Það er ljóst að það er kvikugangur undir Sundhnúksgígaröðinni, en kvikugangur er einfaldlega sprunga sem er full af um 1150 til 1200 stiga heitri basalt kviku.  Hvernig líta slíkir gangar út?  Í Tertíeru blágrýtismynduninni á Íslandi finnst mikill fjöldi basalt ganga af þessu tagi. Hér á myndinni er einn slíkur,  en hann sker forn hraunlög á norðanverðu Snæfellsnesi. Takið eftir að gangurinn er margfaldur. Vinstra megin má sjá amk. sex lóðrétt lög.  Þessi lóðrétta lagskifting verður til vegna þess að þegar heit kvika streymir upp sprunguna, þá kólnar kvikan við snertingu við kalt bergið umhverfis, og þá myndast lóðrétt 5 til 10 cm þykk skán af storknu basalti yst á ganginum. Þegar næsta gos verður myndast önnur skán innar, og svo koll af kolli.  Í Sundhnúksgígaröðinni hafa orðið sex gos síðan í nóvember 2023, og gangurinn sem liggur þar undir er eflaust með slíkar skánir eins og myndin sýnir.  Við þetta þrengist gangurinn smátt og smátt og þar með dregur óhjákvæmilega úr rennsli upp á yfirborðið.  Það er einmitt það sem við sjáum í gögnum Veðurstofunnar. Í fyrsta kvikuhlaupi í nóvember 2023 var rennsli um 750 þúsund rúmmetrar á dag, en síðan hefur dregið stöðugt úr því, niður í 250 þúsund rúmmetra á dag í síðasta kvikuhlaupi. Í maí 2024.  Kólnun og storknun kviku á jöðrum gangsins er stöðugt að þrengja aðfærsluæðina og mun að lokum stöðva virknina undir Sundhnúksgígaröðinni. Út frá slíkum gögnum höfum við Grímur Björnsson því spáð goslokum í byrjun júlí í ár.  Nú, Almannavarnir gefa lítið fyrir slíkar spár og kalla framtak okkar ´´tölfræðileik´´ (Mbl. 18. mars, 2024).  Aðrir kynnu að kalla slíka starfsemi vísindi.  Það er leitt og reyndar töluvert áhyggjuefni að Almannavarnir hafi slík neikvæð viðhorf gagnvart vísindunum.  

Það veltur því allt á því hvað kvikan í ganginum kólnar hratt og storknar. Ég hef áður fjallað um það  hér 

https://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/2296515/.  Þar sýndi ég fram á að kólnunin er aðallega háð þykkt gangsins, sem er því miður óþekkt stærð í Sundhnúk. En líkön sýna að gangur sem er um meter á þykkt kólnar á nokkrum klukkustundum.  Gangur sem er um 10 metrar á þykkt tekur vikur að kólna.  Um leið og ný kvika streymir upp í miðjan ganginn þá stöðvast frekari storknun, en storknuð rönd hefur myndast á jaðrinum. Þannig þrengist kvikugangurinn stöðugt og hindrar að lokum allt kvikuflæði í Sundhnúksgígaröðinni.  En hvað tekur við næst og hvar á Reykjanesi er auðvitað algjör óvissa.  

