Kvikuþró - ein stór og önnur lítil

Undir flestum stórum og langvirkum eldfjöllum er kvikuþró.  Hún er einskonar tankur eða forðabúr af kviku ofarlega í jarðskorpunni.  Í stórgosum tæmist kvikuþróin að miklu leyti og þá kann fjallið að hrynja niður í tómarúmið undir.  Við það myndast hringlaga sigdalur á yfirborði, sem við nefnum öskju eða caldera á erlendum málum.  Katla er eitt af þeim íslensku eldfjöllum, sem talin er hafa kvikuþró á dýpinu, eins og fyrsta mynd sýnir.  Mælingar jarðeðlisfræðinga hafa gefið vísbendingu um kvikuþró á um 1,5 km dýpi undir sjávarmáli, eða um 2 til 3 km undir yfirborði fjallsins. Kvikuþróin er talin um  það bil 5 km í þvermál og gæti rúmmál af kviku í þrónni verið um 4 rúmkílómetrar.  Önnur mynd sýnir niðurstöður Ólafs Guðmundssonar og annara jarðeðlisfræðinga á skorpunni undir Kötlu.  Ljósa svæðið sýnir staðsetningu kviku í þrónni undir.  Þetta verður að teljast fremur lítil kvikuþró, miðað við það, sem finnst í jarðskorpunni á sumum öðrum eldfjallasvæðum.  Ein þekkasta, best rannsakaða og stærsta kvikuþró sem vitað er um er undir Yellowstone í Bandaríkjunum.  Þriðja mynd sýnir þversnið af henni.  Hún er um 80 til 90 km á lengd og yfir 20 km á breidd. Kvikuþróin er talin vera á dýpinu frá 5 km og ná niður á 17 km undir yfirborði.  Fyrri niðurstöður sýndu að í henni eru um 4000 rúmkílómetrar af kviku en sennilega er það lágmark. Reyndar er talið að í þrónni sé blanda af kviku og kristöllum, þ.e.a.s.  einskonar kristal-ríkur hrærigrautur.  En yfirleitt getur kvika ekki gosið ef hún inniheldur meir en 50% kristalla.  Þá er hún einfaldlega of stíf og rennur ekki.  Risastór gos hafa komið upp úr þessari kvikuþró undir Yellowstone. Síðasta stórgosið var fyrir um 640 þúsund árum og þá gaus 1000 rúmkílómetrum af kviku í sprengigosi, sem dreifði ösku yfir alla Norður Ameríku. Hvað er einn rúmkílómeter?  Surtsey er til samanburðar einn rúmkílómeter.  Okkar stærsta gos síðan land byggðist, Skaftáreldar, er um 15 rúmkílómetrar.  Þúsund er alveg ótrúlegt magn, en fyrri sprengigos í Yellowstone hafa verið enn stærri. Til dæmis var gosið fyrir 2,1 milljón árum um 2500 rúmkílómetrar.  Stærsta sprengigos af þessari gerð  varð þó í eldfjallinu Toba í Indónesíu fyrir um 74 þúsund árum,  en þá kom upp 2800 rúmkílómetra á yfirborðið.  Yellowstone er elsti og merkasti þjóðgarður Bandaríkjanna og það er ævintýraland ferðamannsins og jarðfræðingsins. En jarðskopran þar er sífellt á hreyfingu. Jarðskjálftar eru mjög tíðir og land ýmist rís eða sígur. Síðasta gosið í Yellowstone var líparít hraungos fyrir 70 þúsund árum. Það var "aðeins" um 30 rúmkílómetrar að stærð, en hefur ekki valdið miklum umhverfisspjöllum þar sem hraunið var takamarkað í útbreiðslu innan öskjunnar. Enginn veit hver framtíð Yellowstone elstöðvarinnar er.  Kvikan er fyrir hendi í miklum mæli, órói er tíður í jarðskorpunni og allt er fyrir hendi til að stórgos gæti orðið.  En hins vegar hafa engar breytingar orðið, sem benda til að slíks sé að vænta á næstunni.  Á meðan svæðið er rólegt, þá hvet ég alla til að fara til Yellowstone amk. einu sinni á ævinni, því þessi þjóðgarður er engu líkur --  en varist bjarndýrin!  Ég starfaði þar um tíma við rannsóknir árið 1985. Við fórum víða á göngu utan vega um garðinn allan.  Það hafði verið brýnt fyrir okkur að koma bjarndýrunum ekki á óvart.  Ég hafði það þá fyrir sið að halda á steini í vinstri hendi og jarðfræðihamrinum í þeirri hægri, og slá á steininn í hverju spori. Þá heyrðu birnirnir í okkur langar leiðir og vissu hvar við vorum á ferð.  Ef þeir hrökkva við og ef þú gengur milli móður og unga þá getur þú átt von á árás.  Á slíkum gönguferðum er mér ávalt í huga minningin um konu, sem ég þekki.  Hún er jarðfræðingur og vann í Alaska árið 1977.  Það vað hún fyrir árás bjarndýrs og hann bókstaflega át af henni báða handleggina.  Ef þið sækið Yellowstone heim, þá haldið ykkur á göngustígunum!

