Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझरच्या आवृत्तीमध्ये CSS साठी मर्यादित समर्थन आहे. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमधील कंपॅटिबिलिटी मोड बंद करा). यादरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही ही साइट स्टाईल्स आणि जावास्क्रिप्टशिवाय प्रदर्शित करू.
आम्ही नेपल्स (इटली) बंदरापासून काही किलोमीटर समुद्रात सक्रिय समुद्रतळ उत्थान आणि वायू उत्सर्जनाचे पुरावे सादर करत आहोत. खड्डे, ढिगारे आणि विवरे ही समुद्रतळाची वैशिष्ट्ये आहेत. या रचना उथळ भूकवचाच्या संरचनांचे माथे दर्शवतात, ज्यात पॅगोडा, विभंग आणि घड्या यांचा समावेश आहे, जे आजही समुद्रतळावर परिणाम करतात. त्यांनी मॅन्टल वितळलेल्या पदार्थांच्या आणि भूकवचाच्या खडकांच्या डीकार्बोनायझेशन प्रतिक्रियांमध्ये हेलियम आणि कार्बन डायऑक्साइडचे उत्थान, दाबवाढ आणि उत्सर्जन नोंदवले. हे वायू बहुधा इस्चिया, कॅम्पि फ्लेग्रे आणि सोमा-वेसुव्हियसच्या हायड्रोथर्मल प्रणालींना ऊर्जा पुरवणाऱ्या वायूंसारखेच आहेत, जे नेपल्सच्या आखाताखाली भूकवचातील द्रवांमध्ये मिसळलेल्या मॅन्टल स्रोताचे सूचन करतात. वायू उत्थान आणि दाबवाढीच्या प्रक्रियेमुळे होणाऱ्या समुद्राखालील विस्तार आणि भेगांसाठी २-३ MPa च्या अतिरिक्त दाबाची आवश्यकता असते. समुद्रतळ उत्थान, विभंग आणि वायू उत्सर्जन हे गैर-ज्वालामुखी उत्थानाचे प्रकटीकरण आहेत, जे समुद्रतळावरील उद्रेक आणि/किंवा हायड्रोथर्मल स्फोटांची पूर्वसूचना देऊ शकतात.
खोल समुद्रातील हायड्रोथर्मल (गरम पाणी आणि वायू) उत्सर्जन हे मध्य-महासागरीय पर्वतरांगा आणि अभिसारी प्लेट सीमांचे (द्वीपसमूहांच्या पाण्याखालील भागांसह) एक सामान्य वैशिष्ट्य आहे, तर गॅस हायड्रेट्सचे (चॅल्ट्रेट्स) थंड उत्सर्जन अनेकदा खंडीय शेल्फ आणि निष्क्रिय सीमांचे वैशिष्ट्य असते¹, 2,3,4,5. किनारी भागांमध्ये समुद्रतळावरील हायड्रोथर्मल उत्सर्जनाची उपस्थिती खंडीय कवच आणि/किंवा आवरणामध्ये उष्णतेचे स्रोत (मॅग्मा साठे) असल्याचे सूचित करते. हे उत्सर्जन पृथ्वीच्या कवचाच्या सर्वात वरच्या थरांमधून मॅग्माच्या वर येण्याच्या आधी होऊ शकते आणि ज्वालामुखीय सागरी पर्वतांच्या उद्रेकात आणि स्थापनेत परिणत होऊ शकते⁶. म्हणून, (अ) सक्रिय समुद्रतळ विरूपणाशी संबंधित आकारविज्ञान आणि (ब) इटलीमधील नेपल्सच्या ज्वालामुखीय प्रदेशासारख्या (~१ दशलक्ष रहिवासी) लोकवस्तीच्या किनारी भागांजवळील वायू उत्सर्जनाची ओळख संभाव्य ज्वालामुखींचे मूल्यांकन करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. उथळ उद्रेक. शिवाय, खोल समुद्रातील हायड्रोथर्मल किंवा हायड्रेट वायू उत्सर्जनाशी संबंधित आकारवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये तुलनेने चांगली आहेत त्यांच्या भूवैज्ञानिक आणि जैविक गुणधर्मांमुळे ओळखले जाणारे, अपवाद म्हणजे उथळ पाण्याशी संबंधित आकारशास्त्रीय वैशिष्ट्ये, लेक १२ मध्ये आढळणाऱ्या वैशिष्ट्यांव्यतिरिक्त, जिथे तुलनेने कमी नोंदी आहेत. येथे, आम्ही नेपल्सच्या बंदरापासून अंदाजे ५ किमी अंतरावर, नेपल्सच्या आखातातील (दक्षिण इटली) वायू उत्सर्जनामुळे प्रभावित झालेल्या पाण्याखालील, आकारशास्त्रीय आणि संरचनात्मकदृष्ट्या जटिल प्रदेशासाठी नवीन बाथिमेट्रिक, सिस्मिक, वॉटर कॉलम आणि भूरासायनिक डेटा सादर करत आहोत. हा डेटा R/V युरानिया जहाजावरील SAFE_2014 (ऑगस्ट २०१४) मोहिमेदरम्यान गोळा करण्यात आला होता. आम्ही ज्या ठिकाणी वायू उत्सर्जन होते त्या समुद्रतळावरील आणि पृष्ठभागाखालील संरचनांचे वर्णन आणि विश्लेषण करतो, बाहेर पडणाऱ्या द्रवांच्या स्रोतांचा शोध घेतो, वायूची वाढ आणि संबंधित विरूपणाचे नियमन करणाऱ्या यंत्रणा ओळखतो आणि त्यांचे वैशिष्ट्यीकरण करतो, आणि ज्वालामुखीशास्त्रीय परिणामांवर चर्चा करतो.
नेपल्सचे आखात प्लिओ-क्वार्टर्नरी पश्चिमी सीमा, वायव्य-आग्नेय दिशेने पसरलेले कॅम्पानिया टेक्टॉनिक डिप्रेशन¹³,¹⁴,¹⁵ तयार करते. हे इस्चिया (इ.स. सुमारे १५०-१३०२), कॅम्पि फ्लेग्रे विवर (इ.स. सुमारे ३००-१५३८) आणि सोमा-वेसुव्हियस (इ.स. <३६०-१९४४) यांच्या पूर्वेस आहे. या रचनेमुळे हे आखात उत्तरेकडे मर्यादित राहते¹⁵, तर दक्षिणेला सोरेंटो द्वीपकल्पाची सीमा आहे (आकृती १अ). नेपल्सच्या आखातावर प्रचलित ईशान्य-नैऋत्य आणि दुय्यम वायव्य-आग्नेय दिशेच्या महत्त्वपूर्ण फॉल्ट्सचा (भ्रंश) प्रभाव आहे (आकृती १)¹⁴,¹⁵. इस्चिया, कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि सोमा-वेसुव्हियस हे हायड्रोथर्मल आविष्कार, भू-विकृती आणि उथळ भूकंपीयतेसाठी ओळखले जातात¹⁶,¹⁷,¹⁸ (उदा. १९८२-१९८४ मध्ये कॅम्पि फ्लेग्रेई येथील अशांत घटना, ज्यामुळे भू-उठाव झाला). १.८ मीटर आणि हजारो भूकंप). अलीकडील अभ्यास¹⁹,²⁰ असे सूचित करतात की सोमा-वेसुवियस आणि कॅम्पि फ्लेग्रे यांच्या गतिशीलतेमध्ये एक संबंध असू शकतो, जो शक्यतो 'खोल' एकल मॅग्मा जलाशयांशी संबंधित आहे. कॅम्पि फ्लेग्रेईच्या गेल्या ३६ हजार वर्षांतील आणि सोमा-वेसुवियसच्या गेल्या १८ हजार वर्षांतील ज्वालामुखी क्रिया आणि समुद्र पातळीतील चढउतारांनी नेपल्सच्या आखाताच्या गाळ प्रणालीवर नियंत्रण ठेवले. शेवटच्या हिमयुगाच्या कमाल काळात (१८ हजार वर्षांपूर्वी) कमी झालेल्या समुद्र पातळीमुळे किनारी-उथळ गाळ प्रणालीचे प्रतिगमन झाले, जी नंतर उत्तर प्लेस्टोसीन-होलोसीन काळात झालेल्या अतिक्रमण घटनांमुळे भरली गेली. इस्चिया बेटाभोवती, कॅम्पि फ्लेग्रेच्या किनाऱ्याजवळ आणि सोमा-वेसुवियस पर्वताजवळ पाणबुडी वायू उत्सर्जन आढळून आले आहे (आकृती १ब).
