Gosgrín

Bretar tóku gosinu í Eyjafjallajökli ekki vel.  Það vakti ótta á Bretlandseyjum og lokun allra flugvalla.  Nú er annað hljóð komið í strokkinn.  Það er ótrúlegt hvað menn eru fljótir að venjast breyttum aðstæðum.  Ef gos hefst í Bárðarbungu segjast bretar ekki munu láta það hafa áhrif á flugsamgöngur.  Þeir eru jafnvel farnir að grínast með gos, fyrir gos.  Hér með fylgir skopmynd, sem Martin Rowson hefur teiknað fyrir dagblaðið Guardian.  Norræni goðinn  kallar eftir fórnarlambi til að seðja eldfjallsguðinn.  Óvinsælir stjórnmálamenn frá ýmsum heimshornum (aðallega frá miðausturlöndum) bíða í einu horninu og vonast til að sleppa.  

Jökulsá á Fjöllum

Er það ímyndun hjá mér?  En mér sýnist Jökulsá á Fjöllum, þar sem hún renur hjá Upptyppingum, sýna óvenjulegt rennsli í dag. Ef þið skoðið línuritið sem fylgir (frá Veðurstofu Íslands) þá sjáið þið vel  hina hefðbundnu sveiflu, sem kemur í ána daglega undanfarna sex daga:  toppurinn við Upptyppinga er um kl. 22 eða 23 á kvöldin (ca. 207 til 217 rúmmetrar á sek.), en lágmark rennslis er um kl. 13 til 14 á dagin (ca. 155 til 170 rúmmetrar á sek.).  Síðan í nótt sýnir áin annað mynstur. Toppinum var ekki náð um miðnætti, eins og venjulega, en í staðinn hélst rennsli nokkuð stöðugt allan dag (um 180 til 185 rúmm. sek.), eins og línuritið sýnir.  Á hádegi í dag var áin í 182 rúmm. sek. í staðinn fyrir um 155 til 160 venjulega.  Af einhverjum ástæðum hefur daglega sveiflan truflast.  Er það breytt veðurfar, eða eitthvað annað?  Fylgjumst með...

Kröflumynstrið komið í Bárðarbungu

 

 

Ég hef verð að bíða eftir því að sjá Kröflumynstrið um breytingar á landhæð í Bárðarbungu.  Nú virðist það ef til vill vera komið. Þegar Kröflueldar geisuðu, frá 1975 til 1984,  þá var eitt höfuð einkenni þeirra að land innan öskjunnar og umhverfis reis hægt or rólega í nokkrar vikur eða mánuði, eins og fyrsta myndin frá Axel Björnssyni sýnir,  þar til landsig gerðist mjög hratt.  Þið sjáið að stundum skifti landris metrum í miðju öskjunnar.  Siginu fylgdu skyndileg kvikuhlaup neðanjarðar og á stundum lítil sprungugos á yfirborði.  Krafla orsakaði byltingu í skilningi okkar á virkni íslenskra eldstöðva, eins og Páll Einarsson hefu bent á.   Í dag rakst ég loks á gögn frá GPS mælum umhverfis Bárðarbungu, sem sýna svipað mynstur og Krafla gerði. Þau má finna hér, á vefsíðu Jarðvísindastofnunar Háskóla Íslands: http://strokkur.raunvis.hi.is/gps/DYNC_3mrap.png

Önnur mynd sýnir lóðréttu hreyfinguna á GPS stöðinni á Dyngjuhálsi, norður af Bárðarbungu.   Lóðrétta hreyfingin er ekki mikil, enda er Dyngjuháls nokkuð langt frá öskju Bárðarbungu, en mynstrið kemur nú fram þrisvar lengst til hæfri á myndinni, með hægfara ris og síðan hratt sig.  Risið er að öllum líkindum tengt streymi kviku úr djúpinu og upp í grunna kvikuþró undir  öskjunni. Þegar vissri hæð, eða vissum þrýstingi er náð í kvikuþrónni, þá hleypur kvikan út í ganginn og askjan sígur.  Gögnin frá Dyngjuhálsi eru uppfærð á átta tíma fresti (rauðu púnktarnir).   GPS mælingarnar verða því mikilvægar til að meta hegðun gangsins. Búast má við að lítið gerist í ganginum á meðan landris er hægt og stöðugt, þar til landris nær krítískri hæð.  Þá verður kvikuhlaup úr þrónni undir öskjunni og inn í ganginn, sem getur valdið því að gangurinn rýkur áfram norður í gegnum jarðskorpuna – eða gýs. 

