Dýpi skjálfta undir Jöklinum

Fyrstu niðurstöður um dreifingu jarðskjálfta undir Snæfellsjökli sýna, að þeir eru aðallega á dýpinu 9 til 13 km og mest 28 km. Þetta er tiltölulega djúpt og þess vert að velta fyrir sér frekar hvað kann að vera að gerast undir Jöklinum. Jarðskjálftar gerast fyrst og fremst þegar berg eða jarðskorpa brotnar, en einnig kunna þeir að vera af völdum kvikuhreyfinga, alveg eins og titringur sem verður stundum í vatnslögnum í húsinu hjá þér. Styrkleiki jarðskorpunnar er breytilegur eftir dýpi. Fyrsta myndin sýnir styrk jarðskorpu, ekki endilega undir Íslandi, en þetta er gott dæmi. Styrkurinn eykst með dýpinu að vissu marki. Þessi aukning á styrk er tengd þrýstingi, sem þjappar og gerir bergið þéttara og sterkara, lokar glufum og sprungum. En fyrir neðan viss mörk (brittle-ductile transition) verður bergið veikara, fyrir neðan 15 km dýpi í þessu tilfelli. Styrkleiki bergsins minnkar hér vegna vaxandi hita, og heldur áfram að minnka með dýpinu þar til bergið byrjar að bráðna. Það er viðbúið að mikið af skjálftum eigi upptök sín á því svæði þar sem bergið er sterkast. Það er búið að brotna fyrir ofan og neðan, en harðasti parturinn heldur lengst, þar til hann brestur líka. Á þetta við um Snæfellsjökul? Eru þessir skjálftar á 9 til 13 km dýpi einmitt á þessum púnkti í jarðskorpunni? Eða eru þeir vegna kvikuhreyfinga? Skjálftinn sem mældist á 28 km dýpi er sennilega of djúpur til að orsakast af því að skorpa brotnar, og ef til vill vegna kvikuhreyfinga í dýpinu. Jarðefnafræðingar hafa rannsakað hraunin úr Snæfellsjökli, og eru þær rannsóknir komnar miklu lengra á veg heldur en könnun á jarðeðlisfræði Jökulsins. Sjá blogg mitt um það efni hér. http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/991763/  Gögnin um jarðefnafræðina sýna að það er eða hefur verið þar til nýlega ein eða fleiri kvikuþrær undir Jöklinum, eins og myndin sýnir. Hugsanlega verður hægt í framtíðinni að áætla dýpið á kvikuþrónni út frá bergfræðirannsóknum á hraununum, en efnasamsetning þeirra er nokkuð háð dýpinu þar sem kvikan myndast eða þar sem kvikan dvaldist síðast í jarðskorpunni.

Jarðskjálftar undir Snæfellsjökli kalla á skjálftamælanet

Ég hef fjallað áður hér um nauðsyn þess að setja upp jarðskjáftanet á Snæfellsnesi http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1198670/

Nú eru komin fram gögn sem sýna að það er skjálftavirkni í gangi undir Jöklinum og við vitum bókstaflega ekkert um hvað er að gerast hér í jarðskorpunni, hvorki undir Ljósufjöllum né undir Snæfellsjökli. Gögnin koma frá nokkrum jarðskjálftamælum sem Matteo  Lupi and Florian Fuchs frá Bonn háskóla í Þýskalandi settu upp í um tveggja mánaða bil á nesinu í fyrra sumar. Þá kom fram jarðskjálfavirkni bæði undir Ljósufjöllum og Jöklinum. Rauðu hringirnir á myndinni fyrir ofan sýna staðsetningu jarðskjálfta á þessum tíma.  Þeir eru dreifðir mest á um 9 til 13 km dýpi, og flestir beint undir jöklinum. Nú er ljóst að Veðurstofu Íslands ber skylda til að setja upp varanlegt net af jarðskjálftamælum á Snæfellsnesi, sem nær bæði yfir Ljósufjöll og Snæfellsjökul.  Það er rétt að benda á rétt einu sinni í viðbót, að Ljósufjöll hafa verið virk eldstöð eftir landnám (Rauðhálsahraun um 900), en Jökullinn hefur sennilega ekki gosið í um 1750 ár.  

