Под подводен вулкан, чието смъртоносно изригване разруши живописния гръцки остров Санторини преди близо 400 години, има нарастваща, незабелязана досега магмена камера, която може да предизвика ново мощно изригване през следващите 150 години, показва ново изследване.

Проучването, публикувано в списание Geochemistry, Geophysics, Geosystems, разкрива голямо, неизвестно досега тяло от подвижна магма под Колумбо, активен подводен вулкан близо до Санторини, Гърция. Наличието на магмената камера увеличава вероятността за бъдещо изригване, което подтиква изследователите да препоръчат станции за наблюдение на опасностите в реално време в близост до други активни подводни вулкани, за да се подобрят оценките за това кога е вероятно да настъпи изригване.

Вулканът Колумбо се намира на около 7 км от Санторини, на 500 м под повърхността на океана. Колумбо е един от най-активните подводни вулкани в света и според исторически сведения последното му изригване през 1650 г. е отнело живота на най-малко 70 души. Това изригване, което не трябва да се бърка с катастрофалното вулканично изригване на Тира (Санторини), настъпило около 1600 г. пр. н. е., е било предизвикано от нарастващи резервоари от магма под повърхността на Колумбо. Някои учени смятат, че изригването Санторини е причина за изчезването на минойската култура в близкия остров Крит и е дало повод на  Платон за легендата за Атлантида.

Подводните вулкани се наблюдават точно както техните аналози на сушата, но тъй като инсталирането на подводни сеизмометри е трудно, те са по-малко на брой, което означава, че учените разполагат с по-малко данни за подводните вулкани. В опит да преодолеят този проблем изследователите решават да опитат различна техника за изучаване на вътрешността на Колумбо.

По-конкретно, те използват метод, наречен инверсия на пълната форма на вълната (full-waveform inversion), който използва изкуствено създадени сеизмични вълни, за да създаде изображение с висока резолюция, показващо колко твърда или мека е подземната скала.

"Инверсията на пълната форма на вълната е подобна на медицинския ултразвук", обяснява съавторът Микеле Паулато (Michele Paulatto), вулканолог от Имперския колеж в Лондон. "Тя използва звукови вълни, за да изгради изображение на подземната структура на вулкана."

Сеизмичните вълни се движат с различна скорост през земята в зависимост от твърдостта на скалата, през която преминават. Например един вид сеизмична вълна, наречена Р-вълна, се движи по-бавно, ако скалата е по-скоро течна, като магма, отколкото през втвърдена скала. Като събират данни за скоростта на сеизмичните вълни, преминаващи през земята, изследователите могат да получат представа за това къде се образува магмата.

Докато са на борда на изследователски кораб, плаващ в близост до вулкана, изследователите изстрелват въздушно оръдие, което предизвиква сеизмични вълни в земята под него. Тези сеизмични вълни са измерени от сензори на морското дъно.

_{Схема, показваща как магмата се движи под земята, преди да достигне до плитките магмени резервоари под вулкана Колумбо и калдерата на Санторини. Магмата се образува дълбоко в земната кора и след това се придвижва по дайки до плитките магмени резервоари под вулкана Колумбо и калдерата Санторини. Кредит: Nia Schamuells / Michele Paulatto, https://volcanoroots.org/santorini-and-kolumbo/} 

Данните от сеизмичните записи показват значително намаляване на скоростта под вулкана, което показва наличието на магмена камера, а не само на твърда скала. Допълнителните изчисления разкриват, че магмената камера нараства със скорост от 4 милиона кубични метра годишно още от изригването си през 1650 г.

Екипът установява, че сега камерата съдържа приблизително 1,4 кубични километра магма.

Според първия автор на изследването Кайетан Храпкевич (Kajetan Chrapkiewicz), геофизик от Имперския колеж в Лондон, обемът на магмата може да достигне около 2 кубични километра през следващите 150 години. Това е приблизителното количество магма, което Колумбо е изхвърлил преди близо 400 години.

Новото проучване показва колко е важно да се наблюдават внимателно подводните вулкани. За разлика от земетресенията, вулканичните изригвания могат да бъдат предсказани до известна степен - но само ако специалистите разполагат с достатъчно данни за движението на магмата под вулкана.

"Нуждаем се от по-добри данни за това, какво всъщност се намира под тези вулкани", заявява Храпкевич. "Системите за непрекъснат мониторинг биха ни позволили да имаме по-добра оценка на това кога може да настъпи изригване. С тези системи вероятно ще знаем за изригването няколко дни преди то да се случи и хората ще могат да се евакуират и да останат в безопасност."

За Колумбо международен екип от учени работи по създаването на обсерватория на морското дъно, наречена Santorini's Seafloor Volcanic Observatory, или SANTORY. След като обсерваторията заработи, учените и експертите по опасностите ще бъдат по-добре подготвени да следят за евентуални изригвания.

Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full-Waveform Inversion of Active-Source Seismic Data - K. Chrapkiewicz, M. Paulatto, B. A. Heath, E. E. E. Hooft, P. Nomikou, C. B. Papazachos, F. Schmid, D. R. Toomey, M. R. Warner, J. V. Morgan, Geochemistry, Geophysics, Geosystems https://doi.org/10.1029/2022GC010475 

Never-before-seen volcanic magma chamber discovered deep under Mediterranean, near Santorini, JoAnna Wendel, Live Science