Enn mallar hraunkvika í einum gíg í Sundhnúksgígaröðinni og hraun mjakast hægt til suðurs. Hinn 14. mars 2024 birtum við Grímur Björnsson jarðeðlisfræðingur grein hér sem bar titilinn Einföld spá um lok umbrota í Grindavík. Sjá hér https://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/2300308/.  Við höfðum tekið eftir því að í gögnum sem eru birt af Veðurstofu Íslands felast upplýsingar um breytingar á kvikuflæði frá eldstöðinni, sem er kennd við Sundhnúksgígaröðina. Þessi gögn sýna að kvikuflæði hefur stöðugt minnkað (fyrsta myndin) og bendir sú þróun á að kvikuflæði verði lokið í þessari eldstöð seinni part sumars 2024, eða nánar tiltekið um 5. júlí.    Þessi viðleitni okkar að beita áreiðanlegum gögnum um kvikuflæði til að spá um goslok vakti ýmsa umræðu sem var yfirleitt jákvæð, að undanskildum viðbrögðum fulltrúa Almannavarna, sem lýsti framlagi okkar sem ´´tölfræðileik´´ (Mbl. 18. mars, 2024).  Þessi ummæli benda til þess að Almannavarnir skilji því miður ekki frumgögnin, sem er reyndar töluvert áhyggjuefni.    Nú hefur Veðurstofa Íslands birt nýjar tölur um hraunflæði frá Sundhnúksgígaröðinni, þær fyrstu síðan hinn 11. mars 2024.   Myndin frá VÍ sem hér fylgir sýnir kvikuflæði fyrir þessi sjö tilfelli sem hafa gerst til þessa og flest leitt til eldgosa (fyrsta myndin).   Okkur varð strax ljóst að það er kerfisbundin breyting á kvikurennsli í þessum sjö tilfellum, þannig að það dregur stöðugt úr kvikurennsli.  Þess vegna sýnum við gögnin í línuriti af kvikurennsli á móti tíma (önnur myndin).  Þar mynda þessi sjö tilfelli ferli sem stefnir niður á lárétta ásinn og gefa okkur þá grundvöll til að setja fram spá um goslok í byrjun júlí 2024.   Nýjustu gögn styðja því við fyrri spá okkar um framtíð og lok virkni í Sundhnúksgígaröðinni.   

Töluverð umræða hefur verið í gangi varðandi ástand og framvindu mála í þessu gosi og sýnist sitt hvorum um framhaldið.  Það er tiltækast að bera þessa virkni saman við Kröfluelda, sem er svipað sprungugos og virkni þess mjög vel skráð.  Eitt athyglisvert varðandi Kröflu er að þegar hún hætti að gjósa var staða landriss há og hélt áfram að rísa um tíma. Það er því ekki ólíklegt að Sundhnúksgígaröðin hagi sér eins. Þriðja myndin sýnir hreyfingu á GPS stöðinni HS02 í Svartsengi þessa viku. Það er ljóst að hér er enn landris í gangi. En það er hugsanlegt að, eins og í Kröflu, haldi landris áfram að vissu marki eftir gos, á þess að nýtt gos brjótist fram.   

Albert Einstein var einn fremsti vísindamaður heims. Í lok ferils síns sagði hann ’’Það er eitt sem ég hef lært á langri ævi, að öll okkar vísindi eru frumstæð og barnsleg í samanburði við raunveruleikann,  en samt eru vísindin það allra dýrmætasta sem við eigum.’’   Satt að segja er þetta einnig trúarjátning mín.  

Nú í dag eru það vísindin sem gera okkur kleift að mæla, túlka og skilja þau umbrot sem eru að gerast á Reykjanesi í dag og nota þær upplýsingar til að reyna að spá um hvað gæti gerst næst.  Aldrei fyrr hafa vísindin verið jafn mikilvæg á Íslandi.  Erum við að beita þeim rétt?  Strax og umbrotin hófust í jarðskorpunni á Reykjanesi árið 2020 var ljóst að nýr kafli í jarðsögu Íslands er hafinn.  Eftir um 800 ára langt hlé er allur skaginn að vakna og töluverðar líkur á að jarðskorpuhreyfingar, gliðnun og eldgos verði víða á öllu þessu svæði, frá Reykjanestá og allt til Hengils næstu áratugina eða aldir. Um helmingur þjóðarinnar býr á þessu svæði. Hér á Reykjanesskaga eru flestir helstu innviðir landsins, alþjóðaflugvöllur, hafnir fiskveiðaflotans og mikil orkuframleiðsla.  Það er því mikið í húfi.

