Lò magma khổng lồ bên dưới ngọn núi lửa Kolumbo đã được các nhà khoa học tìm thấy nhờ sử dụng kỹ thuật nghiên cứu sóng địa chấn.
Nằm sâu 500 m dưới bề mặt nước biển, cách hòn đảo Santorini của Hy Lạp khoảng 7 km, Kolumbo là một trong những ngọn núi lửa ngầm hoạt động mạnh nhất trên thế giới. Theo các tài liệu lịch sử, lần phun trào cuối cùng của nó vào năm 1650 đã giết chết ít nhất 70 người.
Trong một nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Geochemistry, Geophysics, Geosystems, các nhà địa chất học đã phát hiện một lò magma - còn gọi là buồng magma hay hốc magma - chưa từng được biết đến đang phát triển bên dưới Kolumbo và có thể kích hoạt một vụ phun trào lớn trong vòng 150 năm tới, Live Science hôm 16/1 đưa tin.
Một phần miệng núi lửa Kolumbo dưới Địa Trung Hải chụp bởi hệ thống giám sát núi lửa quốc tế. (Ảnh: SANTORY)
Lò magama là những vũng đá nóng chảy lớn tích tụ bên dưới bề mặt Trái đất. Do ít đậm đặc hơn lớp đá xung quanh, đá nóng chảy có xu hướng dâng lên qua các vết nứt và xuyên qua lớp vỏ hành tinh. Nếu tìm được đường lên bề mặt, nó sẽ tạo ra một vụ phun trào núi lửa.
Những hốc magma này thường nằm sâu bên dưới núi lửa nên rất khó phát hiện. Theo dõi những ngọn núi lửa ngầm còn thách thức hơn vì khó lắp đặt máy đo địa chấn dưới đại dương. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã thử một kỹ thuật đặc biệt để tìm hiểu cơ chế bên trong núi lửa Kolumbo.
Cụ thể, họ sử dụng phương pháp được gọi là nghịch đảo toàn dạng sóng (FWI), dùng sóng địa chấn nhân tạo để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao, cho thấy đá ngầm cứng hay mềm như thế nào.
"FWI tương tự siêu âm y tế", đồng tác giả Michele Paulatto, nhà nghiên cứu núi lửa tại Đại học Hoàng gia London, ví von. "Nó sử dụng sóng âm thanh để xây dựng hình ảnh cấu trúc ngầm của một ngọn núi lửa".
Sóng địa chấn di chuyển với tốc độ khác nhau qua Trái đất tùy thuộc vào độ cứng của đá mà chúng xuyên qua. Ví dụ, một loại sóng địa chấn được gọi là sóng P di chuyển chậm hơn nếu gặp đá lỏng, giống như magma, so với khi xuyên qua đá cứng. Bằng cách thu thập dữ liệu về vận tốc của sóng địa chấn truyền qua mặt đất, các nhà địa chất học có thể biết được nơi magma đang hình thành.
Khi ở trên tàu nghiên cứu gần Kolumbo, nhóm của Paulatto đã dùng thiết bị nén hơi bắn vào núi lửa, tạo ra sóng địa chấn ở mặt đất bên dưới. Những sóng địa chấn đó được đo bằng thiết bị đặc biệt dưới đáy biển.
Dữ liệu từ các bản ghi địa chấn cho thấy vận tốc bên dưới núi lửa giảm đáng kể, chứng tỏ sự hiện diện của một lò magma, thay vì chỉ toàn là đá rắn. Các tính toán chi tiết hơn tiết lộ lò magma này đã tăng lên với tốc độ 4 triệu m3 mỗi năm kể từ lần phun trào năm 1650 và hiện chứa khoảng 1,4 km3.
Theo tác giả đầu tiên của nghiên cứu Kajetan Chrapkiewicz, nhà địa vật lý tại Đại học Hoàng gia London, lò magma có thể đạt tới 2km3 trong vòng 150 năm tới. Đó là lượng magma ước tính mà Kolumbo đã phun ra gần 400 năm trước.
Nghiên cứu mới cho thấy tầm quan trọng của việc giám sát chặt chẽ các núi lửa dưới đáy biển. Không giống như động đất, núi lửa phun trào có thể được dự đoán ở một mức độ nào đó, nhưng chỉ khi các chuyên gia có đủ dữ liệu về sự chuyển động của magma bên dưới núi lửa.
"Chúng tôi cần dữ liệu tốt hơn về những gì thực sự diễn ra bên dưới những ngọn núi lửa ngầm. Các hệ thống giám sát liên tục sẽ cho phép tính tốt hơn về thời điểm xảy phun trào magma. Với những hệ thống này, chúng ta có thể dự đoán một vụ phun trào vài ngày trước khi nó xảy ra, nhờ đó mọi người có thể sơ tán và giữ an toàn", Chrapkiewicz nhấn mạnh.