Раскрыт механизм «дыхания» супервулкана возле Неаполя

Под густонаселенными районами Неаполя, где проживает около 900 тысяч человек, находится один из самых опасных и динамичных геологических объектов Европы - вулканический комплекс Флегрейских полей (Кампи Флегрей). С 2005 года в регионе наблюдается устойчивый подъем почвы, сопровождающийся все более частыми сериями землетрясений. Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Earth and Environment, предлагает революционную модель, которая может объяснить и, что более важно, предсказать поведение этого невидимого гиганта.

Флегрейские поля известны явлением брадисейсма — периодического поднятия и опускания поверхности. С начала XXI века земля здесь поднялась более чем на метр. Исторически такие циклы предшествовали катастрофам: последнему извержению Монте-Нуово в 1538 году предшествовал столетний период подъема.

Сложность ситуации состоит в том, что связь между деформацией земной коры и сейсмической активностью нелинейна. Группа ученых под руководством доктора Себастьяна Хайнцля из Немецкого исследовательского центра наук о Земле вместе с итальянскими коллегами проанализировала данные наблюдений за последние 120 лет, чтобы понять природу этой взаимосвязи.

Физика против хаоса: гибридный подход

Основной вывод исследования заключался в том, что нынешнее ускорение сейсмичности нельзя объяснить только накоплением напряжений. Ученые применили комплексный подход, объединив две модели:

Модель RS (скорость и состояние): описывает долгосрочные тенденции на основе поведения трения и разрушения горных пород. Оно показало, что подъём грунта вызван повышением давления в газонасыщенном резервуаре на глубине 3–4 км.

Модель ETAS (последовательность афтершоков эпидемического типа): объясняет кратковременные «рои» землетрясений. Исследователи показали, что эти всплески активности во многом представляют собой цепочки афтершоков, где одно событие вызывает следующее, подобно тектонической цепной реакции. Прогноз на неделю вперед

Основной ценностью работы является ее практическая применимость. Тестирование модели на исторических данных показало, что она способна давать точные вероятностные прогнозы на короткие периоды – от нескольких недель до месяцев. Система позволяет рассчитать ожидаемую частоту толчков и их максимальную величину.

«Нам впервые удалось доказать, что группы землетрясений на Флегрейских полях имеют характеристики типичных тектонических последовательностей афтершоков», — говорит Себастьян Хайнцль.

Созданный гибридный инструмент существенно повышает точность оценки сейсмического риска в регионе. В условиях, когда крупный город буквально живет на крышке «кипящего котла», подобные расчеты становятся критически важными для планирования эвакуации и обеспечения безопасности миллионов людей. Ученые надеются, что этот метод будет адаптирован к другим активным вулканическим системам по всему миру.