Το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών συντονίζει την εγκατάσταση παρατηρητηρίου του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπος, στο Ηφαιστειακό Σύμπλεγμά της Σαντορίνης

Πηγή: https://hub.uoa.gr/nkua-coordinates-the-installation-of-an-observatory-of-the-underwater-volcano-columbus/?fbclid=IwAR3CAvhZ-msPjfiYk6w_JP0nGob-MZZnabjL46buW3bv9cYhn0_bVQNEFLY

Το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών συντονίζει την εγκατάσταση παρατηρητηρίου του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπος, στο Ηφαιστειακό Σύμπλεγμά της Σαντορίνης

Παρασκευή Νομικού¹, Αν. Καθηγήτρια

Στέφανος Π. Κίλιας¹, Καθηγητής, Διευθυντής Τομέα Οικονομικής Γεωλογίας και Γεωχημείας

Δημήτρης Παπανικολάου¹, Ομότιμος Καθηγητής

Θεόδωρος Μερτζιμέκης², Αν. Καθηγητής

Βαρβάρα Αντωνίου¹,  Ε.ΔΙ.Π

Κωνσταντίνα Μπέτζελου¹, Δανάη Λαμπρίδου¹, Άννα Κατσίγερα¹, Άννα Ντούρα¹, Υποψήφιες Διδάκτορες

¹Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ

²Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ 

Το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ) (Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος) συντονίζει την συλλογική προσπάθεια μίας ομάδας γεωεπιστημόνων και επιστημόνων της θάλασσας από διάφορες χώρες Ιταλία, Γερμανία, Γαλλία, Ηνωμένο Βασίλειο, Καναδάς, Ελλάδα (ΕΜΠ, ΙΘΑΒΒΥΚ-ΕΛΚΕΘΕ, ΠΑΔΑ), για την εγκατάσταση ενός υποθαλάσσιου ηφαιστειακού παρατηρητηρίου υπό την ονομασία SANTORY  (SANTORini’s seafloor volcanic observatorY). Το παρατηρητήριο SANTORY  θα εγκατασταθεί σε βάθος 500 m, στον πυθμένα του κρατήρα του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπος, το οποίο βρίσκεται 7 km ΒΑ της Σαντορίνης, στο Ηφαιστειακό Τόξο του Νοτίου Αιγαίου (ΗΤΝΑ), το οποίο αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα Ευρωπαϊκά ηφαιστειακά πεδία υψηλής επικινδυνότητας (Εικόνα 1).

ΕΙΚΟΝΑ 1. Υποθαλάσσιος τεκτονικός χάρτης που δείχνει τη θέση του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπος (Kolumbo) σε απόσταση 7 km ΒΑ της Σαντορίνης. Ο Κολούμπος βρίσκεται επάνω σε μια ΒΑ-ΝΔ διεύθυνσης ηφαίστειο-τεκτονική ζώνη που είναι γνωστή σαν “Pηξιγενής Zώνη Χριστιανά-Σαντορίνη-Κολούμπος” {Christiana–Santorini–Kolumbo (CSΚ) rift} (πράσινη στικτή γραμμή), στο Ηφαιστειακό Τόξο του Νοτίου Αιγαίου.

Το ηφαίστειο Κολούμπος έχει να επιδείξει πρόσφατη (1650) υποθαλάσσια εκρηκτική δραστηριότητα που προκάλεσε τον θάνατο τουλάχιστον 70 ανθρώπων από έκλυση όξινων αερίων στην Σαντορίνη, και τσουνάμι (Σεπτέμβριος 1650) με καταστροφές στη Σαντορίνη και σε νησιά σε ακτίνα 150 km. Η υποθαλάσσια εκρηκτική ηφαιστειακή δραστηριότητα είναι ένα ενεργό παγκόσμιο φυσικό φαινόμενο, και αποτελεί δυνητική φυσική καταστροφή, με πρόσφατα παραδείγματα: (1) Η παροξυσμική υποθαλάσσια έκρηξη του ηφαιστειακού νησιού “Hunga Tonga-Hunga Ha’apai” (Ιανουάριος 2022), N. Ειρηνικός Ωκεανός, η οποία κατέστρεψε τμήμα του νησιού, και, (2) Η υποθαλάσσια έκρηξη του ηφαιστείου El Hierro, Κανάρια Νησιά, Ατλαντικός Ωκεανός (Οκτώβριος 2011), που προκάλεσε οξίνιση του ωκεανού.  Επί πλέον, ο Κολούμπος φιλοξενεί στον πυθμένα του κρατήρα του, ένα ενεργό γεωθερμικό πεδίο (ΕΓΠ) από το οποίο αναβλύζουν υδροθερμικά διαλύματα υψηλών θερμοκρασιών (~270^οC) σε κατάσταση βρασμού, τα οποία κυριαρχούνται από CO₂ και έχουν γεωχημικά χαρακτηριστικά μανδύα. Το ΕΓΠ του Κολούμπου προκαλεί αποθέσεις συμπαγούς θειούχου μεταλλεύματος (ΣΘΜ) υπό μορφή “καμινάδων” και υβωμάτων του πυθμένα, που χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλές περιεκτικότητες πολύτιμων, κρίσιμων και δυνητικά τοξικών, πτητικών μετάλλων και μεταλλοειδών (Au, Ag, Zn, Cu, As, Sb, Pb, Hg, Tl) (Εικόνα 2).

