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イタリアのナポリ港から数キロメートル沖合で、活発な海底隆起とガス放出の証拠を報告する。海底には、窪地、丘、クレーターなどの地形が見られる。これらの地形は、現在海底に影響を与えているパゴダ、断層、褶曲などの浅い地殻構造の頂部を表している。マントル溶融物と地殻岩石の脱炭酸反応におけるヘリウムと二酸化炭素の上昇、加圧、放出を記録している。これらのガスは、イスキア島、カンピ・フレグレ、ソマ・ベスビオの熱水系に供給するガスと類似している可能性が高く、ナポリ湾の下で地殻流体と混合したマントル源を示唆している。ガスリフトと加圧プロセスによって引き起こされる海底の膨張と破裂には、2～3 MPaの過剰圧力が必要である。海底隆起、断層、ガス放出は、海底の隆起を予兆する可能性のある非火山性の変動の現れである。噴火および／または熱水爆発。
深海熱水噴出（熱水とガス）は、中央海嶺や収束型プレート境界（島弧の沈下部分を含む）によく見られる特徴である一方、ガスハイドレート（クラレート）の冷水噴出は、大陸棚や受動型大陸縁辺によく見られる特徴である1, 2,3,4,5。沿岸域における海底熱水噴出の発生は、大陸地殻および／またはマントル内に熱源（マグマ溜まり）が存在することを示唆している。これらの噴出は、マグマが地殻の最上層を上昇する前兆となり、火山性海山の噴火と形成に至る可能性がある6。したがって、（a）活発な海底変形に関連する地形、および（b）イタリアのナポリ火山地域（人口約100万人）のような人口密集沿岸域付近でのガス放出を特定することは、火山の可能性を評価する上で極めて重要である。噴火。さらに、深海の熱水ガスやハイドレートガスの放出に関連する形態的特徴は、地質学的および生物学的特性により比較的よく知られていますが、例外は浅い水域に関連する形態的特徴です。ただし、湖12で発生するものを除き、記録は比較的少ないです。ここでは、ナポリ港から約5km離れたナポリ湾（南イタリア）のガス放出の影響を受けた、形態的にも構造的にも複雑な水中領域について、新しい水深、地震、水柱、および地球化学データを示します。これらのデータは、R/V Uraniaに乗船したSAFE_2014（2014年8月）航海中に収集されました。ガス放出が発生する海底および地下構造を記述および解釈し、噴出流体の発生源を調査し、ガス上昇および関連する変形を制御するメカニズムを特定および特徴付け、火山学の影響について議論します。
ナポリ湾は、鮮新世～第四紀の西縁、北西-南東方向に細長く伸びるカンパニア構造凹地13,14,15を形成している。東西にはイスキア島（紀元150～1302年頃）、カンピ・フレグレイ火口（紀元300～1538年頃）、ソンマ・ベスビオ山（紀元360年～1944年）があり、南側はソレント半島に接している（図1a）。ナポリ湾は、卓越する北東-南西方向の断層と、二次的な北西-南東方向の重要な断層の影響を受けている（図1）14,15。イスキア島、カンピ・フレグレイ、ソンマ・ベスビオ山は、熱水現象、地殻変動、浅い地震活動（例えば、カンピ・フレグレイでの乱流イベント）によって特徴づけられる16,17,18 1982年から1984年にかけて、1.8mの隆起と数千回の地震が発生しました。最近の研究19,20では、ソマ・ベスビオ山とカンピ・フレグレ山のダイナミクスには、おそらく「深い」単一のマグマ溜まりに関連した関連性がある可能性が示唆されています。カンピ・フレグレ山の過去36,000年間とソマ・ベスビオ山の過去18,000年間の火山活動と海面変動が、ナポリ湾の堆積システムを制御しました。最後の氷期最盛期（18,000年前）の海面低下により、沖合の浅い堆積システムが後退し、その後、後期更新世から完新世にかけての海進イベントによって埋められました。イスキア島周辺、カンピ・フレグレ沖、ソマ・ベスビオ山付近で海底ガス放出が検出されています（図1b）。
