Используя метод, называемый сейсмической томографией, исследователи используют форму распространяющихся сейсмических волн от близких или далеких землетрясений для создания трехмерных изображений внутренней части Земли, что позволяет им «видеть» сотни километров под поверхностью.

Итальянская гора Этна стала объектом многих исследований с помощью сейсмической томографии, поскольку ученые пытаются понять взаимосвязь между тектоникой и путями движения магмы под самым высоким и активным вулканом Европы.

Большинство вулканов зоны субдукции располагаются над погружающейся тектонической плитой, и их магма образуется в результате плавления мантии над погружающимися тектоническими плитами. Но Этна расположена в зоне столкновения африканской и европейской тектонических плит , в уникальной геологической среде, отмеченной горными цепями, системами разломов и активной тектоникой. Эта своеобразная тектоническая обстановка не позволяет ученым точно определить, откуда берется магма Этны.

Для простоты многие из этих исследований сейсмической томографии предполагают, что сейсмические волны будут проходить через кору и мантию с одинаковой скоростью независимо от направления их распространения, то есть они предполагают, что эти материалы «изотропны». Этот метод может дать грубое изображение структуры региона, но ему не хватает точности, и артефакты в смоделированной скорости сейсмических волн могут быть неверно истолкованы как различия в составе Земли или тепловых свойствах.

Анизотропная томография, с другой стороны, учитывает направленную зависимость скорости сейсмических волн, предоставляя исследователям более подробную структурную информацию. Р. Ло Бью и его коллеги первыми использовали анизотропную томографию P-волн, чтобы заглянуть под Этну. (P-волны, или первичные волны, являются самыми быстродвижущимися волнами при землетрясении.) Эта визуализация дает новое представление о глубине сегментов разломов и проливает свет на некоторые загадки вулкана.

Исследователи изучили записи землетрясений Этны с 2006 по 2016 год, полученные с помощью сети из 30 сейсмометров. Их набор данных включал землетрясения магнитудой от 0,5 до 4,3 с четкими записями P-волн. Включив анизотропию в томографию, они идентифицировали жидкую магму в коре и подробно описали потенциальные пути, по которым она может выйти на поверхность. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.

В будущем этот тип анализа может стать полезным инструментом для улучшения мониторинга вулканов, поскольку он может предоставить информацию о движении магмы в земной коре и объяснить, как ориентация структур, таких как разломы и трещины, может повлиять на эти пути.