Reykjanesgosbeltið vaknað af um 800 ára blundi
„Samanburður á því sem er að gerast núna á Reykjanesi við sögu eldgosa á Reykjanesskaganum frá fyrri tímum bendir eindregið til þess að Reykjanesgosbeltið sé vaknað af um það bil 800 ára löngum blundi og að nýtt gostímabil sé hafið. Það getur varað í áratugi ef ekki aldir,“ segir Þorvaldur Þórðarson, prófessor í eldfjallafræði og bergfræði við HÍ, sem er einn af höfundum splunkunýrrar vísindageinar um eldsumbrotin á Reykjanesi. Greinin birtist í vísindaritinu Terra Nova í gær, 26. júní. Þeir Ármann Höskuldsson, rannsóknaprófessor í eldfjallafræði við HÍ, og William M. Moreland, nýdoktor við HÍ, eru einnig á meðal höfunda ásamt fjölþjóðlegu teymi vísindamanna frá Háskólanum í Uppsölum (Svíþjóð), Vísindaakademíu Tékklands, bandarísku háskólunum í Oregon (Eugene) og Kaliforníu (San Diego).
Þetta teymi hefur unnið ötullega að rannsóknum á eldgosunum og skjálftavirkninni sem fylgt hafa yfirstandandi umbrotum á Reykjanesskaganum sem hófust árið 2019, nánar tiltekið á svæðinu sem nær yfir Svartsengi, Fagradalsfjall og Krýsuvík.
Þorvaldur segir að umbrotin hafi valdið verulegu tjóni á Reykjanesskaganum og meðal annars leitt til rýmingar í Grindavík en þar sé framvindan afar óljós. „Rannsóknin nýtir mælingar á skjálftavirkninni og efnasamsetningu bergvikunnar sem hefur komið upp í eldgosunum til þess að rýna í þau jarðfræðilegu ferli og fyrirbæri sem valda þessum atburðum.“
Gostímabil varir líklega næstu 400 árin eða svo
Í grein vísindafólksins kemur fram að það gjósi á Íslandi þriðja til fimmta hvert ár að meðaltali en afl, stærð og lengd þessara atburða sé mjög breytilegt. Basaltgos innan megineldstöðva séu að jafnaði í minni stærðum og vari í stuttan tíma, daga til vikur. Aftur á móti geti basaltgos á kílómetra til tug-kílómetra löngum gossprungum og/eða gígaröðum innan sprungusveima myndað hraunfláka sem þekja tugi til hundruði ferkílómetra og geti staðið í mánuði, ár og í sumum tilfellum áratugi.
„Á síðustu fjögur þúsund árum hafa gosreinar Reykjanesskagans framleitt eldgos á þremur vel afmörkuðum gostímabilum sem að jafnaði ná yfir 400 ár. Þess á milli eru um 800 ár án þess að það gjósi. Síðasta gostímabil endaði með eldgosunum í Eldvörpum, Illahrauni og Arnasetri árið 1240 eða fyrir um 800 árum. Þessi gos voru hluti af títt nefndum Reykjaneseldum, sem er samnefnari fyrir syrpu af um það bil 10 eldgosum á vestanverðum Reykjanesskaga og í sjónum undan Reykjanesi á tímabilinu frá 1210 til 1240. Umbrotin og eldvirknin sem við höfum orðið vitni að á undaförnum fimm árum marka því, að öllum líkindum, upphaf nýs eldgosatímabils á Reykjanesskaganum, tímabil sem mun að öllum líkindum vera með okkur næstu 400 árin eða svo. Þessi virkni hefur og mun halda áfram að hafa áhrif á okkar daglega líf og getur valdið verulegum truflunum og/eða skemmdum á mikilvægum innviðum, eins og orkuverum, flugvöllum og byggðarkjörnum,“ segir Ármann Höskuldsson.
Hann segir að fyrstu þrjú gosin hafi átt sér stað í og við Fagradalsfjall, fyrst í Geldingadölum sem hófst í mars og lauk í september árið 2021. Annað gosið hafi komið upp í Meradölum í ágúst 2022 og það þriðja rétt tæpu ári seinna við Litla-Hrút í júlí til ágúst 2023.
„Í kjölfar öflugra umbrota norðan við og í Grindavík, sem náðu hámarki 10. nóvember í fyrra og leiddu til rýmingar á bænum, færðist eldvirknin í Sundhnúka, með gosum sem hófust 18. desember, 14. janúar, 8. febrúar, 16. mars og 29. maí sem komu í kjölfarið á tveggja til fimm vikna kvikusöfnun á fjögurra til fimm kílómetra dýpi undir Svartsengi.“
Gos á einum stað eða á mörgum samtímis?
Íslensku vísindamennirnir tveir segja að ein af lykilspurningunum sem komu upp, þegar virknin færði sig yfir á Sundhnúkareinina, hafi tengst því hvort hugsanleg tenging hafi verið undir yfirborði á milli kvikunnar sem kom upp í gosunum í Fagradalsfjalli og þeirrar sem kom upp á Sundhnúkareininni.
„Það er mikilvægt að ákvarða hvort að kvikan sem framleiddi þessi eldgos komi frá einni risastórri kvikugeymslu í jarðskorpunni sem liggi undir öllum Reykjanesskagkanum eða hvort hún komi beint úr möttlinum. Ef fyrri sviðsmyndin er raunin, þá gætum við staðið frammi fyrir samtíma eldgosum á fleiri en einum stað á Reykjanesskaganum. Í tilfelli seinni sviðsmyndarinnar er mun líklegra að virknin afmarkist við ákveðin svæði eða gosreinar á hverjum tíma,“ segir Þorvaldur.