（a）大陸棚とナポリ湾の形態と構造配置 15、23、24、48。点は主要な海底噴火の中心です。赤線は主要な断層を表しています。(b) 検出された流体噴出孔 (点) と地震探査ラインの軌跡 (黒線) を含むナポリ湾の海底地形。黄色の線は、図 6 に示されている地震探査ライン L1 と L2 の軌跡です。Banco della Montagna (BdM) のドーム状構造の境界は、(a,b) の青い破線で示されています。黄色の四角は音響水柱プロファイルの位置を示し、CTD-EMBlank、CTD-EM50、および ROV フレームは図 5 に示されています。黄色の円はサンプリングガスの排出位置を示し、その組成は表 S1 に示されています。Golden Software (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) は、Surfer® 13 で生成されたグラフィックを使用しています。
SAFE_2014（2014年8月）航海中に取得したデータ（方法を参照）に基づいて、解像度1mの新しいナポリ湾のデジタル地形モデル（DTM）が構築されました。DTMは、ナポリ港の南の海底が、南向きに緩やかに傾斜した（傾斜≤3°）表面で特徴付けられ、地元ではBanco della Montagna（BdM）として知られる5.0×5.3kmのドーム状構造によって中断されていることを示しています。図。 1a、b)。BdMは、周囲の海底から15～20メートル上の、水深約100～170メートルの場所に発達します。BdMドームは、280個の準円形から楕円形のマウンド（図2a）、665個の円錐、および30個のピット（図3および4）により、マウンド状の形態を示しました。マウンドの最大高さと周囲長はそれぞれ22メートルと1,800メートルです。マウンドの円形度[C = 4π(面積/周囲長2)]は、周囲長の増加とともに減少しました（図2b）。マウンドの軸比は1～6.5の範囲で、軸比が2を超えるマウンドは、優先的なN45°E + 15°の走向と、より分散した二次的な、より分散したN105°EからN145°Eの走向を示しました（図2c）。 BdM平面上およびマウンドの頂上には、単独または一列に並んだ円錐が存在する（図3a、b）。円錐の配置は、それらが位置するマウンドの配置に従っている。ポックマークは、平坦な海底によく見られ（図3c）、マウンド上にも時折見られる。円錐とポックマークの空間密度は、卓越する北東-南西方向の配列がBdMドームの北東と南西の境界を区切っていることを示している（図4a、b）。あまり広範ではない北西-南東方向のルートは、BdMの中央領域に位置している。
(a) バンコ・デッラ・モンターニャ (BdM) のドームのデジタル地形モデル (1 m セル サイズ)。(b) BdM の塚の周囲長と円形度。(c) 塚を囲む最適適合楕円の長軸の軸比と角度 (向き)。デジタル地形モデルの標準誤差は 0.004 m、周囲長と円形度の標準誤差はそれぞれ 4.83 m と 0.01、軸比と角度の標準誤差はそれぞれ 0.04 と 3.34° です。
図2のDTMから抽出した、BdM地域で特定された円錐、クレーター、丘、窪地の詳細。
（a）平坦な海底にある整列円錐；（b）北西-南東方向に細長い丘にある円錐とクレーター；（c）わずかに傾斜した表面にある窪み。
（a）検出されたクレーター、ピット、および活発なガス放出の空間分布。（b）（a）で報告されたクレーターとピットの空間密度（個数/0.2 km2）。
2014 年 8 月に SAFE_2014 クルーズ中に取得された ROV の水柱音響測深機画像と海底の直接観察から、BdM 領域で 37 のガス放出を特定しました (図 4 および 5)。これらの放出の音響異常は、海底から垂直方向に伸びた形状を示し、垂直方向に 12 ～ 約 70 m の範囲に広がっています (図 5a)。場所によっては、音響異常がほぼ連続した「列」を形成していました。観測された気泡プルームは、連続的で密度の高い気泡の流れから短命な現象まで、大きく異なります (補足動画 1)。ROV 検査により、海底流体噴出孔の発生を視覚的に確認でき、海底の小さな窪みを強調表示します。窪みは、赤からオレンジ色の堆積物に囲まれている場合もあります (図 5b)。