Núi Etna ở Sicily, Ý là ngọn núi lửa hoạt động mạnh nhất ở châu Âu, nhưng cộng đồng khoa học rất khó giải thích nó được hình thành như thế nào vì các mô hình địa chất truyền thống không thể áp dụng hoàn toàn cho ngọn núi lửa này. Nghiên cứu mới nhất của Đại học Lausanne đề xuất một giả thuyết mới, cho rằng Etna có thể không thuộc các núi lửa ranh giới mảng quen thuộc, núi lửa vùng hút chìm hay núi lửa điểm nóng mà giống với một loại núi lửa "petit-spot" đặc biệt hiếm gặp.

Núi Etna nằm ở bờ biển phía đông Sicily. Nó có lịch sử hoạt động hơn 500.000 năm. Nó có độ cao hơn 3.000 mét và phun trào nhiều lần mỗi năm. Đây là một trong những ngọn núi lửa được quan sát kỹ lưỡng nhất trên thế giới. Mặc dù vậy, nguồn gốc của nó vẫn chỉ được hiểu một phần: không có cơ chế nào trong ba cơ chế đánh lửa chính là tách mảng, hút chìm và các điểm nóng nội mảng có thể giải thích đầy đủ nguồn magma và các đặc tính hóa học của nó.

Nhóm nghiên cứu của Đại học Lausanne, hợp tác với Anna Rosa Corsaro thuộc chi nhánh Catania của Viện Địa vật lý và Núi lửa Quốc gia Ý (INGV), đã xuất bản một bài báo trên "Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Trái đất rắn", đề xuất rằng magma của Núi Etna không được tạo ra bởi sự tan chảy quy mô lớn trong lớp phủ trước khi phun trào mà được bổ sung liên tục bởi một lượng nhỏ "kho" magma tồn tại từ trước ở lớp phủ trên trong một khoảng thời gian dài. Magma này tích tụ ở phần trên của lớp phủ phía trên cách bề mặt khoảng 80 km, sau đó không ngừng dâng lên do áp lực kiến ​​tạo.

Nói chung, sự hình thành của núi lửa có thể được phân loại đại khái thành ba loại: một là ở các ranh giới đứt gãy mảng chẳng hạn như các sống núi giữa đại dương, nơi sự phân tách mảng cho phép lớp phủ nhô lên giải nén và tan chảy để hình thành lớp vỏ đại dương mới; cái còn lại nằm trong các đới hút chìm, nơi nước được mang theo bởi mảng vỏ đại dương đang hút chìm làm giảm nhiệt độ nóng chảy của lớp phủ phía trên, gây ra sự tan chảy và tạo ra những ngọn núi lửa bùng nổ như núi Phú Sĩ ở Nhật Bản; thứ ba, bên trong mảng, các đám lớp phủ nóng bất thường tạo thành các điểm nóng, hình thành các chuỗi đảo núi lửa như Hawaii và Reunion.

Tuy nhiên, Etna "trông không giống bất kỳ câu trả lời tiêu chuẩn nào." Mặc dù nó nằm gần đới hút chìm nhưng thành phần hóa học đá của nó gần với các điểm nóng núi lửa hơn; nhưng bên dưới nó, không có bằng chứng rõ ràng nào về các điểm nóng lớp phủ như Hawaii. Nghiên cứu mới chỉ ra rằng điều bất thường ở Etna là magma mà nó tiêu thụ không được "nấu chảy tươi" sau mỗi lần phun trào mà được phun ra từ một túi tan chảy có thể tích nhỏ hiện có ở lớp phủ phía trên.

