طبق این مطالعه که در تاریخ ۱۶ فروردین در مجله AGU Advances منتشر شده، لایهای ضعیف در پوستهی زمین در عمق حدود ۳ تا ۴ کیلومتری زیر کالدرای «کامپی فلگری» باعث دورههایی از ناآرامیهای زمینلرزهای میشود. این لایه از سنگی به نام «تاف» تشکیل شده که در اثر نفوذ مکرر ماگما طی دهها هزار سال ضعیف شده است.
تاف نوعی سنگ سبک و متخلخل است که از خاکستر فشردهشدهی آتشفشانی تشکیل شده و مانند اسفنجی عمل میکند که گازهای آتشفشانی را در مسیر صعود از اتاقک ماگما – که در عمق دستکم ۱۲ کیلومتری قرار دارد – جذب میکند. با پر شدن حفرههای این سنگ از گاز، سنگ شروع به تغییر شکل و حتی شکست میکند و این فرایند باعث ایجاد زمینلرزهها میشود. این یافته میتواند دلیل دورههای ناآرام و متناوب کامپی فلگری را توضیح دهد. به گفتهی «لوسیا پاپالاردو»، سرپرست این پژوهش و پژوهشگر ارشد مؤسسه ملی ژئوفیزیک و آتشفشانشناسی ایتالیا (INGV)،
«سایر کالدراهای جهان نیز چنین ویژگیای دارند، بنابراین فکر میکنیم مدل ما قابل تعمیم به دیگر کالدراهای جهان است.»
این پژوهش بخشی از یک پروژه گستردهتر برای پیشبینی بهتر فورانهای آتشفشان کامپی فلگری است؛ منطقهای که به «مزارع فلوگرائی» نیز معروف است و در غرب شهر ناپل واقع شده. طبق اعلام اداره حفاظت مدنی ایتالیا، حدود ۵۰۰ هزار نفر در منطقهای زندگی میکنند که در صورت فوران کالدرا، با جریانهای سوزان خاکستر و گاز داغ بهطور کامل دربر گرفته خواهد شد.
آتشفشان کامپی فلگری دستکم از ۴۷ هزار سال پیش فعال بوده و آخرین فوران آن در سال ۹۱۶ هجری شمسی رخ داده است. با این حال، این آتشفشان بهصورت دورهای وارد فازهای ناآرامی شدید میشود که یکی از آنها از سال ۱۳۸۳ تاکنون ادامه دارد. در این دورهها، زمینلرزههای مکرر – عمدتاً خفیف – منطقه را میلرزانند. یکی از این لرزههای کوچک، باعث فروریختن بخشی از دیوار سایت تاریخی پمپی در روز پنجشنبه (۱۵ خرداد) شد.
پاپالاردو و تیمش در تلاش بودند تا دریابند ساختار و استحکام سنگهای زیر کالدرا چگونه بر فعالیتهای آتشفشانی تأثیر میگذارند. آنها از نمونههای سنگی استفاده کردند که چند دهه پیش از اعماق مرکز کالدرا حفاری شده بودند و آنها را تحت مجموعهای از آزمایشهای علمی قرار دادند.
این تیم، ترکیب کانیشناسی و عناصر موجود در نمونهها را بررسی کرد و سپس آنها را با روش تصویربرداری چهاربعدی اشعه ایکس (4D X-ray microtomography) تحت فشار قرار داد تا ببیند سنگها هنگام فشرده شدن چگونه ترک برمیدارند. به گفتهی «جیانمارکو بوونو»، یکی از نویسندگان مطالعه و پژوهشگر INGV، این کار اطلاعات دقیقی درباره مقاومت و رفتار مکانیکی سنگها ارائه داد.
در حین آزمایش بر روی لایههای مختلف سنگ، پژوهشگران به لایهی ضعیف تاف برخوردند – کشفی غیرمنتظره. آنها با مدلسازی کامپیوتری دریافتند که این لایه احتمالاً در طول هزاران سال، میزبان نفوذهای مکرر ماگما (دایکها) بوده که باعث گرم شدن و تغییر شکل آن شده و در نتیجه آن را تضعیف کردهاند.
پژوهشگران اکنون در حال بررسی نحوه صعود مواد از اتاقک عمیق ماگما به سطح زمین و ایجاد فوران هستند. اما با وجود لرزشهای پیدرپی کالدرا، پاپالاردو تأکید میکند که فعلاً نشانهای از فوران قریبالوقوع وجود ندارد:
«در حال حاضر، سامانه پایش ما هیچ نشانهای از حرکت ماگما را ثبت نکرده، بنابراین فوران در آیندهی نزدیک محتمل نیست.»