Hvað gerist ef gangurinn nær alla leið til Öskju?

 

Það er ljóst að mikil breyting varð á skjálftavirkni undir Vatnajökli hinn 23. ágúst.  Þá tók skjálftavirknin mikið stökk til norðurs, eins og fyrsta myndin sýnir.  Hún er byggð á skjálftagögnum frá Veðurstofu Íslands, en lóðretti ásinn á myndinni er breiddargráðan (norður).  Aðeins skjálftar stærri en 2 eru sýndir hér.   Þessu samfara er einnig stökk niður á bóginn, eins og seinni myndin sýnir.  Hún er dreifing jarðskjálfta í tíma og dýpi. Lóðrétti ásinn er dýpið í kílómetrum undir yfirborði.  Undanfarna viku hefur þungamiðjan af skjálftum stærri en 2  verið á dýpi í kringum  7 til 12 km.  En hinn 23. ágúst  er virknin mun dýpra, með flesta skjálfta af þessari stærð á bilinu 12 til 15 km. Gangurinn virðist fara dýpra en áður. Þetta er ekki sú hegðun, sem maður býst við sem undanfara eldgoss.  Það skal þó tekið fram að stærsti skjálftinn, 5,3, og mesta útlosun orku til þessa, var á 5,3 km dýpi og annar 5,1 á 6 km.  Það vekur athygli manns að nær engir skjálftar eiga upptök dýpri en um 15 km.  Hvað veldur því?  Er það ef til vill vegna þess, að á meira dýpi er jarðskorpan orðin svo heit, að hún brotnar ekki?  Sjálfsagt eru kvikuhreyfingar að gerast dýpra en 15 km en við höfum ekki tólin og tækin til að sjá þær. 

Kvikugangurinn frá Bárðarbungu heldur áfram að vaxa, en hefur nú breytt stefnu frá norðaustri til norðurs.  Hann stefnir því beint að megineldstöðina Öskju.  Getur hann náð alla leið til Öskju?  Það er aðeins 25 km leið frá jökulsporðinum á Dyngjujökli og til Öskju.  Gangar geta orðið mjög langir. Tökum nokkur  dæmi frá Íslandi.   Skaftáreldar eða Lakagosið árið 1783 var sprungugos, sem kom upp í gegnum jarðskorpuna úr kvikugangi. Gossprungan sjálf er um 25 km löng, en allt bendir til að hún nái inn undir Vatnajökul og alla leið til Grímsvatna.  Kvikan sem gýs í Grímsvötnum er sú sama og kemur upp í Lakagígum.  Það bendir til að gangurinn nái frá kvikuþrónni undir Grímsvötnum og alla leið til Lakagíga, eða um 70 km veg.   Svipaða sögu er að segja um Eldgjá og Kötlu.  Sprungan sem myndar Eldgjá er vitneskja á yfirborði um gang, sem nær alla leið til Kötlu.  Efnagreiningar sýna að kvikan úr Eldgjá samsvarar kvikunni í kvikuþrónni undir Kötlu.  Hér mun vera gangur sem myndaðist  árið  934, sem er um 55 km langur.  Þriðja dæmið er Askja sjálf.  Árið 1875 gaus í Öskju, en undanfari þess goss var sprungugos  í Sveinagjá, um 70 km norður af Öskju.  Aftur  hjálpar efnafræðin okkur hér og sýnir að basaltkvikan sem kom upp í Sveinagjá er hin sama og gaus í Öskju.  Það er því auðvelt að hugsa sér að nýi gangurinn  frá Bárðarbungu gæti náð til Öskju.  Ef það gerist, þá er atburðarásin háð því hvort gangurinn sker kvikuþró Öskju, eða sneiðir framhjá.  Eitt er það sem við lærum af hegðun ganganna í Lakagígum 1783, Eldgjá 934 og Sveinagjá 1875, að kvikan kom alltaf upp á yfirborðið þar sem gangarnir brutust í gegnum jarðskorpuna á láglendi.  Kvikan er þungur vökvi og það er eðli hennar að streyma til hliðar, frekar en upp, svo framalega sem opin sprunga er fyrir hendi.  Mestar líkur eru því á gosi nú, þegar gangurinn skríður í gegnum jarðskorpuna undir söndunum norðan Dyngjujökuls og sunnan Öskju.  Ef hann gýs ekki þar, þá tekur við norðar mikið hálendi Dyngjufjalla, Kollóttudyngju og Ódáðahrauns og ólíklegt að hann komi upp á yfirborð þar.    

