Beerenberg og hvalfangarar

Vinur minn hér í Newport rekur gallerí með gömlum listaverkum víðsvegar að úr heiminum. Þar á meðal var þetta málverk eftir Hollendinginn Bonaventura Peeters (1614-1652). Það eru hvalveiðimenn að verki undan ströndum Jan Mayen, en Beerenberg eldfjall gýs ákaft uppi á landi. Myndin er frá um 1640. Hann seldi myndina nýlega til Hvalasafnsins í New Bedford í Massacussets.  Verkið minnir okkur á, að Hollendingar sigldu reglulega á norðurslóðir til hvalveiða og versluðu einnig töluvert við Grænlendinga, löngu áður en Hans Egede sigldi til Grænlands árið 1721. Það er því ekki útilokað að Hollendingar hafi rekist á síðustu Íslendingana á Grænlandi, áður en þeir dóu út í kringum árið 1450. En Hollendingar voru á norðurslóðum aðallega til að veiða norðurhvalinn. Hann er sléttbakur eða grænlandssléttbakur, sem heldur sig við ísröndina og var hér í miklu magni á sautjándu öldinni. Sléttbakurinn er mjög hægfara og því auðvelt að skutla hann. Um 200 Hollendingar voru í vinnu hér í hvalstöðinni á Jan Mayen á sautjándu öldinni. Veiðar Hollendinga lögðust af um 1640, en þá var þessi hvaltegund nær útdauð í norðurhöfum. Hollendingar reistu einnig hvalstöðvar á þessum tíma á Íslandi á Ströndum, á Kóngsey, Strákatanga og Strákey. Nafnið Jan Mayen er hollenskt og var gefið eynni árið 1620, eftir hollenskum skipstjóra. Nafnið Beerenberg er einnig hollenskt, og þýðir björnsfjall, eftir hvítabirninum. Það er virkt eldfjall staðsett á Mið-Atlantshafshryggnum, sem gaus síðast árið 1985.

Hvað gerist þegar heitur reitur fæðist?

Við höfum engar rannsóknir á þessu sviði, en sennilega berst mikið gas upp á yfirborð jarðar þegar heitir reitir fæðast. Það getur því haft afgerandi áhrif á lífríki og valdið útdauða. Heitir reitir á jörðu eru af ýmsum aldri. Sennilega er íslenski heiti reiturinn elsti virki returinn, en hann er um 250 milljón ára. Hér er fæðingaraldur nokkurra heitra reita: Yellowstone 18 milljón, Samoa 23, Reunion (Deccan) 66, Galapagos 90, Hawaii 87 milljón ár. Við vitum að efni í möttulstróknum sem myndar heita reitinn á yfirborði kemur af miklu dýpi í jörðu. Jarðskjálftabylgjur sýna að heiti reiturinn nær niður fyrir 660 km undir Íslandi og sennilega langleiðina niður af mörkum möttuls og kjarna (2900 km). Sönnun um mikið dýpi möttulstróksins kemur frá mælingum á hlutfalli á ísótópunum af vetni: basalt í heitum reitum hefur óvenju hátt hlutfall af 3He/4He sem bendir á uppruna á miklu dýpi.

Hiti í venjulegum möttulstrók er talinn um 300oC hærri en í möttlinum umhverfis. Myndin sýnir líkan fræðimanna af hegðun möttulstróks í jörðu. Hann rís upp eins og sveppur, sem breiðir úr sér nálægt yfirborði jarðar. Ummál á haus möttulstróksins er talið vera um 200 til 400 km. Möttulstrókurinn er heitur, en þrýstingur í möttlinum er svo mikill, að hann byrjar ekki að bráðna fyrr en nálægt yfirborði jarðar, eða á um 100 km dýpi. Þá verður partbráðnun við um 1300 stig, þannig að bráðin eða kvikan er aðeins um 1 til 3% af möttulstróknum. Þessi bráð er basalt kvika, en ekki er vitað hver efnasamsetning hennar er á því augnabliki þegar möttulstrókurinn kemur fyrst upp á yfirborð, rins og þegar heiti reiturinn fæddist í Síberíu. Það er hægt að færa nokkrar líkur á því að þessi fyrsta basaltkvika sé mjög rík af reikulum efnum, eins og koltvíoxíði, vatnsgufu, brennisteinsgasi og öðrum reikulum efnum.

