과학자들이 토스카나 깊은 곳에서 거대한 마그마 덩어리를 발견했다. 그런데 이 지역은 그러한 시스템과 일반적으로 연관되는 표면적 단서가 거의 없음에도 불구하고 말이다. 주변 잡음 단층 촬영(ambient noise tomography)이라는 지진 영상 기법을 사용하여, 연구자들은 지표면 아래 8~15km에 묻힌 약 6,000km3의 화산 유체를 감지했다. (6,000km3는 표준 올림픽 수영장 24억 개의 부피와 같다.)

국제 팀에는 제네바 대학교(UNIGE), 지구과학 및 지구 자원 연구소(CNR-IGG), 그리고 국립 지구 물리 및 화산 연구소(INGV)의 과학자들이 포함되어 있다. 그들의 발견은 Communications Earth & Environment에 게재되었으며, 연구자들이 깊은 마그마 활동과 연결된 지열 저장소, 리튬 매장지, 희토류 원소를 찾는 데에도 도움이 될 수 있다.

세계에서 가장 잘 알려진 화산 지역 중 일부인 미국의 옐로스톤 국립공원, 인도네시아의 토바 호수, 뉴질랜드의 타우포 호수는 수천 입방 킬로미터의 용융 물질을 포함하는 마그마 저장소 위에 자리 잡고 있다. 과학자들은 일반적으로 고대 분출 퇴적물, 화산 분화구, 융기 또는 침강하는 지반, 그리고 빠져나가는 가스와 같은 표면에서의 가시적 또는 측정 가능한 증거를 통해 이러한 시스템을 식별한다. 그러나 그러한 징후가 없을 때, 엄청난 양의 마그마조차도 지각 내에서 감지되지 않은 채 남아 있을 수 있다.

그것이 토스카나에서 일어난 것으로 보인다. UNIGE의 연구자들은 지구과학 및 지구 자원 연구소(IGG-CNR)와 국립 지구 물리 및 화산 연구소(INGV)의 전문가들과 협력하여 대륙 지각 내에서 약 6,000km3의 화산 유체를 매핑했다. 새로 식별된 물질은 토스카나 전역에 걸쳐 8~15km 깊이에 걸쳐 있다.

지질학적 시간 규모에서, 이 크기의 마그마체는 이론적으로 초화산의 발달에 역할을 할 수 있다. 그러나 연구자들은 이 시스템이 현재 위협을 나타내지 않는다고 강조한다. "우리는 토스카나를 가로질러 북에서 남으로 뻗어 있는 이 지역이 지열 활동이 활발하다는 것을 알고 있었지만, 그것이 옐로스톤과 같은 초화산 시스템과 비교할 수 있을 만큼 큰 마그마 부피를 포함하고 있다는 것을 깨닫지 못했습니다." 연구를 이끈 UNIGE 과학 학부 지구 과학과의 부교수인 마테오 루피는 설명한다.

팀은 지진학자들이 지표면 아래에 숨겨진 구조를 조사하는 데 일반적으로 사용하는 기법인 주변 잡음 단층 촬영을 통해 마그마를 찾아냈다. 이 방법은 해양 파도, 바람, 인간 활동에 의해 지속적으로 생성되는 미세한 진동을 분석함으로써 지각의 'X-ray'처럼 기능한다. 이러한 진동이 지면을 통해 이동할 때, 표면의 지진 장비는 파동이 얼마나 빨리 이동하는지 기록한다. 연구자들은 연구를 위해 약 60개의 고해상도 센서를 배치했다. 지진파는 일반적으로 비정상적으로 뜨겁거나 부분적으로 용융된 물질을 통과할 때 느려진다. 파동이 더 낮은 속도로 이동하는 영역을 식별함으로써, 연구자들은 마그마의 가능한 위치를 정확히 찾아낼 수 있었다. 그런 다음 그들은 측정값을 결합하여 연구 지역 전체의 지하 구조에 대한 3차원 재구성을 만들었다.

이 발견은 토스카나의 지질학을 이해하는 것 이상의 의미를 가진다. 주변 잡음 단층 촬영은 비교적 빠르고 저렴하게 넓은 지하 지역을 조사할 수 있기 때문에, 지열 에너지와 광물 자원을 찾는 유용한 방법을 제공할 수 있다. 깊은 마그마 시스템은 종종 리튬과 희토류 원소의 매장지와 연관된다. 이러한 물질은 전기 자동차 배터리 및 에너지 전환에 필요한 기타 구성 요소와 같은 기술에 점점 더 중요해지고 있다.

"이 결과는 기초 연구와 실용적인 응용 모두에 중요합니다. 예를 들어 지열 저장소나 리튬과 희토류 원소가 풍부한 매장지를 찾는 데 사용됩니다. 이러한 물질은 예를 들어 전기 자동차 배터리에 사용됩니다. 과학적 관심 외에도"