Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:15 • sest 21:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:18 • Sest 04:30 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:36 • Síðdegis: 19:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:39 • Síðdegis: 13:42 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi

Hvernig tengjast jarðskjálftar eldgosum?

Freysteinn Sigmundsson, Magnús Tumi Guðmundsson og Sigurður Steinþórsson

Af jarðeðlisfræðilegum aðferðum sem beita má til rannsókna á innviðum eldfjalla, er jarðskjálftafræði ef til vill mikilvægust. Hún getur gefið upplýsingar um uppbyggingu eldstöðva og jarðskorpuna undir þeim, en einnig um spennu í skorpunni, og þá sérstaklega hvar hún fer yfir brotmörk og leiðir til skjálfta. Þegar kvika þrengir sér skyndilega inn í jarðskorpuna, eykst spenna í berginu í kring. Fari hún yfir ákveðin mörk brotnar bergið.

Net jarðskjálftamæla getur gefið upplýsingar um staðsetningu, dýpi og gerð jarðskjálfta, enda er vitneskja um skjálftavirkni lykilþáttur í vöktun á aðdraganda eldgosa. Slík virkni getur einnig sagt til um kvikuhólf. Upptök smáskjálfta raðast oft kringum þau, en kvikan í hólfinu er of deig til að þar geti orðið skjálftar, hvort sem hún er fullbráðin eða aðeins bráðin að hluta. Því getur verið kvikuhólf undir eldfjöllum þar sem engir skjálftar eiga upptök, en skjálftaupptök raðað sér umhverfis. Undir Torfajökli og Heklu hafa fundist vísbendingar um slík skjálftalaus svæði.[1]

Aðrar aðferðir jarðskjálftafræðinnar beinast að því að meta eiginleika bergsins sem jarðskjálftabylgjur berast um, annaðhvort frá „náttúrulegum“ skjálftum eða „tilbúnum“ með sprengingum. Þá er viðfangsefnið að kortleggja jarðlög og fá upplýsingar um hraða jarðskjálftabylgna og dvínun þeirra, en þessar stærðir eru háðar eiginleikum efnisins sem bylgjurnar berast um. Jarðskjálftabylgjur eru af nokkrum gerðum. Einn þáttur í leit að kvikuhólfum er greining á „S-bylgjuskuggum“, en það eru svæði í jarðskorpunni þar sem S-bylgjur deyja út eða dofna mjög. Páll Einarsson[2] túlkaði slíkan skugga undir Kröflueldstöðinni sem kvikuhólf innan marka hennar, sjá mynd 1.

Mynd 1: S-bylgjuskuggar undir Kröflu. Skástrikuðu svæðin sýna hvar skuggarnir koma fram á 3-7 km dýpi.

Hitastig hefur áhrif á hraða jarðskjálftabylgna og deyfingu þeirra. Þannig berast þær hratt í köldu og stinnu efni, en hægar og dvína meira ef hitastig nálgast bræðslumark. Lítilsháttar magn af bergkviku eða gasi í jarðskorpu sem annars er í föstu formi, dregur úr hraða P- og S-bylgna. Nákvæmar rannsóknir á útbreiðslu jarðskjálftabylgna geta því gefið „mynd“ af innviðum eldstöðva, eins og fengist hefur í Kröflu[3] og Kötlu[4], sjá myndir 2 og 3.

Mynd 2: Þversnið af jarðskorpu Norðurlands gegnum Kröflueldstöðina. Myndin sýnir hraða P-bylgna eftir dýpt og áætlaðar leiðir jarðskjálftabylgna (geisla) frá sprengingum á yfirborði til jarðskjálftanema í svokölluðum FIRE 1994 bylgjubrotsrannsóknum. Jarðskorpan er um 20 km þykk undir Kröflu, en þykknar mismikið til beggja hliða frá flekarekás. Kvikuhólf Kröflu kemur fram þar sem hraði er lítill (græn tota gengur niður undir Kröflu). Undir hólfinu liggja eðlisþung innskot (storknuð bergkvika) þar sem hraðinn er meiri en annars staðar á sama dýpi.

