Háskóli Íslands

Fagradalsfjall - 19. september 2021

 

19. september 2021

Mælingar á hraunflæði

Ný mæling á rúmmáli hraunsins fór fram þann 17. september.   Þá voru teknar loftmyndir með Hasselblad myndvél Náttúrufræðistofnunar úr flugvél Fisfélagsins.  Gerð hafa verið landlíkön eftir þessum mælingum og þau borin saman við eldri gögn.  Mælingarnar sýna að meðaltal hraunrennslis yfir þetta átta daga tímabil var 11,8 m3/s.  Þetta er sama hraunflæði og var lengst af í maí og júní, heldur meira en var í ágúst.  Gosið lá niðri þann 9. en tók sig upp þann 11. September.  Það er því svo að sjá að meðalrennslið hafi verið 16 m3/s 11.-17. september.

Hraunið er nú 151 millj. rúmmetrar og flatarmálið 4,8 ferkílómetrar.  Eftir að gosið tók sig upp aftur hefur hraunið runnið í Geldingadali og náð niður í Nátthaga.  Hraun rann á tímabili til norðurs og fyllti í skika sem var milli norðurgíganna sem virkir voru í apríl og hásléttu Fagradalsfjalls.  
 

Yfirlit um hraunflæði (uppfært 19. september)

Allt frá því í júlí hefur hraunið ekki náð að renna út að jaðri á þeim stöðum sem fjærstir eru gígnum, enda hefur lengst af þessa tíma verið lotubundin virkni.  Þá 12-24 tíma sem virknipúlsarnir stóðu yfir í júlí og ágúst var hraunrennslið að mestu á yfirborðinu.  Sama var uppi í teningnum þá sjö daga sem samfelld virkni varði núna (11.-18. september).  Verði hinsvegar löng tímabil af samfelldri virkni á komandi vikum má búast við að hraun fari að renna meira í innri rásum og gæti þá náð að jaðrinum aftur.  

Athygli vakti þegar mikið hraun rann skyndilega fram Geldingadali og niður í Nátthaga miðvikudaginn 15. september.  Þessi púls stóð þó stutt yfir.  Samhliða seig hraunsléttan vestan og norðvestan gígsins um 3-4 metra.  Það er því svo að sjá að þar hafi safnast fyrir bráðið hraun undir storknu yfirborði í 3-4 daga, sem síðan braust fram eins og lýst er hér að framan.  Þetta ferli getur endurtekið sig á næstunni.  Það auðveldar ekki störf viðbragðsaðila, þar sem hlaup af þessu tagi geta flætt út úr núverandi farvegi, og þá einna helst niður í Nátthagakrika.  Fylgjast þarf náið með þessari hrauntjörn á næstunni.

Skipta má gosinu í fjögur tímabil:

Fyrsta tímabilið stóð í um tvær vikur og einkenndist af fremur stöðugu hraunrennsli, að meðaltali um 6 m3/s.   

Annað tímabilið, sem einnig stóð í tvær vikur, einkenndist af opnun nýrra gosopa norðan við upphaflegu gígana.  Hraunrennsli var nokkuð breytilegt, á bilinu 5-8 m3/s.  Eftir þetta tímabil hefur virknin verið öll í einum gíg.

Þriðja tímabilið stóð í tvo og hálfan mánuð og endaði í lok júní.  Hraunrennsli var lengst af nokkuð stöðugt, um 12 m3/s.  Hraun rann ýmist í Geldingadali, Meradali eða Nátthaga.  

Fjórða tímabilið hófst í lok júní.  Það einkennist af kviðukenndri virkni.  Hraunrennsli virðist hafa sveiflast töluvert á þessu tímabili en hefur að meðaltali verið 8-11 m3/s, og lækkaði heldur frá lokum júní til loka ágúst.