Skjálftavirkni undir Öskju

Það hefur verið fylgst náið með jarðskjálftavirkni á svæðinu í grennd við Öskju undanfarin ár. Í fyrsta lagi var sett upp stórt net af skjálftamælum í sambandi við Kárahnjúkavirkjun, og í öðru lagi voru það umbrotin árið 2007 undir Upptyppingum fyrir austan Öskju, sem hvöttu jarðeðlisfræðinga til dáða. Hvað segja þessi gögn um kvikuþróna undir Öskju? Janet Key og félagar frá Cambridge háskóla hafa nýlega gefið út skýrslu sem fjallar um skjálftavirkni undir Öskju undanfarin ár, en þau hafa keyrt mikið net af skjálftamælum umhverfis Öskju samfellt frá árinu 2008. Fyrsta myndin er kort af Öskjusvæðinu, og sýnir dreifingu skjálftanna. Eins og kemur fram á mynd númer tvö, þá eru skjálftar  á fremur litlu dýpi í jarðskorpunni sýndir með grænum lit, eða frá 2 til 8 km. Hins vegar eru skjálftarnir á  miklu dýpri sýndir með gulum lit, eða frá 12 til yfir 30 km. Þannig eru skjálftar á tveimur vel afmörkuðum svæðum, og þeir dýpri eru tengdir flæði af kviku upp úr möttlinum og inn í jarðskorpuna undir eldstöðinni.  Grynnri skjálftarnir á 2 til 8 km dýpi kunna að vera tengdir kvikuþrónni. Þriðja myndin sýnir þversnið í gegnum jarðskorpuna undir Öskju, á norðaustur línu sem liggur undir Herðubreið (lína A-A´ á fyrstu myndinni).  Í þversniðinu sést greinilega að mikið er um grunna skjálfta undir Öskjuvatni, á um 2 til 6 km dýpi, en engir djúpir skjálftar hér. Djúpu skjálftarnir virðast koma fyrir norðar í Öskju, einkum undir Öskjuopi, þar sem sprungugosið árið 1961 brautst út. Samkvæmt túlkun jarðeðlisfræðinga benda djúpu skjálftarnir til að kvikuhreyfingar hafi verið í gangi djúpt undir Öskju í mörg ár. Á sama tíma hafa Freysteinn Sigmundsson og félagar safnað radar gögnum úr gervihnetti (InSAR) frá 2000 til 2009 um hreyfingar jarðskorpunnar í Öskju. Þar kemur í ljós að botninn á Öskju hefur stöðugt verið að síga um 3 cm á ári, sennilega vegna streymis af kviku út úr kvikuþró á um 3 km dýpi. En árið 2010 komu fram breytingar á þyngdarmælingum yfir Öskju, sem Hazel Rymer og félagar hafa framkvæmt, en þær gefa til kynna að þetta ferli sé að snúast við. Meira um það í næsta bloggi, og spá Rymer´s um gos á næstunni.

Dýpi skjálfta undir Kötlu

Ingþór Friðriksson spyr hvort það hafi orðið breyting á dýpi jarðskjálfta undir Kötlu. Myndin sem fylgir er úr Skjálftavefsjá Veðurstofunnar, og nær yfir tímabilið frá í júní til desember 2011.  Reyndar vantar alla minni skjálfta á myndina, en það breytir sennilega engu. Hún sýnir, að langflestir stærri skjálftarnir eru grynnra en 5,5 km í jarðskorpunni. Ekki get ég séð að það sé nein breyting á dýpinu með tímanum. 

Friður í jarðskorpunni

Lítið á skjálftakortið frá Veðurstofunni í dag. Aðeins örfáir skjálftar, og flestir frá aðfangadeginum. Ég man ekki eftir að hafa séð svo mikinn frið í jarðskorpunni á Íslandi. Getur það verið? Hefur hinn almáttugi gefið jarðöflunum frí yfir jólin? Nei, þetta er ekki nóg til að gera mig trúaðan! Ein skýringin er að starfsmenn Orkuveitu Reykjavíkur eru í jólafríi og hættir í bili að dæla niður pækli í borholur umhverfis Hellisheiðarvirkjun. En hvað þá með restina af Íslandi? Er Veðurstofan líka í jólafríi? Ég held að það sé einhver á vakt. Við sjáum bara að það er mikil sveifla í skjálftavirkni undir landinu frá degi til dags.