Það er því líklegt að eldvirkni sé allt önnur og gas-ríkari í upphafi heita reitsins, þegar möttulstrókurinn kemur fyrst upp á yfirborðið, en að gasmagn minnki hratt með tímanum. Nýlegar greiningar á gömlum basalt hraunum Síberíu styrkja þetta. Benjamin A. Black og félagar hafa sýnt fram á að basalt hraunin sem gusu í Síberíu fyrir um 250 milljón árum eru óvenju rík af brennisteini, klór og flúor gasi. Þeir telja að útgösun á hraununum í Síberíu hafi losað um 6300 til 7800 Gt brennisteinsgas, 3400 til 8700 Gt klórgas, og 7100 til 13,600 Gt flúorgas (eitt GT er einn milljarður tonna). Í viðbót verður útlosun af miklu magni af CO2. Ef þetta reynist rétt, þá er hér hugsanlega skýring á útdauðanum á mörkum Perm og Trías í jarðsögunni.

Afdrifarík fæðing íslenska heita reitsins

Heiti reiturinn sem nú er undir Íslandi spratt fyrst upp á yfirborð jarðar samstundis og mesti útdauði lífríkis varð á jörðu. Er samband þar á milli?  Það eru merk tímamót í jarðsögunni, þegar Perm tímabilinu lýkur og Trías hefst fyrir um 252 milljón árum. Þá dó út skyndilega um 96% af öllu lífi í sjónum og mikill hluti alls lífríkis á landi.   Þessi tímamót eru svo mikilvæg að steingervingafræðingarnir kalla þau Stóra Dauða. Myndin sýnir áhrifin á lífríkið í heild, en lárétti ásinn eru milljónir ára og lóðrétti ásinn er fjöldi tegunda lífríkisins.

Jarðfræðingar eru allir sammála um mikilvægi þessa tímamóta í jarðsögunni en það eru mjög skiftar skoðanir um hvað gerðist til að valda þessum útdauða. Fyst í stað töldu þeir að mikill árekstur loftsteins á jörðu væri orsökin, svipað og útdauðinn mikli á mörkum Krítar og Tertíer fyrir um 65 milljón árum. En enginn stór loftsteinsgígur hefur fundist sem gæti skýrt Perm-Trías útdauðann. Það má þó ef til vill skýra með því að ef til vill hefur sá gígur eyðst eða horfið af yfirborði jarðar niður í sigbelti.

Önnur kenning og vinsælli nú um Stóra Dauða er sú, að stórbrotin eldgos í Síberíu hafi svo mengað haf og loft að lífríki hrundi á jörðu. Fyrir 252 milljón árum hófust eldgos í Síberíu sem mynduðu hraunbreiðu sem hefur sama flatarmál og öll Bandaríkin. Þetta er mesta eldvirkni á jörðu og kemur kvikan upp úr heita reitnum sem nú situr undir Íslandi. Við vitum að eldgos geta valdið hnattrænni kólnun vegna slæðu af brennisteinsefnum, sem umlykja jörðina eftir mjög stór eldgos (Tambora 1815). Sumir fræðimenn vilja einnig halda fram þeirri kenningu að koldíoxíð frá eldgosum geti bætt í gróðurhúsaáhrif lofthjúpsins og valdið hnattrænni hlýnun. Enn ein kenning er að hraunvikan sem barst upp á yfirborðið braust upp í gegnum þykk kolalög, með þeim afleiðingum að mikið magn af metan og koldíoxíð gasi barst út í andrúmsloft jarðar. Það orsakaði þá gróðurhúsaáhrif og hnattræna hlýnun sem aldrei fyrr.

Eins og málin standa, þá vitum við að útdauðinn á Perm-Trías gerist á sama tíma og heiti reiturinn fæðist og Síbería logar öll í heitum hraunum, en hingað til hefur ekki tekist að færa sannanir á samband þar á milli.

