Mefite D’Ansanto (İtalya) üst mantodan gelen CO2 emisyonlarıyla ilişkili uzun periyotlu depremler

Sessiz Bir Vadinin Altındaki Gizli Gıcırdamalar

Güney İtalya’nın tenha bir vadisinde, ürkütücü bir göl yerin derinliklerinden büyük miktarlarda karbondioksit sessizce soluyor. Manzara sakin görünse de hassas aletler zeminde zayıf, ritmik titremeleri ortaya çıkarıyor. Bu çalışma, yükselen gaz ile yeraltı suyunun kayaların içinde nasıl etkileştiğini ve bunun hem yerel riskler hem de derin Dünya sıvılarının depremleri nasıl etkilediğine dair daha geniş anlayışımız için ne anlama gelebileceğini ortaya çıkarmak amacıyla bu ince sarsıntıları — uzun periyotlu depremler olarak adlandırılanları — araştırıyor.

Yeraltı Nefesinin Doğal Bir Laboratuvarı

Çalışmanın odağı Mefite D’Ansanto, yüzeydeki soğuk, mantodan kaynaklanan karbondioksitin bilinen en büyük doğal kaynaklarından biridir. Gaz, çatlaklardan ve kıvrımlı ve faylı kaya katmanlarının üzerinde yer alan küçük kabarcıklı bir gölden dışarı çıkıyor; bunlar güney Apenninler’in iki deprem eğilimli bölgesi arasında yer alıyor. Önceki çalışmalar, bölgenin sürekli olarak hidrotermal titreşimle “vızıltı” halinde olduğunu göstermişti — yeraltında gaz ve sıvı akışıyla ilişkili sürekli, düşük düzeyde bir titreşim. Bu arka plan gürültüsünün üzerinde araştırmacılar kısa, düşük enerjili ve farklı görünen patlamalar fark ettiler: yalnızca birkaç saniye süren kısa dalga paketleri, yaklaşık 0.7 ile 7 hertz arasında yoğunlaşan basit tonlarla. Bu sinyaller, yüzeyde magma bulunmamasına rağmen tipik olarak aktif volkanlarda görülen uzun periyotlu olaylara benziyordu.

Tekrarlayan Yeraltı Notalarını Dinlemek

Araştırma ekibi 2021’de delik çevresine birkaç ay boyunca küçük bir sismometre dizisi yerleştirdi ve sürekli kayıtlar içinde benzer sinyalleri aramak için özellikle net bir olayı “şablon” olarak kullandı. Seçilen dalga formunu dikkatlice çapraz-korelasyonlayarak ve genlik ile eleme yaparak, göle en yakın istasyonda neredeyse bin eşleşen uzun periyotlu depremden ve yakındaki istasyonlarda yüzlercesinden oluşan bir katalog oluşturdular. Bağımsız Bileşen Analizi adlı gelişmiş bir sinyal-ayırma tekniği, bu olayların tutarlı olarak iki ana tonal bant içerdiğini gösterdi: biri 2–4 hertz civarında, sürekli titreşime benzer; diğeri ise yaklaşık 6.5–7.5 hertz civarında, neredeyse tek bir notayı andıran belirgin bir bileşen. Bu desen, depremlerin farklı titreşim “modları” arasında değişebilen belirli bir kaynak sürecini temsil ettiğini öne sürüyor.

Çatlaklar, Kabarcıklar ve Çınlayan Kaya

Ne titreştiğini araştırmak için araştırmacılar Sompi analizi olarak bilinen bir yöntem kullanarak sinyallerin zamanla nasıl sönümlendiğini incelediler. Yaklaşık 3.5 ile 10 hertz arasındaki baskın tonlar hızla sönüyor; bu, pürüzlü bir çatlağın içinde hareket eden sıvı gibi enerji kaybeden bir rezonatörün ayırt edici özelliği olan düşük bir “kalite faktörü”nü gösterir. Bu değerleri basit fiziksel formüllerle birleştirerek, birkaç metre uzunluğunda ancak yalnızca milimetrenin kesirleri genişliğinde, yüzeyin yaklaşık 40 metre altında bulunan sıvı dolgulu çatlaklar çıkarımı yaptılar; bu derinlik, sürekli titreşimin ana kaynaklarından daha derindi. Ayrı bir kabarcık-rezonans hesabı, sudaki gaz yamaçlarının etkin boyutunun birkaç santimetre mertebesinde olduğunu öne sürüyor; bu, kuruyan göl tabanında şimdi görülen çıkış ağzı boyutlarıyla karşılaştırılabilir. Tüm kanıtlar, gaz bakımından zengin suyun dar çatlakların içinde kabarcıklar oluşurken, büyürken ve salınırken titrediğine işaret ediyor.

Yüzeye Doğru Gelen Karışık Dalga Türleri

Araştırmacılar ayrıca her bir olay sırasında zeminin nasıl hareket ettiğini inceledi. En yakın istasyonda, daha güçlü birçok deprem neredeyse göle doğru işaret eden düz hatlı parçacık hareketi gösteriyor; bu, kayanın içinde en hızlı yayılan sıkışma (body) dalgalarının ayırt edici işareti. Daha uzakta hareket daha eliptik hale geliyor; bu, yüzey boyunca yayılan yüzey dalgalarının giderek daha fazla katkıda bulunduğunu gösteriyor. İstasyonlar arasındaki küçük zaman gecikmelerini ölçerek ve yeraltının sığ sismik hız görüntüsünü kullanarak, yazarlar uzun periyotlu depremlerin su taşıyan katmanlı kayalar boyunca ilerleyen body ve yüzey dalgalarının bir karışımından oluştuğu sonucuna vardı. Görünür hızları ve yönleri, uzak depremlerden çok, çıkış noktalarının altındaki kompakt bir kaynakla tutarlı.

Bu Nazik Depremler Neden Önemli?

Toplamda, çalışma Mefite D’Ansanto’daki alışılmadık uzun periyotlu depremlerin küçük tektonik depremler veya basit gürültü olmadığını; kabaca kabarcıklı gölün altındaki 40 metre civarında dar çatlaklardaki gaz yüklü suyun ritmik çınlaması olduğunu gösteriyor. Yükselen CO₂–su karışımındaki basınç değişimleri sistemi harekete geçiriyor gibi görünüyor: basınç yeterince yükseldiğinde çatlaklar ve kabarcık bulutları doğal müzik aletleri gibi davranarak kısa süreli, düşük frekanslı tonlar yayıyor ve sismometreler tarafından algılanabiliyor. Aynı derin kaynaklı gazın daha büyük bölgesel depremleri etkilediği düşünüldüğünden, bu ince sinyallerin izlenmesi, sıvıların kabuk içinde nasıl hareket ettiğini takip etmenin yeni bir yolunu sunabilir. Böylece Mefite, bilim insanlarının Dünya’nın derin nefesini sakince zemini sarsarken izleyip dinleyebilecekleri nadir, volkanik olmayan bir test sahası olarak hizmet ediyor.

Atıf: Cusano, P., Morabito, S., Petrosino, S. et al. Long period quakes linked to Mefite D’Ansanto (Italy) mantellic CO₂ emissions. Sci Rep 16, 12453 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42564-2

Anahtar kelimeler: uzun periyotlu sismisite, CO2 gaz çıkışı, hidrotermal titreşim, sıvı dolgulu çatlaklar, güney Apenninler