場合によっては、ROV チャネルが放出を再活性化します。噴出孔の形態は、上部に円形の開口部があり、水柱に広がりがないことを示しています。放出点のすぐ上の水柱の pH は大幅に低下しました。局所的に酸性条件がより強いことを示している（図 5c、d）。特に、水深 75 m の BdM ガス放出より上の pH は、8.4（水深 70 m）から 7.8（水深 75 m）に低下した（図 5c）。一方、ナポリ湾の他の地点では、水深 0 ～ 160 m の区間で pH 値が 8.3 ～ 8.5 であった（図 5d）。ナポリ湾の BdM エリアの内外の 2 つの地点では、海水の温度と塩分に大きな変化は見られなかった。水深 70 m では、温度は 15 °C、塩分は約 38 PSU である（図 5c、d）。pH、温度、塩分の測定結果は、a) BdM 脱ガス過程に関連する酸性流体の関与、b) 熱流体と塩水の放出がないか、または非常に遅いことを示している。
(a) 音響水柱プロファイルの取得ウィンドウ (エコーメーター Simrad EK60)。垂直の緑色の帯は、BdM 領域にある EM50 流体排出 (海面下約 75 m) で検出されたガスフレアに対応しています。海底と海底の多重信号も表示されています。(b) BdM 領域で遠隔操作車両を使用して収集された単一の写真には、赤からオレンジ色の堆積物に囲まれた小さなクレーター (黒丸) が写っています。(c,d) SBED-Win32 ソフトウェア (Seasave、バージョン 7.23.2) を使用して処理されたマルチパラメータプローブ CTD データ。流体排出 EM50 の上 (パネル c) および Bdm 排出領域外のパネル (d) の水柱の選択されたパラメータ (塩分、温度、pH、酸素) のパターン。
2014年8月22日から28日の間に、調査地域から3つのガスサンプルを採取しました。これらのサンプルは、CO2（934～945 mmol/mol）が主成分で、N2（37～43 mmol/mol）、CH4（16～24 mmol/mol）、H2S（0.10 mmol/mol～0.44 mmol/mol）がそれなりの濃度で含まれ、H2とHeはそれほど多くありませんでした（それぞれ<0.052および<0.016 mmol/mol）（図1b、表S1、補足動画2）。O2とArも比較的高い濃度で測定されました（それぞれ最大3.2および0.18 mmol/mol）。軽質炭化水素の合計は0.24～0.30 mmol/molの範囲で、C2～C4アルカン、芳香族化合物（主にベンゼン）、プロペン、硫黄含有化合物（チオフェン）で構成されています。 40Ar/36Ar 値は空気 (295.5) と一致していますが、サンプル EM35 (BdM ドーム) の値は 304 であり、40Ar がわずかに過剰であることを示しています。δ15N 比は空気よりも高く (空気に対して最大 +1.98%)、δ13C-CO2 値は V-PDB に対して -0.93 ～ 0.44% の範囲でした。R/Ra 値 (4He/20Ne 比を使用して大気汚染を補正した後) は 1.66 ～ 1.94 の間であり、マントル He の大部分が存在することを示しています。ヘリウム同位体と CO2 およびその安定同位体 22 を組み合わせることにより、BdM の放出源をさらに明確にすることができます。CO2/3He 対 δ13C の CO2 マップ (図 6) では、BdM のガス組成がイスキア島、カンピ フレグレイ、ソンマ・ベスビオ火山の噴気孔。図6には、BdMガス生成に関与する可能性のある3つの異なる炭素源（溶解したマントル由来の溶融物、有機物に富む堆積物、炭酸塩）間の理論的な混合線も示されています。BdMサンプルは、3つのカンパニア火山によって示される混合線上に位置し、マントルガス（データに適合させるために、古典的なMORBに比べて二酸化炭素がわずかに濃縮されていると想定される）と地殻の脱炭酸によって引き起こされる反応との混合によって、結果としてガス岩が生成されます。