Leiðsögn um Eldfjallasafn - Enska útgáfan

Þegar eldfjallaeyjar hrynja

Lítið á þennan stóra stein. Er þetta ekki Grettistak? Nei, það passar ekki, þar sem hann er að finna á Grænhöfðaeyjum, á eynni Santiago, sem er í miðju Atlantshafi, rétt norðan við miðbaug. Grettistök eru flutt af kröftum skriðjökla, en hér í Grænhöfðaeyjum hefur ísöld aldrei verið við völd. Þessi steinn var færður hingað, upp í um 270 metra hæð yfir sjó, af flóðbylgju eða tsunami, fyrir um 73 þúsund árum. Flóðbylgjan myndaðist þegar tindur og austurhlíð eldfjallseyjunnar Fogo hrundi.  Eldeyjan Fogo í Grænhöfðaeyjum er eitt af hæstu eldfjöllum í Atlantshafi, um 2829 m yfir sjó. En Fogo var áður fyrr mun stærri og einnig miklu hærri. Önnur mynd er af Fogo í dag. Þar sést mikill hringlaga dalur í toppnum og austur hlíð eldeyjarinnar. Hér hrundi fjallið fyrir 73 þúsund árum og risavaxin skriða féll til austurs, í hafið. Við það myndaðist flóðbylgjan, sem flutti stór björg hátt upp á stendur eyjanna fyrir austan, eins og fyrsta mynd sínir. Það eru mörg tilfelli um að háar eldeyjar hafi hrunið á þennan hátt í jarðsögunni, bæði á Kanríeyjum, Hawaíi og víðar. Enda er það eðli eldfjalla að hlaðast upp og ná mikilli hæð. Þá verða þau óstöðug með tilliti til aðdráttarafls jarðar og hrynja í hafið. Þriðja myndin sýnir líkan af útbreislu flóðbylgjunnar. Slíkar tsunami era flóðbylgjur ferðast með ótrúlegum hraða um heimshöfin, en hraðinn er í beinu hlutfalli við dýpi hafsins. Þannig fer flóðbylgja á um 500 km á klst. Ef dýpið er um 2000 metrar. Ef dýpið er um 4000 metrar, þá er hraðinn allt að 700 km á klst. Þessi flóðbylgja hefur borist til Íslands fyrir 73 þúsund árum á um 5 klukkutímum. En á þeim tíma ríkti ísöld á Fróni og hafið umhverfis landið þakið hafís. Flóðbylgjan hefur brotið upp og hrannað upp hafís á ströndinni og ef til vill gengið á land. En vegna áhrifa skriðjökla á ísöldinni eru öll vegsummerki um flóðbylgjuna horfin. Hafa Íslensk eldfjöll eða eldeyjar hrunið á þennan hátt? Mér er ekki kunnugt um það. Aftur er það ísöldin, rofið og áhrif jökla, sem halda Íslenskum eldfjöllum í skefjum og koma í veg fyrir að þau verði nægilega há til að mynda risastór skriðuföll og stórflóð.

 

Þá klofnaði fjallið

Á síðasta hlýskeiði ísaldar, fyrir 135 þúsund árum, var myndarlegt eldfjall virkt í vestanverðum Hnappadal á Snæfellsnesi. Úr því streymdu allmörg basalthraun, sem nú mynda mikla grágrýtishamra í Geldingaborg og einnig stuðlabergið fagra í Gerðubergi. Þetta hnattræna hlýskeið, sem er nefnt Eemian meðal jarðfræðinga, stóð yfir í um tíu til fimmtán þúsund ár, en svo skall á annað jökulskeið fyrir um 120 þúsund árum, -- hið síðasta.  Grágrýtið í Gerðubergi og Geldingaborg er hluti af mikilli eldvirkni sem varð strax í upphafi Eemian hlýskeiðsins, en það hefur verið aldursgreint sem 135 þúsund ára gamalt af Hervé Guillou og félögum (2010). Sennilega var þá aukin eldvirkni um allt íslenska gosbeltið, vegna þess að þegar fargi jökulsins var skyndilega létt af landinu, þá jókst bráðnun í möttlinum undir jarðskorpunni. Efst í Geldingaborg mynduðust tveir miklir gígar, sem nú eru greinilegir en nokkuð jökulsorfnir.  Á síðasta jökulskeiði gekk jökull aftur yfir Geldingaborg og Gerðuberg og færði þessar jarðmyndanir í núverandi form. Seint á síðasta jökulskeiði myndaðist mikið misgengi þvert í gegnum Geldingaborg, eins og fyrsta myndin sýnir (á þesari innrauðu mynd kemur gróður fram sem rautt). Í Geldingaborg hefur jarðskorpan norðan misgengisins sigið um nokkra metra. saldarinnar, en i r verið virkt el grsgengið skorist . em 2615 kra metra. nni sar jarðmyndanir Misgengið hefur austur-vestur eða VNV-ASA stefnu, sem er einkenni á sprungum, gígaröðum og misgengjum í eldstöðvakerfi Ljósufjalla. Þetta kerfi nær alla leið frá Grábrók í austri og til Berserkjahrauns í vestri, eða um 90 km veg. Misgengið í Geldingaborg er mjög áberandi sprunga, sem má rekja um 10 km til vesturs í Urðardal, rétt norðan Hafursfells.   Rétt fyrir vestan Geldingaborg hefur misgengið skorist í gegnum Nykurhraun og hreyfing á misgenginu hefur skapað hér tjörn. Nykurhraun er nokkuð vel gróið og sennilega meir en fimm þúsund ára gamalt, en hraunið er þvá eldra en þessi síðasta hreyfing á misgenginu. Til austurs liggur misgengið í sömu stefnu og gígarnir fjórir, sem mynda Ytri og Syðri Rauðamelskúlur. Hér á láglendi hefur því basalt kvika streymt upp sprunguna og myndað tvö hraun. Kristján Sæmundsson (1966) hefur aldursgreint Syðra Rauðamelshraun sem 2615 ára gamalt. Sennilega er Ytra Rauðamelshraun jafnaldra þess. Misgengið í Geldingaborg hefur verið virkt á síðasta jökulskeiði Ísaldarinnar, en það hefur sennilega verið síðast virkt fyrir um 2600 árum, þegar eldvirknin varð í Rauðamelskúlum.   Einnig er jarðhitasvæði á Syðri Rauðamel, með allt að 45^oC yfirborðshita, á þessu misgengi (Guðmundur Ómar Friðleifsson 1997). Enn austar eru gígarnir Rauðhálsar, sem munu hafa gosið skammt eftir Landnám (yngsta eldstöð Snæfellnsness) og virðist vera á sama misgengi. Ekkert er vitað um sjálftavirkni á þessu misgengi, enda eru engir skjálftamælar staðsettir á Snæfellsnesi.