(अ) खंडीय शेल्फ आणि नेपल्सच्या आखाताची आकारशास्त्रीय आणि संरचनात्मक मांडणी १५, २३, २४, ४८. ठिपके हे प्रमुख पाण्याखालील ज्वालामुखी उद्रेक केंद्रे आहेत; लाल रेषा प्रमुख दोष दर्शवतात. (ब) नेपल्सच्या उपसागराची बाथिमेट्री, ज्यामध्ये शोधलेले द्रव झरे (ठिपके) आणि भूकंपाच्या रेषांचे ठसे (काळ्या रेषा) दर्शवले आहेत. पिवळ्या रेषा आकृती ६ मध्ये दर्शवलेल्या भूकंपाच्या रेषा L1 आणि L2 चे मार्ग आहेत. बँको डेला मोंटाग्ना (BdM) च्या घुमटासारख्या रचनांच्या सीमा (अ, ब) मध्ये निळ्या तुटक रेषांनी चिन्हांकित केल्या आहेत. पिवळे चौरस ध्वनिक जलस्तंभ प्रोफाइलची स्थाने दर्शवतात, आणि CTD-EMBlank, CTD-EM50 आणि ROV फ्रेम्स आकृती ५ मध्ये दर्शविल्या आहेत. पिवळे वर्तुळ नमुना वायू विसर्जनाचे स्थान दर्शवते, आणि त्याची रचना तक्ता S1 मध्ये दर्शविली आहे. गोल्डन सॉफ्टवेअर (http://www.goldensoftware.com/products/surfer) सर्फर® १३ द्वारे तयार केलेले ग्राफिक्स वापरते.
SAFE_2014 (ऑगस्ट 2014) मोहिमेदरम्यान मिळालेल्या डेटाच्या आधारे (पहा पद्धती), नेपल्सच्या आखाताचे 1 मीटर रिझोल्यूशन असलेले एक नवीन डिजिटल टेरेन मॉडेल (DTM) तयार करण्यात आले आहे. DTM दर्शवते की नेपल्स बंदराच्या दक्षिणेकडील समुद्रतळ हा दक्षिणाभिमुख (उतार ≤3°) मंद उताराच्या पृष्ठभागाने वैशिष्ट्यीकृत आहे, ज्यामध्ये 5.0 × 5.3 किमीची घुमटासारखी रचना आहे, जी स्थानिक पातळीवर बँको डेला मोंटाग्ना (BdM) म्हणून ओळखली जाते. आकृती. १अ,ब). बीडीएम (BdM) सुमारे १०० ते १७० मीटर खोलीवर, सभोवतालच्या समुद्रतळापासून १५ ते २० मीटर उंचीवर विकसित होते. २८० उपवर्तुळाकार ते अंडाकृती टेकड्या (आकृती २अ), ६६५ शंकू आणि ३० खड्ड्यांमुळे (आकृती ३ आणि ४) बीडीएम घुमटाने टेकडीसारखा आकार दर्शवला. या टेकडीची कमाल उंची आणि परिघ अनुक्रमे २२ मीटर आणि १,८०० मीटर आहे. टेकड्यांची वर्तुळाकारता [C = ४π(क्षेत्रफळ/परिघ²)] परिघ वाढल्याने कमी झाली (आकृती २ब). टेकड्यांसाठी अक्षीय गुणोत्तर १ ते ६.५ च्या दरम्यान होते, ज्यामध्ये २ पेक्षा जास्त अक्षीय गुणोत्तर असलेल्या टेकड्यांनी प्राधान्याने N४५°E + १५° स्ट्राइक आणि अधिक विखुरलेला दुय्यम, N१०५°E ते N१४५°E स्ट्राइक दर्शवला (आकृती २क). BdM सपाटीवर आणि टेकडीच्या माथ्यावर एकल किंवा एका रेषेत असलेले शंकू आढळतात (आकृती ३अ,ब). शंकूंची ही मांडणी, ते ज्या टेकड्यांवर स्थित आहेत, त्यांच्या मांडणीनुसारच असते. पॉकमार्क्स सामान्यतः सपाट समुद्रतळावर (आकृती ३क) आणि क्वचित टेकड्यांवर आढळतात. शंकू आणि पॉकमार्क्सच्या अवकाशीय घनतेवरून असे दिसून येते की, प्रमुख ईशान्य-नैऋत्य दिशा BdM घुमटाच्या ईशान्य आणि नैऋत्य सीमा निश्चित करते (आकृती ४अ,ब); कमी विस्तारलेला वायव्य-आग्नेय मार्ग मध्यवर्ती BdM प्रदेशात स्थित आहे.
(अ) बँको डेला मोंटाग्ना (BdM) च्या घुमटाचे डिजिटल टेरेन मॉडेल (१ मीटर सेल आकार). (ब) BdM टेकड्यांची परिमिती आणि गोलाकारपणा. (क) टेकडीभोवतीच्या सर्वोत्तम-जुळणाऱ्या लंबवर्तुळाच्या प्रमुख अक्षाचे अक्षीय गुणोत्तर आणि कोन (अभिविन्यास). डिजिटल टेरेन मॉडेलची मानक त्रुटी ०.००४ मीटर आहे; परिमिती आणि गोलाकारपणाच्या मानक त्रुटी अनुक्रमे ४.८३ मीटर आणि ०.०१ आहेत, आणि अक्षीय गुणोत्तर आणि कोनाच्या मानक त्रुटी अनुक्रमे ०.०४ आणि ३.३४° आहेत.
आकृती 2 मधील DTM मधून काढलेल्या BdM प्रदेशातील ओळखलेल्या शंकू, विवर, ढिगारे आणि खड्ड्यांचा तपशील.
(अ) सपाट समुद्रतळावरील संरेखन शंकू; (ब) वायव्य-आग्नेय दिशेतील सडपातळ टेकड्यांवरील शंकू आणि विवरे; (क) किंचित उताराच्या पृष्ठभागावरील खळगे.
(अ) आढळलेल्या विवरे, खड्डे आणि सक्रिय वायू उत्सर्जनांचे अवकाशीय वितरण. (ब) (अ) मध्ये नोंदवलेल्या विवरे आणि खड्ड्यांची अवकाशीय घनता (संख्या/०.२ किमी²).
ऑगस्ट २०१४ मध्ये SAFE_2014 मोहिमेदरम्यान घेतलेल्या ROV वॉटर कॉलम इको साउंडर प्रतिमा आणि समुद्रतळाच्या थेट निरीक्षणांवरून आम्ही BdM प्रदेशात ३७ वायू उत्सर्जनांची ओळख पटवली (आकृती ४ आणि ५). या उत्सर्जनांच्या ध्वनिक विसंगती समुद्रतळापासून वर येणारे उभे लांबट आकार दर्शवतात, जे उभ्या दिशेने १२ ते सुमारे ७० मीटर पर्यंत पसरलेले आहेत (आकृती ५अ). काही ठिकाणी, ध्वनिक विसंगतींनी जवळजवळ एक सलग "मालिका" तयार केली होती. निरीक्षित बुडबुड्यांचे झोत मोठ्या प्रमाणात भिन्न आहेत: सतत, दाट बुडबुड्यांच्या प्रवाहापासून ते अल्पकाळ टिकणाऱ्या घटनांपर्यंत (पूरक चित्रपट १). ROV तपासणीमुळे समुद्रतळावरील द्रव झऱ्यांच्या अस्तित्वाची दृश्य पडताळणी करता येते आणि समुद्रतळावरील लहान खड्डे ठळकपणे दिसतात, जे कधीकधी लाल ते नारंगी रंगाच्या गाळाने वेढलेले असतात (आकृती ५ब). काही प्रकरणांमध्ये, ROV चॅनेल उत्सर्जन पुन्हा सक्रिय करतात. झऱ्याची रचना वरच्या बाजूला गोलाकार उघडणे दर्शवते, ज्यात पाण्याच्या स्तंभात कोणताही विस्तार नसतो. उत्सर्जन बिंदूच्या अगदी वरच्या पाण्याच्या स्तंभातील pH मध्ये लक्षणीय घट दिसून आली, जी स्थानिक पातळीवर अधिक आम्लधर्मी परिस्थिती दर्शवते (आकृती ५ब). ५क,ड). विशेषतः, ७५ मीटर खोलीवर बीडीएम वायू विसर्जनाच्या वरील पीएच ८.४ (७० मीटर खोलीवर) वरून ७.८ (७५ मीटर खोलीवर) पर्यंत कमी झाला (आकृती ५क), तर नेपल्सच्या आखातातील इतर ठिकाणी ० ते १६० मीटर खोलीच्या अंतरात पीएच मूल्ये ८.३ ते ८.५ दरम्यान होती (आकृती ५ड). नेपल्सच्या आखातातील बीडीएम क्षेत्राच्या आत आणि बाहेर असलेल्या दोन ठिकाणी समुद्राच्या पाण्याच्या तापमानात आणि क्षारतेमध्ये लक्षणीय बदल आढळले नाहीत. ७० मीटर खोलीवर, तापमान १५°C आणि क्षारता सुमारे ३८ पीएसयू आहे (आकृती ५क,ड). पीएच, तापमान आणि क्षारतेच्या मोजमापांवरून असे दिसून आले: अ) बीडीएम वायू-उत्सर्जन प्रक्रियेशी संबंधित आम्लधर्मी द्रव्यांचा सहभाग आणि ब) उष्ण द्रव्ये आणि खाऱ्या पाण्याचा विसर्जन नसणे किंवा खूप मंद गतीने होणे.
