توسكانا تخفي نظامًا ضخمًا من الصهارة، لأن لا شيء يمنع ذلك

اكتشف العلماء جسمًا هائلًا من الصهارة في أعماق توسكانا، على الرغم من أن المنطقة تظهر القليل من المؤشرات السطحية المرتبطة عادةً بمثل هذه الأنظمة. باستخدام تقنية التصوير الزلزالي المسماة "التصوير المقطعي بالضوضاء المحيطة"، رصد الباحثون حوالي 6000 كيلومتر مكعب من السوائل البركانية مدفونة على عمق يتراوح بين 8 و15 كيلومترًا تحت السطح. (6000 كيلومتر مكعب يعادل حجم 2.4 مليار حوض سباحة أولمبي قياسي.)

ضم الفريق الدولي علماء من جامعة جنيف (UNIGE)، ومعهد علوم الأرض والموارد الأرضية (CNR-IGG)، والمعهد الوطني للجيوفيزياء وعلم البراكين (INGV). وقد تساعد نتائجهم، المنشورة في مجلة "Communications Earth & Environment"، الباحثين أيضًا في تحديد مواقع الخزانات الحرارية الأرضية ورواسب الليثيوم والعناصر الأرضية النادرة المرتبطة بالنشاط الصهاري العميق.

تقع بعض أشهر المناطق البركانية في العالم، بما في ذلك متنزه يلوستون الوطني في الولايات المتحدة، وبحيرة توبا في إندونيسيا، وبحيرة تاوبو في نيوزيلندا، فوق خزانات صهارة تحتوي على آلاف الكيلومترات المكعبة من المواد المنصهرة. عادةً ما يحدد العلماء هذه الأنظمة من خلال أدلة مرئية أو قابلة للقياس على السطح، مثل رواسب الثورانات القديمة، والحفر البركانية، وارتفاع أو هبوط الأرض، والغازات المتسربة. ومع ذلك، عندما تكون هذه العلامات غائبة، حتى الكميات الهائلة من الصهارة يمكن أن تظل غير مكتشفة داخل القشرة الأرضية.

يبدو أن هذا ما حدث في توسكانا. قام باحثون من جامعة جنيف، بالتعاون مع متخصصين من معهد علوم الأرض والموارد الأرضية (IGG-CNR) والمعهد الوطني للجيوفيزياء وعلم البراكين (INGV)، برسم خريطة لحوالي 6000 كيلومتر مكعب من السوائل البركانية داخل القشرة القارية. تمتد المواد المكتشفة حديثًا عبر توسكانا على أعماق تتراوح بين 8 و15 كيلومترًا.

على مدى الأزمنة الجيولوجية، يمكن لجسم صهارة بهذا الحجم أن يلعب نظريًا دورًا في تطور بركان هائل. ومع ذلك، يؤكد الباحثون أن النظام لا يمثل حاليًا تهديدًا. يقول ماتيو لوبي، الأستاذ المشارك في قسم علوم الأرض بكلية العلوم بجامعة جنيف، والذي قاد الدراسة: "كنا نعلم أن هذه المنطقة، التي تمتد من الشمال إلى الجنوب عبر توسكانا، نشطة حرارياً، لكننا لم ندرك أنها تحتوي على مثل هذه الكمية الكبيرة من الصهارة، المماثلة لتلك الموجودة في أنظمة البراكين الهائلة مثل يلوستون".

حدد الفريق موقع الصهارة من خلال التصوير المقطعي بالضوضاء المحيطة، وهي تقنية يستخدمها علماء الزلازل عادةً لفحص الهياكل المخفية تحت السطح. تعمل الطريقة مثل "الأشعة السينية" لقشرة الأرض من خلال تحليل الاهتزازات الدقيقة التي تنتجها أمواج المحيط والرياح والنشاط البشري باستمرار. أثناء تحرك هذه الاهتزازات عبر الأرض، تسجل الأجهزة الزلزالية على السطح سرعة انتقال الموجات. نشر الباحثون حوالي 60 جهاز استشعار عالي الدقة للدراسة. عادةً ما تتباطأ الموجات الزلزالية عندما تمر عبر مواد ساخنة بشكل غير عادي أو منصهرة جزئيًا. من خلال تحديد المناطق التي تتحرك فيها الموجات بسرعات أقل، تمكن الباحثون من تحديد الموقع المحتمل للصهارة. ثم جمعوا القياسات لإنشاء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للهياكل تحت الأرض عبر منطقة الدراسة.

للاكتشاف آثار تتجاوز فهم جيولوجيا توسكانا. نظرًا لأن التصوير المقطعي بالضوضاء المحيطة يمكنه مسح مناطق كبيرة تحت الأرض بسرعة وبتكلفة منخفضة نسبيًا، فقد يوفر طريقة مفيدة للبحث عن الطاقة الحرارية الأرضية والموارد المعدنية. غالبًا ما ترتبط الأنظمة الصهارية العميقة برواسب الليثيوم والعناصر الأرضية النادرة. هذه المواد مهمة بشكل متزايد لتقنيات مثل بطاريات السيارات الكهربائية والمكونات الأخرى اللازمة لانتقال الطاقة.

"هذه النتائج مهمة لكل من البحث الأساسي والتطبيقات العملية، مثل تحديد مواقع الخزانات الحرارية الأرضية أو الرواسب الغنية بالليثيوم والعناصر الأرضية النادرة، والتي تستخدم، على سبيل المثال، في بطاريات السيارات الكهربائية. بالإضافة إلى أهميتها العلمية الكبيرة"، يضيف لوبي.