比較のために、マントル組成と石灰岩および有機堆積物の端成分との間のハイブリッドラインが報告されています。ボックスは、イスキア島、カンピ・フレグレイ、ソンマ・ヴェスヴィウス59、60、61の噴気孔エリアを表しています。BdMサンプルは、カンパニア火山の混合傾向にあります。混合ラインの端成分ガスはマントル起源であり、炭酸塩鉱物の脱炭反応によって生成されたガスです。
地震探査断面L1およびL2（図1bおよび図7）は、BdMとソンマ・ベスビオ火山地域（L1、図7a）およびカンピ・フレグレイ火山地域（L2、図7b）の遠位層序シーケンスとの間の遷移を示している。BdMは、2つの主要な地震探査構造（図7のMSおよびPS）の存在によって特徴付けられる。最上部（MS）は、高振幅から中振幅の準平行反射面と横方向の連続性を示している（図7b、c）。この層は、最終氷期最盛期（LGM）システムによって運ばれた海洋堆積物を含み、砂と粘土で構成されている23。下位のPS層（図7b～d）は、柱状または砂時計状の混沌とし​​た透明な相によって特徴付けられる。PS堆積物の最上部は海底丘を形成している（図7d）。これらのダイアピル状の形状は、PS透明物質が最上部のMSに貫入していることを示している。隆起は、MS 層およびその上にある現在の BdM 海底の堆積物に影響を与える褶曲と断層の形成の原因となっています (図 7b–d)。MS 層序区間は、L1 セクションの ENE 部分で明らかに剥離していますが、MS シーケンスの内部レベルの一部に覆われたガス飽和層 (GSL) の存在により、BdM に向かって白くなっています (図 7a)。透明な地震層に対応する BdM の上部で採取された重力コアは、最上部 40 cm が最近から現在までに堆積した砂で構成されていることを示しています。 ）24,25 および「ナポリの黄色い凝灰岩」（14.8 ka）のカンピ・フレグレイの爆発的噴火による軽石の破片26。PS 層の透明な相は、混沌とした混合プロセスだけでは説明できません。なぜなら、ナポリ湾の BdM の外側で見つかった地滑り、泥流、火砕流に関連する混沌とした層は音響的に不透明だからです21,23,24。我々は、観測された BdM PS 地震相と海底露頭 PS 層の出現（図 7d）は天然ガスの隆起を反映していると結論付けます。
(a) 柱状（パゴダ）の空間配置を示す単一トラック地震探査プロファイル L1（図 1b の航行トレース）。パゴダは軽石と砂の混沌とし​​た堆積物で構成されている。パゴダの下に存在するガス飽和層は、より深い地層の連続性を奪っている。(b) 海底丘、海洋堆積物 (MS)、および軽石砂堆積物 (PS) の侵食と変形を強調した単一チャンネル地震探査プロファイル L2（図 1b の航行トレース）。(c) MS および PS の変形の詳細は (c,d) に示されている。最上部の堆積物の速度を 1580 m/s と仮定すると、100 ms は垂直スケールで約 80 m に相当する。
BdMの形態学的および構造的特徴は、世界中の他の海底熱水およびガスハイドレートフィールド2,12,27,28,29,30,31,32,33,34と類似しており、隆起（アーチとマウンド）およびガス放出（コーン、ピット）と関連していることが多い。BdMに沿って並ぶコーンとピット、および細長いマウンドは、構造的に制御された透水性を示している（図2および3）。マウンド、ピット、および活発な噴出孔の空間配置は、それらの分布がNW-SEおよびNE-SWの衝突断裂によって部分的に制御されていることを示唆している（図4b）。これらは、カンピ・フレグレイおよびソンマ・ベスビオ火山地域とナポリ湾に影響を与える断層系の優先的な走向である。特に、前者の構造はカンピ・フレグレイ火口からの熱水放出の位置を制御している35。したがって、断層とナポリ湾の断裂は、ガスが地表へ移動する際の好ましい経路を表しており、これは他の構造的に制御された熱水系にも共通する特徴である36,37。注目すべきは、BdM コーンとピットは必ずしもマウンドと関連付けられていなかったことである (図 3a、c)。これは、他の著者がガスハイドレートゾーンについて示唆しているように、これらのマウンドが必ずしもピット形成の前駆物を表すわけではないことを示唆している32,33。我々の結論は、ドーム海底堆積物の破壊が必ずしもピットの形成につながるわけではないという仮説を支持するものである。