Við erum svo heppin að við Háskóla Íslands starfa nokkrir vísindamenn sem eru meðal þeirra fremstu á jörðu á sviði rannsókna í jarðeðlisfræði flekamóta og jarðefnafræði basalt kviku.  Þeir deila nú óspart þekkingu sinni til samstarfsmanna og nemenda varðandi Reykjanes.   Það eru þeirra vísindi sem mynda rammann utan um þekkingu okkar á jarðvá og eðlilegast væri að þessi hópur vísindamanna stýri beint aðgerðum í sambandi við jarðvá. Þeir hafa þegar tekið á sig mikla ábyrgð varðandi gagnasöfnun og túlkun gagna og eiga með réttu að setja fram beint niðurstöður sínar til almennings og yfirvalda. Að setja lögregluvald eða Almannavarnir inn sem millilið í þennan alvarlega leik er ekki aðeins óþarfi heldur hættulegt, þar sem þar er ekki fyrir hendi vísindaleg þekking.

Viðbrögð við slíkum alvarlegum atburðum sem eru að gerast nú og þeim sem blasa við í náinni framtíð eiga með réttu að vera þrennskonar og í þessari röð.

1. Vísindaleg rannsókn á ástandi og virkni jarðskorpunnar og mælingar á þeim kröftum sem eru að losna úr læðingi.  
2. Endurskoðun á aðalskiðulagi og hættumati í öllum byggðum á Reykjanesi og þar með einnig Reykjavík. 
3. Stöðugar mælingar á aflögun jarðskorpunnar með þéttu neti af jarðskjálftamælum, GPS tækjum, radar mælingum frá gervihnöttum og annari tækni sem skynjar slíkar breytingar.  Einnig er mikilvægt að rannsóknir á sviði jarðefnafræði séu styrktar til að fylgjast með breytingum á samsetningu á kviku og gasi. 

Eitt mikilvægasta atriði er að stjórnun og eftirlit með slíkum rannsóknum á að vera í höndum þeirra jarðvísindamanna  sem standa í fremstu röð á sviði jarðeðlisfræði og jarðefnafræði á Íslandi. Auk þess að færa stjórnun á öllu eftirliti varðandi jarðvá í hendur vísindamanna er nauðsynlegt að veita fjármagn til að styrkja og stækka það net af mælitækjum sem þörf er á  og stuðla fekar við menntun á háskólasviðinu í jarðeðlisfræði og jarðefnafræði.

Vöktun, rannsóknir og eftirlit með jarðvá er stórt og mikilvægt framtíðarverkefni á sviði vísindanna á Íslandi. Það hefur verið olnbogabarn á Veðurstofu Íslands í mörg ár, en nú er verkefnið svo mikilvægt að það krefst sjálfstæðrar vísindastofnunar. Íslenskir vísindamenn á sviði jarðeðlisfræði og jarðefnafræði eru nú leiðandi á heimsmælikvarða á þessu sviði. Nú sýnir raunveruleikinn okkur það á Reykjanesi að það er brýn nauðsyn fyrir velferð og efnahag þjóðarinnar að bregðast sem fyrst við og mynda sjálfstæða vísindastofnun sem er helguð jarðvá og svarar beint til efstu yfirvalda landsins varðandi yfirvofandi hættur og viðbrögð við þeim.

Myndun á bólu á jarðskorpunni eða ris lands sem er um 50 til 100 ferkílómetar að flatarmáli, fyrst í Fagradalsfjallseldstöðinni og síðar í grend við Þorbjörn, Svartsengi og Bláa Lónið eru sennilega ótvíræð merki um að hraunkvika er fyrir hendi sem lárétt kvikuinnskot neðarlega í jarðskorpunni.  Ég sting uppá hér að neðri mörk á dýpi jarðskjálfta teikni út yfirborð þessa lárétta kvikuinnskots. 

