Hvar eru hin eiginlegu flekamót?

Síðan umbrotin miklu hófust á Reykjanesi hinn 9. nóvember 2023, þá hefur jarðskjálftavirkni verið nokkuð dreift yfir Reykjanesið og því erfitt eða ómögulegt að gera sér grein fyrir hvar hin eiginlegu flekamót eru milli Norður Ameríkuflekans fyrir norðan og Evrasíuflekans fyrir sunnan nesið.  Það er mikilvægt að átta sig á því, vegna þess að sennilega streymir kvikan mest upp úr möttlinum á eða alveg í grennd við flekamótin.  

Ég rakst á þessa mynd í dag á vef ISOR.  Hún er merkileg á ýmsan hátt.  Myndin sýnir gögnin fyrir eitt ár (2020) af skjálftum, sem gerðust fyrir umbrotin miklu í nóvember 2023. Myndin sýnir okkur ansi vel hvar flekamótin raunverulega eru, en þau eru á frekar mjóu og vel afmörkuðu svæði, sem er um 4 til 5 km á breidd. Því miður var engin virkni í austur hluta gosbeltisins þetta árið, svo flekamót eru ekki eins vel þekkt þar. 

Flekamótin liggja ekki eftir nesinu miðju, heldur vel fyrir sunnan miðju Reykjaness. Það er merkileg asymmetría eða misskipting milli norður og suður helmings nessins, sitt hvoru megin við skjálftabeltið. Norður helmingurinn virðist stækka meira, sennilega af dyngjuhraunum.  Renna dyngjuhraun sjaldan eða aldrei til suðurs, spyr ég. Eða er það bara miklu meira rof á sunnanverðu nesinu vegna ríkjandi vindáttar og sjávarrofs.  Það þykir mér líklega skýringin. 

 

Gosið sem ekki kom -- En það er ekki búið þótt það sé búið

Við getum víst andað léttara. Jarðskjálftum hefur að mestu lokið og skorpuhreyfingar eru nú litlar. Líkur á eldgosi í Grindavík virðast því litlar að sinni. Samt sem áður varar Veðurstofan ennþá við og segir á vef sínum í dag:   ”Viðvörun  -  Ennþá eru taldar líkur á eldgosi.”

Ég og félagar mínir, utangarðsmenn sem hafa reynt að fylgjast með gangi mála, höfum frá upphafi rýnt í fáanlegu gögnin um jarðskjálfta og skorpuhreyfingar, en gert okkur fulla grein fyrir að við fáum aldrei að sjá allt, að það eru þá sennilega einhver merkileg leynigögn sem við höfum ekki aðgang að og að við verðum því að sætta okkur við allar þessar spár um yfirvofandi eldgos, af því að spárnar koma frá sérfræðingum sem eru væntanlega með meiri upplýsingar en ekki endilega með meiri þekkingu eða reynslu.  

En er það þá í rauninni þannig?  Nú eftirá grunar mig að sérfræðingahópur Veðurstofunnar  hafi komist að sinni niðurstöðu og spá um yfirvofandi eldgos og skipulagt því rýmingu bæjarins og lokun, á grundvelli alveg sömu gagna sem ég og aðrir hafa rýnt í og ekki séð umrædda goshættu.  Það er í raun furðulegt að það geti verið svona skiptar skoðanir um mikilvægan hlut.  Aftur vekur það hugsun um hvort kerfið sé nægilega gott.

Einmitt nú er mikilvægt að vera á varðbergi. Þótt skjálftavirkni sé lítil eða engin, þá eru samt töluverðar skorpuhreyfingar í gangi, mest lóðréttar og upp. Ég skoða oft gögn frá þeim GPS stöðvum þar sem ris hefur verið í gangi síðan bresturinn mikli varð hinn 11. nóvember. Þessi gögn sé ég til dæmis á vefnum  https://strokkur.raunvis.hi.is Tökum til dæmis GPS stöðina Svartsengi SENG sem sýnir ris um 20 cm frá 11. nóvember og áframhaldandi. Sama má segja um GPS stöðina Skipastigshraun SKSH sem sýnir ris um 15 cm síðan 11. nóvember og áframhaldandi. Myndin sem fylgir hér með er GPS hreyfingin í Skipastigshrauni. Stöðin Eldvorp ELDC sýnir ris um 11 cm og áframhaldandi, einnig norv-site, sem  sýnir ris um 11 cm og áframhaldandi, og GPS sund-site sem sýnir ris um 4 cm síðan 11. nóvember og áframhaldandi. Hvað þýðir þetta?  Er jarðskorpan að jafna sig eftir átökin, eða er kvika á hreyfingu undir skorpunni?