Bárðarbunga er bólugrafin

Hvernig lítur Bárðarbunga út eftir allar þessar hamfarir neðan jarðar? Hefur hún látið á sjá? Svar við því fáum við með því að skoða þessa mynd, sem TerraSAR-X radar gervihnöttur Þjóðverja tók. Það er German Aerospace Center (DLR) eða Geimrannsóknastöð Þýskalands, sem tók myndina, en Fjarkönnun ehf leyfir okkur að birta hana hér.  Við þökkum Ágústi Guðmundssyni fyrir. Radarmyndin er sérstök, því að upplausn um 1 metri. Hún er tekin hinn 3. mars 2015. Það sem maður tekur strax eftir eru sigkatlarnir, sem raða sér eftir brúnum öskjunnar. Þeir myndast einmitt þar sem jökullinn er þynnstur. Í miðju öskjunnar er þykkt jökuls um 800 metrar, en um það bil 200 metrar á brúnum öskjunnar, þar sem bergið kemur næst yfirborði. Maður tekur stax eftir því að það eru þrír stórir sigkatlar, og tveir minni.  Þeir raða sér á öskjubrúnina, en sennilega er það vegna þess að hiti leitar upp með berginu og bræðir ísinn fyrir ofan. Að öllum líkindum hefur hitauppstreymi vaxið á meðan eldsumbrotunum stóð, en þá var mikil hreyfing á hringlaga misgengi, sem markar útlínur öskjunnar. Mér þýkir líklegast að nú dragi hægt og hægt úr því uppstreymi hita og að sigkatlarnir fyllist aftur af snjó með tímanum.

Er askjan byrjuð að rísa aftur?

Gosinu í Holuhrauni er lokið, en það fylgdi ótrúlega vel þeim einfalda ferli, sem spá okkar Gabríels Sölva, dóttursonar míns, hafði sagt til um. Sjá hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1467963/ Sig Bárðarbungu er því einfaldur en traustur mælikvarði á rennsli kviku út úr kvikuhólfi undir öskjunni og upp á yfirborð í gosstöðinni um 50 km fyrir norðan. Reyndar er þetta frábært dæmi um aðferð vísindanna. Vísindin byggjast fyrst og fremst á athugun á einhverju náttúrufyrirbæri. Út frá athuguninni skapar vísindamaðurinn líkan, sem hæfir athugunum. Þá má beita þessu líkani til að spá um framhaldið. Ef spáin reynist rétt, þá eru góðar líkur á að líkanið sé rétt. Þess vegna getum við nú haft enn meiri trú á það líkan, að það sé stór kvikuþró undir Bárðarbungu og að rennsli kviku út úr þrónni og upp í Holuhraun sé skýringin á sigi öskjunnar.   Við þetta vil ég bæta að það er mjög sjaldgæft að hægt sé að spá í jarðvísindunum yfirleitt.

