В Эгейском море, на расстоянии всего семи километров друг от друга, расположены два геологически активных объекта: известный вулкан-кальдера Санторини и его подводный сосед, вулкан Колумбо. Их близкое расположение давно заставляло ученых предполагать наличие общей магматической системы, однако прямых доказательств этой связи не было. В 2024-2025 годах серия геологических событий позволила получить уникальные данные, которые в реальном времени продемонстрировали сложный механизм их взаимодействия.
Предварительная фаза: накопление под Санторини
Первые признаки надвигающихся событий были зафиксированы в середине 2024 года. Системы спутникового позиционирования (GNSS) на острове Санторини начали регистрировать медленную, но стабильную деформацию подъема. За шесть месяцев поверхность земли в районе кальдеры поднялась приблизительно на 5 сантиметров. Одновременно увеличился поток вулканических газов, в частности диоксида углерода (CO₂) и водорода (H₂), из фумарол на острове Неа-Камени.
Кальдера Санторини
Автор: by Steve Jurvetson, CC BY 2.0Источник: www.flickr.com
Для геологов эти данные имели однозначную трактовку: происходило наполнение неглубокого магматического резервуара под Санторини. Приток свежей магмы из глубин приводил к увеличению давления и, как следствие, к раздуванию земной коры. Этот процесс указывал на Санторини как на вероятный центр будущей активности.
Ключевое событие: сейсмический криз и интрузия дайки
27 января 2025 года началась интенсивная серия землетрясений, однако, вопреки ожиданиям, ее эпицентр располагался не под Санторини, а сместился к подводному вулкану Колумбо. В течение следующего месяца было зафиксировано свыше 30 000 сейсмических толчков.
a, Карта сейсмичности у побережья острова Санторини с обозначенными основными структурными элементами. Каталог землетрясений высокого разрешения включает более 30 000 событий за период с 1 октября 2024 года по 25 февраля 2025 года. Магнитуда полноты в среднем составляет Mw = 1.3. Сейсмичность окрашена в зависимости от глубины. Сейсмометрические станции показаны желтыми треугольниками. Черные стрелки указывают на горизонтальное смещение станций непрерывных GNSS-наблюдений на острове Санторини за период с 25 января по 25 февраля 2025 года. b, Ориентации осей давления (P) и растяжения (T) тензоров момента для 180 событий с Mw > 3.6. c-f, Вертикальные разрезы через сейсмический рой с цветовой кодировкой по времени (с 25 января по 25 февраля 2025 года). f, Последовательность пространственно-временных сейсмических Фаз с I по V. Вертикальные пунктирные линии показывают положение разрезов c-e. Цитирование: Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al. Volcanic crisis reveals coupled magma system at Santorini and Kolumbo. Nature 645, 939-945 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09525-7
Автор: Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al.Источник: www.nature.com
Анализ деформаций показал еще более интересную картину. Датчики на Санторини, ранее регистрировавшие подъем, зафиксировали смещение на юго-запад и начало проседания. В то же время донные датчики давления у Колумбо также показали опускание морского дна.
Очаги землетрясений выстроились в четкую линию протяженностью около 13 километров, направленную на северо-восток от Колумбо. Это был сейсмический след интрузии дайки — трещины в земной коре, заполняемой поднимающейся магмой. Магма не извергалась на поверхность, а прокладывала себе путь горизонтально и вертикально сквозь литосферу.
a, Миграция сейсмичности, показанная по гипоцентральному расстоянию от острова Санторини, с цветовой кодировкой по глубине. Указаны видимые скорости миграции дайки во время фазы II и заметный дайкинг на северо-востоке во время фазы IV. Серая линия на заднем плане показывает кумулятивный момент, рассчитанный по Mw. b, Магнитуды момента окрашены по глубине, а серые стрелки указывают на периоды интенсивного распространения дайки. Абсолютное смещение GNSS-станции SANT на Санторини показано черной линией на заднем плане. c, Тензоры сейсмического момента с цветовой кодировкой по механизму очага и масштабированные по магнитуде. d, Когерентный сейсмический тремор, зарегистрированный в диапазоне от 1 до 10 Гц на вертикальном канале сейсмических станций в пределах 1° от центра роя. Низкая спектральная ширина указывает на высококогерентное волновое поле тремора в отличие от некогерентного шума.
Автор: Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al.Источник: www.nature.com
Реконструкция процесса: единая гидравлическая система
Интеграция сейсмических, спутниковых (InSAR), наземных (GNSS) и подводных (OBSP) данных позволила ученым восстановить последовательность событий.
Накопление давления. Первоначальный приток магмы в резервуар под Санторини увеличил напряжение во всей региональной системе разломов, действуя как спусковой механизм.
Перераспределение напряжения. Накопленное напряжение не привело к прорыву магмы под Санторини. Вместо этого оно спровоцировало дестабилизацию более глубокого магматического очага, связанного с вулканом Колумбо. Фактически, давление, созданное под Санторини, инициировало высвобождение магмы из соседнего резервуара.
