Nově objevený způsob sledování pohybu magmatu pod Etnou by mohl vědcům pomoci předpovědět, kdy by mohlo vybuchnout.
Etna, která se nachází na italském ostrově Sicílie, je největší aktivní sopkou v Evropě. Lidé zdokumentovali její činnost za posledních 2 700 let, ale historie erupce sopky se táhne až 500 000 let zpět.
Nová metoda by mohla usnadnit předpovídání erupcí Etny. V nové studii vědci z italského Národního institutu geofyziky a vulkanologie (INGV) analyzovali parametr zvaný hodnota b, který popisuje poměr zemětřesení o nízké a vysoké velikosti v oblasti zemské kůry. Tento poměr se může měnit, když magma stoupá skrz kůru k vrcholu sopky, uvedli vědci ve studii publikované 8. října v časopise Vědecké pokroky.
„Změny hodnoty b v průběhu času odrážejí, jak se vyvíjí napětí uvnitř sopky,“ hlavní autor studie Marco Firetto Carlinogeofyzik z observatoře Etna INGV, řekl Live Science v e-mailu. „Protože vzestup magmatu vyvolává změny napětí v kůře, sledování hodnoty b může pomoci odhalit různé fáze přenosu magmatu z hloubky na povrch.“
Hodnota b je ve vulkanologii zavedeným parametrem, ale vědci ji zkoumali novým způsobem s aktualizovaným statistickým modelem. Sestavením údajů o zemětřesení z Etny za 20 let našli „velmi silnou“ korelaci mezi hodnotou b a sopečnou aktivitou Etny, řekl Firetto Carlino.
Etna leží v kolizní zóně mezi africkými a evropskými tektonickými deskami. V důsledku toho je základem vertikální trhlina v zemské kůře známá jako úder-skluz sopkacož podle studie usnadňuje výstup magmatu na povrch.
Kůra pod Etnou má tloušťku až 19 mil (30 km). Magma stoupá tímto objemem před erupcí, ale namísto doplňování jediné magmatické komory napájí roztavená hornina řadu vzájemně propojených zásobních zón, které jsou zapuštěny v kůře v různých hloubkách.
Nejhlubší skladovací zóna magmatu je 7 mil (11 km) pod hladinou moře, vysvětlil Firetto Carlino, a napájí přechodný skladovací systém s různými zónami, které se pravděpodobně rozprostírají do hloubky 3 až 7 km. Jak magma stoupá, prochází spletitou sítí puklin a nakonec dosáhne poslední skladovací zóny, která se nachází nad hladinou moře uvnitř budovy sopky.
Výzkumníci měli k dispozici velké množství dat, se kterými mohli pracovat a z nichž extrahovat hodnoty b, kvůli časté aktivitě Etny. Analyzovali seismické vzorce v 19 mil kůře pod sopkou v letech 2005 až 2024, přičemž věnovali zvláštní pozornost tomu, jak se tyto vzory lišily mezi oblastmi kůry.
Obecně platí, že oblasti zemské kůry s aktivními zónami ukládání magmatu vykazují vyšší hodnoty b než stabilnější oblasti, protože aktivní zóny mají menší zemětřesení než větší.
„Stává se to proto, že horniny ovlivněné pohybujícím se magmatem zeslábnou a silně se lámou,“ řekl Firetto Carlino. „Například, když magma uvnitř úložiště uvolňuje těkavé látky, prostupují okolní horniny, což usnadňuje uklouznutí malých zlomů.“
Naopak oblasti zemské kůry, které jsou stabilnější, obvykle zažívají více velkých zemětřesení než menší, protože k rozbití skály je potřeba větší síly. „Kameny s dobrými mechanickými vlastnostmi mohou uchovávat napětí po delší dobu,“ řekl Firetto Carlino. „Když se konečně zlomí, způsobí větší zemětřesení odpovídající nižším hodnotám b.“
Takže sledováním hodnoty b v průběhu času může být pro výzkumníky možné sledovat pohyb magmatu hlubokou kůrou do první skladovací zóny, odtud nahoru do meziskladovacího systému a znovu nahoru do mělké skladovací zóny. Tato metoda by mohla pomoci odborníkům odhadnout načasování erupcí na Etně.
„Monitorování hodnoty b nabízí účinný způsob, jak sledovat pohyb magmatu v kůře a posoudit vývojový stav sopky před erupcemi,“ řekl Firetto Carlino.
Etna byla pro studii dobrým testem díky svým vrstveným zónám ukládání magmatu a obrovskému seismickému katalogu, ale výsledky mohou platit i jinde.
„V zásadě by hodnota b mohla být také použita ke sledování pohybu magmatu v jiných vulkanických oblastech za předpokladu, že je k dispozici dostatečný počet zemětřesení a že jejich umístění jsou rozmístěna v různých sektorech zemské kůry, což bylo dobře omezeno předchozími geologickými studiemi,“ řekl Firetto Carlino.
