Масивний викид магми спровокував 28 000 землетрусів на Санторіні

Джерело: Science Daily

На початку 2025 року Санторіні та прилеглі райони Егейського моря сколихнули десятки тисяч землетрусів. Лише зараз вченим вдалось виявити причини.

Дослідники з центру геофізичних досліджень ім. Гельмгольца та Центру океанологічних досліджень ім. Гельмгольца, працюючи з міжнародними партнерами, надали детальне геологічне дослідження сейсмічної кризи.

Об’єднавши дані з наземних сейсмічних станцій і донних приладів, встановлених на підводному вулкані Колумбо, розташованого у 7 км від Санторіні, команда реконструювала те, що відбувається глибоко під поверхнею.

Вони також застосували нещодавно розроблений метод ШІ для точнішого визначення місць землетрусів. Їхній аналіз показав, що приблизно 300 млн кубічних метрів магми піднялись з глибин земної кори та застрягли приблизно у 4 км під морським дном.

У міру того, як магма здіймалась до верху, вона трощила навколишні шари гірських порід, викликаючи тисячі землетрусів та поштовхів.

Санторіні розташований у східному Середземномор’ї в межах Еллінської вулканічної дуги, одного з найбільш геологічно активних регіонів Європи. Острови утворюють край кальдери, утвореної потужним виверженням близько 3600 років тому.

Неподалік розташований активний підводний вулкан Колумбо. Ширший регіон перетинають активні лінії розломів, що утворилися, які утворились в результаті північно-східного тиску Африканської плити на Еллінську плиту. Середземноморська кора тут розбита на менші мікроплити, які зміщуються, занурюються та частково плавляться, що підживлює як землетруси, так і виверження вулканів.

Санторіні вивергався кілька разів за всю історію спостережень, останній раз у 1950 році. У 1956 році два потужні землетруси вразили південну частину Егейського моря між Санторіні та сусіднім островом Аморгос, з різницею лише в 13 хвилин. Землетруси магнітудою 7,4 та 7,2 спричинили цунамі.

Рій землетрусів, що розпочався наприкінці січня 2025 року, стався в цій самій тектонічно активній зоні. Протягом кризи було зареєстровано понад 28 000 землетрусів. Найсильніший перевищив магнітуду 5,0.

Нові дані вказують на те, що рушійною силою рою була магма, що підіймалась з глибини. Процес насправді розпочався місяцями раніше. У липні 2024 року магма почала накопичуватися в неглибокому резервуарі під Санторіні, що призвело до незначного підняття острова на кілька сантиметрів.

Сейсмічна активність зросла на початку січня 2025 року. До кінця січня магма знову почала підійматися з глибших рівнів, що супроводжувалося інтенсивною землетрусною активністю. Кластер землетрусів поступово мігрував більш ніж на 10 кілометрів на північний схід від Санторіні. Під час цієї фази глибини землетрусів імпульсно зміщувалися вгору, переміщаючись з приблизно 18 кілометрів нижче поверхні до лише 3 кілометрів нижче морського дна.

Дослідники поєднали детальне картографування землетрусів із вимірюваннями супутникового радара (InSAR), GPS-станціями та датчиками морського дна, щоб змоделювати послідовність подій.

Доктор Маріус Іскен, геофізик з GFZ та один із двох провідних авторів, пояснює: “Сейсмічна активність була типовою для магми, що підіймається крізь земну кору. Мігруюча магма розбиває породу та утворює шляхи, що викликає інтенсивну землетрусну активність. Наш аналіз дозволив нам з високим ступенем точності простежити шлях та динаміку підйому магми”.

У міру зміщення магми Санторіні поступово опускався назад. Вчені інтерпретують це просідання як доказ раніше невідомого гідравлічного зв’язку між Санторіні та сусіднім вулканом Колумбо.

Доктор Єнс Карстенс, морський геофізик з GEOMAR та провідний співавтор, каже: “Завдяки тісній міжнародній співпраці та поєднанню різних геофізичних методів ми змогли стежити за розвитком сейсмічної кризи майже в режимі реального часу та навіть дізнатися дещо про взаємодію між двома вулканами. Це допоможе нам покращити моніторинг обох вулканів у майбутньому”.

Два основні фактори дозволили дослідникам скласти карту підземних процесів з надзвичайною деталізацією. По-перше, вчені з GFZ використовували систему на основі штучного інтелекту, здатну автоматично аналізувати величезні обсяги сейсмічних даних. По-друге, в межах проєкту MULTI-MAREX, GEOMAR вже розгорнув підводні прилади в кратері Колумбо на початку січня.

Ці датчики морського дна фіксували не лише сигнали землетрусів, але й зміни тиску, спричинені просіданням морського дна на цілих 30 сантиметрів під час проникнення магми під Колумбо.

Попри зниження сейсмічної активності, моніторингові зусилля продовжуються. Вчені GFZ проводять повторні вимірювання вулканічних газів і температур на Санторіні, тоді як GEOMAR наразі експлуатує вісім платформ моніторингу морського дна в регіоні.

Доктор Гайдрун Копп, професор морської геодезії в GEOMAR та керівник проєкту MULTI-MAREX, сказав: “Спільні висновки завжди передавались грецькій владі, щоб забезпечити якомога швидше та точніше оцінювання ситуації у разі нових землетрусів”.

Співавтор дослідження, професор доктор Параскеві Номіку з Афінського університету, додав: “Ця давня співпраця дозволила спільно керувати подіями на початку року та так точно аналізувати їх з наукового погляду. Розуміння динаміки в цьому геологічно високоактивному регіоні якомога точніше має вирішальне значення для безпеки та захисту населення”.

MULTI-MAREX – один із чотирьох проєктів у межах дослідницької місії “Шляхи до покращення управління ризиками в галузі морських екстремальних явищ та стихійних лих” (mareXtreme), яку очолює Німецький альянс морських досліджень (DAM).

Ініціатива об’єднує десять установ-партнерів із шести університетів разом із центрами Гельмгольца GFZ та GEOMAR. Його мета — створити реальну дослідницьку лабораторію для кращого розуміння морських небезпек, таких як землетруси, виверження вулканів та цунамі в центральному Середземномор’ї.

У понеділок, 2 лютого, близько 11:47 в акваторії Азовського моря стався землетрус магнітудою 4,8-5,1. Епіцентр підземних поштовхів розташовувався приблизно за 78 кілометрів від Керчі – на території тимчасово окупованого Криму.