Pockmarks sul fondale marino
Una scoperta insolita e inaspettata: i geologi hanno scoperto per caso enormi crateri sul fondo del lago di Neuch?tel. Sono tra i più grandi crateri sottomarini del mondo nei laghi interni. La loro origine non è vulcanica, ma piuttosto di sorgenti d'acqua.
Anna Reusch, dottoranda presso l'Istituto di Geologia, è rimasta stupita questa mattina: durante un'escursione di routine con la sua barca da ricerca sul lago di Neuch?tel, un contorno insolito è apparso improvvisamente sullo schermo di controllo. Sotto la barca, a oltre 100 metri di profondità, doveva esserci qualcosa che nessuno aveva mai visto prima. Ha immediatamente informato il suo professore Michael Strasser: "Abbiamo trovato qualcosa che deve assolutamente vedere".
Le prime analisi rudimentali dei dati a bordo hanno rivelato che Reusch e i suoi colleghi si sono imbattuti in una sensazione scientifica: un enorme cratere di 160 metri di diametro e 10 metri di profondità. "Ricorderò sempre quel giorno: non mi sarei mai aspettata una cosa del genere", ricorda Reusch. "? la dimostrazione che anche nel XXI secolo in Svizzera sono possibili scoperte entusiasmanti ed emozionanti!".
Alla ricerca di tracce di terremoti
La dottoranda ha fatto la scoperta nell'ambito di un progetto del Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica chiamato "Dynamite". L'obiettivo del sottoprogetto di Reusch è analizzare i sedimenti dei laghi dell'Altopiano svizzero occidentale alla ricerca di tracce di terremoti passati. Esaminando ad alta risoluzione il fondo del lago di Neuch?tel, tra le altre cose, dovrebbe trovare le prove che le zone tettoniche attive possono produrre grandi terremoti, e questo in tempi geologicamente recenti, gli ultimi 12.000 anni.
Tuttavia, la scoperta dell'enorme cratere e successivamente di altre strutture simili ha quasi completamente stravolto la sua tesi di dottorato. "I crateri erano così interessanti che abbiamo voluto approfondire questo fenomeno", spiega la geologa.
Quattro crateri nel lago
Il team di ricerca ha trovato un totale di quattro crateri sul fondo del lago. Tutti si trovano sulla sponda nord-occidentale, a una profondità di oltre 100 metri. La maggior parte di essi si trova nell'estensione di zone di frattura tettonica note. Gli scienziati hanno descritto i quattro crateri in una pubblicazione appena apparsa sulla rivista scientifica "Geophysical Research Letters".
I crateri hanno un diametro compreso tra 80 e 160 metri e sono profondi da 5,5 a 30 metri. Gli scienziati hanno soprannominato il più grande "Cratere pazzo". Non sono solo le dimensioni di questa struttura a essere insolite, ma anche la sua forma: Il cratere è circolare. Strutture simili sul fondo marino sono solitamente deformate dalla corrente.
Cratere con riempimento di fango
Ai piedi del cratere Crazy, profondo 10 metri, i ricercatori hanno scoperto una copertura di fango. Sotto di essa si trova una bocca profonda 60 metri, riempita da una densa sospensione di acqua e sedimenti. Per gli scienziati non è stato possibile estrarre carote di trapano. Il materiale è troppo liquido perché l'acqua che sale dal basso penetra nel condotto. Essa mantiene i sedimenti nel condotto in movimento e fa sì che non possano solidificarsi come i normali sedimenti lacustri.
Gli scienziati hanno dimostrato che in questi crateri sta esplodendo acqua e non gas misurando, tra l'altro, le temperature dell'acqua, della sospensione e del sedimento, nonché l'impronta isotopica. Mentre la sospensione aveva una temperatura di 8,4 gradi, l'acqua profonda e il sedimento che circondava il cratere avevano solo 5,8 gradi. Questa temperatura corrisponde alla normale temperatura dell'acqua a queste profondità del lago. La temperatura della sospensione, invece, è paragonabile a quella dell'acqua di superficie della vicina area carsica.
La sospensione all'interno del condotto contiene anche una percentuale inferiore dell'isotopo 18 dell'ossigeno pesante rispetto all'acqua marina circostante. "Questi diversi segnali di ossigeno indicano che qui ci sono due diversi corpi idrici", spiega Reusch.
Sorgente gigantesca
Per il geologo è quindi molto probabile che i crateri siano collegati ai sistemi carsici del vicino Giura. L'acqua che vi si infiltra scorre nel sottosuolo sotto il letto del lago di Neuch?tel e cerca il percorso di minor resistenza verso la superficie. Nel farlo, l'acqua spinge attraverso gli strati di sedimenti spessi un metro che si sono depositati sul fondo del lago nel corso di migliaia di anni. "In altre parole, i crateri sono sorgenti", spiega Anna Reusch.
"Utilizzando carote di sedimenti provenienti dalle immediate vicinanze dei crateri, i ricercatori sono stati anche in grado di dimostrare che la sospensione si riversa di tanto in tanto sul bordo del cratere, in modo simile all'eruzione di un vulcano. Ciò è accaduto almeno quattro volte dall'ultima era glaciale, con l'espulsione più antica che risale a 12.000 anni fa. Tuttavia, il Crazy Crater non ha espulso alcun sedimento depositato sul bordo del cratere per 1600 anni, nonostante il flusso d'acqua attivo oggi. Cosa scateni queste eruzioni è ancora inesplorato. "Per studiare la dinamica dei crateri, è necessario un monitoraggio a lungo termine per controllare il livello di sospensione nel cratere", spiega il ricercatore.
? scoppiata la febbre da scoperta
I crateri studiati finora si trovano tutti a profondità di 100 metri e più sotto la superficie dell'acqua. Reusch non è in grado di dire se tali "pockmark" esistano anche in acque poco profonde, poiché ha ispezionato solo le zone profonde del lago di Neuch?tel (da 30 metri di profondità in giù) con il suo dispositivo sonar. Le zone di acqua bassa non sono ancora state mappate.
Per misurare i laghi, i ricercatori hanno utilizzato un moderno dispositivo sonar multibeam che consente un'elevata risoluzione. In precedenza, tali dispositivi erano utilizzati principalmente per misurare il fondale marino. A seconda della profondità dell'acqua e dell'angolo del ventaglio, la risoluzione può raggiungere i 20x20 centimetri. Attualmente il dispositivo è ben utilizzato: Il fondo dei laghi svizzeri è ancora relativamente poco esplorato rispetto alla superficie terrestre. Solo negli ultimi anni abbiamo misurato il fondo di molti laghi svizzeri con metodi ad alta risoluzione, scoprendo fenomeni che prima non conoscevamo.
Scoperta di crateri sul fondo del lago
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Il pratico strumento sonar multibeam utilizzato per scoprire i crateri. (Immagine: ETH di Zurigo / Jasper Moernaut)
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I geologi recuperano una carota di sedimento dalle profondità. (Immagine: ETH di Zurigo / Adrian Gilli)
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I ricercatori guidano il loro sottomarino senza equipaggio verso la posizione del cratere più grande. (Immagine: ETH di Zurigo / Anna Reusch)
Riferimento alla letteratura
Reusch A, Loher M, Bouffard D, Moernaut J, Hellmich F, Anselmetti FS, Bernasconi SM, Hilbe M, Kopf A, Lilley MD, Meinecke G, Strasser M: Giganteschi pockmark lacustri con scarico di acque sotterranee e mobilitazione di sedimenti subacquei. Geophysical Research Letters, 13 maggio 2015, doi:pagina esterna10.1002/2015GL064179.