(अ) ध्वनिक जलस्तंभ प्रोफाइलची अधिग्रहण विंडो (इकोमीटर सिमराड EK60). BdM प्रदेशात असलेल्या EM50 द्रव विसर्जनावर (समुद्रसपाटीपासून सुमारे ७५ मीटर खाली) आढळलेल्या गॅस फ्लेअरशी संबंधित उभा हिरवा पट्टा; तळ आणि समुद्रतळाचे मल्टिप्लेक्स सिग्नल देखील दर्शविले आहेत (ब) BdM प्रदेशात रिमोट-कंट्रोल्ड वाहनाने गोळा केलेले. एकाच फोटोमध्ये लाल ते नारंगी गाळाने वेढलेले एक लहान विवर (काळे वर्तुळ) दिसते. (क, ड) SBED-Win32 सॉफ्टवेअर (सीसेव्ह, आवृत्ती ७.२३.२) वापरून प्रक्रिया केलेला मल्टीपॅरामीटर प्रोब CTD डेटा. EM50 द्रव विसर्जनाच्या वरील जलस्तंभाच्या (पॅनेल क) आणि Bdm विसर्जन क्षेत्राबाहेरील (पॅनेल ड) निवडक पॅरामीटर्सचे (क्षारता, तापमान, pH आणि ऑक्सिजन) नमुने.
आम्ही २२ ते २८ ऑगस्ट २०१४ दरम्यान अभ्यास क्षेत्रातून वायूचे तीन नमुने गोळा केले. या नमुन्यांमध्ये समान रचना दिसून आली, ज्यात CO2 (९३४-९४५ mmol/mol) चे प्रमाण सर्वाधिक होते, त्यानंतर N2 (३७-४३ mmol/mol), CH4 (१६-२४ mmol/mol) आणि H2S (०.१० mmol/mol -०.४४ mmol/mol) यांचे प्रमाण समप्रमाणात होते, तर H2 आणि He कमी प्रमाणात होते (<०.०५२ आणि <०.०१६ mmol/mol, अनुक्रमे) (आकृती १ब; तक्ता S१, पूरक चित्रपट २). O2 आणि Ar चे प्रमाण देखील तुलनेने जास्त मोजले गेले (अनुक्रमे ३.२ आणि ०.१८ mmol/mol पर्यंत). हलक्या हायड्रोकार्बन्सची एकूण बेरीज ०.२४ ते ०.३० mmol/mol पर्यंत आहे आणि त्यात C2-C4 अल्केन्स, ॲरोमॅटिक्स (मुख्यतः बेंझिन), प्रोपीन आणि गंधकयुक्त संयुगे (थायोफीन) यांचा समावेश आहे. 40Ar/36Ar मूल्य हवेच्या (295.5) मूल्याशी सुसंगत आहे, जरी नमुना EM35 (BdM डोम) चे मूल्य 304 आहे, जे 40Ar ची किंचित जास्तता दर्शवते. δ15N गुणोत्तर हवेपेक्षा जास्त होते (हवेच्या तुलनेत +1.98% पर्यंत), तर δ13C-CO2 मूल्ये V-PDB च्या तुलनेत -0.93 ते 0.44% पर्यंत होती. R/Ra मूल्ये (4He/20Ne गुणोत्तर वापरून वायू प्रदूषणासाठी दुरुस्त केल्यानंतर) 1.66 ते 1.94 च्या दरम्यान होती, जे मॅन्टल He च्या मोठ्या अंशाची उपस्थिती दर्शवते. हेलियम समस्थानिकाला CO2 आणि त्याचा स्थिर समस्थानिक 22 सोबत एकत्रित करून, BdM मधील उत्सर्जनाचा स्रोत अधिक स्पष्ट केला जाऊ शकतो. CO2/3He विरुद्ध δ13C च्या CO2 नकाशात (आकृती 6), BdM वायू रचनेची तुलना केली आहे. इस्चिया, कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि सोमा-वेसुवियस फ्युमारोल्सच्या प्रमाणेच. आकृती ६ मध्ये BdM वायू उत्पादनात सहभागी होऊ शकणाऱ्या तीन वेगवेगळ्या कार्बन स्रोतांमधील सैद्धांतिक मिश्रण रेषा देखील दर्शविल्या आहेत: विरघळलेले मॅन्टल-व्युत्पन्न वितळलेले पदार्थ, सेंद्रिय-समृद्ध गाळ आणि कार्बोनेट्स. BdM नमुने तीन कॅम्पानिया ज्वालामुखींनी दर्शविलेल्या मिश्रण रेषेवर येतात, म्हणजेच, मॅन्टल वायू (जे डेटा जुळवण्यासाठी शास्त्रीय MORBs च्या तुलनेत कार्बन डायऑक्साइडमध्ये किंचित समृद्ध असल्याचे गृहीत धरले आहे) आणि भूकवचाच्या डीकार्बनीकरणामुळे होणाऱ्या प्रतिक्रियांमधील मिश्रण. परिणामी वायू खडक तयार होतो.
तुलनेसाठी, मॅन्टलची रचना आणि चुनखडक व सेंद्रिय गाळाचे अंतिम घटक यांच्यातील संकरित रेषा दर्शविल्या आहेत. चौकोन इस्चिया, कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि सोमा-वेसव्हियस ५९, ६०, ६१ या फ्युमारोल क्षेत्रांना दर्शवतात. बीडीएम नमुना कॅम्पानिया ज्वालामुखीच्या मिश्र प्रवृत्तीमध्ये आहे. मिश्र रेषेचा अंतिम घटक वायू हा मॅन्टल स्रोताचा आहे, जो कार्बोनेट खनिजांच्या डीकार्ब्युरायझेशन अभिक्रियेतून तयार झालेला वायू आहे.
भूकंपीय विभाग L1 आणि L2 (आकृती 1b आणि 7) हे BdM आणि सोम्मा-वेसुवियस (L1, आकृती 7a) व कॅम्पि फ्लेग्रेई (L2, आकृती 7b) या ज्वालामुखी प्रदेशांच्या दूरस्थ स्तरशास्त्रीय अनुक्रमांमधील संक्रमण दर्शवतात. BdM हे दोन प्रमुख भूकंपीय रचनांच्या (आकृती 7 मधील MS आणि PS) उपस्थितीने वैशिष्ट्यीकृत आहे. सर्वात वरची रचना (MS) उच्च ते मध्यम आयामाचे आणि पार्श्वीय सातत्य असलेले उपसमांतर परावर्तक दर्शवते (आकृती 7b,c). या थरात शेवटच्या हिमयुगाच्या कमाल (LGM) प्रणालीद्वारे ओढलेला सागरी गाळ समाविष्ट आहे आणि तो वाळू व चिकणमातीचा बनलेला आहे²³. त्याखालील PS थर (आकृती 7b–d) हा स्तंभ किंवा वाळूच्या घड्याळाच्या आकाराच्या अव्यवस्थित ते पारदर्शक अवस्थेने वैशिष्ट्यीकृत आहे. PS गाळाच्या वरच्या भागामुळे समुद्रतळावर टेकड्या तयार झाल्या (आकृती 7d). या डायपिर-सारख्या भूमिती PS पारदर्शक पदार्थाचे सर्वात वरच्या MS संचयनांमध्ये झालेले अंतर्वेशन दर्शवतात. उत्थान यासाठी जबाबदार आहे BdM समुद्रतळावरील MS थर आणि त्याच्यावरील सध्याच्या गाळावर परिणाम करणाऱ्या घड्या आणि भेगांची निर्मिती (आकृती 7b–d). L1 विभागाच्या ENE भागात MS स्तरशास्त्रीय अंतराल स्पष्टपणे विलग झालेले आहे, तर MS अनुक्रमाच्या काही अंतर्गत स्तरांनी झाकलेल्या वायू-संतृप्त थराच्या (GSL) उपस्थितीमुळे ते BdM च्या दिशेने पांढरे होत जाते (आकृती 7a). पारदर्शक भूकंपात्मक थराशी संबंधित BdM च्या शीर्षस्थानी गोळा केलेले गुरुत्वीय कोअर दर्शवतात की सर्वात वरचे 40 सेमी हे अलीकडच्या काळात ते आजपर्यंत जमा झालेल्या वाळूचे बनलेले आहे; )२४,२५ आणि कॅम्पि फ्लेग्रेईच्या "नेपल्स यलो टफ" (१४.८ केए)२६ च्या स्फोटक उद्रेकातून आलेले प्युमिसचे तुकडे. पीएस थराच्या पारदर्शक अवस्थेचे स्पष्टीकरण केवळ अव्यवस्थित मिश्रण प्रक्रियेद्वारे देता येत नाही, कारण नेपल्सच्या आखातात बीडीएमच्या बाहेर आढळणारे भूस्खलन, चिखलाचे प्रवाह आणि पायरोक्लास्टिक प्रवाहाशी संबंधित अव्यवस्थित थर ध्वनिकदृष्ट्या अपारदर्शक असतात२१,२३,२४. आम्ही असा निष्कर्ष काढतो की निरीक्षण केलेले बीडीएम पीएस सिस्मिक फेसीज तसेच समुद्राखालील आउटक्रॉप पीएस थराचे स्वरूप (आकृती ७डी) नैसर्गिक वायूच्या उत्थानाला प्रतिबिंबित करते.