 

 

Hvernig Grindavík færist til

Ég hef fjallað hér fyrir ofan um mikilvægi þess að hafa aðgang að GPS gögnum til að kanna flekahreyfingar sem nú ganga yfir.  Einfaldast er að fara inn á vefsíðuna  https://vafri.is/quake/  til þessa verks.

Það er ef til vill eðlilegt að maður snúi sér fyrst að GPS mælinum GRIC, sem er staðsettur rétt fyrir norðan Grindavík. Hann sýnir að skorpan undir mælinum færðist í fyrstu hægt til suðausturs um 5 cm frá 27. október til 7. nóvember, en rykkist þá til vest-norðvesturs um 30 cm og dettur niður um 120 cm.  Mælirinn virðist staðsettur niðri í miðjum sigdalnum sem liggur til suðvesturs í gegnum bæinn og til sjávar.  Þar sem Grindavíkurmælirinn er staðsettur niðri í miðri sprungunni, þá gefur hann takmarkaðar upplýsingar um um flekahreyfingar og stóru myndina.  Undir þessum mæli er allt berg brotið og sjálfsagt nokkur lítil flekabrot, sem nú mjakast til í ýmsar áttir.  GRIC mælirinn gefur okkur því ekki mikla innsýn inn í stóru flekahreyfingarnar sem nú geysa yfir, þar sem mælirinn er niðri í sprungunni sjálfri. 

Þegar þetta er ritað virðist vera komin nokkur rólegheit í jarðskorpunni undir mælistöðini GRIC í Grindavík. Sigið hefur að mestu stöðvast, og einnig hefur rekið til vesturs stoppað. En stöðin heldur áfram að reka til suðurs um 2 cm á dag. Myndin sýnir lóðréttu hreyfinguna sem mælst hefur til þessa. 

Þetta er mín fyrsta færsla um niðurstöður GPS mælinga á Reykjanesi.  Ég mun fjalla um niðurstöður GPS mælinga annars staðar á Nesinu á næstu dögum og varpa ljósi á spennandi ferðir Ameríkuflekans samkvæmt GPS mælingum á norður og vestur hluta Reykjaness.

 

Náði gossprungan frá Eldvörpum suður til sjávar á Miðöldum?

Þeir sem hafa áhuga á jarðfræði Reykjaness ættu endilega að lesa stuttan pistil ISOR um Reykjaneselda, sem var eldvirkni í gígaröðinni Eldvörpum í kringum 1210 til 1240 e.Kr. og fróðleik um basalt hraun sem þá rann til sjávar til suðurs af Reykjanesi.  https://en.isor.is/historical-submarine-eruptions-off-reykjanes/

Hraunið er talið hafa runnið um 2.7 km leið neðan sjávar, og ef til vill náði  sjálf kvikusprungan eða gangurinn frá Eldvörpum alla leið til sjávar.  Glæsilegt jarðfræðikort fylgir greininni og einnig eru hér myndir af hafsbotninum rétt sunnan Reykjaness, sem minna okkur á þann fjársjóð af upplýsingum um jarðfræði sem ISOR býr yfir. Myndin sem hér fylgir sýnir hraunið á hafsbotninum frá Eldvörpum.

 

Hvað kólnar kvikugangurinn hratt?

Allar líkur eru á því að basalt hraunkvika, um 1250 oC heit, hafi risið upp í  jarðskorpusprunguna sem liggur til norðaustur frá Grindavík.  Kvikan hefur nú staðnað á um 1 km dýpi og miklar bollaleggingar eru um framhaldið.  Þá hefur hafist kapphlaup um tíma í náttúrunni, af því að þegar kvikan staðnar, þá byrjar hún að gefa frá sér hita út í kalda bergveggi umhverfis og þegar það gerist, þá byrjar kvikugangurinn að storkna og breytast í fast berg, sem  auðvitað ekki gýs upp á yfirborð.  Þar með er goshættan útþurrkuð í þessum gangi -  um tíma. 

 

Við vitum ekki hvað kvikugangurinn er breiður, en það er sú vídd sem ræður kólnunarhraðanum. Hitt vitum við, að þegar kvika er komin undir 800 til 900 oC þá er hún orðin alltof seig og köld til að gjósa.  

Það eru til ágæt reiknilíkön af kólnun kviku í gangi, en ég ætla að taka aðeins tvö dæmi.  Fyrra dæmið er fyrir 10 metra breiðan gang, sem er risastórt stykki, og stærri en ég hef séð á öllum mínum 50 ára ferli. Líkanið sýnir að risagangur sem er 10 metra breiður getur haldist heitur í nokkra mánuði, en það á við um miðju eða innri hluta gangsins. Ytri hlutinn myndar storknaða skorpu. 

