科学者たちは、トスカーナの地下深くに巨大なマグマの塊を発見した。この地域は、通常このようなシステムに伴う地表の手がかりがほとんどないにもかかわらずだ。環境騒音トモグラフィーと呼ばれる地震イメージング手法を用いて、研究者たちは地表下8〜15キロメートルに埋もれた約6000立方キロメートルの火山性流体を検出した。（6000立方キロメートルは、標準的なオリンピックプール24億個分の体積に相当する。）

国際チームには、ジュネーブ大学（UNIGE）、地球科学・地球資源研究所（CNR-IGG）、国立地球物理学・火山学研究所（INGV）の科学者たちが含まれていた。彼らの発見は『Communications Earth & Environment』に掲載され、深部マグマ活動に関連する地熱貯留層、リチウム鉱床、希土類元素の位置特定にも役立つ可能性がある。

世界で最もよく知られた火山地域のいくつか、例えば米国のイエローストーン国立公園、インドネシアのトバ湖、ニュージーランドのタウポ湖は、数千立方キロメートルの溶融物質を含むマグマ溜まりの上に位置している。科学者たちは通常、これらのシステムを、古代の噴火堆積物、火山の火口、隆起または沈降する地面、逃散するガスなど、地表での目に見えるまたは測定可能な証拠を通じて特定する。しかし、これらの兆候がない場合、たとえ巨大な量のマグマであっても、地殻内で検出されないままになる可能性がある。

それがトスカーナで起こったようだ。UNIGEの研究者たちは、地球科学・地球資源研究所（IGG-CNR）と国立地球物理学・火山学研究所（INGV）の専門家と協力して、大陸地殻内の約6000立方キロメートルの火山性流体をマッピングした。新たに特定された物質は、トスカーナ全域にわたり、深さ8〜15キロメートルに広がっている。

地質学的な時間スケールでは、このサイズのマグマ体は、理論的には超巨大火山の発生に関与する可能性がある。しかし、研究者たちは、このシステムが現在脅威をもたらすものではないと強調している。「この地域はトスカーナを南北に縦断しており、地熱的に活動していることは知っていましたが、イエローストーンのような超巨大火山システムに匹敵するほど大量のマグマを含んでいるとは気づきませんでした」と、研究を主導したUNIGE理学部地球科学科准教授のマッテオ・ルピ氏は説明する。

チームは、地震学者が地表下に隠された構造を調べるために一般的に使用する環境騒音トモグラフィーを通じてマグマを特定した。この手法は、海洋波、風、人間活動によって絶えず生成される微細な振動を分析することで、地球の地殻の「X線」のように機能する。これらの振動が地面を通過するとき、地表の地震計器は波の伝播速度を記録する。研究者たちは、この研究のために約60台の高解像度センサーを展開した。地震波は、異常に高温または部分的に溶融した物質を通過するとき、一般的に減速する。波が低速で移動する領域を特定することで、研究者たちはマグマの可能性のある位置を特定できた。その後、測定値を組み合わせて、調査地域全体の地下構造の3次元再構築を作成した。

この発見は、トスカーナの地質学の理解を超えた意味を持つ。環境騒音トモグラフィーは、比較的迅速かつ安価に広大な地下領域を調査できるため、地熱エネルギーや鉱物資源の探索に有用な方法を提供する可能性がある。深部マグマシステムは、しばしばリチウムや希土類元素の鉱床と関連している。これらの材料は、電気自動車のバッテリーやエネルギー移行に必要なその他の部品などの技術にとってますます重要になっている。

「これらの結果は、基礎研究と、地熱貯留層やリチウムや希土類元素が豊富な鉱床の位置特定などの実用化の両方にとって重要です。これらは、例えば電気自動車のバッテリーに使用されています。科学的に非常に興味深いことに加えて、」