(अ) एकल-मार्गी भूकंपात्मक प्रोफाइल L1 (आकृती 1b मधील नेव्हिगेशन ट्रेस), स्तंभाकार (पगोडा) अवकाशीय रचना दर्शवित आहे. हा पगोडा प्युमिस आणि वाळूच्या अव्यवस्थित संचयांनी बनलेला आहे. पगोडाच्या खाली असलेला वायू-संपृक्त थर खोलवरच्या थरांची सलगता खंडित करतो. (ब) एकल-चॅनल भूकंपात्मक प्रोफाइल L2 (आकृती 1b मधील नेव्हिगेशन ट्रेस), समुद्रतळावरील टेकड्या, सागरी (MS) आणि प्युमिस वाळूचे संचय (PS) यांचे खनन आणि विरूपण ठळकपणे दर्शवित आहे. (क) MS आणि PS मधील विरूपणाचा तपशील (c,d) मध्ये दिलेला आहे. सर्वात वरच्या गाळात 1580 m/s चा वेग गृहीत धरल्यास, 100 ms हे उभ्या प्रमाणावर सुमारे 80 m दर्शवते.
BdM ची आकारशास्त्रीय आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्ये जागतिक स्तरावरील इतर समुद्राखालील हायड्रोथर्मल आणि गॅस हायड्रेट क्षेत्रांसारखीच आहेत²,¹²,²⁷,²⁸,²⁹,³⁰,³¹,³²,³³,³⁴ आणि ती अनेकदा उंचवटे (व्हॉल्ट्स आणि माउंड्स) आणि वायू विसर्जन (शंकू, खड्डे) यांच्याशी संबंधित असतात. BdM-संरेखित शंकू आणि खड्डे तसेच लांबट उंचवटे संरचनात्मकदृष्ट्या नियंत्रित पारगम्यता दर्शवतात (आकृती २ आणि ३). उंचवटे, खड्डे आणि सक्रिय झऱ्यांची अवकाशीय मांडणी सूचित करते की त्यांचे वितरण अंशतः वायव्य-आग्नेय आणि ईशान्य-नैऋत्य दिशेतील आघातजन्य भेगांद्वारे नियंत्रित आहे (आकृती ४ब). या कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि सोम्मा-वेसुवियस ज्वालामुखी क्षेत्रे आणि नेपल्सच्या आखातावर परिणाम करणाऱ्या फॉल्ट प्रणालींच्या पसंतीच्या दिशा आहेत. विशेषतः, पूर्वीच्या प्रणालीची संरचना कॅम्पि फ्लेग्रेई विवरातून होणाऱ्या हायड्रोथर्मल विसर्जनाचे स्थान नियंत्रित करते³⁵. म्हणून आम्ही असा निष्कर्ष काढतो की नेपल्सच्या आखातातील फॉल्ट्स आणि भेगा वायूसाठी पसंतीचा मार्ग दर्शवतात. पृष्ठभागाकडे स्थलांतर, हे इतर संरचनात्मकदृष्ट्या नियंत्रित हायड्रोथर्मल प्रणालींमध्ये आढळणारे एक वैशिष्ट्य आहे36,37. विशेष म्हणजे, BdM शंकू आणि खड्डे नेहमीच ढिगाऱ्यांशी संबंधित नव्हते (आकृती 3a,c). यावरून असे सूचित होते की हे ढिगारे खड्ड्यांच्या निर्मितीचे पूर्वसूचक असतीलच असे नाही, जसे इतर लेखकांनी गॅस हायड्रेट झोनसाठी सुचवले आहे32,33. आमचे निष्कर्ष या गृहीतकाला समर्थन देतात की घुमटाकार समुद्रतळावरील गाळाच्या विघटनामुळे नेहमीच खड्ड्यांची निर्मिती होत नाही.
गोळा केलेल्या तीन वायू उत्सर्जनांमध्ये हायड्रोथर्मल द्रवांची वैशिष्ट्यपूर्ण रासायनिक चिन्हे दिसतात, म्हणजेच प्रामुख्याने CO2, सोबतच रिड्यूसिंग वायू (H2S, CH4 आणि H2) आणि हलके हायड्रोकार्बन्स (विशेषतः बेंझिन आणि प्रोपिलीन)38,39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 (तक्ता S1) यांचे लक्षणीय प्रमाण. वातावरणातील वायूंची (जसे की O2) उपस्थिती, जे पाणबुडीच्या उत्सर्जनात अपेक्षित नाहीत, ती नमुना घेण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या प्लास्टिक बॉक्समध्ये साठवलेल्या वायूंच्या संपर्कात येणाऱ्या समुद्राच्या पाण्यात विरघळलेल्या हवेमुळे होणाऱ्या प्रदूषणामुळे असू शकते, कारण ROVs समुद्राच्या तळापासून समुद्रात परत जाण्यासाठी काढले जातात. याउलट, सकारात्मक δ15N मूल्ये आणि ASW (हवेने संपृक्त पाणी) पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असलेले उच्च N2/Ar (480 पर्यंत) हे सूचित करतात की बहुतेक N2 वातावरणाबाहेरील स्रोतांमधून तयार होतो, जे या वायूंच्या प्रबळ हायड्रोथर्मल उत्पत्तीशी सुसंगत आहे. BdM ची हायड्रोथर्मल-ज्वालामुखी उत्पत्ती CO2 आणि He चे प्रमाण आणि त्यांच्या समस्थानिक वैशिष्ट्यांवरून वायूची पुष्टी होते. कार्बन समस्थानिके (δ13C-CO2 -0.93% ते +0.4% पर्यंत) आणि CO2/3He मूल्ये (1.7 × 10¹⁰ ते 4.1 × 10¹⁰ पर्यंत) असे सूचित करतात की BdM नमुने नेपल्सच्या आखाताच्या मॅन्टलच्या टोकाकडील सदस्यांभोवतीच्या फ्युमारोल्सच्या मिश्र प्रवाहाशी आणि डीकार्बोनायझेशन अभिक्रियेमुळे तयार झालेल्या वायूंच्या संबंधाशी संबंधित आहेत (आकृती 6). अधिक स्पष्टपणे सांगायचे झाल्यास, BdM वायूचे नमुने मिश्रणाच्या प्रवाहावर, जवळपासच्या कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि सोम्मा-वेसुवियस ज्वालामुखींमधील द्रवांच्या ठिकाणीच स्थित आहेत. ते इस्चिया फ्युमारोल्सपेक्षा अधिक भूकवचाच्या जवळ आहेत, जे मॅन्टलच्या टोकाच्या अधिक जवळ आहेत. सोम्मा-वेसुवियस आणि कॅम्पि फ्लेग्रेईमध्ये 3He/4He ची मूल्ये जास्त आहेत. BdM (R/Ra १.६६ ते १.९६ दरम्यान; तक्ता S1) पेक्षा (R/Ra २.६ ते २.९ दरम्यान) जास्त आहे. यावरून असे सूचित होते की रेडिओजेनिक He चा समावेश आणि संचय त्याच मॅग्मा स्रोतामधून झाला आहे ज्याने सोम्मा-वेसुवियस आणि कॅम्पि फ्लेग्रेई ज्वालामुखींना ऊर्जा पुरवली. BdM उत्सर्जनामध्ये शोधण्यायोग्य सेंद्रिय कार्बन अंशांची अनुपस्थिती असे सूचित करते की BdM च्या वायू-उत्सर्जन प्रक्रियेमध्ये सेंद्रिय गाळाचा सहभाग नाही.
