Skjálftasagan í hnotskurn

Einar hefur sent okkur kvikmynd af sögu  og dreifingu jarðskjálfta undir Bárðarbungu og umhverfi. Takið eftir að aðeins skjálftar með gæði yfir 60% eru sýndir.  Guli hringurinn er miðgildi á staðsetningu skjálfta hverrar klukkustundar, svarta línan sýnir sögu á miðgildi.  Það er fróðlegt að sjá hvernig virknin hoppar á milli, ýmist í kvikuinnskotinu eða öskjunni og víðar.   Rautt eru skjálftar frá 23. ágúst. Takið eftir hvað gangurinn rýkur hratt norður þann dag.  Gangurinn er reyndar kominn norður fyrir jökulsporðinn, og ef hann kemur upp á yfirborðið, þá væri það á íslausu landi.  Norður endi gangsins er nú kominn á sama stað og upptök Holuhrauns eru, en þar gaus árið 1797, eins og jarðfræðikort ISOR sýnir (sjá síðustu blogg færslu).  Hættan á jökulhlaupi minnkar því   stöðugt.  Svarta línan fylgir hreyfingu þungamiðju skjálftanna.   Smellið á hér til að skoða kvikmyndina:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/40576923/bardarbunga.gif

Fréttir um gos eru misvísandi.  Ef til vill er hafið gos undir jökli, en ekkert bendir þó til þess, ef skoðuð eru gögn um rennsli í Jökulsá á Fjöllum við Upptyppinga.  Áin sýnir sína venjulega daglegu sveiflu frá um 220 til 150 rúmmetrum á sekúndu, eins og línuritið sýnir. Engin vöxtur er þar enn.   Sóri skjálftinn í nótt, sem var af stærðinni 5,3, var undir öskjubrúninni á Bárðarbungu og á um 5,3 km dýpi.  Er hann vegna hreyfinga á hringbrotinu, sem afmarkar öskjuna, eða vegna enn dýpri hreyfinga?  Það verður fróðlegt að sjá hvaða tegund af skjálfta þetta er: lóðrétt misgengi eða önnur hreyfing.

Gangurinn undir Vatnajökli

Öll þjóðin hefur fengist að fylgjast með vexti og þróun berggangsins, sem hefur klofið sér leið í gegnum jarðskorpuna norðaustan við Bárðarbungu.  Hvergi á jörðu er jafn almennur áhugi fyrir hegðun jarðar, enda hafa fyrri byltingar íslenskra eldfjalla haft afdrifaríkar afleiðingar fyrir þjóðina.  Nú virðist kvika úr ganginum hafa náð yfirborði í Dyngjujökli.   ISOR hefur birt ágæta mynda af dreifingu jarðskjálfta undanfarið og tengt virknina nú við fyrri eldvirkni á svæðinu.  Þessa mynd má sjá hér: http://www.isor.is/frettir/holuhraun-kvikuflutningar-fra-bardarbungu

ISOR stingur uppá, að eldgosið sem myndaði Holuhraun við norður rönd Dyngjujökuls árið 1797  kunni að vera komið úr Bárðarbungu, á svipaðan hátt og gosið, sem hófst í dag.  Það gos, árið 1797, braust út á yfirborðið utan jökulsins og olli því ekki jökulhlaupi.

Þróun nýja kvikugangsins er vel lýst í gögnum, sem Jarðvísindadeild Háskóla Íslands hefur birt. Mynd þeirra er hér sýnd fyrir neðan, en hana má finna hér: http://jardvis.hi.is/uppfaert_kort_stadsetning_jardskjalfta_sil_jardskjalftamaelakerfi_vedurstofu_islands_og_faerslur

 

Hreyfingar mældar af GPS stöðvum umhverfis jökulinn gera kleift að mynda líkan af kvikuinnskotinu eða þróun kvikugangsins.  Þetta bendir til gangs sem er um 1,6 m á breidd og um 20 km langur.  Þá vakna spurningar um það, hvaðan kemur kvikan, sem safnast fyrir í ganginum? Kemur hún út úr grunnri kvikuþró, undir öskju Bárðarbungu?  Er kvikustreymi í gangi undir Bárðarbungu, sem kemur dýpra að?   