Формирование дайки. Именно из магматической системы Колумбо начался прорыв магмы, который сформировал 13-километровую дайку. Это объясняет смещение сейсмической активности и последующее проседание поверхности над обоими вулканами — система начала терять магму, которая ушла на формирование интрузии.
a, Карта, показывающая поверхностные смещения, полученные по данным GNSS, OBSP и InSAR во время дайкинга в период с 23 февраля по 3 марта 2025 года, и инвертированные модели источников. Совместная геодезическая инверсия данных InSAR, GNSS и OBSP определяет местоположение сдувающегося среднекорового магматического резервуара (синий круг) под вулканом Колумбо на глубине 7.6 км (с 95% доверительным интервалом от 6.9 до 8.2 км) и уменьшение его объема на 0.076 км³ (доверительный интервал 0.069-0.082 км³). Вертикальная раздувающаяся дайка (красная линия) имеет протяженность около 13 км и простирается на глубину от 5 до 11.5 км, согласуясь с сейсмичностью (черные точки). Увеличение объема дайки составляет 0.313 км³ (доверительный интервал 0.296-0.330 км³). b, Инфляция (раздувание) в период с июля 2024 по январь 2025 года, измеренная по данным InSAR и GNSS, с моделируемым расширяющимся магматическим резервуаром на глубине 3.8 км (доверительный интервал 2.4-5.4 км) и изменением объема на 0.004 км³ (доверительный интервал 0.002-0.007 км³), со средней скоростью притока 0.26 м³ с⁻¹ (доверительный интервал 0.13-0.48 м³ с⁻¹). c, Зависящая от времени модель дайкинга в период с 25 января по 24 февраля 2025 года, построенная для пяти последовательных временных окон вдоль инвертированной дайки (a) на основе совместной инверсии данных InSAR, GNSS и OBSP. Кумулятивное раскрытие было сглажено с помощью Гауссова фильтра с окном 0.2 км. Сейсмичность вдоль профиля показана черными точками. d, Скорости потока магмы (красные и синие столбцы) из источника дефляции под Колумбо (outflow) и для инфляции дайки (inflow), а также кумулятивные объемы (красные и синие линии). Вертикальные пунктирные линии отмечают временные фазы сейсмичности.
Автор: Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al.Источник: www.nature.com
Произошел каскадный процесс, где вулканы выступили элементами единой, гидравлически связанной системы. Наполнение одной ее части привело к опустошению другой и перемещению магмы в третью локацию.
a, Карта, показывающая поверхностные смещения, полученные по данным GNSS, OBSP и InSAR во время дайкинга в период с 23 февраля по 3 марта 2025 года, и инвертированные модели источников. Совместная геодезическая инверсия данных InSAR, GNSS и OBSP определяет местоположение сдувающегося среднекорового магматического резервуара (синий круг) под вулканом Колумбо на глубине 7.6 км (с 95% доверительным интервалом от 6.9 до 8.2 км) и уменьшение его объема на 0.076 км³ (доверительный интервал 0.069-0.082 км³). Вертикальная раздувающаяся дайка (красная линия) имеет протяженность около 13 км и простирается на глубину от 5 до 11.5 км, согласуясь с сейсмичностью (черные точки). Увеличение объема дайки составляет 0.313 км³ (доверительный интервал 0.296-0.330 км³). b, Инфляция (раздувание) в период с июля 2024 по январь 2025 года, измеренная по данным InSAR и GNSS, с моделируемым расширяющимся магматическим резервуаром на глубине 3.8 км (доверительный интервал 2.4-5.4 км) и изменением объема на 0.004 км³ (доверительный интервал 0.002-0.007 км³), со средней скоростью притока 0.26 м³ с⁻¹ (доверительный интервал 0.13-0.48 м³ с⁻¹). c, Зависящая от времени модель дайкинга в период с 25 января по 24 февраля 2025 года, построенная для пяти последовательных временных окон вдоль инвертированной дайки (a) на основе совместной инверсии данных InSAR, GNSS и OBSP. Кумулятивное раскрытие было сглажено с помощью Гауссова фильтра с окном 0.2 км. Сейсмичность вдоль профиля показана черными точками. d, Скорости потока магмы (красные и синие столбцы) из источника дефляции под Колумбо (outflow) и для инфляции дайки (inflow), а также кумулятивные объемы (красные и синие линии). Вертикальные пунктирные линии отмечают временные фазы сейсмичности.
Автор: Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al.Источник: www.nature.com
Научное значение и выводы
События 2024-2025 годов предоставили несколько ключевых выводов фундаментального характера.
Во-первых, была эмпирически доказана физическая связь между вулканическими системами Санторини и Колумбо. Мониторинг одного вулкана в отрыве от его окружения может давать неполную или даже неверную картину рисков.
Во-вторых, исследование продемонстрировало критическую важность комплексного мониторинга. Только совместный анализ данных с разнородных источников (спутниковых, наземных и подводных) позволил построить точную модель происходящих процессов.
Вулканический кризис завершился без извержения, но предоставил научному сообществу бесценную информацию о динамике магматических систем. Понимание того, как вулканы-соседи взаимодействуют через сложную сеть глубинных резервуаров и каналов, необходимо для более точной оценки вулканической опасности в регионах по всему миру.
Изображение в превью:
Автор: by Steve Jurvetson, CC BY 2.0
Источник: www.flickr.com