Rétt er að taka fram að mælingarnar sýna rúmmál og breytingar á því.  Eðlismassi hrauns getur verið breytilegur og á það hefur verið bent að t.d. næst gígum sé holrými meira en fjær.  Ekki er gerð tilraun til að meta þessi áhrif hér, að finna jafngilt rúmmál þétt bergs eða massa hraunsins.  Algengt mat er að rúmmál þétt bergs sé um 80% af heildarrúmmáli og er sennilegt að svipað eigi við um hraunið í Meradölum, Geldingadölum og Nátthaga en að holrými sé meira næst gígnum.

Gosið í Fagradalsfjalli er um margt frábrugðið þeim gosum sem við höfum orðið vitni að undanfarna áratugi.  Flest gosin hafa átt upptök í kvikuhólfum undir megineldstöðvum þar sem þrýstingur í hólfinu og stærð þess virðist ráða mestu um stærð og lengd goss.  Í Fagradalsfjalli er hinsvegar svo að sjá að aðstreymisæðin og eiginleikar hennar ráði mestu um kvikuflæðið.  Rásin sem opnaðist var tiltölulega þröng og löng (nær niður á ~17 km dýpi) og flutningsgetan takmörkuð.  Aukning í hraunflæði með tíma fyrstu sex vikurnar bendir til þess að rásin hafi víkkað heldur með tímanum, sennilega vegna rofs í veggjum hennar.  Hegðunin frá í lok júní er mjög athyglisverð.  Heldur dró úr fyrri hluta júlí en hraunflæðið jókst aftur samfara því að regla komst á kviðuvirknina um miðjan mánuðinn.  Frá lokum júlí og fram í september var heldur minna hraunflæði en þegar mest var.  Of snemmt er að segja til um hvort þessi þróun hefur snúist við.  Engin leið er að spá fyrir um goslok út frá hegðuninni hingað til.

Stærð

Besta leiðin til að meta stærð gossins í Fagradalsfjalli er að kortleggja hraunið og reikna rúmmál þess á hverjum tíma. Þannig fæst meðalhraunrennsli milli mælinga. Rúmmál hraunsins á hverjum tíma og hraunrennsli eru sýnd á meðfylgjandi línuritum auk þess sem sýndar eru niðurstöður efnagreininga á kvikunni og reiknuð losun gass frá eldgosinu.

Jarðefnafræði

Nýjustu niðurstöður um efnasamsetningu kviku (23. apríl)

Efnasamsetning kvikunnar sem gýs í Geldingadölum og rennur niður í Meradali hefur breyst með tíma. Breytingin kemur best fram í þyngdarhlutföllum utangarðsefna (þeirra sem velja kvikubráð fram yfir kristalla) og túlka má á tvenna vegu. Annars vegar kunna bráðir mismunandi möttulefna að blandast saman áður en kvikan rís í gegnum jarðskorpuna. Hins vegar gæti kvika mynduð við minni hlutbráðun möttulefnis verið farin að gjósa í auknum mæli. Seinni túlkunarmöguleikinn bendir til minni kvikuframleiðslu úr möttulefni sem með tíð og tíma mun leiða til gosloka. Fleiri mælingar á samsætuhlutföllum munu hjálpa til við að velja á milli þessara túlkunarmöguleika.

Heildarberg-efnagreiningar hafa verið gerðar með ICP-OES (Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy ) tæki Jarðvísindastofnunar.  Þær eru gerðar á hraunsýnum teknum með reglulegu millibili. Í þessari aðferð er LiBO2 flúx bætt við mulin bergsýni, bræðslumark þeirra lækkar í kjölfarið og þau því auðbrædd við 1000°C. Bráðin myndar gler við hraða kælingu.  Glerið er leyst upp í sýrublöndu en sú blanda er síðan mæld beint. Þessi aðferð er notuð til að greina öll aðalefni bergsins ásamt nokkrum snefilefnum.