 

Skjálftasagan í hnotskurn

Einar hefur sent okkur kvikmynd af sögu  og dreifingu jarðskjálfta undir Bárðarbungu og umhverfi. Takið eftir að aðeins skjálftar með gæði yfir 60% eru sýndir.  Guli hringurinn er miðgildi á staðsetningu skjálfta hverrar klukkustundar, svarta línan sýnir sögu á miðgildi.  Það er fróðlegt að sjá hvernig virknin hoppar á milli, ýmist í kvikuinnskotinu eða öskjunni og víðar.   Rautt eru skjálftar frá 23. ágúst. Takið eftir hvað gangurinn rýkur hratt norður þann dag.  Gangurinn er reyndar kominn norður fyrir jökulsporðinn, og ef hann kemur upp á yfirborðið, þá væri það á íslausu landi.  Norður endi gangsins er nú kominn á sama stað og upptök Holuhrauns eru, en þar gaus árið 1797, eins og jarðfræðikort ISOR sýnir (sjá síðustu blogg færslu).  Hættan á jökulhlaupi minnkar því   stöðugt.  Svarta línan fylgir hreyfingu þungamiðju skjálftanna.   Smellið á hér til að skoða kvikmyndina:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/40576923/bardarbunga.gif

Fréttir um gos eru misvísandi.  Ef til vill er hafið gos undir jökli, en ekkert bendir þó til þess, ef skoðuð eru gögn um rennsli í Jökulsá á Fjöllum við Upptyppinga.  Áin sýnir sína venjulega daglegu sveiflu frá um 220 til 150 rúmmetrum á sekúndu, eins og línuritið sýnir. Engin vöxtur er þar enn.   Sóri skjálftinn í nótt, sem var af stærðinni 5,3, var undir öskjubrúninni á Bárðarbungu og á um 5,3 km dýpi.  Er hann vegna hreyfinga á hringbrotinu, sem afmarkar öskjuna, eða vegna enn dýpri hreyfinga?  Það verður fróðlegt að sjá hvaða tegund af skjálfta þetta er: lóðrétt misgengi eða önnur hreyfing.

Gangurinn undir Vatnajökli

Öll þjóðin hefur fengist að fylgjast með vexti og þróun berggangsins, sem hefur klofið sér leið í gegnum jarðskorpuna norðaustan við Bárðarbungu.  Hvergi á jörðu er jafn almennur áhugi fyrir hegðun jarðar, enda hafa fyrri byltingar íslenskra eldfjalla haft afdrifaríkar afleiðingar fyrir þjóðina.  Nú virðist kvika úr ganginum hafa náð yfirborði í Dyngjujökli.   ISOR hefur birt ágæta mynda af dreifingu jarðskjálfta undanfarið og tengt virknina nú við fyrri eldvirkni á svæðinu.  Þessa mynd má sjá hér: http://www.isor.is/frettir/holuhraun-kvikuflutningar-fra-bardarbungu

ISOR stingur uppá, að eldgosið sem myndaði Holuhraun við norður rönd Dyngjujökuls árið 1797  kunni að vera komið úr Bárðarbungu, á svipaðan hátt og gosið, sem hófst í dag.  Það gos, árið 1797, braust út á yfirborðið utan jökulsins og olli því ekki jökulhlaupi.

