3D-model van de bovenste korst in zuidwestelijk Sicilië met behulp van meerdere onshore–offshore benaderingen: inzicht in het Geothermisch Veld van Sciacca

Verborgen warmte onder een kustlandschap

Langs de zuidwestkust van Sicilië, nabij de stad Sciacca, wijzen warme bronnen, dampende grotten en warme seepplaatsen op de zeebodem op een krachtige warmtebron diep in de ondergrond. Deze studie stelt een ontwricht eenvoudig klinkende vraag: maken deze onshore en offshore warmwater- en gasverschijnselen deel uit van één groot, verborgen geothermisch systeem? Door een gedetailleerd driedimensionaal beeld te bouwen van de gesteenten en breuken onder land en zee, tonen de auteurs aan hoe diepe vloeistoffen omhoog kunnen migreren langs scheuren in de aardkorst en zo het Geothermisch Veld van Sciacca voeden.

Waar land en zee dezelfde diepe wortels delen

Het onderzoek richt zich op het Sciacca-breukensysteem, een belangrijke breukzone die de Siciliaanse marge doorkruist van de open zee tot de kust nabij de Monte Kronio. Met mariene seismische reflectieprofielen (die gesteentelagen onder de zeebodem afbeelden), terrein-geologische kaartlegging en gegevens uit exploratieputten reconstrueerde het team hoe deze breuken continuëren van offshore naar de heuvels aan land. Ze vonden dat de Monte Kronio en een ondergedoken structuur die Alto di Sciacca wordt genoemd, onderdelen vormen van hetzelfde brede, opgeheven blok van kalksteenachtige gesteenten dat over miljoenen jaren is samengedrukt en geschoven door de langzame botsing van Afrika en Europa.

Een 3D-beeld van een begraven warm reservoir

Op basis van deze diverse gegevens stelden de auteurs een driedimensionaal geologisch model samen dat zich uitstrekt over ongeveer 22 bij 18 kilometer en tot 6 kilometer onder zeeniveau reikt. Daarbinnen omschreven ze een langgerekte massa van oudere carbonate gesteenten, van Laat-Trias tot Oligoceen, die fungeert als het belangrijkste geothermische reservoir. Dit lichaam is ongeveer 24 kilometer lang, tot 6 kilometer breed en zo’n 4 kilometer dik, met een geschat volume van circa 240 kubieke kilometer. Bovenop liggen jongere, klei- en mergelrijke lagen die ertoe neigen vloeistoffen vast te houden. Het model laat zien hoe inversie- en strike-slipbreuken het reservoir opheffen onder de Monte Kronio en de nabijgelegen offshore rug, terwijl andere breuken het in compartimenten snijden die warme wateren en gas kunnen opslaan of leiden.

Breuken als zowel barrières als snelwegen voor hete vloeistoffen

Het team ging verder dan alleen het in kaart brengen van de geometrie: ze evalueerden ook hoe waarschijnlijk het is dat individuele breuken verschuiven en vloeistoffen doorlaten. Met informatie over het hedendaagse spanningsveld en drukken gemeten in putten berekenden ze een “schuifneiging” en een “lekkagefactor” voor 20 belangrijke breukvlakken. Veel breuken in het noordoostelijke deel van het model blijken mechanisch stabiel en afsluitend te zijn, en werken als barrières die vloeistoffen begrenzen. In contrast tonen centrale en zuidwestelijke segmenten, met name waar breuken koppelen of buigen, hoge waarden voor zowel schuif als lekkage, waardoor ze als bevoordeelde conduits worden aangemerkt. Hoge-resolutie seismische profielen offshore onthullen verticale “schachten” en heuvelachtige structuren op de zeebodem — geïnterpreteerd als moddervulkanen en gasontsnappingsstructuren — precies daar waar zulke permeabele paden de ondiepe sedimenten kruisen.

Van diepe bron naar warme bronnen en zeebodemdampen

Geochemische studies van het Sciacca-water tonen een mengsel van regenwater en gewijzigde zeewatercomponenten verrijkt in gassen zoals kooldioxide en helium met een mantelhandtekening, wat wijst op een diepe, mogelijk magmatische warmtebron in het zuiden onder het Siciliaanse Kanaal. Het nieuwe 3D-model helpt verklaren hoe deze diepe warmte en vloeistof migreren. De auteurs stellen voor dat hete, zoute vloeistoffen noordwaarts en omhoog stijgen langs het Sciacca-breukensysteem vanuit diepte, het gefragmenteerde carbonate reservoir binnendringen en deels worden opgesloten onder lagen met lage permeabiliteit. Op plaatsen waar de carbonaten aan het oppervlak komen, zoals de Monte Kronio, kunnen vloeistoffen ontsnappen via karstische grotten en scheuren, wat warme lucht in holtes en warmwaterbronnen op de flanken produceert. Offshore, waar het reservoir begraven blijft, vinden vloeistoffen hun weg omhoog via lekkende breuken en zwakke plekken in de zeebodembedekking, en vormen zo moddervulkanen en gasseepplaatsen.

Waarom dit belangrijk is voor veiligheid en schone energie

In gewone bewoordingen toont dit werk aan dat het Sciacca-gebied wordt bedekt door één groot, door breuken gecontroleerd geothermisch systeem dat de grens tussen land en zee overspant. Dezelfde structuren die warm water naar baden en natuurlijke ventilopeningen leveren, zijn ook actieve breuken die aardbevingen kunnen veroorzaken, sommige nabij bewoonde gebieden. Door onshore geologie, offshore geofysica en vloeistofgedrag in één verenigd 3D-model samen te brengen, verscherpt de studie ons beeld van zowel het geothermische potentieel als het seismische risico van zuidwestelijk Sicilië. Het suggereert dat het Monte Kronio–Alto di Sciacca-gebied een veelbelovend doel is voor zorgvuldig beheerde geothermische energie, mits toekomstige ontwikkelingen nauwe aandacht besteden aan het complexe en nog actieve breukennetwerk dat deze verborgen warmte toegankelijk maakt.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: geothermische systemen, door breuken gecontroleerde vloeistoffen, Sciacca Sicilië, onshore–offshore geologie, 3D-korstmodellering