Línurit: ELdgos í Fagradalsfjalli 2021

 

29. júlí 2021

Mælingar á hraunflæði

Nýjar mælingar voru gerðar á þriðjudag 27. júlí, en þá voru teknar loftmyndir með Hasselblad myndvél Náttúrufræðistofnunar úr flugvél Fisfélagsins.  Gosmökk lagði yfir hluta Geldingadala og syðsta hluta Nátthaga en að öðru leyti voru aðstæður góðar. Gerð hafa verið landlíkön eftir þessum mælingum og þau borin saman við eldri gögn.

Þar sem gögnin úr flugmælingu 19. júlí eru ekki að fullu sambærileg, eru gögnin nú borin saman við heildarkortlagninguna sem gerð var 2. júlí.  Meðalhraunrennslið yfir tímabilið 2. júlí – 27. júlí (25 dagar) mælist um 11 m3/s.  Til samanburðar bendir frekari skoðun gagnanna frá 19. júlí, sem fengin voru með sniðmælingum úr TF-FMS og mælingum á merkjum við hraunjaðar, að meðalrennslið 2.-19. júlí hafi verið milli 8 og 9 m3/s.  Tölur fyrir báðar mælingarnar eru sýndar á línuritinu. 

Gosvirknin breyttist í lok júní.  Þá tók virknin að sveiflast milli tímabila með öflugu hraunrennsli og síðan kyrrum tímabilum á milli en þeirra lengst var fjögurra sólarhringa kyrrð 6.-9. júlí.  Frá 17. júlí hefur verið meiri regla, með öflugu gosi í 10-15 tíma og síðan álíka löng kyrr tímabil á milli.   

Hraunið er nú 109 millj. rúmmetrar og flatarmálið 4,3 ferkílómetrar.  Ekkert hraun runnið í Geldingadölum, Nátthaga og í Syðri Meradölum í meira en þrjár vikur þegar þetta er skrifað, öll aukningin hefur orðið í Meradölum og vesturhlíð þeirra.

Fyrir viku síðan kom það fram hér að gosið væri minnkandi.  Mælingarnar 2. og 19. júlí auk athugana í Meradölum sýndu þetta.  En nýjasta mælingin bendir til þess að hraunrennslið hafi vaxið á ný, enda hefur meðalþykknun í Meradölum síðustu 8-10 daga verði um 1 metri á dag.  Því er engin leið nú að segja til um goslok.

Yfirlit um hraunflæði (uppfært 29. júlí)

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. 

Í yfirliti þann 22. júlí var frá því greint að hraunrennsli hefði minnkað fyrir hluta júlímánaðar og ef sú þróun héldi áfram stefndi í að gosið fjari út.   Nýjustu mælingarnar þann 27. júlí sýna að þessi þróun hefur snúist við.  Hraunrennslið hefur aukist aftur og er sennilega jafnmikið nú eða meira en var þegar mest var í júní.  Óvissa í mati á rennsli síðustu 7-10 daga eru hinsvegar of mikil til að hægt sé að setja fram áreiðanlega tölu.  Því verður að duga nú að nota meðalrennslið milli 2. og 27. júlí, sem eru 11 m3/s þó sennilega eigi hærri tala við um síðustu 7-10 daga tímabilsins.

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 virðist þessu vera nokkuð öðruvísi varið.  Þar er 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.  Rennsli var heldur minna fyrri hluta mánaðarins en var í júní en virðist svo hafa aukist aftur samfara því að regla komst á kviðuvirknina um miðjan mánuðinn.  Forsendur hafa því breyst frá því síðasta mat var gert.  Ekki er hægt að segja til um hvenær þessu gosi lýkur, við þurfum bara að bíða og sjá. 

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