Ármann Höskuldsson vísar til greinarinnar og segir jafnframt mikilvægt að átta sig á því hvort eldgos á aðliggjandi gosreinum, s.br. Fagradalsfjall og Sundhnúka, tengist aðskildum kvikugeymslum í jarðsskorpunni eða hvort kvikan sem komi upp í slíkum atburðum komi frá einni og sömu kvikugeymslunni.
„Ef fyrri sviðsmyndin er tilfellið er virknin á einstökum gosreinum algjörlega óháð virkninni á aðliggjandi reinum og hægt að líta á reinarnar sem einstök kerfi. Ef seinni sviðsmyndin er tilfellið þá eru einstaka kviku- eða eldstöðvakerfi flóknari og umfang kerfanna ræðst af víðfemi kvikugeymslunar sem sér báðum reinunum fyrir kviku.“
Willam Moreland, nýdoktor við HÍ og einn höfunda greinarinnar, safnar sýnum í fyrsta eldgosinu 2021. „Kvikuflæðið er líklega úr sama geymsluhólfinu en kemur eftir mismunandi aðfærsluæðum til yfirborðs,“ segir Þorvaldur.
Áþekk kvika í öllum gosunum
Athuganir samstarfshópsins leiddu í ljós að efnasamsetning kvikunnar sem kom upp desembergosinu á Sundhnúkareininni svipi sterklega til kvikunnar sem kom upp í atburðum Fagradalsfjallselda á árunum 2021 til 2023. Það bendir að sögn vísindamannanna til sameiginlegs uppruna: „Kvikuflæðið er líklega úr sama geymsluhólfinu en kemur eftir mismunandi aðfærsluæðum til yfirborðs,“ segir Þorvaldur.
Til viðbótar jarðefnafræðilegu gögnunum studdist vísindafólkið við athuganir á staðsetningum jarðskjálfta og jarðskjálftasneiðmynda, sem sýna að þeirra sögn að kvikan sem komið hafi upp í eldgosunum fram til þessa eigi uppruna sinn að rekja til dúpstæðrar kvikugeymslu (sbr. meðfylgjandi mynd) sem er um tíu kílómetra breið og situr á um níu til tólf kílómetra dýpi með miðpunktinn undir Fagradalsfjalli.
Skýringarmynd sem sýnir kvikugeymslur og aðfærsluæðar fyrir eldvirknina á Reykjanesskaga á árunum 2021-2024. Jarðskjálftasneiðmynd bendir til þess að stór og djúpstæð kvikugeymsla, sem inniheldur allt að 50 km3 af kvikubráð, sitji á 9-12 km dýpi beint undir svæðinu sem nær frá Sundhnúkum (Su), undir Fagradalsfjall (F) og að Krýsuvík (Kr). Í þremur gosum Fagradalsfjallselda á árunum 2021-23 kom kvikan beint upp úr þessari djúpstæðu geymslu og það má geta þess að „gas-kviku“ innskotið í Krýsuvík árið 2020 (appelsínugula línan og skellan til hægri) hafi einnig átt rætur sínar að rekja til þessarar kvikugeymslu. Þegar umbrotin færðust yfir til Svartsengis (Sv) og Sundhnúka (Su) fluttist kvikan upp frá djúpstæðu geymslunni og í minni kvikugeymslu (heildar rúmmál 0.02 km3) á um 4-5 km dýpi undir Svartsengi. Þegar sú geymsla náði þolmörkum, reis kvikan, og á stundum mjög hratt, í átt til yfirborðs, tvisvar til að mynda „blinda“ ganga og fjórum sinnum alla leið í eldgos. Í gosinu sem byrjaði 16. mars breyttist framvindan aðeins vegna þess að gosið mallaði áfram þrátt fyrir að landris væri hafið á ný í kringum Svartsengi. Það er eins og flæðið að neðan skiftist í tvo þætti (eins og er gefið til kynna með appelsínugulu örvunum), hluti fór til yfirborðs í eldgosið á Sundhnúkareininni og hluti inn í grunnstæða geymsluhólfið undir Svartsengi. Hvort að þessi umbrot og eldgosavirkni nái að teygja sig út í Eldvörp verður tíminn að leiða í ljós.
„Þessi geymsla hefur sennilega myndast á fyrstu áratugum þessarar aldar og inniheldur allt að 50 rúmkílómetra af kviku. Til samanburðar þá er kvikumagnið sem kom upp í þremur gosum Fagradalsfjallselda um 0.12 rúmkílómetrar og magnið sem kom upp í gosunum fjórum á Sundhnúkareininni er af sömu stærðargráðu. Ef við tökum tillit til magnsins sem sat eftir í kvikugöngunum þá tvöfaldast heildarrúmál kvikunnar, þ.e., 0.25 km3 fyrir sitthvora eldana og 0.5 km3 í heildina, sem var á ferðinni í þessum umbrotum. Þetta er ekki nema 1% af heildaramagni kvikunnar í dýpra geymsluhólfinu. Þessar niðurstöður ríma vel við matið á meðalstreymi kvikunnar úr djúpstæðu geymslunni í þessum umbrotum, sem er af stærðargráðunni nokkrir rúmmetrar til fáeinir tugir rúmmetra á sekúndu,“ segir Þorvaldur.
Til að skýra þetta nánar út segja þeir að kvikan leki úr þessari geymslu í gegnum það sem þeir kalla „títuprjónagat“. „Það er viðbúið að þessi virkni haldi áfram næstu árin en hvort hún haldi sig við Sundhnúkareinina eða færi sig aftur í Fagradalsfjall eða stökkvi yfir í Eldvörpin verður tíminn að leiða í ljós,“ segir Ármann.