Þróun nýja kvikugangsins er vel lýst í gögnum, sem Jarðvísindadeild Háskóla Íslands hefur birt. Mynd þeirra er hér sýnd fyrir neðan, en hana má finna hér: http://jardvis.hi.is/uppfaert_kort_stadsetning_jardskjalfta_sil_jardskjalftamaelakerfi_vedurstofu_islands_og_faerslur

 

Hreyfingar mældar af GPS stöðvum umhverfis jökulinn gera kleift að mynda líkan af kvikuinnskotinu eða þróun kvikugangsins.  Þetta bendir til gangs sem er um 1,6 m á breidd og um 20 km langur.  Þá vakna spurningar um það, hvaðan kemur kvikan, sem safnast fyrir í ganginum? Kemur hún út úr grunnri kvikuþró, undir öskju Bárðarbungu?  Er kvikustreymi í gangi undir Bárðarbungu, sem kemur dýpra að?   

Fyrsta kvikmyndin úr Bárðarbungu

Einn góðvinur þessa bloggs, sem gengur undir nafninu H. Sig, hefur gert fyrstu kvikmyndina, sem sýnir innri gerð Bárðarbungu.  Hann hefur sótt gögn um jarðskjálftavirknina undir Bárðarbungu síðan á laugardagsmorgun til vefsíðu Veðurstofunnar. Síðan gerði hann þrívíddar plott af þessum gögnum og bjó til þessa ágætu kvikmynd. Hún sýnir dreifingu skjálftanna í tíma og rúmi.  Láréttu ásarnir eru lengd og breidd, en lóðrétti ásinn er km, sem nær niður á 25 km. Takið eftir að skalinn á lóðrétta ásnum er rúmlega tvisvar sinnum stærri en á láréttu ásunum.  Myndin teygir því dálítið úr gögnunum uppá við.  Litir á púnktunum breytast með tíma, þannig að elstu skjálftarnir eru sýndir með bláum púnktum, þá gulir, brúnir og þeir yngstu rauðir púnktar.   Örin bendir í norður átt.   Slóðin á þessa 3D-mynd er:

http://gfycat.com/FaithfulRipeIntermediateegret

Smellið á þennan link til að skoða kvikmyndina.   Myndin sýnir mjög vel að jarðskjálftarnir mynda hring eða lóðréttan hólk í jarðskorpunn undir Bárðarbungu.  Þetta styður algjörlega kenningu Ekströms, sem ég hef bloggað um hér áður.  Það er mjög áhugavert hvernig skjálftarnir raða sér upp í tíma umhverfis tappann. Fyrst virðist ein hlið tappans vera að brotna, síðan önnur og svo framvegis, allan hringinn.  Það er rétt að benda á, að staðsetningar á jarðskjálftum á vef Veðurstofunnar eru mjög misjafnar að gæðum.  Eins og kemur fram þar, þá eru gæðin frá 30 til 99%.  Ekki hefur verið tekið tillit til þess í gerðar kvikmyndarinnar.  Ef lélegar staðsetningar væru teknar út, þá er líklegt að útlínur tappans verði enn skýrari.

Ekström pumpan undir Bárðarbungu

Megineldstöðin Bárðarbunga er hulin jökli og upplýsingar frá venjulegum jarðfræðiathugunum því ekki fyrir hendi.  En jarðeðlisfræðin bregst okkur ekki hér.