Seinna dæmið (litmyndin) er líkan sem er reiknað fyrir 1 m breiðan og 1 km langan basaltgang, sem er albráðinn og  byrjar með 1250 oC hita.  Líkanið sýnir að hann er nær alveg storknaður efti þrjá daga.  Mér þykir það líklegt að þetta dæmi eigi nokkuð vel við í tilfellinu með Grindavíkurganginn, en ef til vill er hægt að áætla betur hver þykkt hans er, út frá GPS gögnum. Alla vega sýnist mér að þessi gangur muni storkna á nokkum dögum, innan við viku, og þar með er goshættan úr söguni  — í bili. 

 

 

Leyfið fólkinu skoða GPS mælingar frá Reykjanesi

Árið 1978 settu Bandaríkin á loft 24 gervihnetti, sem sendu út geisla eða merki  sem tæki á jörðu gátu tekið við til að ákvarða með nokkuð mikilli nákvæmni staðsetningu tækisins á yfirborði jarðar.  Þannig varð GPS til (Global Positioning System). Í fyrstu var GPS Amerískt hernaðarleyndamál, en 1990 kom tækið loks á markaðinn og þá eignaðist ég mitt fyrsta Trimble GPS,  til rannsókna í Indónesiu og á hafsbotninum í Austur Indíum.  Þetta var stórkostleg bylting. Þú ýtir á takka og færð nokkuð nákvæma lengd og breidd á púnktinum sem þú stendur á.  Nákvæmnin er um 30 metrar, en ef þú keyrir tækið stöðugt á sama punkti, þá færð þú nákvæmni upp á cm eða jafnvel mm.  Nú er GPS komið í hvers manns vasa, þar sem afbrigði af GPS er inni í flestum símum og oft í bílum. 

GPS tæknin var bylting en er alveg tilvalin til þess að fylgjast með jarðskorpuhreyfingum á Íslandi.  Sennilega var GPS fyrst notað til að kanna jarðskorpuhreyfingar á Íslandi árið 1986, þegar Breska konan Gillian Foulger og félagar gerðu fyrst mælingar hér.  Loks var net af GPS mælum sett upp árið 1999 og það hefur verið rekið af Veðurstofu Íslands síðan.  Það er grundvallaratriði fyrir vísindastarfssemi á Íslandi að halda við GPS kerfinu til að fylgjast með skorpuhreyfingum.  Tækjanetið virðist vera í góðu standi, en aðgengi almennings að GPS gögnum er því miður afleitt.  Vefsíða Veðurstofunnar fyrir jarðhræringar er fyrst og fremst helguð jarðskjálftavirkni.  Ef þú leitar að GPS gögnum, þá rekur  þú þig á tíu eða tuttugu ára gömul skilaboð sem bægja þér frá.  Þar segir til dæmis.  ´Upplýsingar á þessari síðu eru úreltar. Ný síða er í vinnslu og verður vonandi opnuð fljótlega.´  http://hraun.vedur.is/ja/strain/index.html    Eða þá þetta:  ´Athugið að ekki er ráðlegt að nota gögnin nema í samráði við starfsmenn jarðeðlissviðs Veðurstofu Íslands.´   http://hraun.vedur.is/ja/gps/data.html    Eða þetta. ´Athugið að aðgengi að ISGPS gögnum hefur verið takmarkað, sjá tilkynningu og leiðbeiningar um aðgengi.´   http://hraun.vedur.is/ja/gps/data.html. Slík skilaboð hafa verið á vefsíðunni síðan 2008.  Af einhverjum sökum er GPS olbogabarn innan Veðurstofunnar.  

En bíddu nú við!  Ekki örvænta, því að góður borgari og áhugamaður úti í bæ  hefur komið upp vefsíðu þar sem gott aðgengi er að bæði jarðskjálftagögnum Veðurstofunnar og einnig GPS mælingum á Íslandi.  Þetta er vefsíðan https://vafri.is/quake/    Hreinn Beck kvikmyndaframleiðandi á mikinn heiður skilið fyrir þetta merka framtak.  En Veðurstofunni ber skylda til að koma þessum gögnum fram í formi, þar sem þau eru aðgengileg öllum almenningi. 

Að lokum set ég hér inn mynd af berggangi, fyrir þá lesendur sem ekki hafa rekist á slík fyrirbæri áður. Lóðrétta dökkbrúna bríkin fyrir framan stafn skútunnar er basalt berggangur í eyju á Scoresbysundi í Austur Grænlandi. Gangurinn er frá þeim tíma þegar heiti reiturinn okkar lág undir Grænlandi, fyrir um 50 milljón árum. Skútan er Hildur frá Húsavík.