ΕΙΚΟΝΑ 2. Φωτογραφίες από Υποβρύχιο Τηλεχειριζόμενο ‘Όχημα (Remotely Operated Vehicle-ROV) του ενεργού γεωθερμικού πεδίου στον πυθμένα του κρατήρα του Κολούμπου, που δείχνουν αποθέσεις υδροθερμικού συμπαγούς θειούχου μεταλλεύματος υπό μορφή “καμινάδων” (αριστερά) και υβωμάτων (δεξιά), που χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλές περιεκτικότητες πτητικών μετάλλων και μεταλλοειδών (Au, Ag, Zn, Cu, As, Sb, Pb, Hg, Tl). Παρατηρείστε (δεξιά) υδροθερμικά διαλύματα υψηλών θερμοκρασιών (~270οC), που αναβλύζουν σε κατάσταση βρασμού, και τα οποία κυριαρχούνται από αέριο CO².

Οι γνώσεις μας σχετικά με τις αρνητικές επιπτώσεις ενός συνδυασμού ηφαιστειο-μαγματικής και υδροθερμικής  (και σεισμικής) δράσης “τύπου Κολούμπο”, δηλ. δημιουργία τσουνάμι, και, απελευθέρωση αερίων κλιματικής κρίσης και οξίνισης του ωκεανού [CO₂, Η₂Ο, CH₄, Ν₂Ο] και δυνητικά τοξικών μετάλλων/μεταλλοειδών [As, Sb, Pb, Ag, Hg, Tl], σε ηφαιστειακά αβαθή (<1000m), υποθαλάσσια περιβάλλοντα, σε περιοχές εκμετάλλευσης της αλιείας και του τουρισμού (Σαντορίνη), είναι πολύ περιορισμένες. Επομένως, γίνεται φανερή η επιτακτική ανάγκη εγκατάστασης του μακροπρόθεσμου υποθαλάσσιου παρατηρητηρίου SANTORY,  για συνεχή παρακολούθηση του ηφαίστειο-μαγματικό-υδροθερμικού συστήματος μέσω διεπιστημονικών οργάνων υψηλής ανάλυσης, που περιλαμβάνουν καινοτόμα όργανα αιχμής θαλάσσιας τεχνολογίας, όπως οπτικές κάμερες, ειδικά θερμόμετρα, μετρητές αερίων/υδροθερμικών ρευστών, κλισιόμετρα, καινοτόμο υποβρύχιο φασματόμετρο ραδιενέργειας και άλλα.  Οι μετρήσεις των διαφόρων παραμέτρων από τα επιστημονικά όργανα υψηλής τεχνολογίας θα εμπλουτίσουν τις γνώσεις μας για την έγκαιρη πρόληψη των θαλάσσιων ηφαιστειακών γεω-κινδύνων στην περιοχή μελέτης (Εικόνα 3).

ΕΙΚΟΝΑ 3. Ορισμένοι καινοτόμοι αισθητήρες και συστήματα παρακολούθησης που θα αναπτυχθούν στο παρατηρητήριο SANTORY: (A) Αυτοματοποιημένο σύστημα θαλάσσιου πυθμένα για γεωχημική πολύ-παραμετρική παρακολούθηση, π.χ. διαλυμένο CO₂, H₂S, O₂, θερμοκρασία, πίεση, αγωγιμότητα, pH, ταχύτητα και διεύθυνση της υδάτινης στήλης (ρεύματα), θολότητα, υδρόφωνο, (B)  Μετρητής πίεσης [Ιnstitut de Physique du Globe de Paris-IPGP (France)] που αναπτύχθηκε στην Σαντορίνη κατά την διάρκεια της ωκεανογραφικής αποστολής “2012 Caldera cruise”,  για μετρήσεις κατακόρυφων κινήσεων του θαλάσσιου πυθμένα, (C) Διακεκριμένος αεροστεγής δειγματολήπτης αερίων, επάνω από υδροθερμικό αγωγό που εκλύει >99% αέριo CO₂, (D) Αισθητήρας θερμοκρασίας  ο οποίος αναπτύχθηκε στο γεωθερμικό πεδίο Lucky Strike κατά την διάρκεια της ωκεανογραφικής αποστολής “Bathyluck 2009 cruise”.