 vð  upp  eld julegar jarðfræðiathuganir þvnar er virkt.kjuna en það gæti verið vð Ég hef fjallað hér áður um túlkun þeirra  Nettles og Ekströms á uppbyggingu Bárðarbungu, en líkan þeirra er byggt á jarðskjálftagögnum.  Ég tek það strax fram, að þetta er þeirra líkan, en ekki mitt.  Samt sem áður finnst mér það athyglisvert og skýra ýmsa þætti.  Við skulum þá líta á það sem “working model”.  Göran Ekström er prófessor við Columbia háskóla í New York og viðurkenndur vísindamaður í sinni grein.   Ég hef skreytt mynd þeirra hér fyrir ofan með litum, til að skýra efnið.  Í stuttu máli virkar pumpan þannig:  (1) Basaltkvika steymir stöðugt uppúr möttlinum, og safnast fyrir neðst í jarðskorpunni (gula svæðið).  (2) Vegna léttari eðlisþyngdar sinnar leitar kvikan upp í gegnum jarðskorpuna (rauða örin) og streymir upp í grunnt kvikuhólf undir öskju Bárðarbungu. Ef til vill er þessi þáttur að gerast einmitt nú í dag.  Ekki er ljóst nákvæmlega hvar uppstreymið er.  Nettles og Ekström setja það undir miðja öskjuna (rauða örin)  en það gæti verið víðar.  (3)  Kvika safnast fyrir í grunnu kvikuþrónni með tímanum.  Kvikuþróin pumpast upp.  Það veldur þrýstingi á jarðskorpuna fyrir ofan og á tappann fyrir neðan.  Fyrir ofan kvikuþróna verður landris þegar öskjubotninn lyftist upp.  Því fylgja margir grunnir skjálftar á öskjubarminum, eins og nú gerist.  (4)  Þrýstingur kvikuþróarinnar niður á við getur komið af stað stórum jarðskjálftum af stærðargráðunni 5, eins og þeim tíu, sem Nettles og Ekström könnuðu í greininni 1998.  Slíkir jarðskjálftar gerast því þegar tappinn sígur niður og sprungur myndast meðfram hallandi veggjum hans.  Þetta er ekki tappi, sem maður dregur úr flöskunni, heldur tappinn sem maður rekur niður í flöskuna. Hreyfing á þessum hringlaga og bröttu sprungum er eins og litlu örvarnar sýna. En þrýstingur í kvikuþrónni getur einnig leitt til eldgosa á brún öskjunnar, einkum ef svæðisbundið sprungukerfi eldstöðvarinnar er virkt.  Það er því samspil milli  þrýstings í kvikukerfinu og virkni svæðisbundna sprungukerfisins sem skiftir öllu máli varðandi eldgosin, sem væru að öllum líkindum sprungugos, ef einhver verða.

Líkan Ekströms af Bárðarbungu er styrkt af jarðfræðiathugunum á öðrum fornum eldstöðvum, eins og þriðja myndin sýnir.  Þar er þversnið af slíkri eldstöð, þar sem hringgangar og keilugangar myndast.  Hringlaga myndanir eru einmitt algengar í rótum megineldstöðva á Íslandi.  Keilugangar mynda til dæmis vel afmarkaða hringi umhverfis Setberg eldstöðina á Snæfellsnesi, eins og ég hef bloggað um áður hér:    http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1176622/

  Þeir verða til þegar  kvika þrýstist upp í jarðskorpuna í miðju eldstöðvarinnar eftir keilulaga sprungum.  Einnig eru hringgangar (“ring dikes”) vel þekkt fyrirbæri í eldfjallafræðinni og voru fyrst uppgötvaðir í rótum fornra eldstöðva í Skotlandi, eins og til dæmis á Ardnamurchan skaga.  Ef til vill er stórbrotnasta kerfi af hringgöngum að finna í Sahara eyðimörkinni.  Þar er Richat hringurinn í Mauritaníu, um 30 km í þvermál, eins og sýnt er á myndinni hér.  Hér hefur orðið svo mikið rof, að hringarnir eru komnir fram á yfirborði.  Hringgangar myndast einmitt þegar hringlaga spilda eða tappi af jarðskorpu sígur niður, eins og Ekström stingur uppá fyrir Bárðarbungu.  Þegar tappinn sígur, þá leitar kvika inn í hringlaga sprungurnar og storknar þar sem hringgangar.  En bæði hringgangar og keilugangar geta innihaldið mikið magna af kviku, ekki síður en kvikuþróin, sem kann að vera ofaná tappanum.  Stóru gosin verða þegar svæðisbundin gliðnun verður í jarðskorpunni á slíku svæði.  Þegar svæðisbundið sprungukerfi verður virkt og sker megineldstöðina, þá  er hætt við stórfelldu kvikuhlaupi til hliðar út frá grunnu kvikuþrónni og sprungugosum á láglendi í grennd.  Slík sprungugos, sem eru beint tengd Bárðarbungu, eru til dæmis  gígaröðin sem nefnist Vatnaöldur og Veiðivötn.

