Σαντορίνη: Καλώδιο οπτικών ινών στον Κολούμπο «ακούει» το υποθαλάσσιο ηφαίστειο

Ένα καλώδιο οπτικών ινών μήκους περίπου 500 μέτρων ποντίζεται αυτές τις ημέρες στον Κολούμπο, το υποθαλάσσιο ηφαίστειο βορειοανατολικά της Σαντορίνης, με στόχο να λειτουργήσει ως ένα πρωτοποριακό «υποθαλάσσιο αυτί» για την παρακολούθηση ηφαιστειακής και υδροθερμικής δραστηριότητας.

Η επιχείρηση πραγματοποιείται στο πλαίσιο της ωκεανογραφικής αποστολής HYDROSENSE, στην οποία συμμετέχουν ερευνητές από το Εργαστήριο Φυσικής Γεωγραφίας του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του ΕΚΠΑ, το Monterey Bay Aquarium Research Institute της Καλιφόρνιας και το Εθνικό Ερευνητικό Συμβούλιο της Ιταλίας. Η αποστολή γίνεται με το ερευνητικό σκάφος «Gaia Blu» του CNR.

Ο Κολούμπος θεωρείται περιοχή υψηλής προτεραιότητας για την παρακολούθηση γεωκινδύνων, αλλά και φυσικό πεδίο δοκιμής τεχνολογιών αιχμής. Η ανάγκη ενίσχυσης της υποθαλάσσιας παρακολούθησης έγινε ακόμη πιο εμφανής μετά την έντονη ηφαιστειο-τεκτονική και μαγματική κρίση των αρχών του 2025, διάρκειας ενός μήνα, κατά την οποία η σεισμικότητα μετατοπίστηκε γρήγορα βορειοανατολικά του Κολούμπου προς τη νησίδα Άνυδρο και καταγράφηκαν περισσότεροι από 30.000 σεισμοί.

Πώς ένα καλώδιο γίνεται δίκτυο αισθητήρων

Η αποστολή εφαρμόζει την τεχνολογία Κατανεμημένης Ακουστικής Ανίχνευσης, γνωστή διεθνώς ως Distributed Acoustic Sensing ή DAS. Το σύστημα στέλνει παλμούς λέιζερ μέσα στην οπτική ίνα και μετρά ελάχιστες μεταβολές στο ανακλώμενο φως.

Με αυτή τη μέθοδο, το καλώδιο μπορεί να ανιχνεύει δονήσεις και ακουστικές διαταραχές σε εκατοντάδες σημεία κατά μήκος του. Στην πράξη, μια απλή οπτική ίνα μετατρέπεται σε εκτεταμένη υποθαλάσσια συστοιχία αισθητήρων, ικανή να καταγράφει ανεπαίσθητες κινήσεις και ήχους στον βυθό.

Το βασικό ερώτημα του πειράματος είναι αν ο ήχος από τις φυσαλίδες που διαφεύγουν από τον πυθμένα μπορεί να δείξει πόσο αέριο εκλύεται και πώς αυτή η εκπομπή αλλάζει με τον χρόνο. Καθώς οι φυσαλίδες σχηματίζονται και ανεβαίνουν, προκαλούν ακουστικές και μηχανικές διαταραχές, τις οποίες οι επιστήμονες επιχειρούν να καταγράψουν και να ερμηνεύσουν.

Κάμερες, αισθητήρες και υδρόφωνο γύρω από τις εκλύσεις

Για να ελεγχθεί τι ακριβώς καταγράφει το καλώδιο, γύρω από τις εκλύσεις τοποθετείται μικρό δίκτυο ανεξάρτητων οργάνων. Σε αυτό περιλαμβάνονται υποθαλάσσια στερεοσκοπική κάμερα που καταγράφει απευθείας τις φυσαλίδες και μπορεί να ποσοτικοποιήσει τα χαρακτηριστικά τους, αισθητήρες θερμοκρασίας για τις θερμικές μεταβολές και υδρόφωνο για την καταγραφή του ήχου του αερίου που διαφεύγει.

Οι ερευνητές εξετάζουν αν μπορούν να ξεχωρίσουν τους ήχους και τις δονήσεις των φυσαλίδων αερίου από άλλους υποβρύχιους θορύβους και να διαπιστώσουν αν οι εκπομπές μεταβάλλονται στην πορεία του χρόνου. Τέτοιες μετρήσεις μπορούν να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς υδροθερμικών και ηφαιστειακών συστημάτων και, ενδεχομένως, στην ανάπτυξη συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης για υποθαλάσσια ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Στο τέλος της αποστολής το καλώδιο θα ανασυρθεί. Αν όμως η μέθοδος αποδειχθεί αποτελεσματική, θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για συνεχή παρακολούθηση υδροθερμικής δραστηριότητας σε μεγάλες εκτάσεις και για μεγάλα χρονικά διαστήματα.

