科學家在托斯卡尼地區地底深處發現了一個巨大的岩漿系統，儘管該地區在地表幾乎沒有典型的相關跡象。研究人員利用一種稱為環境噪音層析成像的地震成像方法，偵測到約 6,000 立方公里的火山流體埋藏在地表下 8 至 15 公里處。（6,000 立方公里相當於 24 億個標準奧林匹克游泳池的體積。）
該國際團隊包含來自日內瓦大學（UNIGE）、地質與地球資源研究所（CNR-IGG）以及地球物理暨火山學國家研究所（INGV）的科學家。他們的研究成果發表在《通訊：地球與環境》（Communications Earth & Environment）期刊上，也可能幫助研究人員定位與深層岩漿活動相關的地熱儲層、鋰礦藏及稀土元素。
一個沒有明顯警示跡象的龐大岩漿系統
世界上一些最知名的火山地區，包括美國的黃石國家公園、印尼的多峇湖和紐西蘭的陶波湖，都位於蘊藏數千立方公里熔融物質的岩漿儲層之上。
科學家通常透過地表可見或可測量的證據來識別這些系統。這些跡象可能包括古代噴發沉積物、火山坑、地表隆起或沉降，以及逸出的氣體。然而，當這些跡象不存在時，即使是巨大的岩漿量也可能在地殼中未被發現。
這似乎就是托斯卡尼的情況。來自日內瓦大學的研究人員與地質與地球資源研究所（IGG-CNR）及地球物理暨火山學國家研究所（INGV）的專家合作，繪製了地殼內約 6,000 立方公里的火山流體圖。
新識別出的物質橫跨托斯卡尼地區，深度介於 8 至 15 公里之間。
從地質時間尺度來看，如此規模的岩漿體理論上可能在超級火山的發展中扮演角色。然而，研究人員強調，該系統目前並不構成威脅。
日內瓦大學科學院地球科學系副教授 Matteo Lupi 領導了這項研究，他解釋說：「我們知道這個從北向南貫穿托斯卡尼的地區具有地熱活動，但我們沒有意識到它含有如此大量的岩漿，其規模可與黃石等超級火山系統相比。」
利用地球的背景噪音作為地下 X 光
該團隊透過環境噪音層析成像技術定位了岩漿，這是一種地震學家常用於檢查地表下隱藏結構的技術。這種方法透過分析由海浪、風和人類活動持續產生的微弱振動，如同對地殼進行「X 光」掃描一樣運作。
當這些振動穿過地面時，地表的地震儀會記錄波的傳播速度。研究人員為這項研究部署了大約 60 個高解析度感測器。
當地震波穿過異常高溫或部分熔融的物質時，其速度通常會減慢。透過識別波速較低的區域，研究人員能夠精確定位岩漿可能的位置。
然後，他們結合這些測量數據，創建了研究區域地下結構的三維重建圖。
地熱能源和關鍵礦物的全新工具
這項發現不僅對理解托斯卡尼的地質學具有啟示意義。由於環境噪音層析成像能夠相對快速且經濟地勘測大片地下區域，因此它可能提供一種搜尋地熱能源和礦產資源的有用方法。
深層岩漿系統通常與鋰和稀土元素礦床有關。這些材料對於電動車電池等技術以及能源轉型所需的其他組件日益重要。
Matteo Lupi 總結道：「這些結果對於基礎研究和實際應用都很重要，例如定位地熱儲層或富含鋰和稀土元素的礦床，這些元素例如用於電動車電池。除了其重大的科學意義外，這些研究表明，層析成像透過快速且低成本地勘測地表下，可以成為能源轉型的有用工具。」