Dýpt jarðskjálfta á Reykjanesi sýnir merkilega breytingu eftir gosið 18. desember, sem gefur okkur nýja innsýn í hegðun kvikuinnskotsins undir svæðinu (smellið á mynd til að stækka).  Fyrir gos voru langflestir skjálftar á 2 til 6 km dýpi, eins og myndin sýnir og mjög fáir dýpri skjálftar. Tveimur dögum eftir að gos hófst á sprungunni í Sund­hnúkagígum hinn 18. desember s.l.  varð mikil breyting á, og skjálftar náðu niður á 10 km dýpi. Ég sting uppá að þessi breyting hafi gerst vegna þess að lagið af kviku eða kvikuinnskotið undir Svartsengi hvarf að mestu í gosinu og skorpan lagðist saman, berg ofan á berg.  Fyrst aðeins smá spjall um jarðskjálftabylgjur, en þær eru aðallega tvennskonar: (1) P-bylgjur, sem eru hraðar og berast bæði í gegnum berg og vökva eins og hraunkviku,  (2) S-bylgjur, sem berast í gegnum berg en ekki vökva, eins og hraunkviku.  Þar sem S-bylgjur berast ekki í gegnum kviku, þá koma þær ekki fram á jarðskjálftamælum ef kvika er fyrir hendi. Þá er talað um S-bylgju skugga.  Upplýsingar um dýpri jarðskjálfta skila sér ekki upp á yfirborð ef kvika er fyrir ofan.  Kvikan er þá sía eða  ´´filter´´sem hleypir ekki dýpri skjálftabylgjum upp á yfirborð jarðar.

Eins og myndin sýnir byrja dýpri skjálftar að birtast hinn 20. desember. Þeir ná niður á 10 km dýpi og jafnvel neðar. S-bylgju skugginn er horfinn, vegna þess að lárétta kvikuinnskotið er orðið tómt og berg legst ofan á berg aftur. 

Á Aðfangadag byrja djúpu skjálftarnir að grynnast og neðri mörk skjálftanna að færast ofar, nær því marki sem ríkti fyrir gos.  Það getur verið vísbending um að lárétta kvikuinnskotið sé að myndast aftur á sama dýpi og fyrir gos (6-7 km), og byrji þar með að sía út dýpri skjálfta.  En kvikuinnskotið á um 6-7 km dýpi  virðist vera enn mjög þunnt, því nokkrar dýpri skjálftabylgjur virðast berast upp á yfirborð og mælast. Ef til vill er uppruni þeirra við neðri mörk kvikuinnskotsins. 

Hvað gerist næst?  Ef ný kvika bætist við inní kvikuinnskotið þá ætti skjálftalausa bilið á 6-7 km dýpi að breikka og skjálftar fyrir neðan ´´gatið´´ að hverfa.  Þar með vaxa líkur á að kvika streymi í átt að yfirborði á Reykjanesi. 

 Strax og órói byrjaði á Reykjanesi í nóvember hófust bollaleggingar um hvort hraunkæling gæti virkað til að vernda byggð í Grindavík, ef hraunrennsli stefndi á bæinn. Almannavarnir ræddu um að kaupa stórar og kraftmiklar dælur á hraunið, ef til kæmi. Ég sýni fram á hér að hraunkæling mun sennilega ekki virka á þessa tegund af hrauni.

Hraunkæling er íslensk uppfynding og á eðlisfræðingurinn Þorbjörn Sigurgeirsson (1917-1988) allan heiður af því.  Þegar eldgos hófst í Heimaey árið 1973 var strax ljóst að byggðin var í mikilli hættu. Slökkviliðsmenn byrjuðu að dæla sjó á hraun sem stefndi á bæinn seint í janúar 1973 en vatnsmagnið var alltof lítið.  Þá var dæluskipinu Sandey siglt inn í höfnina en það gat dælt 400 lítrum á sekúndu og kom með stálrör sem voru 56 cm í þvermál.  Þorbjörn tók mjög virkan þátt í að skipuleggja þessa vinnu en hann gerði sér ljóst að verkið hefði aðeins áhrif ef fleiri og stærri dælur væru fyrir hendi.  Hann taldi að dæla þyrfti 1600 rúmmetrum af sjó á sekúndu til að hraunið breytti rennslinu. Nokkrar stórar dælur voru fengnar frá Bandaríska Varnarliðinu á Keflavíkurflugvelli og svo loks 26. mars komu flugleiðis frá Bandaríkjunum 32 stórar dælur, sem dældu alls 800 til 1000 lítrum á sekúndu á hraunið.

