Υποθαλάσσιο «αυτί» στο Αιγαίο: Οπτικές ίνες αποκωδικοποιούν τα μυστικά σε Κολούμπο και Μήλο

Snapshot

• Στην αποστολή HYDROSENSE ποντίζεται υποθαλάσσιο καλώδιο οπτικών ινών μήκους 500 μέτρων στο ηφαίστειο Κολούμπο για παρακολούθηση ηφαιστειακής και υδροθερμικής δραστηριότητας.
• Η τεχνολογία Κατανεμημένης Ακουστικής Ανίχνευσης (DAS) μετατρέπει το καλώδιο σε δίκτυο αισθητήρων που ανιχνεύουν ανεπαίσθητες δονήσεις και ήχους φυσαλίδων αερίου στον πυθμένα.
• Η περιοχή του Κολούμπου είναι κρίσιμη λόγω της σεισμοηφαιστειακής κρίσης του 2025 με πάνω από 30.000 σεισμούς και υψηλό γεωκίνδυνο.
• Η επιτυχής δοκιμή στη Μήλο απέδειξε την ικανότητα της τεχνολογίας να χαρτογραφεί υδροθερμικές εκπομπές και τώρα εφαρμόζεται σε πιο απαιτητικές συνθήκες στον Κολούμπο με υποβρύχια ρομποτική υποστήριξη.
• Απαιτείται μόνιμη θεσμική και οικονομική στήριξη για τη διαρκή παρακολούθηση του βυθού και την ασφάλεια της Σαντορίνης και του νοτίου Αιγαίου.

Snapshot powered by AI

Ένα καλώδιο οπτικών ινών, μήκους περίπου 500 μέτρων, μετατρέπεται σε ένα πρωτοποριακό υποθαλάσσιο «αυτί» με στόχο την παρακολούθηση της ηφαιστειακής και υδροθερμικής δραστηριότητας, αποκαλύπτοντας αθέατες διεργασίες σε δύο μοναδικά φυσικά εργαστήρια του νοτίου Αιγαίου, τη Μήλο και τη Σαντορίνη.

Η πόντιση του καλωδίου πραγματοποιείται αυτές τις ημέρες στο υποθαλάσσιο ηφαίστειο του Κολούμπου στο πλαίσιο της διεθνούς ωκεανογραφικής αποστολής «HYDROSENSE». Στην αποστολή, η οποία διενεργείται με το ερευνητικό σκάφος «Gaia Blu» του Εθνικού Ερευνητικού Συμβουλίου της Ιταλίας (CNR), συνεργάζονται ερευνητές από το Εργαστήριο Φυσικής Γεωγραφίας του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του ΕΚΠΑ, το αμερικανικό ερευνητικό ινστιτούτο Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) και το CNR.

Η επιλογή του Κολούμπου κρίνεται καθοριστική. Το υποθαλάσσιο ηφαίστειο στα βορειοανατολικά της Σαντορίνης αποτελεί πεδίο υψηλής προτεραιότητας για την παρακολούθηση γεωκινδύνων. Στις αρχές του 2025 εκδηλώθηκε στην περιοχή έντονη ηφαιστειο-τεκτονική και μαγματική κρίση διάρκειας ενός μηνός, με ταχεία μετατόπιση της σεισμικότητας βορειοανατολικά προς τη νησίδα Άνυδρο και καταγραφή περισσότερων από 30.000 σεισμών. Τα φαινόμενα αυτά ανέδειξαν την υψηλή επικινδυνότητα της περιοχής και την επιτακτική ανάγκη ενίσχυσης των υποδομών υποθαλάσσιας παρακολούθησης, καθώς τα χερσαία σεισμικά δίκτυα αδυνατούν να ανιχνεύσουν ασθενή ακουστικά σήματα από μικροσεισμικές εξάρσεις.