वर नमूद केलेल्या डेटावरून आणि समुद्राखालील वायू-समृद्ध प्रदेशांशी संबंधित घुमटाकार संरचनांच्या प्रायोगिक मॉडेल्सच्या निकालांवरून, खोल वायू दाबामुळे किलोमीटर-स्केल BdM डोम्सची निर्मिती होऊ शकते. BdM व्हॉल्टला कारणीभूत असलेल्या अतिरिक्त दाब Pdef चा अंदाज घेण्यासाठी, आम्ही एक थिन-प्लेट मेकॅनिक्स मॉडेल33,34 लागू केले, ज्यामध्ये गोळा केलेल्या मॉर्फोलॉजिकल आणि सिस्मिक डेटावरून असे गृहीत धरले की, BdM व्हॉल्ट हा विकृत मऊ चिकट ठेवीपेक्षा मोठ्या त्रिज्येचा एक उपवर्तुळाकार थर आहे. उभ्या कमाल विस्थापन w आणि जाडी h (पूरक आकृती S1). Pdef म्हणजे एकूण दाब आणि खडकाचा स्थिर दाब अधिक पाण्याच्या स्तंभाचा दाब यांमधील फरक. BdM येथे, त्रिज्या सुमारे 2,500 मीटर आहे, w 20 मीटर आहे आणि सिस्मिक प्रोफाइलवरून अंदाजित कमाल h सुमारे 100 मीटर आहे. आम्ही संबंधावरून Pdef 46Pdef = w 64 D/a4 ची गणना करतो, जिथे D ही फ्लेक्झुरल स्टिफनेस आहे; D हे (E h3)/[12(1 – ν2)] ने दिले जाते, जिथे E हा निक्षेपाचा यंगचा मापांक आहे, ν हे पॉइसनचे गुणोत्तर (~0.5) आहे³³. BdM गाळाचे यांत्रिक गुणधर्म मोजता येत नसल्यामुळे, आम्ही E = 140 kPa असे निश्चित केले आहे, जे BdM¹⁴,²⁴ सारख्या किनारी वालुकामय गाळासाठी एक वाजवी मूल्य आहे⁴⁷. आम्ही गाळयुक्त चिकणमातीच्या निक्षेपांसाठी साहित्यात नोंदवलेल्या उच्च E मूल्यांचा (300 < E < 350,000 kPa)³³,³⁴ विचार करत नाही, कारण BDM निक्षेप मुख्यत्वे वाळूचे बनलेले असतात, गाळ किंवा गाळयुक्त चिकणमातीचे नाही²⁴. आम्हाला Pdef = 0.3 Pa मिळते, जे गॅस हायड्रेट बेसिन वातावरणातील समुद्रतळाच्या उत्थान प्रक्रियेच्या अंदाजांशी सुसंगत आहे, जिथे Pdef 10⁻² ते 10³ Pa पर्यंत बदलते, आणि कमी मूल्ये कमी w/a आणि/किंवा BdM मध्ये, गाळाच्या स्थानिक वायू संपृक्ततेमुळे होणारी कडकपणातील घट आणि/किंवा आधीपासून अस्तित्वात असलेल्या भेगांचे दिसणे हे देखील अपयशास आणि परिणामी वायू उत्सर्जनास हातभार लावू शकते, ज्यामुळे निरीक्षण केलेल्या वायुवीजन संरचनांची निर्मिती शक्य होते. गोळा केलेल्या परावर्तित भूकंपात्मक प्रोफाइलने (आकृती ७) असे दर्शविले की PS गाळ GSL पासून वर उचलला गेला, ज्यामुळे त्याच्यावरील MS सागरी गाळ वर ढकलला गेला, परिणामी ढिगारे, घड्या, विभंग आणि गाळाचे छेद (आकृती ७b,c) तयार झाले. यावरून असे सूचित होते की १४.८ ते १२ हजार वर्षे जुना प्युमिस, वायूच्या ऊर्ध्वगामी वहन प्रक्रियेद्वारे तरुण MS थरात घुसला आहे. BdM संरचनेची आकारिक वैशिष्ट्ये ही GSL द्वारे निर्माण झालेल्या द्रव विसर्जनामुळे तयार झालेल्या अतिरिक्त दाबाचा परिणाम म्हणून पाहिली जाऊ शकतात. समुद्राच्या तळापासून १७० मीटर bsl४८ पेक्षा जास्त उंचीपर्यंत सक्रिय विसर्जन दिसू शकते हे लक्षात घेता, आम्ही असे गृहीत धरतो की GSL मधील द्रवाचा अतिरिक्त दाब १,७०० kPa पेक्षा जास्त आहे. गाळामधील वायूंच्या ऊर्ध्वगामी स्थलांतराचा परिणाम म्हणून पदार्थ स्वच्छ करण्याचे कामही झाले. एमएस मध्ये समाविष्ट, जे BdM25 वर नमुना घेतलेल्या ग्रॅव्हिटी कोअरमध्ये अव्यवस्थित गाळाच्या उपस्थितीचे स्पष्टीकरण देते. शिवाय, GSL चा अतिदाब एक जटिल फ्रॅक्चर प्रणाली तयार करतो (आकृती 7b मधील बहुभुजी फॉल्ट). एकत्रितपणे, ही आकारिकी, रचना आणि स्तरशास्त्रीय स्थिरीकरण, ज्याला "पॅगोडा"49,50 म्हणून संबोधले जाते, मूळतः जुन्या हिमनदीच्या निर्मितीच्या दुय्यम परिणामांना कारणीभूत मानले गेले होते, आणि सध्या वर येणाऱ्या वायूचे31,33 किंवा बाष्पीभवनजन्य खनिजांचे50 परिणाम म्हणून त्याचा अर्थ लावला जातो. कॅम्पानियाच्या खंडीय सीमेवर, बाष्पीभवनजन्य गाळ दुर्मिळ आहेत, किमान भूकवचाच्या सर्वात वरच्या 3 किमीमध्ये तरी. म्हणून, BdM पॅगोडांच्या वाढीची यंत्रणा गाळामधील वायूच्या वाढीद्वारे नियंत्रित असण्याची शक्यता आहे. या निष्कर्षाला पॅगोडाच्या पारदर्शक भूकंपात्मक फेसीज (आकृती 7), तसेच पूर्वी नोंदवलेल्या ग्रॅव्हिटी कोअर डेटा24 द्वारे समर्थन मिळते, जिथे सध्याची वाळू 'पोमिसी प्रिन्सिपाली'25 आणि 'नेपल्स यलो' सह बाहेर पडते. टफ'२६ कॅम्पि फ्लेग्रेई. शिवाय, पीएस निक्षेपांनी सर्वात वरच्या एमएस थरात शिरकाव करून त्याला विकृत केले (आकृती ७डी). ही संरचनात्मक मांडणी सूचित करते की पॅगोडा ही केवळ एक गॅस पाइपलाइन नसून एक वर आलेली रचना आहे. अशाप्रकारे, पॅगोडाच्या निर्मितीवर दोन मुख्य प्रक्रिया नियंत्रण ठेवतात: अ) खालून वायू आत शिरल्यामुळे मऊ गाळाची घनता कमी होते; ब) वायू-गाळाचे मिश्रण वर येते, ज्यामुळे निरीक्षण केलेल्या घड्या, विभंग आणि भेगा पडून एमएस (MS) निक्षेप तयार होतात (आकृती ७). दक्षिण स्कॉशिया समुद्रातील (अंटार्क्टिका) गॅस हायड्रेट्सशी संबंधित पॅगोडांसाठी अशीच एक निर्मिती यंत्रणा प्रस्तावित केली गेली आहे. बीडीएम (BdM) पॅगोडा डोंगराळ भागात समूहांमध्ये आढळले आणि त्यांचा उभा विस्तार दुतर्फा प्रवास वेळेत (TWTT) सरासरी ७०-१०० मीटर होता (आकृती ७अ). एमएस (MS) लाटांच्या उपस्थितीमुळे आणि बीडीएम (BdM) ग्रॅव्हिटी कोअरच्या स्तररचनेचा विचार करता, आम्ही असा निष्कर्ष काढतो की पॅगोडा संरचनांच्या निर्मितीचे वय सुमारे १४-१२ हजार वर्षांपेक्षा कमी आहे. शिवाय, या संरचनांची वाढ अजूनही सक्रिय आहे (आकृती ७ड), कारण काही पॅगोडांनी त्यांच्यावरील सध्याच्या बीडीएम (BdM) वाळूमध्ये शिरकाव करून तिला विकृत केले आहे (आकृती ७ड).
