De Phlegraiske Marker vest for Napoli er et af Europas mest sårbare vulkanske områder. I årevis har forskere registreret tiltagende seismisk aktivitetder, ledsaget af en langsom, men vedvarende hævning af jordoverfladen. En ny videnskabelig undersøgelse fra GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung kaster nu nyt lys over de komplekse processer under overfladen.
Markante ændringer siden cirka 2005
Analysen sætter fokus på sammenhængen mellem jordhævningen og jordskælvsaktiviteten. Forskerne konkluderer, at de to fænomener er tæt forbundne, men at denne sammenhæng er langt mere nuanceret, end man hidtil har antaget. Tidligere modeller byggede ofte på et direkte, næsten lineært forhold, men GFZ-undersøgelsen viser, at dynamikken under de Phlegraiske Marker udvikler sig betydeligt mere komplekst.
Særlig bemærkelsesværdig er den ændring, der er sket siden cirka 2005. Ifølge forskerne er jordskælvsaktiviteten siden da accelereret hurtigere, end den målte hævningsrate alene kan forklare. Skælvene optræder altså ikke proportionalt med jordhævningen, men reagerer i stigende grad ikke-lineært på processerne i undergrunden. Forskerne konkluderer derfor, at yderligere fysiske mekanismer spiller en afgørende rolle.
Kaiser-effekten fra bjergmekanikken
En forklaringsmodel, der tidligere ofte blev anvendt, er den såkaldte Kaiser-effekt fra bjergmekanikken. Modellen beskriver, hvordan materialer reagerer på gentagne belastninger og under visse betingelser kan "gemme" tidligere spændinger. For regionens langsigtede udvikling giver dette koncept stadig vigtige pejlemærker. Samtidig gør GFZ-undersøgelsen det klart, at denne tilgang alene ikke er tilstrækkelig til præcist at forklare den aktuelle dynamik.
I stedet bygger analysen på en udvidet fysisk model, der også tager højde for tidsafhængige friktionsprocesser langs brudflader i bjergarterne. Denne såkaldte Rate-and-State-model giver forskerne mulighed for langt mere præcist at gengive den observerede acceleration i jordskælvsaktiviteten og forklare de seneste års udvikling mere konsekvent.
Perioder med talrige mindre rystelser
Et andet centralt fund vedrører de såkaldte sværmbeberedvs. perioder med talrige mindre rystelser inden for kort tid. Undersøgelsen viser, at disse hændelser ikke hænger sammen med jordhævningen i samme grad som den langsigtede tendens. Mens den overordnede seismiske udvikling korrelerer tæt med hævningen, følger sværmbeberne tilsyneladende deres egne mekanismer.
Som mulig årsag peger forskerne på, at fluider, dvs. gasser eller væsker, trænger ind i dybere bjerglagene. Disse processer kan kortvarigt ændre spændingsforholdene i undergrunden og dermed udløse øget jordskælvsaktivitet uafhængigt af den storskalede hævning. Resultatet er et todelt system: en langsigtet, hævningsdrevet tendens og kortvarige hændelser udløst af fluidbevægelser.
De Phlegraiske Marker som vulkansk risikoområde
For regionen omkring Napoli er disse erkendelser af stor betydning. De Phlegraiske Marker betragtes som et af Europas største vulkanske risikoområder, og befolkningstætheden befolkningstætheden i området er høj. En bedre forståelse af de underliggende processer er derfor afgørende for at vurdere udviklingen realistisk og fundere risikovurderinger bedre.
GFZ-undersøgelsen viser, at den komplekse dynamik under de Phlegraiske Marker i stigende grad lader sig modellere. Selv om mange spørgsmål stadig er ubesvarede, giver den et betydeligt mere præcist grundlag for at skelne mellem langsigtede tendenser og kortvarige hændelser og vurdere regionens geologiske aktivitet på et mere solidt grundlag.
