Innskot eru algengari en eldgos

Kvika sem leitar upp úr möttlinum og í átt að yfirborði Íslands getur annað hvort gosið á yfirborði eða myndað innskot í jarðskorpunni rétt undir yfirborði. Við hverju má búast, þegar órói hefst í skorpunni, eins og nú gerist við Þorbjörn á Reykjanesskaga? Reynslan undanfarin ár sýnir að einkum tvennt kemur til greina. Annað hvort leitar kvikan frekar fljótlega upp á yfirborð og gýs, oftast sem sprungugos af basalt kviku. Eða þá að kvikan treðst inn á milli jarðlaga í efri hluta skorpunnar og myndar innskot, án þess að gos verði, en myndar bólu eða landris á yfirborði. Tvennt ber að hafa í hug í þessu sambandi. Annað er, að eðlisþyngd kvikunnar er frekar há (um 2.75 g á rúmc.) og mun því kvikan oft leita sér leiða innan skorpunnar og finna sér farveg, án þess að gjósa. Mörg dæmi þess eru nú vel kunn. Einkum vil ég benda á atburðina við Upptyppinga fyrir austan Öskju árin 2007 til 2009, en þar var mikið landris og skjálftavirkni á 15 til 17 km dýpi. Mikill titringur var þá lengi í öllum jarðvísindamönnum á Íslandi, en ekki kom gos. Sennilega myndaði kvikan stóran gang af basalti á þessu dýpi. Sömu sögu er að segja með atburði undir Hengli árin 1994 til 1998 og svo nýlega í Krísuvík árið 2009: staðbundin skjálftavirkni, landris og merki um að innskot hafi orðið í skorpuna án þess að gjósa. Oft eru slík innskot lóðréttir berggangar, eða þá lárétt innskot og keilugangar, en það fer eftir spennusviði í skorpunni hvort gerist. Það verður fróðlegt að fylgjast með gangi mála í grennd við Þorbjörn, en mig grunar að kvikan fari öll í innskot í efri hluta skorpunnar.

Litríkt umhverfi Íslands

Það er ótrúlegt hvað þekkingu okkar um hafsbotninn hefur fleygt fram síðan byltingin um flekahreyfingar varð í kringum 1965. Hér er litríkt kort af svæðinu umhverfis Ísland, sem sýnir hafsbotninn litaðan eftir aldri. Hvíta línan markar Mið-Atlantshafshrygginn. Rauðu svæðin eru yngri en 30 milljón ára. Gul jarðskorpa á hafsbotninum er um 50 milljón og grænt um 60 milljón. Blágráu svæðin er eldri meginlandsskorpa, þar á meðal Drekasvæðið fyrir norðaustan Ísland. Staðsetning á þessum lituðu rákum á hafsbotninum hefur fengist með segulmælingum og aldur þeirra með borun. Nú getið þið spreytt ykkur á því að gá hvort Grænland passar við meginland Evrópu, ef yngri hafsbotn er fjarlægður, eins og máli stóðu fyrir um 60 milljónum ára.

Hafsbotn Íshafsins

Hafsbotninn rétt fyrir norðan okkur er merkilegt svæði, en góð landakort af honum hefur skort til þessa. Nú er búið að leysa úr því og ágætar upplýsingar eru fyrir hendi um hafsbotn Íshafsins, einnig undir ísþekjunni. Í framtíð munu siglingar færast í aukana á þessu svæði, þegar íshellan hopa enn frekar. Næst okkur og austast er Gakkel hryggurinn (Gakkel Ridge á kortinu), en hann er ungur úthafshryggur og því nátengdur Mið-Atlantshafshryggnum og gosbelti Íslands. Kolbeinseyjarhryggurinn tengir Gakkel við íslenska gosbeltið. Norðan við Gakkel og þvert yfir norðurpólinn liggur Lomonosov hryggurinn, eins og langur og mjór ormur sem tengir Grænland við Síberíu. Sennilega er Lomonosov hryggurinn þunn sneið af meginlandsskorpu, sem var skorin af meinlandsflekanum sem Svalbarð, Síbería og Rússland sitja á, þegar Gakkel hryggurinn varð fyrst virkur fyrir um 60 milljón árum. Handan við Lomonosov hrygginn er langur hryggur, sem heitir Alpha hryggur næst Grænlandi en síðan Mendeleev hryggur næst Síberíu. Þessi hryggur skiftir okkur Íslendinga miklu máli, því sennilega er hann slóðin, sem Íslenski heiti reiturinn hefur farið á leið sinni undan Síberíu, undir Ellesmere eyju, undir Baffin eyju og síðan undir þvert Grænland, frá vestri til austurs, þar til heiti reiturinn kom fram þar sem nú er Ísland.