Mesti viðburður ársins

Það fer ekki milli mála, að langmerkasti viðburður ársins hér á Jörðu var skjálftinn mikli í Japan hinn 11. mars 2011. Hann er ekki merkur vegna mikils mannfalls („aðeins¨ tuttugu þúsund látnir), heldur einfaldlega vegna þess að þá leystist úr læðingi gífurlegt magn af orku, sem hlaðist hafði upp í jarðskorpunni í fjölda ára. Orkan sem baust út jafnast á við 500 megatonna kjarnorkusprengingu, sem er jafngildi fimm hundruð milljón tonna af sprengjuefni. Til samanburðar var "Tsar Bomba", stærsta kjarnorkusprengja Sovíetríkjanna árið 1961, um 50 megatonn að stærð. Orkan á uppruna sinn í flekahreyfingum, þegar Kyrrahafsflekinn fyrir austan sígur niður í sigbeltinu undir Asíuflekann fyrir vestan. Það tók 150 sekúndur fyrir Asíuflekann og austur strönd Japans að flytjast um 5 metra til austurs. Samtímis lyftist upp svæði sem er um 15000 ferkílómetrar um 5 metra. Á misgenginu á hafsbotni voru lóðréttar hreyfingar um 60 til 80 metrar, og þessar hreyfingar orsökuðu flóðbylgjuna miklu. Skjálfti af þessari stærð, sem er 9,0 á (moment magnitude) skalanum, er til allrar hamingju sjaldgæft fyrirbæri. En á sama svæði í Japan varð einmitt slíkur skjálfti árið 869. Tohoku-oki skjálftinn í ár er einstakur í sögunni fyrir það, að hreyfingin og áhrifin voru mjög snögg. Þetta kemur fram á seinni myndinni, sem sýnir að hreyfingin (rauða línan) gerðist nær öll í upphafi, á fyrstu 100 sekúndunum, ólíkt því sem gerðist í öðrum stórskjálftum. Þeir stóru eru Alaska 1964 (stærð 9,2), Sumatra 2004 (9,2), Síle 2010 (8,8) og Japan 2003 (8,3). Hvað gengur eiginlega á, nú á síðasta áratug? Það er talið að á síðustu tíu árum hafi komið fram um 2,5 sinnum meiri orka í jarðskjálftum heldur en á „venjulegum¨ tímum.

Bíður eftir Kötlu

Á þessu ári hefur eldstöðin Katla verið mikið í fréttum. Við höfum oft heyrt það sagt, að Katla sé komin á tíma, að nú hljóti að fara að gjósa vegna þess að viss tími sé liðinn síðan síðasta stórgos var, árið 1918. Þetta er misskilningur. Reynslan sýnir, að eldgos eru yfir leitt það sem vísindin kalla stochastic process. Það er að segja: fyrri atburður eða tímalengd milli atburða hefur engin áhrif á tímasetingu næsta atburðar. Það fæst því engin spá að viti með því að mæla tíðni gosa og lengd goshlés. Hins vegar eru jarðeðlisfræðileg merki mikilvæg. Þau gera ekki spá mögulega, en þau mynda kerfi af upplýsingum, sem kunna að gefa viðvörun um yfirvofandi gos. Við skulum kíkja á vef Veðurstofunnar, og sjá hvað hefur verið að gerast í ár. Það er ljóst að mikil breyting varð í eldstöðinni Kötlu í byrjun júlí í ár, eins og rauða linan um uppsafnaðan fjölda skjálfta sýnir (fyrsta mynd). Þá jókst tíðni jarðskjálfta undir Mýrdalsjökli skyndilega. Síðan hefur tíðnin haldist nokkuð stöðug, en heldur dregið úr henni síðustu vikur. En jarðskjálftarnir gefa frekari og áreiðanlegri upplýsignar ef við skoðum næstu mynd. Þar er sýnd uppsöfnuð strainútlausn í jarðskjálftum. Þetta er eiginlega mælikvarði á orkuna sem losnar úr læðingi við jarðskjálftana. Þar kemur fram breytingin í byrjun júlí, og enn betur fram, að tímabilið síðan um miðjan nóvember hefur verið nokkuð rólegra en í sumar og haust og að magn af orku frá jarðskjálftum hefur minnkað nokkuð eða staðið í stað síðustu vikur. Þriðja myndin sýnir súlurit, þar sem fjöldi skjálfta á mánuði undir Mýrdalsjökli er rauður. Hér er einnig ljóst, að frekar hefur dregið úr fjöldanum. Nú, síðan um miðjan nóvember, ríkir því lengsta rólega tímabilið síðan virknin undir Kötlu jókst í júlí. Ekkert markvert er að sjá á óróamælum Veðurstofunnar umhvefis Kötlu undanfarið. Sama er að segja um GPS hreyfingar á mælum umhvefis Kötlu. Þær hreyfingar eru það sem við er að búast vegna landreks. Enginn sér inn í framtíðina í jarðskorpunni, en alla vega virðist ástandið stöðugt … í bili. Að lokum: gleymum því ekki, að umbrot og órói í jarðskorpunni leiðir alls ekki alltaf til eldgosa. Gott er að minna á óróann við Upptyppinga árin 2007 og 2008 í því sambandi. Mikill hluti af óróafyrirbærum í skorpunni eða undir eldfjöllum lognast útaf, án þess að gos verði.

