Kvikurennsli og Upptyppingar

Snemma árs 2007 virtist allt ætla að ganga af göflunum í eystra gosbeltinu á Íslandi og fjallið Upptyppingar var á hvers manns vörum. Ein mesta skjálftahrina sem við þekkjum gekk yfir svæðið og margir töldu miklar líkur á eldgosi. Spennan var gífurleg, í fjölmiðlum, í jarðvísindamönnum og ekki síst í jarðskorpunni. Ég þekki mann sem var búinn að koma sér upp flugbraut við Upptyppinga og skildi bíl þar eftir, svo að allt væri í startholunum þegar gos byrjaði. Svona hélt þetta áfram í meir en eitt ár, eða þar til í apríl 2008, en svo hefur dregið úr virkni, þótt enn í dag skjálfi land undir Upptyppingum og Álftadalsdyngju. Það var í þetta sinn eins og alltaf þegar náttúruhamfarir gerast, að við lærum eitthvað nýtt og merkilegt um jörðina okkar. Allt bendir til að orsök skjálftanna hafi fyrst og fremst verið kvikuhreyfingar djúpt niður í jarðskorpunni, eins og Steinunn S. Jakobsdóttir á Veðurstofunni og félagar hafa sýnt fram á. Þegar við lítum til baka, þá er óhætt að segja að Upptyppingaævintýrið hefur minnt okkur rækilega á þá staðreynd að mikil hluti, sennilega bróðurparturinn, af allri kviku berst ekki upp á yfirborðið, heldur storknar neðar í skorpunni. Eldstöðvakerfi Kverkfjalla liggur til norðausturs frá Vatnajökli, alla leið til Melrakkasléttu. Grágrýtisdyngjur og móbergsfjöll eins og Álftadalsdyngja og Upptyppingar hafa hlaðist upp í þessu kerfi á ísöld, en hafa ekki gosið síðan. Jarðskorpan er töluvert sprungin á þessu svæði, vegna gliðnunar í Kverkfjallakerfinu eftir ísöld. Jarðskorpan hér undir er á milli 30 og 35 km á þykkt. Í hrinuni sem byrjaði í febrúar 2007 og varði í um eitt ár mældust meir en 9000 jarðskjálftar. Mestu hrinurnar á djúpum skjálftum voru í maí, lok júlí, nóvember og desember árið 2007, og eins og kortið frá Veðurstofunni sýnir, þá færðust upptökin til norðausturs um leið og skjálftarnir færðust ofar í skorpunni. Stærstu skjálftarnir voru aðeins um 2,2 á Richter, en þótt skjálftarnir væru smáir, þá mældust þeir mjög vel, vegna þess að kerfið af jarðskjálftamælum er mjög þétt riðið hér í grennd við Kárahnjúkavirkjun.  Það er því áberandi hvað skjálftarnir eru litlir, langflestir undir 2,0, og þykir það benda til að þeir orsakist af kvikuhreyfingum en ekki af sprungumyndunum í berginu. Mikið af skjálftunum eru dýpra en almennt gerist undir Íslandi, eða milli 14 til 22 km undir yfirborði. Það var spennandi að fylgjast með því í ágúst 2007 þegar upptök skjálftanna, og væntanlega þá hraunkvikan, mjökuðust hægt og sígandi ofar í jarðskorpunni, frá meir en 17 km dýpi og upp í minna en 14 km. En upptök skjálftanna færðust ekki einungis upp á við, heldur fluttust þau hægt og hægt til hliðar, frá Upptyppingum og undir Álftadalsdyngju. Þessi hegðun bendir eindregið til þess að skjálftarnir orsakist af kvikuhreyfingum, þegar kvikan streymir í gegnum gang eða innskot. Skjálftar eru enn á svæðinu, en hafa aðallega verið norðan við Upptyppinga, nærri Hlaupfelli, á 5 til 8 km dýpi. Rannsóknir á bergfræði eldri gosmyndana í Upptyppingum, gerðar af Daniel F. Kelley, sýndu að kvikan í eldri gosum á svæðinu á ísöld átti upptök sín á milli 15 og 28 km dýpi í skorpunni. Þannig gefur bergfræðin og skjálftavirknin ágætt samræmi um dýpið á uppruna kvikunnar á þessum slóðum. En grunna gosrásin sem áður fyrr færði kviku upp í eldfjallið Upptyppinga í gegnum efri hluta jarðskorpunnar er löngu stirnuð og kólnuð, og ef kvika hefði borist upp á yfirborðið í síðustu hrinu árin 2007 og 2008, þá hefði myndast ný eldstöð, sennilega dyngja. Jarðskjálftafræðin hefur því gefið okkur vissa mynd af jarðskorpunni undir Upptyppingum. Niðurstöðurnar benda til þess að neðri hluti skorpunnar, fyrir neðan um 10 km, sé fremur deigur, og einu skjálftar sem eiga upptök sín á meira dýpi myndist vegna streymis hraunkviku upp um neðri hluta skorpunnar. En frekari upplýsingar um neðri skorpuna hér koma úr annarri átt. Nú hafa Arnar Már Vilhjálmsson og félagar hjá ISOR lokið skýrslu sem nefnist “Umbrotin við Upptyppinga”, og varpar hún nýju ljósi á gerð jarðskorpunnar hér. Þeir mældu eðlisviðnám jarðskorpunnar á 17 km langri línu, sem nær frá Herðubreiðartöglum, liggur rétt norðan Upptyppinga og til Álftadalsdyngju. Viðnámsmælingar kanna rafleiðni bergs og hafa mikið verið nýttar í jarðhitaleit. Leiðni bergs er mest háð hita þess, og einnig innri gerð, einkum er varðar magn af steindum sem innihalda vatn. En rafleiðnin getur líka verið mjög lág ef jarðlögin innihalda hraunkviku. Um jarðskorpuna undir Íslandi og þykkt hennar má frekar lesa í bloggi mínu hér frá 20. janúar 2010. Myndin sem fylgir hér er úr skýrslu Arnar Más Vilhjálmssonar og félaga hjá ISOR, en hún er er þversnið af eðlisviðnámi jarðlaganna undir Upptyppingum og nær allt niður á 30 km dýpi. Tvö áberandi lárétt lágviðnámslög koma fram, annað á 1-2 km dýpi en hitt á 7-13 km dýpi. Lágviðnámslögin eru lituð rauð eða bleik á myndinni. Undir Upptyppingum sést lágviðnámssúla sem gengur niður úr neðra lágviðnámslaginu og nær eins djúpt og mælingarnar skynja. Þeir hjá ISOR telja að efri mörk lágviðnámslagsins séu skilin á milli harðrar jarðskorpu fyrir ofan og deigrar og heitari jarðskorpu fyrir neðan, þar sem hitinn gæti verið á bilinu 650-800°C. Þetta er svo hár hiti að bergið er mjög nærri því að byrja að bráðna, eða myndbreytt í bergtegundina amfíbólít. Grænu stjörnurnar til hægri er staðsetning dýpri jarðskjálftanna undir Upptyppingum síðan 2007, og eru þeir nær allir innan lágviðnámslagsins. Grænu stjörnurnar meö rauðum dílum eru grunnir skjálftar í efri hluta skorpunnar undir Herðubreiðartöglum. Samkvæmt þessum upplýsingum er hugsanlegt að kvika sem streymir upp úr möttli jarðar valdi jarðskjálftunum í neðri hluta skorpunnar, á um 12 til 20 km dýpi. Af einhverjum ástæðum, ef til vill vegna hárrar eðlisþyngdar kvikunnar, þá stöðvast hún á þessu dýpi en gýs ekki. Kvikan kemst í flotjafnvægi við skorpuna í kring og staðnar. Þar kólnar og storknar kvikan mjög hægt og myndar sennilega bergtegundina gabbró.Eitt merkilegt atriði sem kemur fram úr þessum rannsóknum er að neðri hluti íslensku skorpunnar er sennilega of heitur og mjúkur til að brotna og mynda “venjulega” jarðskjálfta. Skjálftar sem myndast á miklu dýpi eru því flestir af völdum kvikuhreyfinga. Hlustið á titringinn og hávaðan í pípulögnunum í heimilinu hjá ykkur. Rennandi vökvi getur haft hátt.