Þegar sigið hætti, þá er kúrvan á stöðu GPS tækisins í Bárðarbungu orðin lárétt. Á myndinni sem fylgir, af vef Veðurstofunnar, er það bláa kúrvan sem sýnir nær enga eða litla lóðrétta hreyfingu á yfirborði Bárðarbungu frá 7. febrúar til 7. mars. Ég hef sett in lárétta rauða línu til að gera samanburð. Þá sést greinilega að undanfarna daga virðist GPS tækið aftur byrjað að rísa. Þetta getur orsakast af tvennu: (A) Ísinn undir tækinu er að renna niður í sigskálina og tækið hækkar af þeim sökum. (B) Askjan er byrjuð að rísa aftur vegna þess að kvika frá möttli streymir innn í kvikuhólfið undir Bárðarbungu. Ég hallast fremur að seinni skýringunni, en tíminn mun segja til um það. Ef (B) reynist rétt, þá er sennilegt að rennsli af kviku úr dýpinu inn í kvikuhólfið taki mörg ár, áður en það nær þeirri stöðu, sem Bárðarbunga hafði fyrir gosið sem hófst árið 2014.

Hvers vegna þykknar Holuhraun?

Nýjar mælingar sýna að flatarmál Holuhrauns breytist hægt en hins vegar þykknar hraunið töluvert. Er það nú orðið um 40 metra þykkt umhverfis gígana. Hver er ástæðan fyrir þessari hegðun gossins? Af hverju dreifist það ekki út en hleðst upp í staðinn? Ég tel að það séu þrjár skýringar á þessu.   Í fyrsta lagi hefur dregið úr goskraftinum og minna magn af kviku berst upp á yfirborð. Í öðru lagi er landslag fyrir norðvestan hraunið með brekkum og lágum klettastöllum, sem draga úr hraunrennsli í þá áttina. Í þriðja lagi er það Jökulsá á Fjöllum. Þegar hraunið kemur í snertingu við ána þá kólnar það hraðar og þá hleðst upp kantur af hrauni meðfram ánni. Þetta er ekki ósvipað vatnskælingunni á hrauninu í Vestmannaeyjum árið 1973. Þannig er hraunið nú að nokkru leyti rammað inn af ánni með austur brúninni og landslaginu fyrir norðvestan og vestan. Þegar hraunrennslið er orðið lítið, þá nær hraunið ekki að brjótast út úr þessum fjötrum umhverfisins. Myndin sem fylgir er tekin nið norður totu hraunsins 11. september 2014. Hún sýnir tvo af þessum þáttum, sem nú eru að fjötra útbreiðslu hransins. Her sést bergstallur að norðaustan verðu, sem stoppar úbreiðslu hraunsins í þá áttin. Einnig sést vel hvað hraunkannturinn er hár á áreyrunum, þar sem árvatnið kælir hraunið hratt, hleður því upp og hægir á rennsli þess.

Gosið heldur áfram

Íslendingar eru nú orðnir svo vanir gosinu í Holuhrauni að það er varla minnst á það lengur í fjölmiðlum. En það heldur samt áfram og einnig heldur sigið áfram í Bárðarbungu. Reyndar var sambandsleysi við GPS mælinn í Bárðarbungu um tíma, en hann komst aftur í samband á gamlársdag og hefur sent frá sér gögn þar til í síðustu viku, en þá datt hann út aftur, samkvæmt vef Veðurstofunnar : "Ekkert samband nú sem stendur". Eins og ég hef fjallað hér um áður, þá er sigið á 800 metra þykku íshellunni, sem fyllir öskju Bárðarbungu bein afleiðing af rennsli kviku út úr kvikuþrónni og inn í kvikugang, sem nær meir en 50 km til norðurs. Þar kemur kvikan loks upp á yfirborðið í Holuhrauni. Eldstöðin sem er að gjósa er Bárðarbunga, þótt athyglin hafi mest beinst að virkninni á yfirborði í Holuhrauni. Línuritið sem fylgir hér með sýnir að sig Bárðarbungu hefur verið ótrúlega reglulegt frá upphafi. Jafnan sem fylgir línuritinu sýnir að það er mjög nærri því að vera hrein lína, með R² = 0,99968. Það gerist ekki betra í náttúrunni. Samkvæmt þessu verður línan orðin lárétt (sig hættir) eftir um 160 daga frá því að mælingar hófust (12. september 2014), eða í byrjun mars mánaðar 2015, eins og við höfum áður spáð hér í blogginu. Þá er líklegt að gosinu ljúki, því að þrýstingur í kvikuþrónni verður kominn í jafnvægi. Bláu púnktarnir eru allir af athugunum á siginu, nema síðasti punkturinn við dag 160, sem ég leyfi mér að setja inn sem líkleg goslok í mars.