Umjetna inteligencija pomaže u praćenju seizmičkih aktivnosti u području Flegrejskih polja
CAMPI FLEGREI | Novo istraživanje značajno će doprinijeti poboljšanju procjena seizmičke opasnosti na području Flegrejskih polja
Brojni potresi skriveni u seizmičkoj buci uzrokovanoj ljudskom aktivnošću i u odjecima drugih potresa otkriveni su zahvaljujući primjeni modela umjetne inteligencije za analizu seizmičkih aktivnosti u području Flegrejskih polja (Campi Flegrei).
To su rezultati istraživanja međunarodnog znanstvenog tima sastavljenog od istraživača Doerr School of Sustainability Sveučilišta Stanford, Vezuvskog opservatorija Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – INGV) i Sveučilišta Federico II. u Napulju (Università degli Studi di Napoli Federico II).
Istraživanjem su analizirani seizmički zapisi prikupljeni od 21. siječnja 2022. do 20. ožujka 2025. pomoću guste mreže seizmografa koju razvija i održava Vezuvski opservatorij (Osservatorio Vesuviano). Zahvaljujući primjeni umjetne inteligencije identificirani su potresi koji obilježavaju aktualnu fazu vulkanske aktivnosti u kalderi Campi Flegrei.
„Goruća polja“
Podsjetimo, Flegrejska polja (Campi Flegrei) golemo su aktivno vulkansko područje sa strukturom kaldere, odnosno niskim područjem gotovo kružnog oblika koje je formirano velikim eksplozivnim erupcijama u prošlosti. Ovo aktivno vulkansko područje nalazi se zapadno od Napulja i proteže se od Monte di Procida na zapadu do Posillipa u Napulju te uključuje podvodni dio u zaljevu Pozzuoli. Flegrejska polja uključuju općine Bacoli, Monte di Procida, Pozzuoli, Quarto, Giugliano in Campania i zapadni dio Napulja.
Naziv Campi Flegrei grčkog je podrijetla i može se prevesti kao „goruća polja“ (tal. campi ardenti), a označava vulkansku prirodu područja i prisutnost brojnih fumarola i termalnih voda, dobro poznatih i korištenih još u antičko doba.
Za razliku od poznatijeg Vezuva, Campi Flegrei karakterizira cijelo vulkansko polje koje je aktivno više od 80.000 godina, s nekoliko vulkanskih centara smještenih unutar i u blizini područja kaldere. Vulkanska aktivnost bila je posebno intenzivna s više od 27 erupcija u posljednjih 5500 godina. Posljednja erupcija – jedna od najmanjih u cjelokupnoj eruptivnoj povijesti ovog supervulkana – dogodila se 1538. godine čime je prekinuto razdoblje mirovanja dugo oko 3000 godina. No, u samo nekoliko dana erupcija je tada stvorila vulkanski stožac Monte Nuovo – visok oko 130 m. Od tada je kaldera Campi Flegrei u stanju mirovanja, ali pokazuje znakove aktivnosti kao što su seizmičnost, deformacije tla i pukotine iz kojih izbijaju vrući plinovi (tal. fumarole).
Područje je pod stalnim nadzorom zbog složene geodinamičke aktivnosti
Područje kaldere Campi Flegrei, u kojem živi više od pola milijuna stanovnika, karakterizira bradiseizam – postupno izdizanje ili spuštanje dijela Zemljine površine koje je uzrokovano punjenjem ili pražnjenjem podzemne magmatske komore ili hidrotermalnom aktivnosti. Ove pojave popraćene su potresima koji općenito ne dosežu velike magnitude, ali se često osjećaju i mogu uzrokovati štetu na infrastrukturi i zgradama s obzirom na to da se događaju blizu površine. Najveće novije bradiseizmičke krize dogodile su se u razdobljima od 1970.-1972. i od 1982.-1984. godine, kada je zabilježeno stotine potresa i ukupno izdizanje tla od preko tri metra.
Od 2005. godine počela je nova faza izdizanja tla koje se posljednjih godina povisilo za više od jednog metra i uzrokovalo brojne potrese, dok se od 2023. godine bilježi postupni porast snažnih seizmičkih aktivnosti, ubrzano izdizanje tla te pojačano izbijanje vrućih plinova.
U istraživanju je korišten napredni model umjetne inteligencije razvijen na Sveučilištu Stanford, a uvježbavan je na seizmičkom katalogu koji Vezuvski opservatorij sastavlja i neprestano ažurira od 2000. godine. Time je algoritmima omogućeno razlikovanje seizmičke buke uzrokovane ljudskom aktivnošću, karakteristične za tako gusto naseljeno područje, od potresa koji nastaju unutar kaldere.
Na taj je način otkriveno je i locirano više od 54 000 potresa, od kojih je većina vrlo niske magnitude. Prednost primijenjene metode upravo je u tome što omogućuje pronalazak i lociranje i onih potresa koji su skriveni unutar seizmičke buke ili u odjecima jačih potresa.