Línuritið sýnir þungaprósentu (wt.%) magnesíumoxíðs (MgO) og hlutfall kalíumoxíðs og títanoxíðs (K2O/TiO2) í kvikunni.  K2O/TiO2 er hlutfall tveggja utangarðsefna sem ekki ganga greiðlega í þá kristalla sem verða til við kólnun basaltbráðar af þessari samsetningu. Fyrir vikið helst hlutfallið því sem næst óbreytt gegnum þau kristöllunarferli sem eru í gangi og er því næmt fyrir breytingum í bráðarsamsetningu og innkomu nýrra bráða.  Mikilvægt er að fylgjast með þróun kvikunnar með tíma og verða þessar mælingar gerðar reglulega meðan gosið varir, á svipaðan hátt og mælingar á rúmmáli og reikningar á hraunrennslinu.

Ýtarlegri skýrslu með aðalefnasamsetningu bergs og steinda má finna hér: http://jardvis.hi.is/lysing_bergsynum_sem_safnad_var_fyrstu_tveimur_dogum_eldgossins_i_geldingadolum

Gaslosun er metin út frá efnasamsetningu gas, bergs- og hraunflæði.
 

Nýjustu niðurstöður um gaslosun út frá hraunrennslinu (10. maí)

Gaslosun er metin út frá hraunrennslinu. Samfara aukningu í hraunrennsli er matið að nú (10. maí) séu losunin 10-11 þúsund tonn/dag af CO2, 4000-5000 tonn/dag af SO2 og um 10 tonn/dag af flúorsýru.

Um kortlagningu hraunsins:

Fjórar mismunandi aðferðir hafa verið notaðar til að kortleggja hraunið:

  1. Myndir teknar lóðrétt niður á hraunið og síðan unnið landlíkan úr myndunum. 

  2. Mælingar úr Pléiades gervitungli frönsku geimvísindastofnunarinnar.  Tunglið fer yfir a.m.k. einu sinni á dag en nær ekki myndum ef skýjahula þekur svæðið.

  3. Mælingar úr mælingflugvél Ísavia, TF-FMS, en hún er búin kerfi sem tengir saman GPS og flughæðarmæli.  Kerfið er hugsað fyrir mælingar á yfirborði jökla en getur nýst í verkefni eins og þetta.

  4. Ein mæling var gerð laugardaginn 20. mars með nákæmum leysiskanna (Reigl) sem er m.a. notaður til að kortleggja snjóflóðahlíðar, skriður o.s.frv.

Rúmmál hraunins er fengið með því að draga eitt landlíkan frá öðru. Hæðir eru skorðaðar út frá mælingum sem gerðar voru 7. mars og þekja stórt svæði í og við Fagradalsfjall.  Þessar mælingar eru festar við nýlegt nákvæmt landlíkan sem unnið hefur verið af öllu landinu (ÍslandsDEM, sjá vef Landmælinga Íslands).  Nákvæmni landlíkana er á bilinu 0,2-1.0 m í hæð, mest er nákvæmnin í lóðréttum myndum sem teknar eru með Hasselblad myndavél Náttúrufræðistofnunar og gervitunglakortum frá Pléiades.  Samræmi milli mismunandi aðferða er góð.
 

Vinna við mælingar og úrvinnslu

Kortlagning hraunsins er samstarfsverkefni margra aðila:  Hér á landi eru það aðallega Jarðvísindastofnun Háskólans, Náttúrfræðistofnun Íslands og Landmælingar Íslands.  Einnig koma að verkinu Veðurstofan, Ísavia og Almannavarnir.  Loftmyndir er oftast teknar úr flugvél Garðaflugs.  Franskt samstarfsfólk kemur líka að málinu því aðgangur að Pléiades gervitunglinu hefur fengist gegnum CIEST2, franskt rannsóknaverkefni.   

Jarðefnafræðin er einkum unnin á Jarðvísindastofnun Háskólans.  Að gasmælingum koma sérfræðingar Veðurstofunnar og fólk á Jarðvísindastofnun.   

Að vinnunni kemur því allstór hópur sérfræðinga á stofnunum, tæknifólk á tilraunastofum og nýdoktorar við Jarðvísindastofnun. 

Texti: Magnús Tumi Guðmundsson, Sæmundur Ari Halldórsson og Joaquin M. Belart

 

Þú ert að nota: brimir.rhi.hi.is