 

 

 

Sprungukort og sigdalur

Allir fagna því að Veðurstofan hefur birt gott kort sem sýnir dreifingu á jarðsprungum umhverfis Grindavík.  Einnig birtir Veðurstofan nú línurit sem sýnir hvernig botn sigdalsins norðan bæjarins er að síga niður, um 25 cm á fimm dögum. Veðurstofan, eins og allar opinberar stofnanir, veit vel að almenningur þarf að hafa greiðan aðgang að mikilvægum gögnum, sérstaklega þegar mikið er í húfi. 

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.

Stóra öskjusigið

Stærsta öskjusigið til þessa undir Bárðarbungu varð um kl. 5 í morgun.  Þá seig miðja jökulsins yfir Bárðarbungu um meir en einn meter, samkvæmt GPS mælinum, sem er staðsetur yfir miðri öskjunni.  Sjá mynd hér með, sem er af vef Veðurstofunnar.  Ekki er enn ljóst hvort jarðskjálfti hefur verið þessu samfara, en sennilega er þó svo.  Eftir er að yfirfara jarðskjálftagögnin áður en þau birtast á vefnum. Þetta boðar einhverja rúmmálsbreytingu í kvikuþrónni og ef til vill aukið streymi kviku í ganginum og upp á yfirborð.

Viðbætir: Skömmu síðar hefur yfirborð jökulsins hækkað, og er því heildarsigið í þessu atviki um 30 cm.  En þessi sveifla er einkennandi um meiri óróa í lóðréttum hreyfingum jökulsins  undanfarinn sólarhring.  Ef til vill er þaðvegna þess að jökullinn er bæði að brotna og síga.

Af hverju er meiri kvika á ferðinni en nemur sigi öskjunnar?

 

 

Einfaldsasta líkan af virkni í Bárðarbungu er eftirfarandi:

1.     Kvika streymir út úr kvikuþró á einhverju dýpi undir öskjunni og út í ganginn til norðurs.

2.     Askjan sígur niður í samræmi við rennsli út úr kvikuþrónni og jarðskjálftar verða við sigið.  Ef kvikustreymi út úr kvikuþrónni er jafnt og sigið, þá er það um 0,8 rúmkílómetrar. 

3.     Kvika streymir út í kvikuganginn til norðurs, en hann inniheldur um 1,0 rúmkílómeter af kviku.

4.     Hluti af kvikunni kemur upp á yfirborð í hinu nýja Holuhrauni, sem er nú um 0,5 rúmkílómetrar.

Samkvæmt þessum tölum er sigið og þar með kvikurennsli út úr þrónni aðeins um helmingur af rúmmáli kviku, sem hefur komið upp í gosinu og plús þeiri kviku, sem er í ganginum.  Dæmið gengur því ekki upp.  En það er alls ekki óvenjulegt, og reyndar næstum regla í hegðun eldfjalla.  Rúmmál kviku sem fer út úr kvikuþróm er oftast aðeins hluti af rúmmáli kviku sem kemur upp á yfirborð og er eftir í ganginum.  Margir jarðvísindamenn hafa fjallað um þetta vandamál eða ráðgátu, til dæmis Eleonora Rivalta, og það má kalla þetta ráðgátuna um aukakvikuna.  Af hverju virðist vera meiri kvika í gangi og hrauni til samans, en hefur komið út úr kvikuþrónni? Tvær tilgátur koma fram til að skýra málið.  Önnur er sú, að kvikan komi upp úr kvikuþrónni á miklum þrýstingi, þar sem hún er þjöppuð saman.  Hér er átt við gaslausa kviku.  Síðan þenst hún út nær yfirborði við minni þrýsting.  Þetta dugar ekki, því kvika þenst út um til dæmis aðeins 2% þegar hún berst frá 100 km dýpi og upp á yfirborð.   Hin kenningin er sú, að gas þenjist út í kvikunni við lágan þrýsting nær yfirborði.  Við þær aðstæður losnar gasið úr læðingi, bólur af gasi myndast í kvikunni við lægri þrýsting (minna dýpi í jarðskorpunni) og rúmmál kvikunnar vex mikið.  Þetta er líklegasta skýringin á því, að rúmmál kvikunnar í ganginum er miklu meiri en hefur streymt út úr kvíkuþrónni. Þetta sýnir okkur að það er eiginlega villandi að ræða um kvikuflæði í einingum rúmmáls.  Við eigum að fjalla um það í einingum massa, eins og til dæmis vigt, kíló eða tonn  (milljónir tonna í þessu tilfelli).  En rúmmálið er eina einingin sem við höfum upplýsingar um, þar sem við vitum ekki um eðlisþyngd kvikunnar í ganginu, þegar gasbólur byrja að myndast.   Það er augljóst að það er töluvert gas í kvikunni, sem styrkir þessa kenningu. Gasið er sennilega blanda af koltvíoxíði, brennisteinstvíoxíði, vatnsgufu, klór og flúorgasi.  Mig grunar að koltvíoxíð sé þó mikilvægast en greiningu vantar.