収集された3つのガス状排出物は、熱水流体に典型的な化学的特徴を示しており、主にCO2で、還元性ガス（H2S、CH4、H2）と軽質炭化水素（特にベンゼンとプロピレン）が有意な濃度で含まれています38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45（表S1）。海底からの排出物には存在しないと予想される大気ガス（O2など）の存在は、ROVが海底から海に引き上げられる際に、サンプリングに使用されるプラスチックボックスに保管されたガスと接触した海水に溶解した空気からの汚染による可能性があります。逆に、正のδ15N値とASW（空気飽和水）よりも有意に高いN2/Ar（最大480）は、N2の大部分が大気外源から生成されていることを示唆しており、これらのガスの主な熱水起源と一致しています。 BdMガスの起源は、CO2とHeの含有量およびそれらの同位体シグネチャによって確認されています。炭素同位体（δ13C-CO2は-0.93%から+0.4%）とCO2/3He値（1.7×10¹⁰から4.1×10¹⁰）は、BdMサンプルがナポリ湾周辺の噴気孔の混合傾向に属し、マントル末端メンバーと脱炭酸反応によって生成されたガスの関係を示していることを示唆しています（図6）。より具体的には、BdMガスサンプルは、隣接するカンピ・フレグレイ火山とソンマ・ヴェスヴィオ火山の流体とほぼ同じ位置で混合傾向に沿っています。これらは、マントル末端に近いイスキア島の噴気孔よりも地殻に近いです。ソンマ・ヴェスヴィオ火山とカンピ・フレグレイは、より高い3He/4He値（R/Raは2.6～2.9）よりもBdM（R/Raは1.66～1.96、表S1）の方が高い。これは、放射性Heの添加と蓄積が、ソンマ・ベスビオ火山とカンピ・フレグレイ火山に供給したのと同じマグマ源に由来することを示唆している。BdMの放出物に検出可能な有機炭素画分がないことは、有機堆積物がBdMの脱ガス過程に関与していないことを示唆している。
上記のデータと、海底ガスが豊富な領域に関連するドーム状構造の実験モデルの結果に基づくと、深部ガス加圧がキロメートル規模のBdMドームの形成に関与している可能性がある。BdMドームにつながる過圧Pdefを推定するために、収集した形態学的データと地震データから、BdMドームは変形した軟質粘性堆積物よりも半径aが大きい準円形シートであると仮定して、薄板力学モデル33,34を適用した（補足図S1）。Pdefは、全圧力と岩石静圧＋水柱圧力との差である。BdMでは、半径は約2,500m、wは20m、地震プロファイルから推定されるhの最大値は約100mである。関係式からPdef 46Pdef = w 64 D/a4を計算する。ここでDは曲げ剛性である。 Dは(E h3)/[12(1 – ν2)]で与えられ、ここでEは堆積物のヤング率、νはポアソン比（約0.5）33です。BdM堆積物の力学的特性は測定できないため、E = 140 kPaと設定します。これはBdM14,24に類似した沿岸砂質堆積物47の妥当な値です。BDM堆積物は主に砂で構​​成されており、シルトやシルト質粘土ではないため、文献で報告されているシルト質粘土堆積物の高いE値（300 < E < 350,000 kPa）33,34は考慮しません24。Pdef = 0.3 Paが得られ、これはガスハイドレート盆地環境における海底隆起プロセスの推定と一致しています。ガスハイドレート盆地環境では、Pdefは10-2から103 Paまで変化し、低い値は低いw/aおよび/またはwhatを表します。 BdMでは、堆積物の局所的なガス飽和による剛性低下や既存の亀裂の出現も、破壊とそれに伴うガス放出に寄与し、観察された換気構造の形成を可能にしている可能性がある。