Sviðsmynd af gosi undir jökli

Ég tel líklegast að gosið í Holuhraun haldi áfram, þar til þrýstingsjafnvægi er komið í kvikuþró Bárðarbungu og í kvikuganginum.  Þá lýkur gosinu.  En það er samt vert að velta fyrir sér annari sviðsmynd um framhaldið.  Sú sviðsmynd er að gos hefjist undir jökli,  á botni öskju Bárðarbungu, eins og margir virðast óttast.  Þar er nú yfir íshella, sem er um 600 til 800 metrar á þykkt.  Við skulum því setja upp þá sviðsmynd, að kvika komi upp í botni öskjunnar á þessu dýpi.  Það er þó ekkert nú í skjálftagögnunum sem bendir til að svo sé, til dæmis enginn aukinn órói.  Samspil kviku og vatns undir jökli er yfirleitt þannig, að vatnið breytist snögglega í gufu, sem þenst út mörg hundruð eða þúsund sinnum að rúmmáli.  Við þessa skyndilegu þenslu gufunnar, sem er sprengingu lík, þá tætist upp kvikan og aska (tephra á mynd) myndast.  Sífelldar gufusprengingar af þessu tagi halda áfram á meðan kvikan og vatnið eru í snertingu. En þessi lýsing hér fyrir ofan á við um samspil kviku og jökuls á litlu dýpi, eða undir lágum þrýstingi.  

Þegar kvika, sem er um 1175 ^oC heit  mætir jökulís á dýpinu 600 til 800 metrar, eins og til dæmis á botni öskju Bárðarbungu, þá mætti einnig halda, að gufusprenging verði.  En svo er ekki, því þrýstingurinn er mjög hár.  Fyrsta myndin sýnir hvernig hlutfallið milli vatnsgufu og vatns breytist með þrýstingi eða dýpi við suðumark. Hlutfall vatns og gufu fylgir gulu kúrvunni.    Gula kúrvan sýnir okkur að á um 600 til 800 metra dýpi  er gufan aðeins tíu til tuttugu sinnum meiri að rúmmáli en vatnið.  Gufan þenst að vísu út á því dýpi, en rúmmálsaukningin er of lítil til að valda gufusprengingum.  Kvikan heldur því áfram að flæða út í vatnið og storknar. Þá myndast sú bergtegund, sem við köllum bólstraberg (pillow lava á mynd).   Kvikan storknar í kúlulaga bólstra, sem eru um einn meter í þvermál, oft aflangir eins og bjúgu. Utan um bólstrana er glerskán, vegna snöggrar kælingar kviku í snertingu við kalt vatnið.  Bólstrarnir hlaðast upp á þann hátt sem sýnt er á annari mynd.  Slíkar bólstrabergsmyndanir eru ríkjandi á úthafshryggjum, þar sem eldgos verða á hafsbotni á nokkra kílómetra dýpi.  Þess vegna er bólstraberg algengasta tegund af gosbergi, sem finnst á jörðu.  En við sjáum það sjaldan á yfirborði, nema hér á Íslandi.  Hér á landi hefur bólstraberg myndast á ísöld, einkum við gos á eldfjöllum, sem við nefnum stapa. Það eru fjöll eins og Herðubreið, sem hafa byrjað gos djúpt undir jökli, ef til vill á 1000 metra dýpi, þar sem þrýstingur er hár og gufusprengingar verða ekki. 

En bólstrabergseldfjallið hleðst upp undir jökli, eða öllu heldur í vatnsfylltri geil, sem gosið hefur myndað við bráðnun í jökulinn.  Þegar gígurinn hefur vaxið og er kominn á dýpi sem nemur um 200 til 300 metrum undir yfirborði, þá breytist hegðun gossins (ástand milli rauðu og bláu brotalínanna á fyrstu mynd). Á því dýpi er þrýstingur það lágur að rúmmál gufu við suðu er orðið meir en hundrað sinnum meira en rúmmál vatnsins.  Þá byrja gufusprengingar, sem tæta upp kvikuna og mynda ösku.  Askan fellur til jarðar, harðnar skjótt og myndar móberg.  Slíkar sprengingar ná upp á yfirborð og senda öskuský  upp í lofthjúp jarðar.

Þessi sviðsmynd er sett upp samkvæmt þekkingu okkar á gosum undir jöklum Íslands og er því hugsanleg.  En á einn hátt er sviðsmyndin ósennileg og það er staðsetning gígsins í miðri öskjunni, eins og sýnt er á myndinni.  Reynslan sýnir að gos verða yfirleitt ekki inni í miðjum öskjum á Íslandi, heldur fyrst og fremst á öskjubrúnum, fyrir ofan misgengi sem liggja meðfram öskjuröndinni.  Þannig er málum háttað í Grímsvötnum og einnig í Öskju. 

