V zimě roku 2022 probíhala v jižní části Egejského moře vědecká expedice IODP 398 (International Ocean Discovery Program; Mezinárodní program pro objevování oceánů). Během ní bylo na palubu lodě JOIDES Resolution vytaženo ze dna přes 780 deset metrů dlouhých válcových kovových trubek naplněných vrstvami různobarevných hornin a sedimentů, které byly vyvrtány z mořského dna pod lodí.
Na palubě bývalé lodě pro průzkum ložisek ropy byla v té době i docentka petrologie a planetárních geověd z University of Tennessee Molly Colleen McCanta, která pro web The Conversation popsala nejzásadnější zjištění. Hluboké vrty do mořského dna posloužily k odhalení vulkanické historie oblasti u pobřeží řeckého ostrova Santorini.
Sopečná erupce, o které se nevědělo
Patrně nejzásadnějším objevem je mohutná sopečná erupce, která se odehrála před více než 500 000 lety a o které se dosud nevědělo. „Tento objev rozšiřuje naše znalosti o sopečné činnosti v řetězci sopek tvořících Jihoegejský sopečný oblouk, což umožní přesnější analýzu nebezpečí v této oblasti.“ konstatuje McCanta.
Erupce na ostrově Santorini kolem roku 1600 před naším letopočtem dodnes fascinuje archeology a geology. Bývá spojována s úpadkem minojské civilizace na Krétě a vědci se o tuto oblast zajímají zejména kvůli nestálosti sopečné a seismické aktivity. Dokumentace sopky Santorini však není úplná, protože staré sopečné usazeniny často zakrývají eroze, vegetace a další erupce.
Hlubokomořské vrty otevírají vědcům přístup ke geologickým záznamům zachovaným na mořském dně. Pyroklastické materiály z erupce, kusy hornin a popela, se v průběhu let usazují a vytvářejí jednotlivé vrstvy. Jíly a biologický materiál neustále klesají a pokrývají usazeniny sopečných hornin, čímž vzniká něco jako zakonzervovaný chronologický záznam. Tento proces umožňuje zmapovat sopečnou historii regionu.
Expedice IODP 398
Expedice IODP 398 použila vrty s cílem lépe porozumět vulkanické historii a periodické aktivitě sopek Santorini, Christiana a Kolumbo. V rámci expedice bylo provedeno dvanáct vrtů s maximální hloubkou 900 metrů pod mořským dnem, přičemž bylo získáno celkem více než 780 vzorků.
Každý vzorek byl následně rozřezán na 1,5 metru dlouhé úseky, které byly podrobně analyzovány a popsány. Materiál byl podroben fyzikální analýze, včetně měření magnetické susceptibility. Odborníci zaznamenávali a popisovali geologické složení jednotlivých vrstev získané horniny.
McCanta coby vedoucí geochemické laboratoře odebírala vzorky sopečných hornin a popela a analyzovala jejich složení. Pokoušela se identifikovat vulkanický původ vzorků skrze chemické změny v magmatu, které vznikají během sopečných erupcí.
Tajemství ukryté ve vrstvách hornin
Podrobný rozbor odhalil několik silných bílých vrstev pemzy, která se vyskytovala v několika různých pánvích. Objevy byly datovány pomocí biostratigrafie (metoda, která pro datování stáří hornin využívá fosilie nalezené v jednotlivých vrstvách sedimentů) do stejného období před 510 000 až 530 000 lety. Díky geochemické korelaci bylo zjištěno stejné složení ve všech vrstvách.
Díky nalezení stejné vrstvy v několika pánvích bylo možné vymodelovat, jak velká mohla být erupce, která ji způsobila. Na základě dat vědci určili, že objem vulkanických sedimentů činí asi 90 kilometrů krychlových, přičemž tloušťka na některých místech dosahuje až 150 metrů. Vrstva sopečných hornin se rozkládá na ploše 3000 čtverečních kilometrů v oblasti jižní části Egejského moře.
Vědci ložisko pojmenovali Archeos Tuff z řeckého slova „archea“, které znamená starověký. Název odráží původ horniny a její věk, který je starší než pozůstatky většiny sopečných aktivit na pevnině. Archeos Tuff je výsledkem jediné erupce obrovské intenzity. Puchýřky v hornině ukazují na současné uvolňování tekutého magmatu a plynu, což naznačuje na nebývale silnou erupci.
Jižní egejský vulkanický oblouk
Erupce se nijak neliší od známých ložisek na pevnině, nicméně relativní nedostatek pevninského materiálu naznačuje, že se jednalo o podmořskou erupci. Odborníci dokázali přiřadit nově nalezenou hlubokomořskou vrstvu sopečných sedimentů k malým usazeninám na pevnině na ostrovech Santorini, Christiana a Anafi.
Vědci dospěli k závěru, že erupce, díky které vznikl Archeos Tuff, byla šestkrát větší než erupce v době minojské doby bronzové, která zanechala silnější usazeniny. Přítomnost tak velkého sopečného ložiska naznačuje, že jižní egejský vulkanický oblouk je schopen vyvolávat větší podmořské sopečné erupce, než se dosud předpokládalo.
Výsledky vědeckého bádání byly publikovány v lednu tohoto roku v renomovaném odborném časopise Nature Communications Earth & Environment. Toto periodikum se zaměřuje na publikaci výsledků výzkumů v oblasti věd o Zemi a životním prostředí. Přísný recenzní proces zajišťuje vysokou kvalitu a důvěryhodnost publikovaných článků.