Eldstöðin Yellowstone

Sumarið 1989 starfaði ég um tíma í Yellowstone þjóðgarðinum í Klettafjöllum Bandaríkjanna. Þjóðgarðurinn nær yfir nokkurn hluta Yellowstone eldstöðvarinnar, en þetta eldfjall er svo stórt að mikill hluti þess er enn utan garðsins. Samt er þjóðgarðurinn um einn tíundi af flatarmáli Íslands að stærð.  Þegar við vorum á göngu í gegnum skóga og yfir heiðar við jarðfræðiathuganir í Yellowstone, þá hafði ég það alltaf fyrir sið, að halda á hnefastórum steini í vinstri hendi og jarðfræðihamrinum í hægri hendi. Svo sló ég í steininn við hvert spor, til að láta bjarndýrin vita að einhver væri á ferð í nágrenninu.  Þeim er einkar illa við það ef maður kemur að þeim óvörum, og gera þá árás.  Ég tala nú ekki um, ef maður gengur óvart á milli birnunnar og afkvæmis, en þá er árás örugg, og endalok nær alltaf hörmuleg.  Ég þekki konu sem var við jarðfræðirannsóknir í Alaska, og missti báða handleggi, alveg upp að öxlum, í ginið á stórum og grimmum birni.  Ég sá mörg stór bjarndýr á ferðum mínum í Yellowstone, þeir horfðu í átt til okkar, og fylgdust með, en héldu síðan áfram að borða ber og jurtirog  létu okkur í friði.  En efni mitt í þessum pistli er reyndar ekki tengt bjarndýrunum, heldur eldfjallinu Yellowstone.

Uppruni eldvirkni í Yellowstone er tengdur heitum reit djúpt í möttli jarðar, meir en eitt hundrað kílómetrum fyrir neðan meginlandsskorpuna.  Meginland Norður Ameríku hefur stöðugt rekið til vesturs yfir heita reitinn síðastliðin sautján milljón ár, en heiti reiturinn er kyrrstæður í möttlinum.   Hann bræðir meginlandsskorpuna neðan frá og kvikan rís upp til að mynda eldstöðina á yfirborði.   Risastórar eldstöðvar á borð við Yellowstone haga sér allt öðru vísi en þau eldfjöll sem við eigum að venjast hér á Íslandi.  Gosin í Yellowstone eru mörgum sinnum stærri, og langt á milli þeirra.  Þannig geta liðið allt að jafnvel milljón ár milli gosa.  Síðasta stórgosið var fyrir 640 þúsund árum.  Síðan hafa nokkur hraun runnið, en það hefur ekki gosið neitt að ráði í 70 þúsund ár.  Undir Yellowstone er nú kvikuhólf, eða stór tankur af bráðnu bergi, og safnast sífellt meira í hann.  Kvikuhólfið tæmdist síðast í stórgosi fyrir 640 þúsund árum, og þá féll þak hólfsins niður, og ný askja myndaðist, sem er 40 sinnum 60 km á stærð.   Það er töluvert síðan að vísindamenn tóku eftir því, að yfirborð öskjunnar gengur upp og niður, og eiginlega virðist svo sem að eldstöðin sé að “anda” að sér kviku úr möttli jarðar og inn í kvikuhólfið.  Fyrsta myndin sýnir breytingar sem hafa verið mældar síðan 1923.  Á síðustu öld var  yfirleitt sig í öskjunni, eins og kemur fram á annarri mynd.  En svo snerist ferlið við kringum 2004, og askjan tók að rísa um 7 til 10 sm á ári, sem benti til þess að kvika streymdi inn af miklu dýpi. Gæti þetta bent á gos í aðsigi?   Þriðja myndin eru allra nýjustu niðurstöður, sem benda til þess að risið sé hætt, eða alla vega staðnað í bili.  Ef til vill getum við andað rólegar nú um tíma. 

Þjóðgarðurinn var stofnaður  árið 1872, og er hann fyrsti þjóðgarður jarðar.  Einn af þeim sem tók þátt í leiðangri til Yellowstone árið 1872 var málarinn Thomas Moran, og listaverk hans höfðu mikil áhrif á þá ákvörðun Bandaríkjaþings að friða svæðið og mynda hér hinn fyrsta þjóðgarð.  Þegar myndir hans voru sýndar í Washington DC, þá ákvað foretinn að þetta fagra svæði þyrfit að friða strax.  Nafn þjóðgarðsins er dregið af Yellowstone fljóti.  Það nefndu indíánar ána fyrir langa löngu, og sennilega er nafnið dregið af ljósleitu og gulu líparít jarðlögunum, sem  áin sker sig í gegnum umhverfis eldstöðina. Þeir sem hafa komið inn í Landmannalaugar kannast vel við þennan sama gula lita.  Okkur dreymir flest um einhverja draumaferð, sem við viljum komast í á ævinni.  Mínar draumaferðir voru: númer eitt Galapagoseyjar, og númer tvö Yellowstone.   Ég er svo heppinn að hafa komið oft á bæði þessi stórkostlegu svæði og  kynnst þeim náið.  Endilega látið þið verða af því að leyfa ykkar draumferð að rætast.