Heiti reiturinn okkar er 1480°C

Ég hef fjallað hér áður um heita reitinn undir Íslandi, og bent á að reyndar er þetta fyrirbæri miklu mikilvægara fyrir jarðfræðilega þróun Íslands heldur en Mið-Atlantshafshryggurinn. Það kom fyrst fram árið 1954 að eitthvað óvenjulegt væri í gangi undir Íslandi, þegar Trausti Einarsson birti niðurstöður sínar um þyngdarmælingar. Hann sýndi fram á að efri möttull jarðar, sem er lagið undir íslensku jarðskorpunni, væri frábrugðinn öðrum svæðum Atlantshafs. Þyngdarmælingarnar sýna mikla skál undir miðju landinu, eins og fyrsta myndin sýnir.  Trausti stakk uppá að undir landinu væru setlög með fremur lága eðlisþyngd. Mælingar hans eru grundvallarverk í könnun á jarðeðlisfræði Íslands, en túlkun hans reyndist röng. Byltingin gerðist árið 1965, þegar Martin Bott birti niðurstöður um frekari þyngdarmælingar á Íslandi. Hann komst að þeirri niðurstöðu að mötullinn undir Íslandi væri mjög frábrugðinn, með tiltölulega lága eðlisþyngd. Það skýrði hann með því að efstu 200 km íslenska möttulsins væri part-bráð, þ.e.a.s. berg sem inniheldur um 10% af kviku. Skálin er sem sagt ekki full af kviku, heldur er hún möttulsberg, sem er part-bráðið, eins og svampur. Vökvinn sem rís uppúr þessum svampi er kvikan, sem gýs á yfirborði landsins.

Nú vitum við að heiti reiturinn undir Íslandi er um 1480 °C heitur, og þá um 160 stigum heitari en möttullinn almennt í kring. Með því að mæla magn af ál í olivín cristöllum, hafa Simon Matthews og félagar í Cambridge ákvarðað þennan hita. En kristallarnir eru úr basalt hraunum frá Þeystareykjum. Þetta skýrir að hluta til hvers vegna eldvirkni er svo mikil á Íslandi. Undir okkur er heitur reitur, sem sennilega nær langleiðina niður að kjarna jarðar. Hann bráðnar fyrr og meir en möttullinn umhverfis, og framleiðiðr mikið magn af kviku, sem berst í átt að yfirborði landsins.

Veðurstofan bregst okkur

Veðurstofan heldur úti merkilegri vefsíðu, sem veitir upplýsingar á rauntíma um ýmsa þætti í jarðeðlisfræði Íslands. Það er ef til vill einstakt á jörðu og mjög lofsvert, að almenningur skuli hafa beinan aðgang að jarðskjálftagögnum svo að segja um leið og þau birtast hjá Veðurstofunni. Við sem ekki störfum á Veðurstofunni höfum þannig getað fylgst vel með þróun skjálftavirkni undir eldfjöllum og í brotabeltum landsins á rauntíma. Hinn vel upplýsti og áhugasami Íslendingur getur þannig skoðað og túlkað gögnin um leið og þau berast til járðskjálftafræðinganna. Svona á það að vera, og jarðeðlisfræðigögn eiga að vera jafn aðgengileg og gögn um veður á landinu, einkum ef tekið er tillit til þess að þessum gögnum er safnað fyrir almannafé á ríkisstofnun.  

Auk jarðskjálftagagnanna hefur Veðurstofan einnig safnað tölum um GPS mælingar á landinu. Þær eru ómissnadi fyrir þá, sem vilja að fylgjast með láréttum eða lóðréttum hreyfingum jarðskorpunnar undir okkur og undir eldfjöllunum. Að sumu leyti eru GPS mælingarnar enn mikilvægari en skjálftagögnin, því skorpuhreyfingar eru afgerandi og geta verið mikilvægar til að segja fyrir um kvikuhreyfingar og jafnvel eldgos. Þetta var sérstaklega áberandi í umbrotunum í Bárðarbungu og Holuhrauni nýlega.

En svo gerist það, að í miðjum klíðum, einmitt þegar mest gekk á í Bárðarbungu og Holuhrauni, þá slekkur Veðurstofan á GPS vefnum. Í staðinn koma þessi skilaboð: “Nýr vefur er varðar GPS mælingar er í smíðum.” Síðustu gögni sem eru birt eru nú orðin meir tveggja ára gömul: “Last datapoint 18. Jun 2014”.