Η πρωτοποριακή τεχνολογία Κατανεμημένης Ακουστικής Ανίχνευσης

Η επιστημονική ομάδα εφαρμόζει την καινοτόμο τεχνολογία Κατανεμημένης Ακουστικής Ανίχνευσης (Distributed Acoustic Sensing - DAS). Μέσω του ποντισμένου καλωδίου, το σύστημα DAS εκπέμπει παλμούς λέιζερ και μετρά τις ελάχιστες μεταβολές του φωτός που ανακλώνται, ανιχνεύοντας ανεπαίσθητες δονήσεις σε εκατοντάδες σημεία. Με αυτόν τον τρόπο, μια απλή οπτική ίνα μετατρέπεται σε μια εκτεταμένη συστοιχία αισθητήρων βυθού.

Βασικός στόχος είναι να διαπιστωθεί αν ο ήχος των φυσαλίδων αερίου που διαφεύγουν από τον πυθμένα μπορεί να ποσοτικοποιήσει τον όγκο της έκλυσης και τη χρονική της εξέλιξη. Για την επαλήθευση των μετρήσεων, τοποθετείται παράλληλα ένα συμπληρωματικό δίκτυο οργάνων, το οποίο περιλαμβάνει υποθαλάσσια στερεοσκοπική κάμερα, αισθητήρες θερμοκρασίας και ειδικό υδρόφωνο.

Αν η μέθοδος αποδειχθεί αποτελεσματική, θα ανοίξει ο δρόμος για τη συνεχή παρακολούθηση της υδροθερμικής δραστηριότητας σε μεγάλες εκτάσεις και για εκτεταμένα χρονικά διαστήματα, συμβάλλοντας ενδεχομένως στην ανάπτυξη συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης.

Από τη δοκιμή στη Μήλο στο στοίχημα του Κολούμπου

Η πρώτη φάση του πειράματος διεξήχθη με επιτυχία στη Μήλο, η οποία φιλοξενεί ένα από τα μεγαλύτερα γνωστά ρηχά υποθαλάσσια γεωθερμικά συστήματα στον κόσμο.

Ο Άαρον Μικάλεφ, επικεφαλής ερευνητής στο Εργαστήριο «Seafloor Processes Lab» του MBARI, εξηγεί τη διαδικασία που ακολουθήθηκε στο νησί:

«Οι υδροθερμικές πηγές εντοπίζονται σε ρηχά νερά, πολύ κοντά στην ακτή, γεγονός που μας επέτρεψε να εγκαταστήσουμε το όργανο ανίχνευσης λέιζερ σε μια προστατευμένη τοποθεσία στην ξηρά. Με τη βοήθεια ντόπιων δυτών, ποντίσαμε περίπου 500 μέτρα καλωδίου οπτικών ινών στον πυθμένα της θάλασσας, τοποθετώντας το προσεκτικά κοντά σε γνωστές θέσεις εκπομπής αερίων. Αυτό μας έδωσε σημαντικό έλεγχο πάνω στο πείραμα».

Παράλληλα, στη Μήλο χρησιμοποιήθηκε το αυτόνομο υποθαλάσσιο ρομπότ «MOLA AUV» του MBARI για την τρισδιάστατη χαρτογράφηση υδροθερμικών δομών, εκπομπών αερίων και ορυκτών αποθέσεων σε υψηλή ανάλυση.

Η μετάβαση στον κρατήρα του Κολούμπου, ωστόσο, συνιστά μια πολύ πιο απαιτητική τεχνική πρόκληση. Όπως επισημαίνει ο κ. Μικάλεφ:

