Flegrei-kentät Napolin länsipuolella sijaitsevat Flegrei-kentät kuuluvat Euroopan herkimpiin vulkaanisiin alueisiin. Tutkijat ovat vuosien ajan rekisteröineet siellä lisääntyvää seismistä aktiivisuutta, johon liittyy maan hidas mutta jatkuva kohoaminen. Tuore tieteellinen tutkimus, jonka on julkaissut GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung , tuo nyt uutta selkeyttä pinnan alla tapahtuviin monimutkaisiin prosesseihin.
Merkittäviä muutoksia noin vuodesta 2005 alkaen
Analyysin ytimessä on maankohoamisen ja maanjäristysaktiviteetinvälinen yhteys. Tutkijat toteavat, että molemmat ilmiöt liittyvät tiiviisti toisiinsa, mutta niiden välistä yhteyttä on tarkasteltava huomattavasti aiempaa hienovaraisemmin. Kun aiemmat mallit lähtivät usein suorasta, lähes lineaarisesta suhteesta, GFZ:n tutkimus osoittaa, että dynamiikka Flegrei-kenttien alla kehittyy huomattavasti monimutkaisemmin.
Erityisen silmiinpistävä on muutos noin vuodesta 2005 alkaen. Tutkijoiden mukaan maanjäristysaktiviteetti on kiihtynyt tästä lähtien nopeammin kuin pelkkä mitattu kohoamisnopeus selittäisi. Järistykset eivät siis esiinny suhteessa maankohoamiseen, vaan reagoivat maan alla tapahtuviin prosesseihin yhä epälineaarisemmin. Tästä tutkijat päättelevät, että lisäfysikaaliset mekanismit näyttelevät ratkaisevaa roolia.
Kaiser-ilmiö kiviainesmekaniikasta
Yksi aiemmin usein käytetty selitysmalli on ollut niin sanottu Kaiser-ilmiö kiviainesmekaniikasta. Tämä malli kuvaa, miten materiaalit reagoivat toistuviin kuormituksiin ja tietyissä olosuhteissa "varastoivat" aiempia jännityksiä. Alueen pitkäaikaisen kehityksen kannalta käsite tarjoaa edelleen tärkeitä viitteitä. Samalla GFZ:n tutkimus osoittaa selvästi, että tämä lähestymistapa yksin ei riitä selittämään nykydynamiikkaa tarkasti.
Sen sijaan analyysi nojaa laajennettuun fysikaaliseen malliin, joka ottaa huomioon myös aikariippuvaiset kitkailmiöt kivimurtumien pitkin. Tämä niin sanottu Rate-and-State-malli mahdollistaa tutkijoille maanjäristysaktiviteetin havaitun kiihtymisen huomattavasti tarkemman mallintamisen ja viime vuosien kehityksen johdonmukaisemman selittämisen.
Vaiheita, joihin kuuluu lukuisia pienempiä tärinöitä
Toinen keskeinen löydös koskee niin sanottuja parvimaanjäristyksiä, eli vaiheita, joihin kuuluu lyhyessä ajassa lukuisia pienempiä tärinöitä. Tutkimus osoittaa, että nämä tapahtumat eivät liity maankohoamiseen samassa määrin kuin pitkäaikainen trendi. Vaikka seismisyyden yleinen kehitys korreloi tiiviisti kohoamisen kanssa, parvimaanjäristykset seuraavat ilmeisesti omia mekanismejaan.
Mahdollisena syynä tutkijat mainitsevat fluidien, eli kaasujen tai nesteiden, tunkeutumisen syvempiin kivikerroksiin. Nämä prosessit voivat lyhytaikaisesti muuttaa jännityssuhteita maan alla ja siten laukaista lisääntynyttä maanjäristysaktiviteettia riippumatta laajamittaisesta kohoamisesta. Näin syntyy kaksitasoinen järjestelmä: pitkäaikainen, kohoamisen leimaama trendi sekä lyhytaikaiset, fluidiliikkeiden laukaisevat tapahtumat.
Flegrei-kentät vulkaanisena riskialueena
Nämä havainnot ovat Napolin ympäristölle merkittäviä. Flegrei-kentät kuuluvat Euroopan suurimpiin vulkaanisiin riskialueisiin, ja niiden ympäristössä on korkea väestötiheys . Taustalla olevien prosessien parempi ymmärtäminen on siksi ratkaisevan tärkeää, jotta kehitystä voidaan arvioida realistisesti ja riskejä voidaan kartoittaa perustellummin.
GFZ:n tutkimus osoittaa, että Flegrei-kenttien alla vallitsevaa monimutkaista dynamiikkaa voidaan mallintaa yhä tarkemmin. Vaikka moni kysymys on edelleen auki, tutkimus tarjoaa selvästi täsmällisemmän perustan erottaa pitkäaikaiset trendit lyhytaikaisista tapahtumista ja arvioida alueen geologista aktiivisuutta perustellummin.