Hvers vegna ríkir þessi þögn? Yfirleitt þegar nýr vefur er í smíðum, þá er notast við gamla vefinn þar til daginn sem sá nýi er tilbúinn og þá er engin hætta á að aðgengi af gögnum sé rofið. Svo er ekki há Veðurstofunni. Getur það verið að Veðurstofan sé að dunda við að smíða nýan vef í meir en tvö ár? Getur það verið að Veðurstofan vilji loka aðgengi að þessum GPS gögnum af einhverjum annarlegum ástæðum? Vilja þeir koma í veg fyrir að aðrir vísindamenn hafi gagn af? Það væri sennilega lögbrot fyrir opinbera stofnun sem þessa, enda erfitt að ímynda sér að slíkt hugarfar ríki þar í bæ …. en hver veit?

Skjálftakortið af Ítalíu

Hér er gott kort af skjálftasvæðinu á Ítalíu, um 100 km fyrir norðaustan höfuðborgina Róm. Staðsetning stóru skjálftanna árin 1997 (Annifo, stærð 6,1 á Richter), 2009 (L'Aquila 6,3) og 2016 (Amatrice, 6,2) er sýnd með rauðum blettum. Aðrir minni skjálftar með gulum og brúnum merkjum. Allir skjálftarnir raða sér upp á línu, sem markar stefnu misgengja í jarðskorpunni efitr endilöngum hrygg Appennine fjallgarðsins. Þá er þessi hluti misgengjanna búinn að rifna. Næst rifnar skorpan væntanlega fyrir norðvestan eða suðaustan þessa svæðis. Skjálftin var á um 10 km dýpi, en slíkir grunnir skjálftar valda oftast meira tjóni.

Í óstjórnuðu landi hrynja húsin

Þorpin Amatrice, Accumoli og Pescara del Tronto eru rústir einar og 247 eru látnir af völdum jarðskjálftans. En hvað er framundan? Eitt stærsta vandamál Ítalíu er, að lögum og reglum er ekki fylgt. Það er til dæmis búið að koma á mjög góðum reglum á ítalíu varðandi það að reisa húsbyggingar með tilliti til tíðra jarðskjálfta og einnig veitt mikið fé til að styrkja hin mörgu og fögru eldri hús landsins. En ekkert er gert, reglum ekki fylgt og menn yppa bara öxlum, með stæl. Peningarnir hverfa í vasa spilltra stjórnmálamanna eða verktaka tengdum mafíunni.

Af þeim sökum er hver einasti jarðskjálfti einn nýr harmleikur, sem ekkert er lært af. Og um leið hverfur af sögusviðinu merkileg forn byggð og dýrmætar minjar um forna frægð. Milljónir efra höfðu til dæmis verið veittar til að styrkja og verja sjúkrahúsið í Amatrice gegn jarðskjálfaskemmdum, en ekkert var gert og peningarnir horfnir. Nú er sjúkrahúsið rústir einar. Forna borgin Aquila er enn í rústum eftir jarðskjálftann árið 2009 (6,3 af stærð) og ekkert aðhafst þátt fyrir milljóna fjárveitingar. Spilling, skipulagðar glæpahreyfingar, ríkið og Páfagarður: þetta er ótrúleg blanda, sem kemur engu í framkvæmd nema illa fengnum auð í fáa einkavasa.   Ég syrgi hina fögru Ítalíu, en ber um leið takmarkaða virðingu fyrir fólkinu, sem reynir ekki að hrista af sér þetta gjörspillta pólitíska kerfi. Myndin er frá Amatrice þorpi úr lofti.

 

 

Tuttugu ár af stórskjálftum

Myndin sýnir hvar stórskjálftar (stærri en 7.0) hafa orðið á jörðu undanfarin tuttugu ár (1995 til 2015). Nýjasti skjálftinn af þeiri stærð var sá sem reið yfir Afghanistan nú hinn 26. október (svarti hringurinn), með upptök á um 200 km dýpi undir Hindu Kush fjöllum. Þessi dreifing stórskjálfta sem myndin sýnir segir okkur magt merkilegt. Í fyrsta lagi eru nær allir skjálftarnir á mótum hinna stóru fimmtán jarðskorpufleka, sem þekja jörðina. Í öðru lagi eru nær allir stórskjálftarnir á mótum þeirrar tegundar flekamóta sem við köllum sigbelti. Það eru flekamót, þar sem einn flekinn sígur niður í möttulinn undir annan fleka og við núning milli flekanna koma skjálftar fram. Slík sigbelti eru einkum algeng allt umhverfis Kyrrahafið. Takið einnig eftir, að aðeins örfáir stórskjálftar myndast á úthafshryggjum eða þeirri tegund af flekamótum, þar sem gliðnun á sér stað. Til allrar hamingju fyrir okkur, sem búum á slíkum flekamótum á Íslandi.

Eru upptök Íslenska heita reitsins í Síberíu?

