Wstrząsy na Santorini. AI pomogło rozwiązać zagadkę magmy i wulkanu

Na przełomie 2024 i 2025 r. okolice greckiej wyspy Santorini doświadczyły serii blisko 30 tys. trzęsień ziemi. Naukowcy z Centrum Nauk Geologicznych Helmholtza GFZ i Centrum Badań Oceanicznych Helmholtza GEOMAR w Kiel, we współpracy z partnerami międzynarodowymi, przeanalizowali to zjawisko, korzystając z zaawansowanych metod opartych na sztucznej inteligencji. Ich analiza naukowa, opublikowana w czasopiśmie "Nature", pokazuje pierwsze szczegółowe wyjaśnienie geologiczne tego kryzysu sejsmicznego.

Badacze połączyli dane z lądowych stacji sejsmicznych oraz czujników umieszczonych na dnie morskim w pobliżu wulkanu Kolumbo. Analiza wykazała, że ok. 300 mln m sześć. magmy przemieściło się z głębi skorupy ziemskiej i zatrzymało się 3 km pod dnem morza. W miarę przemieszczania się ku górze magma spowodowała pękanie otaczających skał, co wywołało tysiące wstrząsów i trzęsień ziemi.

Santorini leży w jednym z najbardziej aktywnych sejsmicznie regionów wschodniej części Morza Śródziemnego. Wyspa powstała na krawędzi kaldery po potężnej erupcji sprzed ok. 3,6 tys. lat. W pobliżu ok. 7 km od Santorini znajduje się aktywny podwodny wulkan Kolumbo. Region przecina kilka aktywnych uskoków geologicznych, będących wynikiem nacisku płyty afrykańskiej i płyty greckiej. Jak wyjaśniają badacze, skorupa ziemska pod Morzem Śródziemnym rozpadła się na kilka mikropłyt, które przesuwają się względem siebie, a w niektórych przypadkach subdukują i topią, powodując w ten sposób aktywność wulkaniczną.

Santorini wielokrotnie doświadczało aktywności sejsmicznej. W 1956 roku, w odstępie zaledwie 13 minut, na południu Morza Egejskiego, między Santorini a sąsiednią wyspą Amorgos, miały miejsce dwa silne trzęsienia ziemi o magnitudzie odpowiednio 7,4 i 7,2, wywołując tsunami. W styczniu 2025 r. rój wstrząsów miał miejsce właśnie w tym regionie, a epicentra przesuwały się na północny wschód od Santorini - z głębokości 18 km do zaledwie 3 km pod dnem morza. Dzięki połączeniu danych sejsmicznych, GPS i satelitarnych naukowcy mogli precyzyjnie prześledzić ruch magmy.

"Aktywność sejsmiczna była typowa dla magmy wstępującej przez skorupę ziemską. Wędrująca magma rozbija skały i tworzy szlaki, co powoduje intensywną aktywność sejsmiczną. Nasza analiza pozwoliła nam prześledzić ścieżkę i dynamikę wstępowania magmy z dużą dokładnością" - przekazał dr Marius Isken, geofizyk z Centrum Nauk Geologicznych Helmholtza GFZ, jeden z dwóch głównych autorów badania, cytowany przez portal SciTechDaily.

Jak dodał, ruch magmy spowodował także ponowne obniżenie wyspy, co sugeruje istnienie nieznanego wcześniej połączenia hydraulicznego między wulkanami. W pobliżu Santorini znajduje się blisko 20 wulkanów, z których Kolumbo jest największy. Ma średnicę około 3 km, a jego krater osiąga szerokość 1,5 km.

W badaniach wykorzystano autorską metodę AI do analizy dużych zbiorów danych sejsmicznych oraz podwodne sensory GEOMAR, które rejestrowały zmiany ciśnienia i sygnały sejsmiczne.

"Dzięki ścisłej współpracy międzynarodowej i połączeniu różnych metod geofizycznych byliśmy w stanie śledzić rozwój kryzysu sejsmicznego niemal w czasie rzeczywistym, a nawet dowiedzieć się czegoś o interakcji między dwoma wulkanami. Pomoże nam to udoskonalić monitorowanie obu wulkanów w przyszłości" - wyjaśnia dr Jens Karstens, geofizyk morski w GEOMAR i jeden z dwóch głównych autorów badania.

Badania naukowe na Santorini są kontynuowane pomimo spadku aktywności sejsmicznej: GFZ przeprowadza powtarzalne pomiary gazu i temperatury na Santorini, a GEOMAR dysponuje obecnie ośmioma platformami czujników dna morskiego. Naukowcy przekazali, że dokładna analiza procesów geologicznych jest kluczowa dla dalszego bezpieczeństwa mieszkańców.