Jarðskorpu- og möttulferli

Bergefnafræði

Margskonar aðferðum er beitt við rannsóknir á efnafræði storkubergs hér á landi. Með bergefna greiningum má fá upplýsingar um efnið sem jarðskorpan er gerð úr og þau ferli sem eru að verki. Meðal rannsóknar-viðfangsefna á Jarðvísindastofnun má nefna spurningar er varða uppruna og umfang endurunnis efnis í jarðmöttlinum undir Íslandi en vel er þekkt að sökk úthafsfleka niður í möttulinn á niðurstreymisflekamótum leiðir til aukins breytileika í efna- og steindasamsetningu möttuls jarðar. Hinsvegar er óljóst að hve miklu leyti og á hvaða hátt það skilar sér aftur til yfirborðs í gegnum djúpættaðar rætur Íslenska möttulstróksins. Rannsóknir á langlífum geislavirkum samsætum íslensks gosbergs, henta einkar vel við rannsóknir á uppruna og umfang slíks endurunnis efnis.
 

Jarðskjálftafræði og innri gerð jarðar

Jarðskorpugerðin er könnuð með bylgjubrotsmælingum. Mældar eru skjálftabylgjur frá manngerðum skjálftum og raktar brautir þeirra um skorpuna. Yfirborðsbylgjur frá jarðskjálftum í nágrenni Ísland má einnig nota til að kanna jarðskorpuna og jarðlög undir henni. Bylgjur frá fjarlægum jarðskjálftum má nota til sneiðmyndargerðar af undirlagi landsins. Þannig hafa fengist upplýsingar um staðsetningu möttulstróks djúpt undir landinu, þ.e. stróks af heitu en föstu efni sem stígur hægt í átt til yfirborðs, hlutbráðnar og fóðrar eldvirkni landsins. Mælingar á deyfingu skjálftabylgna gefa upplýsingar um eiginleika efnisins sem bylgjurnar fara um.  

Þegar jarðskorpan verður fyrir of miklu álagi brotnar hún eða hrekkur til. Ef rykkurinn er snöggur verða til skjálftabylgjur sem breiðast út, en það kallast jarðskjálfti. Með skjálftamælingum má finna upptökin, kortleggja brotflötinn og finna hvernig jarðskorpan hreyfðist við brotið.
 

Mælingar á aflögun jarðar

Með endurteknum, nákvæmum landmælingum má ákvarða hreyfingar jarðskorpunnar. GPS-landmælingar eru gerðar víða um land og sýna þær hvernig jarðskorpuflekarnir færast til hver með tilliti til annars. Einnig má sjá hvernig landið rís um miðbikið vegna minnkandi fargs jöklanna á jarðskorpuna. Ákvarða má hvernig jarðskorpan aflagast umhverfis eldstöðvar vegna kvikuhreyfinga í rótum þeirra. Jarðvarmavinnsla hefur einnig mælanleg áhrif á hreyfingar jarðskorpunnar umhverfis virkjanir.

Bæði eru gerðar GPS-netmælingar á mælipunktanetum umhverfis áhugaverð svæði og samfelldar GPS-landmælingar, þ.e. mælitæki er komið fyrir á föstum stað og mælt samfellt í langan tíma. Með InSAR-mælingum, þ.e. radarmælingum úr gervitunglum, má fá tvívítt kort af aflögun jarðskorpunnar yfir stór svæði. Þyngdarmælingar gefa hugmynd um tilfærslu massa í jarðskorpunni, til dæmis í rótum eldstöðva.

GPS-landmælingar og InSAR-mælingar gefa líka mikilsverðar upplýsingar um upptakamisgengi skjálfta. Sprungur og misgengi sjást oft á yfirborði jarðar og má fá hugmynd um hreyfingarnar með því að kortleggja þær. Sprungumynstrið gefur til kynna hvernig jarðskorpan hefur gengið til, hvort um er að ræða sniðgengishreyfingar eins og á skjálftabelti Suðurlands, eða gliðnunarhreyfingar eins og í sprungusveimum gosbeltanna, til dæmis á flekaskilunum á Norðurlandi.

Mælingar á jarðskorpuhreyfingum gefa til kynna hvar spenna hleðst upp í jarðskorpunni og hversu hratt. Þær hafa því nokkuð forspárgildi um það hvar og hvenær megi búast við jarðskjálftum. Auk þeirra hafa í þessu skyni verið stundaðar mælingar á radoni í jarðhitavatni á umbrotasvæðum. Þekkt eru dæmi þess að breytingar í radoni séu undanfari jarðskjálfta. Greinilegar breytingar mældust í tengslum við jarðskjálftana á Suðurlandi árið 2000.

Túlkun mæligagna fer oft fram með samanburði við reiknilíkön og atburði annars staðar í heiminum þar sem svipuð ferli eru að verki.