Vantar Jarðskjálftamæla á Snæfellsnesi

Það er stórt gat í jarðskjálftamælaneti Íslands. Gatið eru Vestfirðir og allt Snæfellsnes, en hér eru engir mælar. Við vitum nær ekkert um skjálftavirkni á svæðinu, og aðeins skjálftar sem eru af stærðinni 2 eða stærri mælast nú inn á landsnetið sem Veðurstofan rekur. Næsta varanlega jarðskjálftastöðin sem Veðurstofan rekur er í Ásbjarnarstöðum í Borgafirði. Í sumar var gerð fyrsta tilraun með fimm skjálftamæla á Snæfellsnesi af jarðeðlisfræðingnum Matteo Lupi við háskólann í Bonn í Þýskalandi. Hann mældi skjálfta á Snæfellsnesi frá 20. júní til 25. júlí 2011. Hann setti upp fjórar stöðvar umhverfis Snæfellsjökul, og eina í Álftarfirði, í grennd við megineldstöðina Ljósufjöll. Lupi og félagar eru enn að vinna úr gögnunum, en það kom strax í ljós, að staðbundnir skjálftar mældust, sem eiga upptök sín undir Snæfellsnesi, bæði í Álftafjarðarstöðinni og umhverfis Jökul. Myndin sem fylgir sýnir til dæmis staðbundinn skjálfta sem varð undir Snæfellsjökli hinn 10. júlí. Slíkir smáskjálftar geta veitt okkur miklar upploýsingar um eðli og hegðun eldfjalla á Nesinu. Sjá hér varðandi fyrra blogg mitt um þetta mikilvæga mál: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1051312/

Skjálftarnir tengdir Hellisheiðarvirkjun

Í desember árið 2009 bloggaði ég hér um hugsanlegan afturkipp í virkjun jarðvarma erlendis, vegna manngerðra jarðskjálfta. Það blogg má sjá hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/993423/ Nú er tímabært að endurskoða þetta mál, vegna jarðskjálftanna síðustu daga, sem virðast tengdir Hellisheiðarvikjun. Tveir skjálftar, sem voru tæplega 4 að styrkleika urðu hinn 15. október 2011 og yfir 1500 smærri skjálftar með upptök í grennd við Hellisheiðarvirkjun hafa verið staðsettir undanfarna viku. Slíkar hrinur hafa gengið yfir svæðið síðan í byrjun september, þegar niðurdæling hófst. Myndin fyrir ofan sýnir niðurdælingu (efri hluti myndar), sem er um eða yfir 500 lítrar á sekúndu, og tíðni jarðskjálfta (neðri hluti myndar).  Myndin er úr skúrslu Orkuveitunnar. Það verður ekki deilt um, að tengslin milli dælingar og skjálfta eru áberandi, og jafnvel sjálf Orkuveita Reykjavíkur virðist á þeirri skoðun. Það er því niðurdæling affallsvatns frá virkjuninni sem virðist orsaka þessa skjálfta. Slík niðurdæling hefur tvennan tilgang: í fyrsta lagi að losa virkjunina við affallsvatn sem inniheldur mikið magn af steinefnum og þar á meðal óæskilegum og jafnvel hættulegum efnum eins og arsen, og í öðru lagi til að jafna vatnsforðann í berginu undir og umhverfis virkjunarsvæðið. En eins og komið hefur fram í jarðvarmavirkjunum til dæmis í Kalíforníu og í Basel í Svisslandi, þá getur niðurdæling haft alvarlegar afleiðingar. Ég bloggaði einmitt um það hér árið 2009, eins og að ofan er getið. Það er vel þekkt fyrirbæri að þegar vatnsþrýstingur vex í jarðskorpunni vegna niðurdælingar, þá minnkar núningur á sprunguflötum og getur það svo hleypt af stað skjálftum. Auk skjálftavirkni, þá er annar þáttur sem veldur áhyggjum varðandi niðurdælingu. Það er efnasamsetning jarðhitavökvans og affallsvatnsins. Í því eru nokkur óæskileg efni, og þar á meðal arsen, kadmín og blý, sem geta eyðilagt grunnvatn sem nýtt hefur verið til neyslu í höfuðborginni og fyrir sunnan fjall. En lagt hefur verið til að Hellisheiðarvirkjun verði stækkuð. Við mat á umhverfisáhrifum stækkunar Hellisheiðarvirkjunar var áætlað að rennsli og niðurdæling affallsvatns tvöfaldist og yrði þá um 1100 l/s, þar af væri skiljuvatn um 800 l/s, þegar uppsett afl Hellisheiðarvirkjunar yrði 303 MWe. Þá er hætt við að skjálftavirkni verði mun meiri og einnig að hættan vaxi með mengun grunnvatns. Nú er affallsvatni dælt niður í holur á um 400 metra dýpi, og er talið að það fari því neðar eða undir grunnvatn sem er tekið til neyslu. En grunnvatn höfurborgarsvæðisins og reyndar fyrir allan Reykjanesskagann er svo mikilvægt að hér verður auðvitað að sýna fyllstu varúð. En hver ber ábyrgð og hverjum má treysta? Er það Heilbrigðisstofnun Suðurlands, sem fylgist með? Hvað með skjálftavirknina? Verða Hvergerðingar bara að venjast því að fá skjálfta af stærðargráðunni 3 til 4 alltaf öðru hvoru? Er hætta á enn stærri skjálftum af þessum sökum? Mikil óvissa virðist ríkja á þessu sviði.

