์ 321, 1825–1828 (2008)
Boswell, R. & Collett, TS มุมมองปัจจุบันเกี่ยวกับแก๊สไฮเดรต Resource.energy.and environment.science.4, 1206–1215 (2011)
Evans, RJ, Davies, RJ & Stewart, SA โครงสร้างภายในและประวัติการปะทุของระบบภูเขาไฟโคลนขนาด 1 กิโลเมตรในทะเลแคสเปียนใต้ อ่างเก็บน้ำลุ่มน้ำ 19, 153–163 (2550)
Leon, R. et al. ลักษณะพื้นทะเลที่เกี่ยวข้องกับการไหลซึมของไฮโดรคาร์บอนจากกองโคลนคาร์บอเนตน้ำลึกในอ่าวกาดิซ: จากการไหลของโคลนสู่ตะกอนคาร์บอเนต ภูมิศาสตร์ มีนาคม 27, 237–247 (2550)
Moss, JL & Cartwright, J. การแสดงคลื่นไหวสะเทือนแบบ 3 มิติของท่อระบายของไหลขนาดกิโลเมตรนอกชายฝั่ง Namibia.Basin Reservoir 22, 481–501 (2010)
Andresen, KJ ลักษณะการไหลของของไหลในระบบท่อส่งน้ำมันและก๊าซ: สิ่งเหล่านี้บอกอะไรเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการของลุ่มน้ำ?March Geology.332, 89–108 (2012)
Ho, S., Cartwright, JA & Imbert, P. วิวัฒนาการในแนวตั้งของโครงสร้างการปล่อยของไหล Neogene Quaternary ที่สัมพันธ์กับฟลักซ์ของก๊าซในลุ่มน้ำคองโกตอนล่าง นอกชายฝั่งแองโกลา มีนาคมธรณีวิทยา 332–334, 40–55 (2012)
Johnson, SY et al. ความร้อนใต้ผิวน้ำและการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกทางตอนเหนือของ Yellowstone Lake, Wyoming.geology.Socialist Party.Yes.bull.115, 954–971 (2003)
Patacca, E., Sartori, R. & Scandone, P. The Tyrrhenian Basin และ Apennine Arc: Kinematic Relationships ตั้งแต่ Totonian ตอนปลาย Mem Soc Geol Ital 45, 425–451 (1990)
Milia et al. โครงสร้างเปลือกโลกและเปลือกโลกที่ขอบทวีปของกัมปาเนีย: ความสัมพันธ์กับการระเบิดของภูเขาไฟ.mineral.gasoline.79, 33–47 (2003)
Piochi, M., Bruno PP & De Astis G. บทบาทสัมพัทธ์ของการเคลื่อนตัวของรอยแยกและกระบวนการยกตัวของแมกมาติก: การอนุมานจากข้อมูลธรณีฟิสิกส์ โครงสร้าง และธรณีเคมีในพื้นที่ภูเขาไฟเนเปิลส์ (ทางตอนใต้ของอิตาลี) Gcubed, 6(7), 1-25 (2005)
Dvorak, JJ & Mastrolorenzo, G. กลไกการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกในแนวดิ่งในปล่องภูเขาไฟ Campi Flegrei ทางตอนใต้ของอิตาลี.geology.Socialist Party.Yes.Specification.263, pp. 1-47 (1991)
Orsi, G. et al. การเสียรูปของพื้นดินในระยะสั้นและการเกิดแผ่นดินไหวในปล่องภูเขาไฟ Campi Flegrei ที่ซ้อนกัน (อิตาลี): ตัวอย่างของการฟื้นตัวของมวลในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น J.Volcano.geothermal.reservoir.91, 415–451 (1999)
Cusano, P. , Petrosino, S. และ Saccorotti, G. ต้นกำเนิดของความร้อนใต้ผิวน้ำของกิจกรรม 4 มิติระยะยาวที่ยั่งยืนในคอมเพล็กซ์ภูเขาไฟ Campi Flegrei ในอิตาลี J.Volcano.geothermal.reservoir.177, 1035–1044 (2008)
Pappalardo, L. และ Mastrolorenzo, G. ความแตกต่างอย่างรวดเร็วในอ่างเก็บน้ำหินหนืดที่มีลักษณะเหมือนธรณีประตู: กรณีศึกษาจากปล่องภูเขาไฟ Campi Flegrei crater.science.Rep.2, 10.1038/srep00712 (2555).
Walter, TR et al.InSAR อนุกรมเวลา การวิเคราะห์สหสัมพันธ์ และการสร้างแบบจำลองสหสัมพันธ์เวลา เปิดเผยความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ของ Campi Flegrei และ Vesuvius.JVolcano.geothermal.reservoir.280, 104–110 (2014)
Milia, A. & Torrente, M. โครงสร้างและโครงสร้างเชิงชั้นของครึ่งแรกของ Tyrrhenian graben (อ่าวเนเปิลส์ ประเทศอิตาลี) ฟิสิกส์เชิงสร้างสรรค์ 315, 297–314
Sano, Y. & Marty, B. แหล่งที่มาของคาร์บอนในก๊าซเถ้าภูเขาไฟจาก Island Arcs.Chemical Geology.119, 265–274 (1995)
Milia, A. Dohrn Canyon stratigraphy: การตอบสนองต่อการลดระดับน้ำทะเลและการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกบนไหล่ทวีปด้านนอก (ขอบ Tyrrhenian ตะวันออก, อิตาลี) Geo-Marine Letters 20/2, 101–108 (2000)