収集された反射地震探査プロファイル（図7）は、PS堆積物がGSLから隆起し、その上にあるMS海洋堆積物を押し上げ、マウンド、褶曲、断層、堆積切断（図7b、c）をもたらしたことを示唆している。これは、14.8～12 kaの軽石が、上方へのガス輸送プロセスによって、より新しいMS層に貫入したことを示唆している。BdM構造の形態的特徴は、GSLによって生成された流体放出によって生じた過剰圧力の結果と見ることができる。活発な放出は海底から170 m bslを超える深さまで見られることから48、GSL内の流体過剰圧力は1,700 kPaを超えていると想定される。堆積物はMSに含まれる物質を洗浄する効果も持ち、BdM25で採取された重力コアに混沌とした堆積物が存在する理由を説明している。さらに、GSLの過剰圧力は複雑な断裂系（図7bの多角形断層）を形成する。これらの形態、構造、および地層沈降は「パゴダ」49,50と呼ばれ、当初は古い氷河形成の二次的影響によるものと考えられていたが、現在は上昇するガス31,33または蒸発岩50の影響によるものと解釈されている。カンパニア大陸縁辺部では、少なくとも地殻の最上部3km以内では蒸発性堆積物は少ない。したがって、BdMパゴダの成長メカニズムは、堆積物中のガス上昇によって制御されていると考えられる。この結論は、パゴダの透明な地震ファシー（図7）と、前述の重力コアデータによって裏付けられている。報告24によると、現在の砂は「ポミチ・プリンチパーリ」25と「ナポリ・イエロー・タフ」26とともにカンピ・フレグレイに噴出している。さらに、PS堆積物は最上部のMS層に侵入して変形させた（図7d）。この構造配置は、パゴダが単なるガスパイプラインではなく、上昇構造を表していることを示唆している。したがって、パゴダの形成を支配する2つの主要なプロセスは次のとおりである。a) 下からガスが流入するにつれて軟質堆積物の密度が低下する。 b) ガスと堆積物の混合物が上昇し、これが観察された褶曲、断層、破砕を引き起こし、MS 堆積物を形成します (図 7)。同様の形成メカニズムは、南極のサウス スコシア海のガス ハイドレートに関連するパゴダにも提案されています。BdM パゴダは丘陵地帯に群生して現れ、その垂直方向の広がりは往復移動時間 (TWTT) で平均 70～100 m でした (図 7a)。MS の起伏の存在と BdM 重力コアの層序を考慮すると、パゴダ構造の形成年代は約 14～12 ka 未満であると推測されます。さらに、これらの構造の成長は今も活発であり (図 7d)、一部のパゴダは上層の現在の BdM 砂に侵入して変形しています (図 7d)。
パゴダが現在の海底を横断できなかったことは、（a）ガスの上昇および／またはガスと堆積物の混合の局所的な停止、および／または（b）ガスと堆積物の混合物の横方向の流れが局所的な過圧プロセスを許容しないことを示している。ダイアピル理論モデル52によれば、横方向の流れは、下からの泥ガス混合物の供給速度とパゴダが上昇する速度との間の負のバランスを示している。供給速度の減少は、ガス供給の消失による混合物の密度の増加に関連している可能性がある。上記の要約された結果と浮力によって制御されるパゴダの上昇により、空気柱の高さhgを推定することができる。浮力はΔP = hgg（ρw – ρg）で与えられ、ここでgは重力（9.8 m/s2）、ρwとρgはそれぞれ水とガスの密度である。ΔPは、以前に計算されたPdefと堆積板の静水圧 Plith、すなわち ρsg h、ここで ρs は堆積物の密度です。この場合、必要な浮力に必要な hg の値は、hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw – ρg)] で与えられます。BdM では、Pdef = 0.3 Pa、h = 100 m (上記参照)、ρw = 1,030 kg/m3、ρs = 2,500 kg/m3 と設定し、ρw ≫ ρg のため ρg は無視できます。hg = 245 m となり、これは GSL の底の深さを表す値です。ΔP は 2.4 MPa で、これは BdM 海底を破壊して噴出孔を形成するために必要な過剰圧力です。