Περεταίρω, οι λόγοι για τους οποίους το SANTORY αποτελεί μια νέα επιτακτική ερευνητική προτεραιότητα είναι: (1) Γεωχημική ποικιλία: Τα μέταλλα και μεταλλοειδή [As, Sb, Pb, Ag, Hg, Tl] που εκλύονται υδροθερμικά στον πυθμένα του κρατήρα του Κολούμπο, μέρος των οποίων δεσμεύεται υπό μορφή συμπαγούς θειούχου μεταλλοφορίας, αποτελούν δυνητικά τοξική περιβαλλοντική απειλή που απαιτεί ενδελεχή επιστημονική μελέτη, (2) Γεωλογική και περιβαλλοντική ποικιλία: Το ηφαιστειακό πεδίο του Κολούμπου αναπτύσσεται μέσα σε σχετικά αβαθή θαλάσσια ύδατα Ευρωπαϊκής Αποκλειστικής Οικονομικής Ζώνης (ΑΟΖ), επομένως οι σχετιζόμενες φυσικές καταστροφές, είναι πιο επικίνδυνες σε σχέση με εκείνες στα διεθνή ύδατα. Επιπλέον, αποτελεί ένα δυναμικό περιβάλλον ευμετάβλητης τοπογραφίας και σεισμικής δραστηριότητας, που επηρεάζουν ρυθμούς και επίπεδα μαζικών κατολισθήσεων υδροθερμικά διαβρωμένων ηφαιστειακών κλιτύων, παράγοντες που επηρεάζουν τον αριθμό των τοξικών μετάλλων και αερίων του θαλάσσιου πυθμένα και την δυνατότητα δυναμικής απελευθέρωσης των και (3) Υποθαλάσσιο βιοτεχνολογικό δυναμικό: Το περιβάλλον του Κολούμπου αποτελεί μοναδικό τόπο υψηλής βιολογικής παραγωγικότητας, και υψηλού βαθμού ενδημισμού, υψηλής προστιθέμενής αξίας για την παγκόσμια βιοιατρική έρευνα. Το ΗΤΝΑ θεωρείται σαν το “μεγαλύτερο υποθαλάσσιο ηφαιστειακό οικοσύστημα, μια σημαντική πηγή καινοφανών γονιδίων και  βιολογικών “μονοπατιών” με δυνητικές υποθαλάσσιες βιοτεχνολογικές εφαρμογές.

Το επιστημονικό πρόγραμμα εγκατάστασης του παρατηρητηρίου SANTORY, χρηματοδοτείται από το ΕΛΙΔΕΚ, Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας & Καινοτομίας, με επιστημονικό υπεύθυνο την Αν. Καθηγήτρια Παρασκευή Νομικού, του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, του ΕΚΠΑ. Στην επιστημονική ομάδα του ΕΚΠΑ συμμετέχουν από το Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, οι εξής: Καθηγητής Στέφανος Π. Κίλιας, Ομότιμος Καθηγητής Δημήτρης Παπανικολάου, Βαρβάρα Αντωνίου (Ε.ΔΙ.Π), και οι υποψήφιες διδάκτορες Κωνσταντίνα Μπέτζελου, Δανάη Λαμπρίδου, Άννα Κατσίγερα, και Άννα Ντούρα, και από το Τμήμα Φυσικής ο Αν. Καθηγητής Θεόδωρος Μερτζιμέκης. 

Βιβλιογραφία

Nomikou P, Polymenakou PN, Rizzo AL, Petersen S, Hannington M, Kilias SP, Papanikolaou D, Escartin J, Karantzalos K, Mertzimekis TJ, Antoniou V, Krokos M, Grammatikopoulos L, Italiano F, Caruso CG, Lazzaro G, Longo M, Scire´ Scappuzzo S, D’Alessandro W, Grassa F, Bejelou K, Lampridou D, Katsigera A and Dura A (2022) SANTORY: SANTORini’s Seafloor Volcanic ObservatorY. Front. Mar. Sci. 9:796376. doi: 10.3389/fmars.2022.796376

(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2022.796376/full)