Innri gerð Bárðarbungu

Bárðarbunga er á heimslista hjá Göran Ekström yfir mjög óvenjulega jarðskjálfta, og er merkilega sögu að segja af því. Í október árið 1996 urðu margir skjálftar á eða við brúnir öskju Bárðarbungu, undir Vatnajökli, eins og sýnt er á fyrstu mynd.   Hvort þessi skjálftavirkni sé tengd gosinu í Gjálp það ár er umdeilt efni,  en það skiftir reyndar ekki máli hér í þessu sambandi.  Það hafa orðið alls tíu stórir en fremur grunnir (3 til 8 km)  jarðskjálftar í Bárðarbungu á tuttugu ára tímabili (frá 1976 til 1996), sem mynda hring umhverfis öskjuna. Þeir eru allir af stærðinni 5,1 til 5,6 og á 3,3 til 6,7 km dýpi.   Flestir skjálftar á Íslandi eru tengdir gliðnun flekamótanna, en þessir skjálftar undir Bárðarbungu sýna aftur á móti þrýsting í jarðskorpunni.  Meredith Nettles og Göran Ekström hafa túlkað þessa skjálfta sem afleiðingu af  þrýstingi af keilulaga jarðskorputappa undir Bárðarbungu, eins og myndin sýnir.  Það er hringlaga sprungukerfi undir öskjunni, sem afmarkar jarðskorputappann.  Ofan á tappanum situr  kvikuþró, skammt undir yfirborði, eins og þriðja myndin sýnir.  Þegar kvika safnast fyrir í grunnu kvikuþrónni, þá vex þrýstingur þar, sem hefur þær afleiðingar að tappanum er ýtt niður,  hringlaga sprungur myndast umhverfis tappann og valda jarðskjálftum.   Upp í gegnum miðjan tappann teikna þau Nettles og Ekström rás, sem kvika leitar upp um frá möttli til kvikuþróarinnar fyrir ofan tappann.  Þessi mynd er sú fyrsta sem hefur verið dregin af jarðskorpunni undir Bárðarbungu og á hún eflaust eftir að verða bætt og endurbætt með tímanum. Askjan sem sést á yfirborði Bárðarbungu er um 10 km í þvermál, og er líklegt að grunna kvikuþróin sé svipuð að stærð.  Nú virðist skjálftavirknin raða sér í hringlaga form eftir útlínum öskjunnar, eins og kemur fram á síðustu myndinni.  Er það orskað af hreyfingu tappans, sem Ekström sér undir Bárðarbungu?  Er þá kvika að safnast fyrir í grunnu kvikuþrónni ofan tappans? Samkvæmt hans líkani er þá von á skjálftum af stærðargráðunni 5, þegar tappinn þrystist niður.

 

Órói í Bárðarbungu

Sterk skjálftahryna hófst undir Bárðarbungu í morgun, eins og sést á fyrstu mynd. Skjálftarnir eru smáir, en þeim fylgir einnig órói í jarðskorpunni, sem kemur fram á mælum bæði í Vonarskarði og á Dyngjuhálsi.  Það er sýnt á annari mynd. Sjálfsagt eru hér kvikuhreyfingar í jarðskorpunni á ferðinni. Bárðarbunga er tvímælalaust ein allra stærsta eldstöð landsins. Þangað má rekja hin risastóru Þjórsárhraun, sem runnu fyrir um 2000 til 8000 árum.  Bárðarbunga situr í hjarta íslenska heita reitsins. Einn skjálftinn var að styrkleika 3,1 á 4,2 km dýpi, en stærsti skjálftinn til þessa er 3,5 á 5,6 km dýpi, dálítið norðar.