Langar lagnir af plaströrum voru lagðar að hrauninu og jafnvel út á það, og hraunkælingin fór að hafa áhrif. Mörg hús fóru undir hraun, en það er enginn vafi að dælingin hafði mikil áhrif og myndaði kældan og stífan hraunkannt til varnar byggðinni og hraunið leitaði sér leiða í aðrar áttir.

Hraunið sem kom upp í Heimaey er ekki basalt, heldur bergtegund sem nefnist hawaiit. Það kemur upp á um 1060 stiga hita, en basalt er á bilinu 1150 til 1200 stig. Annar mjög mikilvægur þáttur er að hraunið í Heimaey er apalhraun, með mjög úfið og spungið yfirborð. Vatn eða sjór sem dælt var á heitt hraunið hafði því greiðan aðgang og gat runnið niður sprungur djúpt inní hraunið og valdið kælingu.  

Sprungugosinu í Sund­hnúkagígum, sem hófst hinn 18. desember er nú lokið. Það var að mestu fyrir norðan vatnaskil á Reykjanesi og var því ekki bein ógnun við byggð í Grindavík.  Hraunið stöðvaðist um 3 km fyrir norðan bæinn.  Ef hraunið hefði verið mikið stærra, eða þá að nýtt gos hefst sunnar á sprungunni, þá kemur vissulega til greina að beita hraunkælingu til að verja mannvirki. 

En það eru vissir þættir í einkennum kvikunnar sem nú kom upp í Sund­hnúkagígum, sem benda til að hraunkæling muni ekki virka vel hér.  Í fyrsta lagi er greinilegt út frá hegðun gossins að kvikan er mjög ´´þunn´´eða hefur mjög lága seigju. Hraunið rann mjög hratt frá sprungunni, og kvikustrókar benda einnig á lága seigju. Enda er hraunið dæmigert helluhraun. Fyrstu fréttir af efnasamsetninu hraunsins sýna að það er basalt, mjög líkt ungum hraunum sem hafa runnið í nágrenninu, eins og Eldvarpahrauni vestar á Reykjanekaga, frá um 1226.   

Ég hef áður fjallað hér um Eldvarpahraun og þá uppgötvun að það hefur runnið til sjávar og eftir hafsbotninum sunnan Reykjaness, sjá hér https://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/2296527/     Myndin er byggð á fjölgeisla dýptarmælingum.  Hraunið á sjávarbotni er 3,4 ferkílómetrar, eða svipað og nýja hraunið.  Mér finnst myndin af hrauninu á hafsbotni svo merkileg að ég birti hana hér aftur, en myndin er frá ISOR.  Þarna kemur fram að hraunið hefur runnið 2.7 km leið frá ströndinni og virðist mynda fremur þunnt lag, svipað og helluhraunið á landi.  Ef hraunkæling hefði haft veruleg áhrif á hraunið, þá hefði það hrannast upp fast við ströndina. Svo er ekki, en í staðinn hafur hraunið runnið greiðlega eftir hafsbotninum.  Jarðfræðingur ISOR telur að hraunið hafi runnið eftir hafsbotni sem bólstraberg og er ég sammála þeirri túlkun. 

Þessi uppgötvun frá ISOR er mikilvæg því hún sýnir okkur að vatn eða sjór hefur mjög lítil áhrif á þunnfljótandi helluhraun, eins og Eldvarpahraun og sennilega einnig nýja hraunið frá Sund­hnúkagígum.  Þau renna sem þunn bólstrabergshraun eftir hafsbotni. Setjum þetta þá í samhengi við hugsanleg helluhraun sem kynnu að stefna á Grindavík í framtíðinni og tilraunir til hraunkælingar þar.  Hvaða áhrif hefur sjór sem er dælt á helluhraunið uppi á landi?   Við vitum nú að jafnvel allt Atlantshafið dugði ekki til að stoppa hraunrennsli eftir hafsbotni í gosinu sem myndaði Eldvörp árið 1226.  Ég tel út frá því að hraunkæling virki lítið eða ekki á þessa hrauntegund í grennd við Grindavík.