Óróinn á ný undir Kötlu

Undanfarna daga hafa fjölmiðlar fjallað um óróa undir Mýrdalsjökli og margir spurt um líkurnar á Kötlugosi í því sambandi. Ástæðan fyrir vaxandi áhyggjum eru tengdar hlaupóróa og litlu hlaupi í Múlakvísl 6. september, og þó einkum aukinni skjálftavirkni undir Mýrdalsjökli nú seinni part sumars. Línuritið til vinstri sýnir skjálftavirkni undir Mýrdalsjökli frá 1. maí 2011. Þetta er uppsafnaður fjöldi skjálfta á hverju svæði, samkvæmt gögnum Veðurstofu Íslands. Hér er skjálftafjöldinn á hverju svæði sýndur með einkennislit: Mýrdalsjökulsaskja (rautt), Goðabunga (grænt), Eyjafjallajökull (blátt), Torfajökull (fjólublátt). Skjálftafjöldinn undir Mýrdalsjökli byrjaði að vaxa snemma í júlí og hefur sú tíðni á skjálftum haldist nokkuð stöðugt síðan. Hér er um mikla aukningu að ræða í samanburði við árið áður. Önnur mynd sýnir uppsafnaðan fjölda skjálfta tólf mánuðina á undan: maí 2010 til maí 2011. Hér er Mýrdalsjökull með aðeins um 300 skjálfta, samanborið við tæplega 900 skjálfta frá maí til september á þessu ári. Þessi mynd sýnir vel hvernig dró úr skjálftafjölda undir Eyjafjallajökli um mitt sumar 2010, og hefur mjög lítil skjálftavirkni verið þar síðan.  Hins vegar var Goðabunga virkust varðandi skjálfta á þessu 12 mánaða tímabili sem lauk í maí 2011, og hefur Goðabunga haldið að skjálfta með svipaðri tíðni síðan. Það eru auðvitað hallabreytingar á þessum línuritum sem skifta mestu máli: brattari kúrva sýnir aukna tíðni skjálfta, en flöt kúrva sýnir lága eða minnkandi tíðni. Eins og áður, þá geta allir lesendur fylgst með skjálftavirkninni á rauntíma á ágætum vef Veðurstofunnar. Slík vöktun almennings á gangi í jarðskorpunni á rauntíma er hvergi möguleg, nema á Íslandi. Íslendingar geta verið hreyknir af þessari ríkisstofnun og það er mjög ánægjulegt að það sé ekki enn búið að eyða henni með einkavæðingu.