- Karta epicentara potresa zabilježenih od 21. siječnja 2022. do 20. ožujka 2025. na području Flegrejskih polja, identificiranih i lociranih pomoću umjetne inteligencije. Boje označavaju dubinu potresa prema prikazanoj ljestvici boja. © Xing Tan, Anna Tramelli, Sergio Gammaldi / A clearer view of the current phase of unrest at Campi Flegrei caldera – Science (2025)
Istraživanjem je definiran prstenasti rasjedni sustav kaldere
Zahvaljujući velikom broju identificiranih i relokaliziranih potresa, dobivena je potpunija slika seizmičkih aktivnosti te su detaljno uočene seizmičke strukture. Konkretno, definiran je prstenasti rasjedni sustav kaldere (ring fault system – RFS) koji omeđuje zonu izdizanja tla, kao i sustav vrlo plitkih rasjeda u sjevernom dijelu kaldere, koji obilježava hidrotermalno područje ispod fumarola Solfatara i Pisciarelli, posebno pogođenih emisijama vulkanskih plinova iz tla.
„Unutar te prstenaste strukture, seizmička aktivnost je prvi put na kopnu, blizu Pozzuolija, pokazala specifične i dobro definirane rasjede, što bi moglo omogućiti preciznije procjene seizmičke opasnosti i rizika na ovom području”, objašnjava profesor Warner Marzocchi sa Sveučilišta u Napulju Federico II.
Jedina seizmička aktivnost koja nije isključivo tektonska, a sastoji se od tzv. „hibridnih“ događaja, zabilježena je na dubinama manjim od jednog kilometra, u blizini mjerne postaje Accademia Aeronautica (ACAE).
„Do danas nismo zabilježili nikakve izravne znakove uzlazne migracije magme, a nismo uočili seizmičku aktivnost na dubinama većim od 3,7 km na ili unutar prstenastog rasjednog sustava“, ističe se u današnjem priopćenju Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV).
Ovo istraživanje, objavljeno 4. rujna 2025. u časopisu Science, značajno će doprinijeti poboljšanju procjena seizmičke opasnosti na području Flegrejskih polja.
Uz to, razvijen je softver koji je trenutačno u fazi testiranja na Vezuvskom opservatoriju, a koji omogućuje identifikaciju i lociranje najmanjih potresa gotovo u stvarnom vremenu, čime se automatski prati razvoj, a time dobiva i bolja procjena seizmičkih i vulkanskih aktivnosti. To je jedan od alata koje INGV uvodi radi smanjenja rizika u području kaldere Campi Flegrei.
- Vezuvski opservatorij Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV) izvijestio je da je od 31. kolovoza 2025. u 16:09 po lokalnom vremenu u tijeku intenzivno seizmičko podrhtavanje u području Flegrejskih polja. Sve je započelo potresom magnitude 3.3, a kulminiralo snažnim potresom magnitude Md = 4,0 ± 0,3 u ponedjeljak 1. rujna u 04:55 sati. © Osservatorio Vesuviano - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)
Preko stotinu potresa između 31. kolovoza i 1. rujna 2025.
Nakon snažnog potresa magnitude 4.0 koji je tijekom ranih jutarnjih sati 1. rujna 2025. zabilježen na području Flegrejskih polja, predsjednik Nacionalnog instituta za geofiziku i vulkanologiju (INGV), Fabio Florindo, dao je pregled trenutačne seizmičke i geološke situacije, pojasnivši kako su dva snažna potresa izazvala novi niz od oko stotinu seizmičkih događaja u samo 24 sata.
Istaknuo je kako neke od njih stanovništvo nije ni osjetilo, potvrđujući složenu i slojevitu prirodu trenutačne seizmičke aktivnosti. „Glavni uzrok ostaje bradiseizam, dobro poznati geofizički fenomen u području Flegrejskih polja, koji je ubrzao stopu izdizanja tla od travnja. Razina tla nastavlja se izdizati za oko 1,5 cm mjesečno. Taj proces traje već više od 20 godina, a posljednjih mjeseci bilježimo usporeno i stalno izdizanje“, precizirao je Florindo. „To dokazuje morfologija područja, s terenom koji poprima gotovo kupolasti oblik s najvišom točkom Rione Terra u Pozzuoliju.“
- U manje od 24 sata zabilježeno je više od 100 potresa, gotovo svi koncentrirani između naselja Rione Ortodonico u Pozzuoliju i područja Zrakoplovne akademije (Accademia Aeronautica - ACAE), južno od Solfatare. Većina podrhtavanja dogodila se na dubini od 0 do 1,5 km, dok je potres magnitude 4.0 nakon prvih podataka (300 m) preciznijim mjerenjem lociran na 2,3 km dubine, što je u skladu s prijašnjim seizmičkim događajima. © Osservatorio Vesuviano - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)
Promjene su uočene na dvjema mjernim postajama – Accademia Aeronautica (ACAE) i Monte Olibano (ISPT) – gdje je 1. rujna locirana većina potresa. Postaja kod Akademije pomaknula se za 2,9 cm prema jugozapadu i zabilježila spuštanje tla od oko 2,5 cm, dok se postaja Monte Olibano pomaknula vodoravno 1,1 cm prema jugozapadu te se vertikalno spustila za 1 cm.
Iako za sada ne predstavlja neposredan znak erupcije supervulkana Campi Flegrei, trenutačna dinamika zahtijeva stalno i pozorno praćenje, kako zbog vulkanske prirode podzemlja, tako i zbog ranjivosti gusto naseljenog urbanog područja.
Stjepan Felber | Ekovjesnik