نمذجة ثلاثية الأبعاد لبنية القشرة العليا في جنوب غرب صقلية عبر بيانات برية وبحرية متعددة النهج: رؤى حول حقل Sciacca الحراري

حرارة مخفية تحت مشهد ساحلي

على طول الساحل الجنوبي الغربي لصقلية، قرب بلدة سياتشّا، تشير الينابيع الحارة، والمغاور البخارية، ونفاثات القاع البحري الدافئة إلى مصدر حرارة قوي في أعماق الأرض. يطرح هذا البحث سؤالاً بسيطاً ظاهرياً: هل هذه المظاهر المائية والغازية على اليابسة وفي البحر هي أجزاء من نظام حراري جوفي واحد وكبير؟ من خلال بناء صورة ثلاثية الأبعاد مفصلة للصخور والصدوع تحت اليابسة والبحر، يبيّن المؤلفون كيف يمكن للسوائل العميقة أن تصعد عبر الشقوق في قشرة الأرض لتغذي حقل سياتشّا الحراري.

حيث تتشارك الأرض والبحر نفس الجذور العميقة

تركز الدراسة على نظام صدع سياتشّا، وهو منطقة صدع رئيسية تقطع حافة صقلية من البحر المفتوح إلى الساحل قرب جبل كرونيو. باستخدام مقاطع انعكاس زلزالية بحرية (تصور طبقات الصخور تحت قاع البحر)، ورسم جيولوجي بري وبيانات من آبار الاستكشاف، أعاد الفريق تركيب كيفية استمرار هذه الصدوع من البحر إلى التلال على اليابسة. وجدوا أن جبل كرونيو وبنية غارقة تسمى ألتو دي سياتشّا يشكلان أجزاء من نفس الكتلة العريضة المرفوعة من صخور الكربونات التي تعرضت للضغط والقص على مدى ملايين السنين مع التحام أفريقيا وأوروبا ببطء.

بناء صورة ثلاثية الأبعاد لمستودع ساخن مدفون

من هذه البيانات المتنوعة، جمع المؤلفون نموذجاً جيولوجياً ثلاثي الأبعاد يغطي حوالي 22 في 18 كيلومتراً وينزل حتى 6 كيلومترات تحت مستوى سطح البحر. ضمنه، حددوا جسماً مطولاً من صخور الكربونات الأقدم، من العصر الثلاثي المتأخر حتى الأوليجوسين، يعمل كمستودع حراري رئيسي. طول هذا الجسم نحو 24 كيلومتراً، يصل عرضه إلى 6 كيلومترات وسُمكه نحو 4 كيلومترات، بحجم مقدّر يقارب 240 كيلومتر مكعب. فوقه تكمن طبقات أحدث أغنى بالطين والمرل تميل إلى حجز السوائل في مكانها. يوضح النموذج كيف أن الصدوع العكسية والانسحابية ترفع المستودع تحت جبل كرونيو والارتفاع البحري القريب، بينما تقطعها صدوع أخرى إلى مقصورات يمكن أن تخزن أو توجه المياه والغاز الساخن.

الصدوع كحواجز وكونية للسّوائل الساخنة

لم يكتفِ الفريق برسم الهندسة: بل قيّم أيضاً مدى احتمال انزلاق كل صدع ومرونته في السماح بمرور السوائل. باستخدام معلومات عن حقل الإجهاد القائم والضغوط المقاسة في الآبار، حسبوا «ميل الانزلاق» و«عامل التسرب» لعشرين سطح صدع رئيسي. يبدو أن العديد من الصدوع في الجزء الشمالي الشرقي من النموذج مستقرة ميكانيكياً وقابضة، تعمل كحواجز تحصر السوائل. بالمقابل، تظهر المقاطع الوسطى والجنوبي الغربي، خاصة حيث ترتبط أو تنحني الصدوع، قيم عالية لكل من الانزلاق والتسرب، مما يجعلها مسارات مفضلة. تكشف المقاطع الزلزالية عالية الدقة البحرية عن «مداخن» رأسية ونتوءات على قاع البحر — يفسّرها الباحثون على أنها براكين طينية وهياكل هروب غاز — تماماً حيث تتقاطع مثل هذه المسارات النفوذية مع الرواسب السطحية.

من المصدر العميق إلى الينابيع الدافئة ونفاثات قاع البحر

تُظهر الدراسات الجيوكيميائية لمياه سياتشّا مزيجاً من مياه الأمطار ومياه بحر معدلة غنية بغازات مثل ثاني أكسيد الكربون والهيليوم ذات بصمة من الوعاء الأرضي، مما يوحي بوجود مصدر حرارة عميق، وقد يكون بركاني المنشأ، جنوباً تحت قناة صقلية. يساعد النموذج ثلاثي الأبعاد الجديد في توضيح كيف يتحرك هذا الحر والموائع. يقترح المؤلفون أن سوائل ساخنة مالحة ترتفع شمالاً وصعوداً على طول نظام صدع سياتشّا من الأعماق، تدخل المستودع الكربوني المتشقق، وتُحبس جزئياً تحت طبقات منخفضة النفاذية. في الأماكن التي تبرز فيها صخور الكربونات إلى السطح، مثل جبل كرونيو، يمكن للسوائل أن تخرج عبر كهوف كلسية وشقوق، محدثة هواء دافئ في المغارات وينابيع حارة على المنحدرات. في البحر، حيث يبقى المستودع مدفوناً، تجد السوائل طريقها صعوداً عبر صدوع مسرّبة ونقاط ضعف في غطاء قاع البحر، مكوِّنة براكين طينية ونفاثات غاز.

لماذا هذا مهم للسلامة والطاقة النظيفة

بعبارات بسيطة، تُظهر هذه الدراسة أن منطقة سياتشّا تقوم عليها منظومة حرارية جوفية واحدة كبيرة ومتحكَّم بها بالصدوع تمتد عبر الحدود بين اليابسة والبحر. نفس البنى التي توصل المياه الحارة إلى المنتجعات والفتحات الطبيعية هي أيضاً صدوع نشطة قادرة على توليد زلازل، بعضها قرب مناطق مأهولة. من خلال ربط الجيولوجيا البرية، والفيزيائية الجيوبحرية، وسلوك السوائل في نموذج ثلاثي الأبعاد موحَّد، يوضّح البحث بصورة أدق إمكانات الطاقة الحرارية الجوفية ومخاطر الزلازل في جنوب غرب صقلية. ويقترح أن منطقة جبل كرونيو–ألتو دي سياتشّا تعد هدفاً واعداً للطاقة الحرارية الجوفية المدارة بعناية، شريطة أن تولي التطويرات المستقبلية اهتماماً دقيقاً لشبكة الصدوع المعقدة والنشطة التي تجعل هذه الحرارة المخفية في متناول اليد.

الاستشهاد: Rizzo, G.F., Maiorana, M., Gasparo Morticelli, M. et al. 3D upper crustal structure modelling in southwestern Sicily through multiapproach onshore–offshore data: insight into Sciacca Geothermal Field. Sci Rep 16, 9901 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39734-7

الكلمات المفتاحية: الأنظمة الحرارية الجوفية, السوائل المسيطر عليها بالصدوع, سياتشّا صقلية, الجيولوجيا البرية–البحرية, نمذجة القشرة ثلاثية الأبعاد