पॅगोडा सध्याच्या समुद्रतळाला ओलांडण्यात अयशस्वी होणे हे सूचित करते की (अ) वायूचे वर येणे आणि/किंवा वायू-गाळ मिश्रणाची स्थानिक समाप्ती, आणि/किंवा (ब) वायू-गाळ मिश्रणाचा संभाव्य पार्श्व प्रवाह स्थानिक अतिदाब प्रक्रियेस परवानगी देत ​​नाही. डायपिर सिद्धांत मॉडेल५२ नुसार, पार्श्व प्रवाह खालून येणाऱ्या चिखल-वायू मिश्रणाच्या पुरवठ्याचा दर आणि पॅगोडा वर सरकण्याच्या दरामध्ये नकारात्मक संतुलन दर्शवतो. पुरवठा दरातील घट ही वायू पुरवठा बंद झाल्यामुळे मिश्रणाच्या घनतेत होणाऱ्या वाढीशी संबंधित असू शकते. वर सारांशित केलेले परिणाम आणि पॅगोडाचे उत्प्लावकता-नियंत्रित वर येणे आपल्याला हवेच्या स्तंभाची उंची hg चा अंदाज लावण्यास मदत करते. उत्प्लावकता ΔP = hgg (ρw – ρg) या सूत्राने दिली जाते, जिथे g हे गुरुत्वाकर्षण (९.८ मी/से²) आहे आणि ρw व ρg अनुक्रमे पाणी आणि वायूची घनता आहेत. ΔP ही पूर्वी गणना केलेल्या Pdef आणि गाळाच्या थराचा लिथोस्टॅटिक दाब Plith, म्हणजेच ρsg h, जिथे ρs ही गाळाची घनता आहे. या प्रकरणात, अपेक्षित उत्प्लावकतेसाठी आवश्यक hg चे मूल्य hg = (Pdef + Plith)/[g (ρw – ρg)] या सूत्राने दिले जाते. BdM मध्ये, आपण Pdef = 0.3 Pa आणि h = 100 m (वर पहा), ρw = 1,030 kg/m3, ρs = 2,500 kg/m3 असे सेट करतो, ρg नगण्य आहे कारण ρw ≫ρg. आपल्याला hg = 245 m मिळते, जे GSL च्या तळाची खोली दर्शवते. ΔP हे 2.4 MPa आहे, जो BdM समुद्रतळ तोडण्यासाठी आणि झरे तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेला अतिरिक्त दाब आहे.
BdM वायूची रचना ही भूकवचातील खडकांच्या डीकार्बोनायझेशन अभिक्रियांशी संबंधित द्रव्यांच्या समावेशामुळे बदललेल्या मॅन्टल स्रोतांशी सुसंगत आहे (आकृती ६). BdM डोम्स आणि इस्चिया, कॅम्पि फ्लेग्रे, आणि सोमा-वेसुवियस यांसारख्या सक्रिय ज्वालामुखींची अंदाजे पूर्व-पश्चिम दिशा, तसेच उत्सर्जित वायूंची रचना, असे सूचित करते की संपूर्ण नेपल्स ज्वालामुखी प्रदेशाखालील मॅन्टलमधून उत्सर्जित होणारे वायू मिश्रित आहेत आणि भूकवचातील अधिकाधिक द्रव पश्चिमेकडून (इस्किया) पूर्वेकडे (सोमा-वेसुवियस) वाहत आहेत (आकृती १ब आणि ६).
आम्ही असा निष्कर्ष काढला आहे की नेपल्सच्या बंदरापासून काही किलोमीटर अंतरावर, नेपल्सच्या उपसागरात, २५ चौरस किलोमीटर रुंदीची एक घुमटासारखी रचना आहे, जी पॅगोडा आणि ढिगाऱ्यांच्या स्थानामुळे निर्माण झालेल्या सक्रिय वायू-उत्सर्जन प्रक्रियेने प्रभावित आहे. सध्या, BdM संकेत असे सूचित करतात की मॅग्मा-विरहित खळबळ ही प्रारंभिक ज्वालामुखी क्रियेच्या, म्हणजेच मॅग्मा आणि/किंवा उष्ण द्रव्यांच्या सुरुवातीच्या उत्सर्जनाच्या, आधीपासून अस्तित्वात असू शकते. या घटनांच्या उत्क्रांतीचे विश्लेषण करण्यासाठी आणि संभाव्य मॅग्मा-संबंधित गडबडी दर्शवणारे भू-रासायनिक आणि भू-भौतिक संकेत शोधण्यासाठी देखरेख उपक्रम राबवले पाहिजेत.
SAFE_2014 (ऑगस्ट २०१४) मोहिमेदरम्यान, राष्ट्रीय संशोधन परिषद किनारी सागरी पर्यावरण संस्थेद्वारे (IAMC) R/V युरानिया (CNR) या जहाजावर ध्वनिक जलस्तंभ प्रोफाइल (2D) मिळवण्यात आले. ध्वनिक नमुना संकलन ३८ kHz वर कार्यरत असलेल्या सिमराड EK60 या वैज्ञानिक बीम-स्प्लिटिंग इको साउंडरद्वारे करण्यात आले. ध्वनिक डेटा सुमारे ४ किमीच्या सरासरी वेगाने रेकॉर्ड करण्यात आला. गोळा केलेल्या इकोसाउंडर प्रतिमांचा उपयोग द्रव विसर्जन ओळखण्यासाठी आणि संकलन क्षेत्रात (समुद्रसपाटीपासून ७४ ते १८० मीटर खाली) त्यांचे स्थान अचूकपणे निश्चित करण्यासाठी करण्यात आला. मल्टीपॅरामीटर प्रोब्स (वाहकता, तापमान आणि खोली, CTD) वापरून जलस्तंभातील भौतिक आणि रासायनिक पॅरामीटर्स मोजण्यात आले. CTD 911 प्रोब (सीबर्ड, इलेक्ट्रॉनिक्स इंक.) वापरून डेटा गोळा करण्यात आला आणि SBED-Win32 सॉफ्टवेअर (सीसेव्ह, आवृत्ती ७.२३.२) वापरून त्यावर प्रक्रिया करण्यात आली. "पोलक्स III" (GEItaliana) या ROV उपकरणाचा वापर करून समुद्रतळाची दृश्य तपासणी करण्यात आली. दोन (लो आणि हाय डेफिनेशन) कॅमेऱ्यांसहित असलेले (रिमोटने चालणारे वाहन).
१०० किलोहर्ट्झ सिमरॅड ईएम७१० मल्टीबीम सोनार प्रणाली (कॉन्ग्सबर्ग) वापरून मल्टीबीम डेटा संपादन केले गेले. बीम पोझिशनिंगमध्ये सब-मेट्रिक त्रुटी सुनिश्चित करण्यासाठी ही प्रणाली डिफरेंशियल ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टमशी जोडलेली आहे. ध्वनिक स्पंदनाची वारंवारता १०० किलोहर्ट्झ, फायरिंग पल्स १५०° अंशांचा आणि ४०० बीमचे संपूर्ण ओपनिंग आहे. संपादनादरम्यान रिअल-टाइममध्ये ध्वनी वेग प्रोफाइल मोजा आणि लागू करा. नेव्हिगेशन आणि भरती-ओहोटी सुधारणेसाठी आंतरराष्ट्रीय जलसर्वेक्षण संस्थेच्या मानकानुसार (https://www.iho.int/iho_pubs/standard/S-44_5E.pdf) PDS2000 सॉफ्टवेअर (रेसन-थेल्स) वापरून डेटावर प्रक्रिया केली गेली. अपघाती इन्स्ट्रुमेंट स्पाइक्स आणि खराब-गुणवत्तेच्या बीम वगळण्यामुळे होणारा आवाज कमी करण्यासाठी बँड एडिटिंग आणि डी-स्पायकिंग साधनांचा वापर केला गेला. मल्टी-बीम ट्रान्सड्यूसरजवळ असलेल्या कील स्टेशनद्वारे सतत ध्वनी वेग शोधला जातो आणि दर ६-८ तासांनी पाण्याच्या स्तंभातील रिअल-टाइम ध्वनी वेग प्रोफाइल मिळवून लागू केले जातात, जेणेकरून रिअल-टाइम ध्वनी वेग उपलब्ध होईल. योग्य बीम स्टीअरिंगसाठी. संपूर्ण डेटासेटमध्ये अंदाजे ४४० चौरस किलोमीटर (०-१२०० मीटर खोली) क्षेत्र आहे. या डेटाचा वापर १ मीटर ग्रिड सेल आकाराच्या उच्च-रिझोल्यूशन डिजिटल टेरेन मॉडेल (DTM) साठी करण्यात आला. अंतिम DTM (आकृती १अ) इटालियन भू-लष्करी संस्थेद्वारे २० मीटर ग्रिड सेल आकारात मिळवलेल्या भूभागाच्या डेटासह (समुद्रसपाटीपासून >० मीटर उंचीवर) तयार करण्यात आले.
