Hoog-enthalpie Larderello-geothermisch systeem, Italië, aangedreven door duizenden kubieke kilometers magma in het midden van de korst

Verborgen warmte onder rustige heuvels

Het golvende Toscaanse landschap in Midden-Italië lijkt nauwelijks de setting voor een gigantische verborgen vulkaan. Toch hebben wetenschappers onder velden, bossen en beroemde warmwaterbronnen een uitgestrekt lichaam van gesmolten en halfgesmolten gesteente ontdekt. Deze ondergrondse warmtebron voedt een van ’s werelds oudste geothermische elektriciteitsgebieden, Larderello, en kan qua omvang concurreren met de magmasystemen onder bekende supervolcano’s zoals Yellowstone. Het begrijpen van deze begraven reus is niet alleen van belang voor schone energie, maar ook voor hoe we vulkanische potentie inschatten op plekken met weinig of geen recente uitbarstingsgeschiedenis.

Waarom een rustige regio grote vragen opriep

De Toscaanse magmatische provincie blijft een raadsel. In tegenstelling tot aangrenzende Italiaanse vulkanische gebieden die spectaculaire uitbarstingen en duidelijke kraters hebben achtergelaten, toont Toscane slechts verspreide oude lavakoepels en een midden-Pleistocene vulkaan bij de Monte Amiata. Tegelijkertijd geeft het geothermische veld van Larderello–Travale uitzonderlijke hoeveelheden warmte af, met temperatuurstijgingen van meer dan 150 graden Celsius per kilometer en superhete vloeistoffen al na een paar kilometer diepte. Voordat geothermisch boren begon, kreeg het gebied de bijnaam ‘het Dal van de Duivel’ vanwege natuurlijke stoomopeningen en borrelende poelen. Zulke extreme hitte en wijdverspreide warmwaterbronnen wezen erop dat er iets enorms ondergronds aan de hand was, maar eerdere seismische, boor- en graviteitsonderzoeken konden de vorm of omvang niet duidelijk onthullen.

Naar de constante murmeling van de aarde luisteren

Om te kaarten wat eronder ligt, zetten de onderzoekers de voortdurende achtergrondtrillingen van de aarde in als een beeldvormingstool. Ze plaatsten 30 tijdelijke breedbandseismometers in Zuid-Toscane en combineerden die met bestaande permanente stations, waardoor een netwerk van meer dan 60 sensoren ontstond. In plaats van te wachten op grote aardbevingen gebruikten ze ambient noise-tomografie: zwakke, altijd aanwezige trillingen van oceanen, weer en menselijke activiteit. Door deze signalen tussen paren stations te kruiscorreleren, reconstrueren ze hoe oppervlaktegolven zich voortplanten en keren ze de voortplantingssnelheden om om een driedimensionaal model te bouwen van de snelheid van schuifgolven in de bovenste 15 kilometer van de korst. Lage schuifgolfsnelheden wijzen meestal op warm, zacht of gedeeltelijk gesmolten gesteente; hogere snelheden duiden op koeler, stijver gesteente.

Een begraven zee van smelt blootleggen

De resulterende beelden tonen twee enorme zones met lage snelheden onder Toscane, één onder Larderello en een andere onder het geothermische veld van Monte Amiata–Piancastagnaio. Met toenemende diepte worden deze zones sterker en coherenter en bereiken schuifgolfsnelheden die zo laag zijn dat ze alleen verklaard kunnen worden door grote volumes magma en kristalrijke moes. Onder Larderello verschijnt de langzaamste regio als een brede, sub-elliptische massa die zich uitstrekt van ongeveer 8 tot 15 kilometer diepte. Modellen suggereren dat de kern smeltfractie boven de 80 procent bevat, omgeven door een mantel waar ongeveer een vijfde van het gesteente vloeibaar is. De auteurs schatten ruwweg 3.000 kubieke kilometer gedeeltelijk smelt in de kern omringd door ongeveer 5.000 kubieke kilometer kristalmoes. Een vergelijkbaar of zelfs groter volume wordt onder Monte Amiata verondersteld, hoewel de begrenzing van het onderzoek die schatting voorzichtiger maakt.

Van diepmelt naar heet oppervlaktewater

Dit magmareservoir in het midden van de korst fungeert als een warmtebatterij en drijft een regionetwerk van opstijgende vloeistoffen aan. De dwarsdoorsnedes in de studie tonen hoe het gebied met de laagste snelheid en rijk aan smelt zich voedt in iets snellere, nog warme gesteenten rond 3 kilometer diepte. Daar heeft daadwerkelijk boren superkritische vloeistoffen aangetroffen — water dat zo heet en onder hoge druk staat dat het zich tegelijk als een dichte gas- en vloeistoffase gedraagt, met temperaturen boven 500 graden Celsius. Deze vloeistoffen migreren naar buiten en omhoog langs breuken, komen naar buiten als warmwaterbronnen en voeden de geothermische velden die vandaag elektriciteit opwekken. Men denkt ook dat dezelfde hete intrusie de regio over geologische tijd zachtjes honderden meters heeft opgetild en chemische reacties heeft veroorzaakt die grote hoeveelheden koolstofdioxide vrijmaken uit verhitte kalkstenen, wat helpt de vele gasrijke openingen en travertijnafzettingen in het gebied te verklaren.

Een supervulkaan-schaal systeem dat niet heeft uitgebarsten

Toen de onderzoekers hun volume-inschattingen vergeleken met beroemde vulkanische systemen wereldwijd, concludeerden ze dat de verborgen magmakolommen van Toscane vergelijkbaar zijn met die onder erkende supervolcano’s zoals Taupō, Long Valley en Yellowstone. Toch toont de Larderello-regio, in tegenstelling tot die systemen, geen bewijs voor enorme vroegere uitbarstingen en geen duidelijke caldera-scar. De auteurs stellen dat de chemie en relatief lage temperatuur van Toscaanse magma’s ze uitzonderlijk stroperig en traag bewegend maken, waardoor een dikke, viskeuze barrière in de bovenkorst ontstaat die smelt vasthoudt in plaats van laat uitbarsten. Hun resultaten laten zien dat regio’s supervulkaan-schaal magmareservoirs kunnen herbergen terwijl ze zich aan het oppervlak voornamelijk presenteren als geothermische velden. Deze ontdekking verandert hoe wetenschappers denken over de diepe wortels van schone geothermische energie en over de lange, rustige levens die sommige grote magmatische systemen kunnen leiden.

Bronvermelding: Lupi, M., Stumpp, D., Cabrera-Pérez, I. et al. High-enthalpy Larderello geothermal system, Italy, powered by thousands of cubic kilometres of mid-crustal magma. Commun Earth Environ 7, 269 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03334-0

Trefwoorden: geothermische energie, magmareservoir, Toscaanse magmatische provincie, Larderello, supervulkaan