Ekström pumpan undir Bárðarbungu

Megineldstöðin Bárðarbunga er hulin jökli og upplýsingar frá venjulegum jarðfræðiathugunum því ekki fyrir hendi.  En jarðeðlisfræðin bregst okkur ekki hér.

 vð  upp  eld julegar jarðfræðiathuganir þvnar er virkt.kjuna en það gæti verið vð Ég hef fjallað hér áður um túlkun þeirra  Nettles og Ekströms á uppbyggingu Bárðarbungu, en líkan þeirra er byggt á jarðskjálftagögnum.  Ég tek það strax fram, að þetta er þeirra líkan, en ekki mitt.  Samt sem áður finnst mér það athyglisvert og skýra ýmsa þætti.  Við skulum þá líta á það sem “working model”.  Göran Ekström er prófessor við Columbia háskóla í New York og viðurkenndur vísindamaður í sinni grein.   Ég hef skreytt mynd þeirra hér fyrir ofan með litum, til að skýra efnið.  Í stuttu máli virkar pumpan þannig:  (1) Basaltkvika steymir stöðugt uppúr möttlinum, og safnast fyrir neðst í jarðskorpunni (gula svæðið).  (2) Vegna léttari eðlisþyngdar sinnar leitar kvikan upp í gegnum jarðskorpuna (rauða örin) og streymir upp í grunnt kvikuhólf undir öskju Bárðarbungu. Ef til vill er þessi þáttur að gerast einmitt nú í dag.  Ekki er ljóst nákvæmlega hvar uppstreymið er.  Nettles og Ekström setja það undir miðja öskjuna (rauða örin)  en það gæti verið víðar.  (3)  Kvika safnast fyrir í grunnu kvikuþrónni með tímanum.  Kvikuþróin pumpast upp.  Það veldur þrýstingi á jarðskorpuna fyrir ofan og á tappann fyrir neðan.  Fyrir ofan kvikuþróna verður landris þegar öskjubotninn lyftist upp.  Því fylgja margir grunnir skjálftar á öskjubarminum, eins og nú gerist.  (4)  Þrýstingur kvikuþróarinnar niður á við getur komið af stað stórum jarðskjálftum af stærðargráðunni 5, eins og þeim tíu, sem Nettles og Ekström könnuðu í greininni 1998.  Slíkir jarðskjálftar gerast því þegar tappinn sígur niður og sprungur myndast meðfram hallandi veggjum hans.  Þetta er ekki tappi, sem maður dregur úr flöskunni, heldur tappinn sem maður rekur niður í flöskuna. Hreyfing á þessum hringlaga og bröttu sprungum er eins og litlu örvarnar sýna. En þrýstingur í kvikuþrónni getur einnig leitt til eldgosa á brún öskjunnar, einkum ef svæðisbundið sprungukerfi eldstöðvarinnar er virkt.  Það er því samspil milli  þrýstings í kvikukerfinu og virkni svæðisbundna sprungukerfisins sem skiftir öllu máli varðandi eldgosin, sem væru að öllum líkindum sprungugos, ef einhver verða.

Líkan Ekströms af Bárðarbungu er styrkt af jarðfræðiathugunum á öðrum fornum eldstöðvum, eins og þriðja myndin sýnir.  Þar er þversnið af slíkri eldstöð, þar sem hringgangar og keilugangar myndast.  Hringlaga myndanir eru einmitt algengar í rótum megineldstöðva á Íslandi.  Keilugangar mynda til dæmis vel afmarkaða hringi umhverfis Setberg eldstöðina á Snæfellsnesi, eins og ég hef bloggað um áður hér:    http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1176622/

  Þeir verða til þegar  kvika þrýstist upp í jarðskorpuna í miðju eldstöðvarinnar eftir keilulaga sprungum.  Einnig eru hringgangar (“ring dikes”) vel þekkt fyrirbæri í eldfjallafræðinni og voru fyrst uppgötvaðir í rótum fornra eldstöðva í Skotlandi, eins og til dæmis á Ardnamurchan skaga.  Ef til vill er stórbrotnasta kerfi af hringgöngum að finna í Sahara eyðimörkinni.  Þar er Richat hringurinn í Mauritaníu, um 30 km í þvermál, eins og sýnt er á myndinni hér.  Hér hefur orðið svo mikið rof, að hringarnir eru komnir fram á yfirborði.  Hringgangar myndast einmitt þegar hringlaga spilda eða tappi af jarðskorpu sígur niður, eins og Ekström stingur uppá fyrir Bárðarbungu.  Þegar tappinn sígur, þá leitar kvika inn í hringlaga sprungurnar og storknar þar sem hringgangar.  En bæði hringgangar og keilugangar geta innihaldið mikið magna af kviku, ekki síður en kvikuþróin, sem kann að vera ofaná tappanum.  Stóru gosin verða þegar svæðisbundin gliðnun verður í jarðskorpunni á slíku svæði.  Þegar svæðisbundið sprungukerfi verður virkt og sker megineldstöðina, þá  er hætt við stórfelldu kvikuhlaupi til hliðar út frá grunnu kvikuþrónni og sprungugosum á láglendi í grennd.  Slík sprungugos, sem eru beint tengd Bárðarbungu, eru til dæmis  gígaröðin sem nefnist Vatnaöldur og Veiðivötn.