2007 आणि 2014 मध्ये R/V युरानियावर झालेल्या सुरक्षित सागरी मोहिमांदरम्यान गोळा केलेल्या 55-किलोमीटर लांबीच्या उच्च-रिझोल्यूशन सिंगल-चॅनल सिस्मिक डेटा प्रोफाइलने अंदाजे 113 चौरस किलोमीटर क्षेत्र व्यापले होते. मॅरिस्क प्रोफाइल (उदा., L1 सिस्मिक प्रोफाइल, आकृती 1b) IKB-Seistec बूमर प्रणाली वापरून मिळवले गेले. डेटा संकलन युनिटमध्ये 2.5 मीटर लांबीची कॅटामरान असते, ज्यामध्ये स्रोत आणि रिसीव्हर ठेवलेले असतात. स्रोताच्या सिग्नेचरमध्ये एकच पॉझिटिव्ह पीक असते, जे 1-10 kHz च्या फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये वैशिष्ट्यीकृत असते आणि 25 सेमी अंतरावर असलेल्या रिफ्लेक्टर्सना वेगळे करण्यास अनुमती देते. जिओट्रेस सॉफ्टवेअर (जिओ मरीन सर्व्हे सिस्टीम) शी जोडलेल्या 1.4 Kj मल्टी-टिप जिओस्पार्क सिस्मिक स्रोताचा वापर करून सुरक्षित सिस्मिक प्रोफाइल मिळवले गेले. या प्रणालीमध्ये 1-6.02 KHz चा स्रोत असलेली एक कॅटामरान असते, जी पाण्याच्या खालील मऊ गाळात 400 मिलिसेकंदांपर्यंत खोलवर प्रवेश करते. समुद्रतळ, ज्याचे सैद्धांतिक उभे रिझोल्यूशन ३० सेमी आहे. सेफ आणि मार्सिक दोन्ही उपकरणे ०.३३ शॉट्स/सेकंद या दराने, जहाजाचा वेग <३ नॉट्स असताना मिळवण्यात आली. जिओसुइट ऑलवर्क्स सॉफ्टवेअर वापरून खालील कार्यप्रवाहाने डेटावर प्रक्रिया करून तो सादर करण्यात आला: डायलेशन करेक्शन, वॉटर कॉलम म्यूटिंग, २-६ किलोहर्ट्झ बँडपास आयआयआर फिल्टरिंग आणि एजीसी.
पाण्याखालील फ्युमारोलमधील वायू समुद्राच्या तळावर गोळा केला गेला. यासाठी, ROV द्वारे व्हेंटवर उलटा ठेवलेल्या, वरच्या बाजूला रबर डायफ्राम असलेल्या प्लास्टिकच्या बॉक्सचा वापर करण्यात आला. एकदा बॉक्समध्ये प्रवेश करणाऱ्या हवेच्या बुडबुड्यांनी समुद्राच्या पाण्याची जागा पूर्णपणे घेतली की, ROV ला पुन्हा १ मीटर खोलीवर नेले जाते आणि डायव्हर गोळा केलेला वायू रबर सेप्टममधून, टेफ्लॉन स्टॉपकॉक असलेल्या दोन आधीच रिकाम्या केलेल्या ६० मिलीच्या काचेच्या फ्लास्कमध्ये हस्तांतरित करतो. यापैकी एका फ्लास्कमध्ये २० मिली ५N NaOH द्रावण (गेगेनबाख-प्रकारचा फ्लास्क) भरलेले होते. मुख्य आम्लधर्मी वायू (CO2 आणि H2S) अल्कधर्मी द्रावणात विरघळतात, तर कमी विद्राव्यता असलेले वायू (N2, Ar+O2, CO, H2, He, Ar, CH4 आणि हलके हायड्रोकार्बन्स) सॅम्पलिंग बॉटलच्या हेडस्पेसमध्ये साठवले जातात. अकार्बनी कमी विद्राव्यता असलेल्या वायूंचे विश्लेषण गॅस क्रोमॅटोग्राफी (GC) द्वारे करण्यात आले, ज्यासाठी १० मीटर लांबीच्या ५A मॉलिक्युलर सेन्सरने सुसज्ज असलेल्या शिमात्झू १५A चा वापर करण्यात आला. सीव्ह कॉलम आणि थर्मल कंडक्टिव्हिटी डिटेक्टर (TCD) ५४. आर्गॉन आणि O2 चे विश्लेषण ३० मीटर लांब कॅपिलरी मॉलिक्युलर सीव्ह कॉलम आणि TCD ने सुसज्ज असलेल्या थर्मो फोकस गॅस क्रोमॅटोग्राफचा वापर करून करण्यात आले. मिथेन आणि हलक्या हायड्रोकार्बन्सचे विश्लेषण क्रोमोसॉर्ब PAW ८०/१०० मेशने भरलेल्या, २३% SP १७०० ने लेपित १० मीटर लांब स्टेनलेस स्टील कॉलम आणि फ्लेम आयनायझेशन डिटेक्टर (FID) ने सुसज्ज असलेल्या शिमात्झू १४A गॅस क्रोमॅटोग्राफचा वापर करून करण्यात आले. द्रव अवस्थेचा वापर १) CO2, ०.५ N HCl द्रावणाने (मेट्रोहम बेसिक टिट्रिनो) टायट्रेट करून आणि २) H2S, ५ मिली H2O2 (३३%) ने ऑक्सिडेशन केल्यानंतर, आयन क्रोमॅटोग्राफी (IC) (वांटॉन्ग ७६१) द्वारे विश्लेषणासाठी करण्यात आला. टायट्रेशन, GC आणि IC विश्लेषणाची विश्लेषणात्मक त्रुटी ५% पेक्षा कमी आहे. वायू मिश्रणांसाठी मानक निष्कर्षण आणि शुद्धीकरण प्रक्रिया केल्यानंतर, 13C/12C CO2 (δ13C-CO2% आणि V-PDB म्हणून व्यक्त केलेले) चे विश्लेषण फिनिंगन डेल्टा एस मास स्पेक्ट्रोमीटर55,56 वापरून करण्यात आले. बाह्य अचूकतेचा अंदाज घेण्यासाठी वापरलेले मानक कॅरारा आणि सॅन व्हिन्सेंझो मार्बल (अंतर्गत), NBS18 आणि NBS19 (आंतरराष्ट्रीय) होते, तर विश्लेषणात्मक त्रुटी आणि पुनरुत्पादकता अनुक्रमे ±0.05% आणि ±0.1% होती.
δ15N (हवेच्या तुलनेत % मध्ये व्यक्त केलेले) आणि 40Ar/36Ar ची मूल्ये फिनिगन डेल्टा प्लसXP कंटीन्युअस फ्लो मास स्पेक्ट्रोमीटरला जोडलेल्या एजिलेंट 6890 N गॅस क्रोमॅटोग्राफ (GC) चा वापर करून निर्धारित केली गेली. विश्लेषणातील त्रुटी आहे: δ15N±0.1%, 36Ar<1%, 40Ar<3%. He समस्थानिक गुणोत्तर (R/Ra मध्ये व्यक्त केलेले, जिथे R हे नमुन्यात मोजलेले 3He/4He आहे आणि Ra हे वातावरणातील तेच गुणोत्तर आहे: 1.39 × 10−6)57 INGV-पलेर्मो (इटली) च्या प्रयोगशाळेत निर्धारित केले गेले. He आणि Ne वेगळे केल्यानंतर 3He, 4He आणि 20Ne हे ड्युअल कलेक्टर मास स्पेक्ट्रोमीटर (हेलिक्स SFT-GVI)58 वापरून निर्धारित केले गेले. विश्लेषणातील त्रुटी ≤ 0.3%. He आणि Ne साठीचे ठराविक ब्लँक्स खालीलप्रमाणे आहेत: अनुक्रमे <10-14 आणि <10-16 मोल.