Athugasemdir

[Jón Frímann (IP-tala skráð) 22.2.2010 kl. 09:29]

Þarna mun gjósa, ætli þetta sé ekki sami forgrunnur og varð áður en Skaftáreldar áttu upptök sín samkvæmt lýsingum á þeim atburðum. Líklegt er þó að þetta muni taka mun lengri tíma áður en þarna verði eldgos, heldur en atburðinir í Skaftáreldum.

Annars sýnist mér eldgosatoppur vera að hefjast á Íslandi um þessar mundir, og líklega eru íslendingar að sjá fyrsta árið á nokkura ára eða áratuga tíðum eldgosum hérna á landi.

[Haraldur Sigurðsson, 22.2.2010 kl. 11:29]

Virkni undir Upptyppingum virðist ekki beint tengd neinni megineldstöð. Lakgagígar voru hins vegar nátengdir Grímsvötnum og er kvikan sem kom upp í Lakagígum sennilega komin úr kvikuþró undir Grímsvötnum. Það sýnir bergfræðin og einnig samtíma virkni í Lakagígum og grímsvötnum við upphaf Skaftárelda. Að mínu áliti er virknin undir Upptyppingum og Álftadalsdyngju alveg nýtt kvikukerfi. Sjálfsagt mun þarna gjósa í framtíð, en ekkert bendir til að það sé alveg á næstunni.

[Jón Frímann (IP-tala skráð) 22.2.2010 kl. 17:38]

Ég ætla að benda þér á þessa hérna bloggfærslu hjá mér um atburði sem áttu sér stað núna um helgina, en það munaði engu að það færi að gjósa í Grímsfjalli á Laugardaginn. Það munaði bara hársbreidd.

Bloggfærslunar, fyrst er það viðvörunin frá mér sem þú getur lesið hérna. Síðan er það útskýring á því sem gerðist núna um helgina, sú bloggfærsla er hérna. Eldfjallajarðskjálftinn kom mjög vel fram á mínum jarðskjálftamælum. Á því gat ég byggt þetta mat mitt.