Nhóm nghiên cứu cho rằng nền kiến ​​tạo bất thường là một trong những yếu tố then chốt: mảng châu Phi và mảng Á-Âu tiếp tục va chạm vào khu vực này, khiến mảng gần đới hút chìm bị uốn cong, hình thành hàng loạt vết nứt và vùng yếu trên mảng. Khi mảng này từ từ uốn cong, những vết nứt này giống như các kênh được tạo ra khi một miếng bọt biển nén bị ép lại, cho phép magma ở lớp phủ phía trên dâng lên theo từng đợt dọc theo các vết nứt và tạo thành các núi lửa lớn phân lớp trên bề mặt.

Dựa trên ý tưởng này, các nhà nghiên cứu đề xuất rằng Etna có thể thuộc một loại "núi lửa thứ tư" mới được công nhận từ năm 2006 - một phiên bản phóng to trên bờ của núi lửa micropoint. Cái gọi là núi lửa micropoint là một loại núi lửa ngầm nhỏ được các nhà khoa học Nhật Bản phát hiện ở vùng uốn cong của mảng biển sâu. Sự tồn tại của chúng cho thấy quả thực có những túi magma nằm rải rác ở phần trên của lớp phủ phía trên, chúng có thể “bị nén” thành núi lửa trong những điều kiện kiến ​​tạo thích hợp.

Sebastien Pilet, tác giả đầu tiên của bài báo và là giáo sư tại Trường Khoa học Trái đất và Môi trường thuộc Đại học Lausanne, đã chỉ ra rằng cơ chế hình thành của Etna rất giống với cơ chế hình thành của những ngọn núi lửa ngầm nhỏ bé này, nhưng quy mô được phóng đại lên một cấp độ hoàn toàn khác. Trước đây, những núi lửa micro-point quan sát được dưới đáy biển chỉ cao vài trăm mét nhưng Etna là núi lửa dạng tầng quy mô lớn điển hình. Nó bắt đầu hoạt động khoảng 500.000 năm trước và hiện ở độ cao hơn 3.000 mét so với mực nước biển. Nó là một người khổng lồ.

Để kiểm tra giả thuyết mới này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích có hệ thống các mẫu đá từ Etna trong quá trình tiến hóa khoảng 500.000 năm của nó, theo dõi những thay đổi lâu dài về thành phần hóa học trong dung nham của nó. Kết quả cho thấy dấu vân tay hóa học của Etna magma tương đối ổn định, ngay cả khi môi trường kiến ​​tạo xung quanh đã phát triển qua lịch sử địa chất lâu dài. Điều này cho thấy khu vực nguồn cung cấp magma đã tồn tại từ lâu ở lớp phủ phía trên, và những thay đổi về cường độ và thể tích phun trào chủ yếu liên quan đến sự chuyển động của mảng và những thay đổi trong các kênh đứt gãy do nó gây ra, chứ không phải là những thay đổi mạnh mẽ trong bản thân nguồn magma sâu.

Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng Etna giống một đường ống "rò rỉ" dài hạn hơn, liên tục dẫn magma ở lớp vận tốc thấp của lớp phủ phía trên lên bề mặt, từ đó duy trì các hoạt động phun trào thường xuyên bất thường của nó. Mô hình "đường ống rò rỉ" này cùng xác nhận quan điểm về các túi magma lớp phủ phía trên được phản ánh bởi các núi lửa vi điểm, cung cấp một khung lý thuyết mới để hiểu nguồn gốc của núi lửa trong các môi trường kiến ​​tạo khác nhau trên khắp thế giới.

Nghiên cứu này không chỉ giúp xác định lại vị trí của Etna trên bản đồ phân loại núi lửa mà còn cung cấp những ý tưởng mới để đánh giá rủi ro trong các hoạt động trong tương lai của nó. Bằng cách mô tả chính xác hơn độ sâu, quy mô và phương pháp bổ sung của các hồ chứa magma, các nhà nghiên cứu INGV ở Catania dự kiến ​​sẽ đưa ra các thông số thực tế hơn trong việc giám sát núi lửa và đánh giá thảm họa, từ đó cải thiện khả năng cảnh báo sớm cho ngọn núi lửa siêu “thường mở” này.