Η δοκιμή στη Μήλο και η πρόκληση του Κολούμπου

Η χρήση οπτικών ινών ως «υποθαλάσσιο αυτί» δοκιμάστηκε στην πρώτη φάση του πειράματος στη Μήλο. Το νησί ανήκει στο ενεργό ηφαιστειακό τόξο του νοτίου Αιγαίου και φιλοξενεί ένα από τα μεγαλύτερα γνωστά ρηχά υποθαλάσσια γεωθερμικά συστήματα στον κόσμο.

Στη Μήλο, οι υδροθερμικές πηγές βρίσκονται σε ρηχά νερά, κοντά στην ακτή, κάτι που επέτρεψε στους επιστήμονες να εγκαταστήσουν το όργανο ανίχνευσης λέιζερ σε προστατευμένη θέση στην ξηρά και, με τη βοήθεια δυτών, να ποντίσουν περίπου 500 μέτρα καλωδίου στον πυθμένα, κοντά σε γνωστά σημεία εκπομπής αερίων.

Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκε το αυτόνομο υποθαλάσσιο ρομπότ «MOLA AUV» του εργαστηρίου CoMPAS Lab του MBARI, για χαρτογράφηση περιοχών του πυθμένα σε υψηλή ανάλυση και σε τρεις διαστάσεις. Οι καταγραφές του θα συμβάλουν στη δημιουργία τρισδιάστατων χαρτών που αποτυπώνουν υδροθερμικές δομές, εκλύσεις αερίων, βακτηριακούς τάπητες και ορυκτές αποθέσεις.

Στον Κολούμπο, όμως, το εγχείρημα είναι δυσκολότερο. Όπως εξηγεί ο Άαρον Μικάλεφ, επικεφαλής ερευνητής στο Seafloor Processes Lab του MBARI, η υδροθερμική δραστηριότητα εξελίσσεται μέσα σε ενεργό υποθαλάσσιο ηφαιστειακό σύστημα, όπου αλληλεπιδρούν μαγματικές διεργασίες, κινήσεις ρηγμάτων και κυκλοφορία ρευστών.

Το καλώδιο σχεδιάζεται να ποντιστεί από το ερευνητικό σκάφος μέσα στον ηφαιστειακό κρατήρα, σε βάθη που πλησιάζουν τα 500 μέτρα. Εκεί δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η βοήθεια δυτών, ενώ το απότομο και σύνθετο ηφαιστειακό ανάγλυφο δυσκολεύει την ακριβή τοποθέτηση. Για τον λόγο αυτό αξιοποιείται ειδικό σύστημα πόντισης, με υποστήριξη από υποβρύχιες ρομποτικές παρατηρήσεις MiniROV.

«Επιστημονικό άλμα» για το Αιγαίο

Το τηλεχειριζόμενο υποβρύχιο όχημα MiniROV διαθέτει προηγμένους αισθητήρες που αναπτύχθηκαν από το εργαστήριο CoMPAS του MBARI. Στόχος είναι να χαρτογραφηθούν σύνθετες γεωλογικές δομές και υδροθερμικά χαρακτηριστικά σε τρεις διαστάσεις και με πολύ υψηλή ανάλυση, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες που δεν μπορούν να εντοπιστούν με συμβατικές έρευνες από σκάφος.

Η καθηγήτρια Γεωλογικής Ωκεανογραφίας του ΕΚΠΑ, Εύη Νομικού, χαρακτηρίζει την εισαγωγή της τεχνολογίας DAS στον Κολούμπο και στο υδροθερμικό πεδίο της Μήλου «ένα πραγματικό επιστημονικό άλμα για την υποθαλάσσια Ηφαιστειολογία και Ωκεανογραφία στο Αιγαίο».

Όπως αναφέρει, η μετατροπή ενός οπτικού καλωδίου σε πυκνό δίκτυο χιλιάδων εικονικών αισθητήρων στον βυθό δίνει τη δυνατότητα στους επιστήμονες να «ακούν» και να αποτυπώνουν με μεγάλη ακρίβεια διεργασίες που μέχρι σήμερα παρέμεναν αθέατες για τα χερσαία σεισμολογικά δίκτυα.

Η ίδια υπογραμμίζει ότι η πρόσφατη σεισμοηφαιστειακή κρίση στον Κολούμπο κατέστησε σαφές πως η αδιάλειπτη υποθαλάσσια παρακολούθηση αποτελεί ζήτημα εθνικής σημασίας.

Διαβάστε ακόμη

Χάκερ μετατρέπουν ψυγεία σε φούρνους: Η Ευρώπη μπροστά στο κίνδυνο μιας «πανδημίας κυβερνοεπιθέσεων»

Μαραθώνιος: Νικητής με ρεκόρ ο Μαναζότ Σιγιούμ Ταφέρι - Πρώτος Έλληνας ο Σταμούλης

Μακελειό στην Πολωνία: Τα κίνητρα και το προφίλ του ακροδεξιού δράστη στο μικροσκόπιο των αρχών

Θεσσαλονίκη: Χλιδάτη ζωή και βίλες για τα μέλη του κυκλώματος φοροδιαφυγής - Αναζητούνται κι άλλα πρόσωπα