BdMガスの組成は、地殻岩石の脱炭酸反応に伴う流体の添加によって変化したマントル源と一致しています（図6）。BdMドームとイスキア島、カンピ・フレグレ、ソマ・ベスビオなどの活火山の東西方向の概略的な配列と放出されたガスの組成は、ナポリ火山地域全体の下のマントルから放出されたガスが混合され、西（イスキア島）から東（ソマ・ベスビオ）へますます多くの地殻流体が移動していることを示唆しています（図1bおよび図6）。
ナポリ湾、ナポリ港から数キロの地点に、活発な脱ガス過程の影響を受け、パゴダや塚の配置によって形成された、25 km2 のドーム状構造が存在するという結論に至りました。現在、BdM のシグネチャは、非マグマ性の乱流 53 が初期の火山活動、すなわちマグマや熱流体の初期の放出に先行している可能性を示唆しています。現象の進化を分析し、潜在的なマグマの擾乱を示す地球化学的および地球物理学的信号を検出するために、モニタリング活動を実施する必要があります。
音響水柱プロファイル（2D）は、国立研究評議会沿岸海洋環境研究所（IAMC）により、R/V Urania（CNR）のSAFE_2014（2014年8月）航海中に取得されました。音響サンプリングは、38 kHzで動作する科学用ビームスプリッティング音響測深機Simrad EK60によって行われました。音響データは、平均速度約4 kmで記録されました。収集された音響測深機画像は、流体の排出を特定し、収集エリア（海面下74～180 m）での位置を正確に定義するために使用されました。マルチパラメータプローブ（導電率、温度、深度、CTD）を使用して、水柱の物理的および化学的パラメータを測定します。データは、CTD 911プローブ（SeaBird Electronics Inc.）を使用して収集され、SBED-Win32ソフトウェア（Seasave、バージョン7.23.2）を使用して処理されました。 2つの（低解像度と高解像度の）カメラを搭載したROV（遠隔操作型水中ロボット）。
マルチビームデータ取得は、100 kHz Simrad EM710マルチビームソナーシステム（Kongsberg社製）を使用して実施しました。このシステムは、ビーム位置決めの誤差をサブメートル以下に抑えるため、差動全地球測位システム（GPS）に接続されています。音響パルスの周波数は100 kHz、発射パルスの角度は150°、全開口ビーム数は400本です。取得中は、音速プロファイルをリアルタイムで測定し適用します。データは、国際水路機関（IHO）の標準規格（https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf）に従って、PDS2000ソフトウェア（Reson-Thales社製）を使用して、航行および潮汐補正のために処理されました。機器の偶発的なスパイクや低品質のビームの除外によるノイズ低減は、バンド編集ツールとスパイク除去ツールを使用して行いました。音速の連続検出は、マルチビームトランスデューサ付近に設置されたキールステーションによって行われ、6～8時間ごとに水柱内のリアルタイム音速プロファイルを取得して適用し、リアルタイム音速を提供します。適切なビームステアリングのため。データセット全体は約 440 km2 (0～1200 m の深さ) で構成されています。このデータは、1 m のグリッドセルサイズを特徴とする高解像度デジタル地形モデル (DTM) を提供するために使用されました。最終的な DTM (図 1a) は、イタリア地政学研究所によって 20 m のグリッドセルサイズで取得された地形データ (海抜 >0 m) を使用して作成されました。