«Εδώ, η υδροθερμική δραστηριότητα λαμβάνει χώρα εντός ενός ενεργού υποθαλάσσιου ηφαιστειακού συστήματος, όπου αλληλεπιδρούν μαγματικές διεργασίες, κινήσεις ρηγμάτων και κυκλοφορία ρευστών. Η ανίχνευση μέσω οπτικών ινών θα μπορούσε, δυνητικά, να μας επιτρέψει να διερευνήσουμε αρκετές από αυτές τις διεργασίες ταυτόχρονα. Ωστόσο, το πείραμα είναι επίσης πολύ πιο απαιτητικό από τεχνική άποψη. Σχεδιάζουμε να ποντίσουμε περίπου 500 μέτρα καλωδίου από το ερευνητικό σκάφος μέσα στον ηφαιστειακό κρατήρα, σε βάθη που πλησιάζουν τα 500 μέτρα. Σε αντίθεση με τη Μήλο, δεν μπορούμε να βασιστούμε σε δύτες για την τοποθέτηση του καλωδίου, ενώ το απότομο και περίπλοκο ηφαιστειακό ανάγλυφο καθιστά την ακριβή πόντισή του σημαντικά πιο δύσκολη. Ως εκ τούτου, θα χρησιμοποιήσουμε ένα ειδικό σύστημα πόντισης, το οποίο θα υποστηρίζεται από υποβρύχιες ρομποτικές παρατηρήσεις (MiniROV)».

Το τηλεχειριζόμενο όχημα MiniROV φέρει προηγμένους αισθητήρες που επιτρέπουν την αποτύπωση γεωλογικών σχηματισμών σε τρεις διαστάσεις, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες που απουσιάζουν από τις συμβατικές έρευνες επιφανείας.

Επιστημονικό άλμα για το Αιγαίο

Η καθηγήτρια Γεωλογικής Ωκεανογραφίας του ΕΚΠΑ, Εύη Νομικού, υπογραμμίζει τη σημασία της εισαγωγής της τεχνολογίας DAS στο νότιο Αιγαίο:

«Μετατρέποντας ένα οπτικό καλώδιο σε ένα πυκνό δίκτυο χιλιάδων εικονικών αισθητήρων στον βυθό, αποκτούμε πλέον τη δυνατότητα να "ακούμε" και να αποτυπώνουμε με πρωτοφανή ακρίβεια διεργασίες που μέχρι σήμερα παρέμεναν "αθέατες" για τα χερσαία σεισμολογικά δίκτυα. Η στενή συνεργασία μας με το κορυφαίο αμερικανικό ερευνητικό ινστιτούτο MBARI είναι καθοριστικής σημασίας, καθώς μεταφέρει τεχνογνωσία και τεχνολογίες αιχμής στο νότιο Αιγαίο».

Η ίδια αναφέρεται στην πρόσφατη σεισμοηφαιστειακή κρίση των αρχών του 2025, επισημαίνοντας ότι:

«Κατέστησε σαφές ότι η αδιάλειπτη υποθαλάσσια παρακολούθηση αποτελεί ζήτημα εθνικής σημασίας. Η πόντιση του οπτικού καλωδίου διαμέσου του κρατήρα και η σύνδεσή του με το σύστημα Geo-Sense μάς επιτρέπει πλέον να αποκωδικοποιούμε τα ελάχιστα πρόδρομα σήματα στον βυθό. Καταγράφουμε τον υποθαλάσσιο σεισμικό βόμβο (tremor), τις μικρο-σεισμικές εξάρσεις και τη γεωμετρία των διόδων ρευστών, χαρτογραφώντας παράλληλα πώς η υδροθερμική δραστηριότητα συνδέεται με τις μοναδικές μικροβιακές κοινότητες του πυθμένα».

Καταλήγοντας, η κ. Νομικού απευθύνει έκκληση για τη μόνιμη θεσμική και οικονομική στήριξη των υποδομών παρακολούθησης:

«Η επανατοποθέτηση όλων των οργάνων του υποθαλάσσιου ηφαιστειακού παρατηρητηρίου SANTORY στον Κολούμπο με κρατική επιχορήγηση και στήριξη από τον δήμο Θήρας είναι επιτακτική ανάγκη. Η αδιάλειπτη, μόνιμη παρακολούθηση του βυθού δεν μπορεί να βασίζεται μόνο σε περιοδικά ερευνητικά προγράμματα. Απαιτεί σταθερή θεσμική και οικονομική υποστήριξη για την ασφάλεια της Σαντορίνης και του νοτίου Αιγαίου».

*Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Διαβάστε επίσης