Berggangar - Pípulagnir Eldfjallanna

Berggangar eru algengir í blágrýtismyndun Íslands. Þeir eru oftast aðeins einn til tveir metrar á þykkt, og mynda nær lóðrétta veggi sem skera lárétt blágrýtishraunlögin. Forfeður okkar hafa vafalaust tekið eftir þessu merka jarðfræðifyrirbæri, sem gengur undir ýmsum litríkum nöfnum, svo sem bríkur, fjalir, hellur, gangar og tröllahlöð. Hér fyrir ofan er mynd af Þríhellu við Hlíðarvatn, sem er einn mest áberandi og sérstæðasti berggangur á Íslandi. Stærsti gangur á jörðu er í Bushveld héraðinu í Zimbabwe, en staðseting hans er sýnd á Afríku kortinu hér til hliðar. Hann er oftast kallaður Great Dyke eða Stórigangur. Lengdin er hvorki meira né minna en 550 km og breiddin er allt að 11 km. Gangurinn er um 2,5 miljarðar ára að aldri, og í honum er að finna margar námur sem vinna dýrmæta málma, einkum platínu, palladíum, nikkel, króm og kopar. Stórigangur er eiginlega einstök undantekning, þar sem flestir gangar eru aðeins fáir metrar á breidd, eða jafnvel sentimetrar. Myndin til vinstri sýnir til dæmis basaltgang í móbergi í Kerlingarfjalli á Snæfellsnesi, sem er aðeins fingurbreiður. Hann er grein eða æð út úr stærri gangi, sem hefur verið aðfærsluæð fyrir gíginn sem myndaði Kerlingarfjall. Það er reyndar merkilegt að gangar geti verið svona mjóir, og það gefur okkur upplýsingar um mjög lága seigju hraunkvikunnar sem rennur um ganginn. Kvikan hefur verið á um 1200oC hita, og runnið eins og glóandi heit tómatsósa upp sprunguna sem gangurinn er nú í. Um leið kólnar og glerjast ytra borðið á kvikunni í ganginum þar sem það kemur í snertingu við kalt móbergið í kring. Glerskánin sem myndast á jaðrinum er biksvört eins og hrafntinna, og oftast aðeins nokkrir millimetrar á þykkt. Það er algengt að gangar mynda þyrpingar í jarðskorpunni, þar sem fjöldi ganga liggur hlið við hlið.  Stærsta gangaþyrping á jörðinni eru sennilega Mackenzie gangarnir í Kanada. Í norður hluta Kanada er jarðskorpan auð og ber, síðan ísaldarjökullinn skóf allt laust ofan af berggrunninum. Þá koma Mackenzie gangarnir vel fram, eins og myndin eftir Robert Hildebrand sýnir, og þeir mynda samhliða háa veggi yfir landið. Þessi þyrping er um 500 km á breidd og 3000 km á lengd, og teygir sig frá heimskautasvæðum Kanada í norðri og alla leið suður að stóru vötnunum við landamæri Kanada og Bandaríkjanna. Gangar eru ekki altaf samhliða og stundum liggja gangar eins og geislar út frá eldfjallinu.  Eitt besta dæmi þess er umhverfis gígtappann Ship Rock í Nýju Mexíkó, en þar hefur rof fjarlægt meiri hlutann af eldfjallinu, en aðeins gígtappinn og gangarnir standa eftir. Gangarnir, sem eru harðari en sandsteinninn, mynda langar svartar rákir í ljósu jarðlögunum umhverfis. Gangaþyrpinar eru algengar í tertíeru blágrýtismyndunum Íslands og má segja með nokkuri vissu að gangar séu ein af aðal bergtegundum sem myndar jarðskorpuna undir fótum okkar. Eðli ganganna er að þeim fjölgar þegar neðar dergur í jarðskorpunni, og sennilega eru þeir jafn algengir og blágrýtishraunin á nokkura kílómetra dýpi. Þekktir gangar á Íslandi eru til dæmis Hvítserkur á Vatnsnesi, Tröllkonustígur sem sker Valþjófsstaðafjall í Fljótsdalshéraði, Fjalirnar í Látravík, Streitishorn í Breiðdalsvík, Þríhellur fyrir ofan Hlíðarvatn, Hnúta við Hverfisfljót, og berggangurinn sem myndar Randarhóla fyrir ofan Jökulsárgljúfur, en þar er frábært dæmi um þverskurð af aðfærsluæð gosgígs. Eitt besta dæmið sem ég hef séð af berggangi sem tengist gíg er á eynni Þerasíu í eldfjallskerfinu Santóríni í Eyjahafi. Myndin hér fyrir neðan sýnir hvernig berggangurinn sker jarðlögin og gengur upp, þar sem hann breikkar út í gígnum á yfirborði eyjarinnar.