Gos undir jökli er flókið ferli, sem tekur nokkurn tíma áður en gosið kemur upp á yfirborð.  En vísbendingar um gos undir jökli munu sennilega koma strax í ljós á óróa og skjálftamælum.  Svo er ekki enn, enda hefur kvikan úr Bárðarbungu greiða útrás um ganginn til norðurs og út í Holuhraun. 

Athugasemdir

[Gunnar Tómasson (IP-tala skráð) 19.10.2014 kl. 15:50]

Heill og sæll gamli skólabróðir.

Ég hef fylgst með frábærum og uppfræðandi pistlum þínum um atburðina í Bárðarbungu og Holuhrauni.

Það er dýrmætt fyrir landsmenn alla að hafa upplýsingar og útskýringar fremsta eldfjallasérfræðings heims á framvindu mála á uggvænlegum óvissutímum.

Beztu kveðjur,

Gunnar

[Haraldur Sigurðsson, 19.10.2014 kl. 17:38]

Takk fyrir góð orð, Gunnar.

[Júlíus Valsson, 19.10.2014 kl. 18:35]

Mjög áhugaverður pistill nú sem endranær. Kærar þakkir

Julius

[Brynjólfur Þorvarðsson, 19.10.2014 kl. 18:51]

Sammála Gunnari. Vildi aðeins minna á mjög flott bólstraberg sem er öllum aðgengilegt, við Ingólfsjalls þar sem þjóðvegurinn liggur framhjá Kögunarhóli. Rani teygir sig þar fram í áttina að Kögunarhóli, var kallað "Silfurberg" í eina tíð enda óvenjulegur silfraður fjólublár litur á bólstrunum.

[Haraldur Sigurðsson, 19.10.2014 kl. 19:29]

Takk fyrir, Brynjólfur, en ef ég man rétt, þá er Kögunarhóll úr móbergi, sem hefur veðrast í kúlulaga einingar.  Bergið er ríkt af holufyllingum, mest af geislasteinum, og er allt grátt af því.

[Brynjólfur Þorvarðsson, 20.10.2014 kl. 05:22]

Jú það er eflaust rétt með Kögunarhól - en ég var að tala um ranann úr Ingólfsfjalli hinu megin við veginn. Ég fór þar síðast fyrir um 4 árum að skoða bólstrabergið, en upphaflega fór ég þarna í jarðfræðiferð úr MR, fyrir aldarþriðjungi. Er nokkuð viss um að bólstrabergskletturinn (eða raninn allur) nefnist "Silfurberg" - þ.e.a.s. örnefni klettsins/ranans, ekki samnefnari fyrir þessa tegund bergs.

Bólstrabergið blasir við þegar maður keyrir í austur átt, blásilfrað, vinstra megin við veginn, rétt áður en maður kemur að Kögunarhóli.

[Brynjólfur Þorvarðsson, 20.10.2014 kl. 05:28]

Smá viðbót við síðustu færslu: Datt í hug að leita að "silfurberg við Ingólfsfjall" og fann eftirfarandi http://www.olfus.is/gestir-og-gangandi/ahugaverdir-stadir/ingolfsfjall/ sem fjallar greinilega um sömu kletta en segir á móberg með holufyllingum (eins og þú varst búinn að benda á).

Nú verð ég að játa á mig fákunnáttu, ég hef ávallt staðið í þeirri trú að um bólstraberg væri að ræða enda var mér kennt það í jarfræðiferðinni forðum - en það er nú svo langt síðan að landrekskenningin þótti óviss og kennslubókin var hin frábæra bók Þorleifs Einarssonar, en hann taldi einmitt (ef ég man rétt) að Ingólfsfjallið sannaði landlyftingarkenningu sína (þ.e.a.s. það hefði aðeins getað myndast undir sjó, ekki ís).

[Björn Sigurður Lárusson (IP-tala skráð) 21.10.2014 kl. 12:08]

Sæll Haraldur

Mér datt í hug að ef ekki hefði verið jökull yfir Bárarbungu, hvort við hefðum upplifað gos á við Lakagíga á sprungu frá Bárðarbungu að Holuhrauni.

[Haraldur Sigurðsson, 21.10.2014 kl. 12:35]

Nei, ég held að það hefði ekki breytt miklu.  Jökullinn kemur lítið inn í dæmið, nema að bæta við fargið í öskjunni.

[Ingeborg (IP-tala skráð) 27.10.2014 kl. 09:41]

Sæll Haraldur,

 það er nú svo óboðslega há gas mengun í Höfn og svo var líka talað um að meira gas en áður streymi út núna í Helluhrauni. Hvað heldur þú að allt þetta gas kemur frá? Er þar blending af einhverjum mismunandum kvíkutegundum í gangi?