2007年と2014年の安全な海洋航海中に収集された、55キロメートルの高解像度シングルチャンネル地震データプロファイルは、いずれも調査船ウラニア号で約113平方キロメートルの領域をカバーしました。マリクプロファイル（例：L1地震プロファイル、図1b）は、IKB-Seistecブーマーシステムを使用して取得されました。取得ユニットは、震源と受信機が配置された2.5mのカタマランで構成されています。震源シグネチャは、1～10kHzの周波数範囲で特徴付けられる単一の正のピークで構成され、25cm離れた反射面を分解できます。安全な地震プロファイルは、Geotraceソフトウェア（Geo Marine Survey System）とインターフェースされた1.4kJマルチチップGeospark地震震源を使用して取得されました。システムは、海底下の軟質堆積物に最大400ミリ秒まで浸透する1～6.02kHzの震源を含むカタマランで構成されています。理論上の垂直分解能は 30 cm です。Safe および Marsik のデバイスは両方とも、0.33 ショット/秒のレートで、血管速度が 3 Kn 未満で取得されました。データは、膨張補正、水柱ミュート、2～6 KHz バンドパス IIR フィルタリング、および AGC のワークフローを使用して、Geosuite Allworks ソフトウェアで処理および表示されました。
海底の噴気孔からのガスは、ROVによって噴気孔の上に逆さまに設置された、上部にゴム製隔膜を備えたプラスチック製の箱を用いて海底で採取された。箱に入った気泡が海水と完全に置き換わると、ROVは水深1mに戻り、ダイバーは採取したガスをゴム製隔壁を通して、テフロン製コックを備えた2つの事前に真空にした60mLガラスフラスコ（ゲーゲンバッハ型フラスコ）に移送した。一方のフラスコには20mLの5N NaOH溶液が満たされていた。主要な酸性ガス種（CO2とH2S）はアルカリ溶液に溶解し、溶解度の低いガス種（N2、Ar+O2、CO、H2、He、Ar、CH4、軽質炭化水素）はサンプリングボトルのヘッドスペースに蓄積された。無機低溶解性ガスは、10m長の5A分子線を備えた島津製作所製15Aガスクロマトグラフを用いてガスクロマトグラフィー（GC）により分析された。ガス混合物の標準的な抽出および精製手順の後、アルゴンと O2 は、長さ 30 m のキャピラリー分子ふるいカラムと TCD を備えた Thermo Focus ガスクロマトグラフを使用して分析しました。メタンと軽質炭化水素は、23% SP 1700 でコーティングされた Chromosorb PAW 80/100 メッシュを充填した長さ 10 m のステンレス鋼カラムとフレームイオン化検出器 (FID) を備えた Shimadzu 14A ガスクロマトグラフを使用して分析しました。液相は、1) 0.5 N HCl 溶液 (Metrohm Basic Titrino) で滴定した CO2、および 2) 5 mL H2O2 (33%) で酸化した後の H2S の分析にイオンクロマトグラフィー (IC) (Wantong 761) で使用しました。滴定、GC、および IC 分析の分析誤差は 5% 未満です。 13C/12C CO2（δ13C-CO2%およびV-PDBとして表される）は、Finningan Delta S質量分析計55,56を使用して分析された。外部精度を推定するために使用された標準は、カララ大理石とサンヴィンチェンツォ大理石（内部）、NBS18およびNBS19（国際）であり、分析誤差と再現性はそれぞれ±0.05%と±0.1%であった。
δ15N（空気に対する%で表す）値と40Ar/36Arは、Finnigan Delta plusXP連続フロー質量分析計に接続されたAgilent 6890 Nガスクロマトグラフ（GC）を使用して測定しました。分析誤差は、δ15N±0.1%、36Ar<1%、40Ar<3%です。He同位体比（R/Raで表す。ここでRは試料で測定された3He/4He、Raは大気中の同じ比率：1.39 × 10−6）57は、INGV-パレルモ（イタリア）の研究所で測定されました。3He、4He、20Neは、HeとNeを分離した後、デュアルコレクター質量分析計（Helix SFT-GVI）58を使用して測定されました。分析誤差は≤ 0.3%です。HeとNeの典型的なブランクは、<10-14と<10-16です。それぞれモル。
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