या लेखाचा संदर्भ कसा द्यावा: Passaro, S. et al.Seafloor uplift driven by a degassing process reveals budding volcanic activity along the coast.science.Rep. 6, 22448; doi: 10.1038/srep22448 (2016).
अहारोन, पी. आधुनिक आणि प्राचीन समुद्रतळावरील हायड्रोकार्बन गळती आणि झऱ्यांचे भूविज्ञान आणि जीवशास्त्र: एक परिचय. जिओग्राफिक ओशन राईट. 14, 69–73 (1994).
पॉल, सीके आणि डिलन, डब्ल्यूपी गॅस हायड्रेट्सचे जागतिक अस्तित्व. क्वेनवोल्डन, केए आणि लोरेन्सन, टीडी (संपादक) ३-१८ (नैसर्गिक गॅस हायड्रेट्स: अस्तित्व, वितरण आणि शोध. अमेरिकन जिओफिजिकल युनियन जिओफिजिकल मोनोग्राफ १२४, २००१).
फिशर, एटी भूभौतिकीय मर्यादा हायड्रोथर्मल अभिसरणावर. इन: हाल्बाख, पीई, ट्युनिक्लिफ, व्ही. आणि हेन, जेआर (संपादक) २९-५२ (डरहॅम कार्यशाळेचा अहवाल, सागरी हायड्रोथर्मल प्रणालींमध्ये ऊर्जा आणि वस्तुमान हस्तांतरण, डरहॅम युनिव्हर्सिटी प्रेस, बर्लिन (२००३)).
कुमू, डी., ड्रीसनर, टी. आणि हेनरिक, सी. मध्य-महासागरीय पर्वतरांगेतील जलऔष्णिक प्रणालींची रचना आणि गतिशीलता. सायन्स 321, 1825–1828 (2008).
बॉसवेल, आर. आणि कॉलेट, टी.एस. गॅस हायड्रेट संसाधनांवरील सद्य दृष्टिकोन. ऊर्जा आणि पर्यावरण. विज्ञान. 4, 1206–1215 (2011).
इव्हान्स, आर.जे., डेव्हिस, आर.जे. आणि स्टीवर्ट, एस.ए. दक्षिण कॅस्पियन समुद्रातील किलोमीटर-स्केल चिखल ज्वालामुखी प्रणालीची अंतर्गत रचना आणि उद्रेकाचा इतिहास. बेसिन रिझर्व्हॉयर 19, 153–163 (2007).
लिओन, आर. व इतर. कॅडिझच्या आखातातील खोल पाण्यातील कार्बोनेट चिखलाच्या ढिगाऱ्यांमधून हायड्रोकार्बनच्या गळतीशी संबंधित समुद्राच्या तळावरील वैशिष्ट्ये: चिखलाच्या प्रवाहापासून कार्बोनेट गाळापर्यंत. भूगोल मार्च. राइट. 27, 237–247 (2007).
मॉस, जेएल आणि कार्टराईट, जे. नामिबियाच्या किनाऱ्याजवळील किलोमीटर-स्केल फ्लुइड एस्केप पाइपलाइनचे 3D सिस्मिक प्रतिनिधित्व. बेसिन रिझर्व्हॉयर 22, 481–501 (2010).
अँड्रेसेन, केजे तेल आणि वायू पाइपलाइन प्रणालींमधील द्रव प्रवाहाची वैशिष्ट्ये: ते आपल्याला खोऱ्याच्या उत्क्रांतीबद्दल काय सांगतात? मार्च जिओलॉजी. 332, 89–108 (2012).
हो, एस., कार्टराईट, जेए आणि इम्बर्ट, पी. अंगोलाच्या किनाऱ्याजवळील लोअर काँगो बेसिनमधील वायू प्रवाहांच्या संबंधात निओजीन क्वाटरनरी द्रव विसर्जन संरचनेची उभी उत्क्रांती. मार्च जिओलॉजी. 332–334, 40–55 (2012).
जॉन्सन, एस. वाय. इत्यादी. वायोमिंगमधील उत्तर यलोस्टोन लेकमधील हायड्रोथर्मल आणि टेक्टॉनिक क्रियाकलाप. भूविज्ञान. सोशलिस्ट पार्टी. येस. बुल. 115, 954–971 (2003).
पटाका, ई., सार्टोरी, आर. आणि स्कँडोन, पी. टायरेनियन खोरे आणि ॲपेनाइन चाप: उत्तर टोटोनियन काळापासूनचे गतिज संबंध. मेम सोक जिओल इटाल 45, 425–451 (1990).
मिलिया आणि इतर. कॅम्पानियाच्या खंडीय सीमेवरील टेक्टॉनिक आणि भूकवचाची रचना: ज्वालामुखी क्रियाकलापांशी संबंध. खनिज. गॅसोलीन. ७९, ३३-४७ (२००३)
पिओची, एम., ब्रुनो पीपी आणि डी अस्टिस जी. रिफ्ट टेक्टोनिक्स आणि मॅग्मॅटिक अपलिफ्ट प्रक्रियांची सापेक्ष भूमिका: नेपल्स ज्वालामुखी प्रदेशातील (दक्षिण इटली) भूभौतिकीय, संरचनात्मक आणि भूरासायनिक डेटावरून निष्कर्ष. जीक्यूबेड, 6(7), 1-25 (2005).
ड्वोरॅक, जे.जे. आणि मास्ट्रोलोरेन्झो, जी. दक्षिण इटलीमधील कॅम्पि फ्लेग्रेई विवरातील अलीकडील उभ्या भूकवचाच्या हालचालींची यंत्रणा. भूविज्ञान. समाजवादी पक्ष. होय. तपशील. 263, पृष्ठ 1-47 (1991).
ओर्सी, जी. व इतर. जवळच्या कॅम्पि फ्लेग्रेई विवरातील अल्पकालीन भू-विरूपण आणि भूकंपीयता (इटली): दाट लोकवस्तीच्या क्षेत्रातील सक्रिय वस्तुमान पुनर्प्राप्तीचे एक उदाहरण. जे. व्होल्कॅनो. जिओथर्मल. रिझर्व्हॉयर. ९१, ४१५–४५१ (१९९९)
कुसानो, पी., पेट्रोसिनो, एस., आणि सॅकोरोटी, जी. इटलीमधील कॅम्पि फ्लेग्रेई ज्वालामुखी संकुलातील दीर्घकाळ टिकणाऱ्या 4D क्रियाकलापांचे हायड्रोथर्मल मूळ. जे. व्होल्केनो.जिओथर्मल.रिझर्व्हॉयर. 177, 1035–1044 (2008).
पप्पलार्डो, एल. आणि मास्ट्रोलोरेन्झो, जी. सिल-सारख्या मॅग्मॅटिक जलाशयांमध्ये जलद विभेदन: कॅम्पि फ्लेग्रेई क्रेटरमधील एक केस स्टडी. सायन्स.रेप. 2, 10.1038/srep00712 (2012).
वॉल्टर, टीआर इत्यादी. InSAR टाइम सिरीज, सहसंबंध विश्लेषण आणि वेळ-सहसंबंध मॉडेलिंग कॅम्पि फ्लेग्रेई आणि वेसुवियसचे संभाव्य युग्मन प्रकट करतात. जे. व्होल्कॅनो. जिओथर्मल. रिझर्व्हॉयर. 280, 104–110 (2014).
मिलिया, ए. आणि टोरेंटे, एम. टायरेनियन ग्रॅबेनच्या पहिल्या अर्ध्या भागाची संरचनात्मक आणि स्तरशास्त्रीय रचना (नेपल्सचे आखात, इटली). कन्स्ट्रक्टिव्ह फिजिक्स 315, 297–314.
सानो, वाय. आणि मार्टी, बी. द्वीपसमूहांमधील ज्वालामुखी राख वायूतील कार्बनचे स्रोत. केमिकल जिओलॉजी. 119, 265–274 (1995).
मिलिया, ए. डोर्न कॅनियन स्तररचना: बाह्य खंडीय शेल्फवरील समुद्र पातळीतील घट आणि टेक्टॉनिक उत्थानाला प्रतिसाद (पूर्व टायरेनियन सीमा, इटली). जिओ-मरीन लेटर्स 20/2, 101–108 (2000).