Jarðskorpuflekarnir eru á hreyfingu á yfirborði jarðar, en heitu reitirnir eru nokkurn veginn kyrrir, og fastir eins og þungt akkeri langt niðri í möttlinum.   Þetta er ein höfuð kenningin, sem jarðvísindamenn hafa stuðst við undanfarin ár. Þessu fylgir, að heitu reitirnir skilja eftir slóð eða farveg sinn á yfirborði flekanna. Við vitum hvernig flekarnir hreyfast í dag og getum komist mjög nærri því hvernig þeir hafa hreyfst í sögu jarðar, hundruðir milljónir ára aftur í tímann.  Í dag er miðja Íslenska heita reitsins staðsett nokkurn veginn á 64.5° N og 17° W, undir Vatnajökli norðanverðum. Þar undir, djúpt niðri í möttlinum, á þessari breidd og lengd, hefur hann ætíð verið, milljónir ára. En hver er saga hreyfinga fleka yfir þessum reit í gegnum jarðsöguna? Það hefur verið kannað all náið, til dæmis af Lawrene Lawver og félögum (2000) í jarðeðlisfræðistofnun Texas Háskóla. Saga heita reitsins síðustu 50 til 60 milljón árin er nokkuð skýr, en þá rak Grænland yfir heita reitinn, á þeim tíma sem Norður Atlantshaf var að opnast. Þá var Grænland hluti af fleka Norður Ameríku og á leið sinni til norðvestur fór Grænland yfir heita reitinn og þá gaus mikilli blágrýtismyndun, fyrst á vestur og síðar á austur Grænlandi. Heiti reiturinn eða möttulstrókurinn undir honum, var grafkyrr, staðsettur nokkurn veginn á á 64.5° N og 17° W, þegar Grænland rak framhjá. En Lawver og félagar hafa rakið söguna miklu lengra aftur í tímann. Þeir telja að fyrir um 250 milljón árum hafi Síbería verið fyrir ofan möttulstrókinn eða heita reitinn sem við nú kennum við Ísland. Myndin sem fylgir sýnir útlínur meginlandanna fyrir 200 milljón árum, og er staðsetning heita reitsins (64.5° N og 17° W) sýnd með rauðum hring. Glöggir menn átta sig fljótt á landakortinu: Ameríka er hvít, Grænland er fjólublátt, Bretlandseyjar gular, Skandínavía, Rússland og Síbería eru græn. En Ísland er að sjálfsögðu ekki til (kom fyrst í ljós fyrir um 20 milljón árum) og Norður Atlantshaf hefur ekki opnast. Nú vill svo til að mesta eldgosaskeið í sögu jarðar hófst í Síberíu fyrir um 250 milljón árum og þá myndaðist stærsta blágrýtismyndun sem við þekkjum á jörðu: Síberíu basaltið. Í dag þekur það landflæmi sem er um 2,5 milljón ferkílómetrar.  Samkvæmt þessum niðurstöðum markar sá atburður upphaf Íslenska heita reitsins. Hann er þá ekki Íslenskur eftir allt saman: Hann er reyndar Rússneskur að uppruna, ef kenning Lawvers og félaga stenst.

Sigdalurinn í Holuhrauni

Þegar kvikugangur brýtur sér leið í gegnum jarðskorpuna, þá myndast sprunga og jarðlögin sitt hvoru megin við ganginn þrýstast til hliðar.  Gangurinn tekur meira pláss.  Af þeim sökum gliðnar landið fyrir ofan, eins og fyrsta myndin sýnir. Landið gliðnar og spilda dettur niður fyrir ofan ganginn, sem við köllum  sigdal.  Slíkur sigdalur hefur myndast í syðri hluta Holuhrauns.   Ein besta myndin af þessum sigdal er radar mynd, sem var tekin úr gervihnettinum TerraSAR-X.   Það er Íslenska fyrirtækið Fjarkönnun ehf. sem er samstarfsaðili í verkefninu IsViews með Ludwig-Maximilians-Universität í Munich.  Myndir þeirra eru sérstakar, þar sem þær ná allt að 11 cm upplausn.  Sjá frekar hér:  http://www.isviews.geo.uni-muenchen.de/index.html

Radarmyndin sýnir nýju hraunin (rauðar útlínur) og norður jaðar Dyngujökuls neðst.  Bláu örvarnar benda á misgengin, sem afmarka sigdalinn. Takið eftir að vestara misgengið virðist ná inn á Dyngujökul og hefur sennilega orsakað hliðrun á yfirborði hans. Þetta misgengi kemur einnig fram á radarmynd sem var tekin úr TF-SIF hinn 1. September.  Snörun á þessum misgengjum er sögð vera allt að 8 metrar.  Sigdalur af sömu gerð umlykur einnig gígaröðina, sem Lakagígar mynda frá Skaftáreldagosinu árið 1783.