Mælingar á hraunflæði

Nýjustu gögn um stærðir hrauns og hraunrennsli eru byggðar á flugi milli kl. 12 og 13 í gær.  Þá voru teknar loftmyndir úr flugvél Garðaflugs með Hasselblad myndavél Náttúrufræðistofnunar og unnin eftir þeim landlíkön af hrauninu í og umhverfis Geldingadali.

Niðurstöðurnar nú eru nokkur tíðindi.  Veruleg aukning hefur orðið í hraunrennsli í Fagradalsfjalli síðustu vikuna.  Meðalrennslið yfir tímabilið mælist 13 m³/s sem er miklu meira en þeir tæplega 8 m3/s sem áður hafa mælst.  Aukið flæði hefur haldist í hendur við hækkandi kvikustróka og öfluga framrás hraunsins í Meradölum.  Gosið er nú tvöfalt öflugra en það hefur verið lengst af.   Merki um aukningu hafa þó verið undanfarnar atvær vikur en mælingin nú tekur af öll tvímæli.

Rúmmál hraunsins er nú orðið rúmlega 30 millj. rúmmetrar og flatarmál þess tæplega 1,8 ferkílómetrar.

Yfirlit um hraunflæði (skrifað 11. maí)

Þeim rúmlega 50 dögum sem liðnir eru frá upphafi gossins má gróflega skipta í þrennt.   

Fyrsta tímabilið stóð í um tvær vikur og einkenndist af fremur stöðugu en þó örlítið minnkandi hraunrennsli.  Rennslið lækkaði úr 7-8 m3/s í 4-5 m3/s á tveimur vikum.   

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.

Þriðja tímabilið, síðustu þrjár vikur, hef einn gígur verið ráðandi og kemur nær allt hraunið úr honum.  Hraunrennsli hefur heldur vaxið á þessum tíma.  Aukningin hefur verið mikil síðustu vikuna og nú er gosið mun stærra en verið hefur hingað til.  Enn er þó ákafi gossins fremur lítill miðað við önnur gos.

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 virðist þessu vera nokkuð öðruvísi varið.  Þar er svo að sjá að aðstreymisæðin og eiginleikar hennar ráði miklu um kvikuflæðið.  Rásin sem opnaðist var tiltölulega þröng og löng (nær niður á ~17 km dýpi) og flutningsgetan takmörkuð.  Aukning með tíma bendir til þess að rásin fari víkkandi, sennilega vegna rofs í veggjum hennar.  Ekki er að sjá að þrýstingur í upptökum hafi minnkað að ráði og því vex flæðið með tímanum þar sem rásin stækkar.  Engin leið er á þessari stundu til að segja til um hve lengi gosið muni vara eða hvort hraunrennslið muni halda áfram að aukast. 

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