Niðurstöður mælinga í Kröflu eru í góðu samræmi við aðrar vísbendingar um legu grunnstæðs kvikuhólfs þar. Í Kötlu er hraði jarðskjálftabylgna vel ákvarðaður en nokkuð kemur á óvart hve grunnt er niður á kvikuhólfið. Ólafur Guðmundsson og fleiri[5] telja að bergkvika sé líklegasta skýringin á litlum hraða, og meiri hraði bylgna í skjálftum sem raða sér í kring stafi að eðlisþyngri innskotum. Þá benda rannsóknir á útbreiðslu jarðskjálftabylgna einnig til hólfs á nokkurra kílómetra dýpi undir Grímsvötnum. [6]

Mynd 3: Innviðir Kötlu. Myndin sýnir útbreiðslu jarðskjálftabylgna, líkt og mynd 2. Rannsóknarniðurstöður Ólafs og samstarfsmanna hans má túlka þannig, að kvikuhólf, um 1 km á þykkt og nokkrir kílómetrar að þvermáli, sé á litlu dýpi undir norðurhluta Kötluöskjunnar.

Tilvísanir:
  1. ^ Soosalu, H. og Páll Einarsson, 2004. Seismic constraints on magma chambers at Hekla and Torfafjallajökull volcanoes in Iceland. Bulletin of Volcanology, 66 (3), 276-286.
  2. ^ Páll Einarsson, 1978. S-wave shadows in the Krafla caldera in NE-Iceland, evidence for magma chamber in the crust. Bulletin of Volcanology, 41, 1-9.
  3. ^ Bryndís Brandsdóttir og fleiri, 1997. Faroe-Iceland Ridge Experiment 2. Crustal structure of the Krafla central volcano. Journal of Geophysical Research, 102(B4), 7867-7886.
  4. ^ Ólafur Guðmundsson og fleiri, 1994. The crustal magma chamber of the Katla volcano in south Iceland revealed by two-dimensinal undershooting. Geophysical Journal International, 119, 277-296.
  5. ^ Sama og númer 4.
  6. ^ Alfaro og fleiri, 2007. Structure of the Grímsvötn central volcano under the Vatnajökull icecap, Iceland, Geophysical Journal International, 168, 863-876.

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um eldfjallavá í bókinni Náttúruvá á Íslandi: Eldgos og jarðskjálftar og birt með góðfúslegu leyfi. Myndir eru fengnar úr sama riti, bls. 76-77.

Höfundar

Freysteinn Sigmundsson

Freysteinn Sigmundsson

Norræna eldfjallasetrinu, Jarðvísindastofnun Háskólans

Magnús Tumi Guðmundsson

Magnús Tumi Guðmundsson

prófessor í jarðeðlisfræði við HÍ

Sigurður Steinþórsson

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

6.12.2017

Spyrjandi

Snædís Guðmundsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Freysteinn Sigmundsson, Magnús Tumi Guðmundsson og Sigurður Steinþórsson. „Hvernig tengjast jarðskjálftar eldgosum?“ Vísindavefurinn, 6. desember 2017. Sótt 26. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=56383.

Freysteinn Sigmundsson, Magnús Tumi Guðmundsson og Sigurður Steinþórsson. (2017, 6. desember). Hvernig tengjast jarðskjálftar eldgosum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=56383

Freysteinn Sigmundsson, Magnús Tumi Guðmundsson og Sigurður Steinþórsson. „Hvernig tengjast jarðskjálftar eldgosum?“ Vísindavefurinn. 6. des. 2017. Vefsíða. 26. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=56383>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig tengjast jarðskjálftar eldgosum?
Af jarðeðlisfræðilegum aðferðum sem beita má til rannsókna á innviðum eldfjalla, er jarðskjálftafræði ef til vill mikilvægust. Hún getur gefið upplýsingar um uppbyggingu eldstöðva og jarðskorpuna undir þeim, en einnig um spennu í skorpunni, og þá sérstaklega hvar hún fer yfir brotmörk og leiðir til skjálfta. Þegar kvika þrengir sér skyndilega inn í jarðskorpuna, eykst spenna í berginu í kring. Fari hún yfir ákveðin mörk brotnar bergið.

Net jarðskjálftamæla getur gefið upplýsingar um staðsetningu, dýpi og gerð jarðskjálfta, enda er vitneskja um skjálftavirkni lykilþáttur í vöktun á aðdraganda eldgosa. Slík virkni getur einnig sagt til um kvikuhólf. Upptök smáskjálfta raðast oft kringum þau, en kvikan í hólfinu er of deig til að þar geti orðið skjálftar, hvort sem hún er fullbráðin eða aðeins bráðin að hluta. Því getur verið kvikuhólf undir eldfjöllum þar sem engir skjálftar eiga upptök, en skjálftaupptök raðað sér umhverfis. Undir Torfajökli og Heklu hafa fundist vísbendingar um slík skjálftalaus svæði.[1]

Aðrar aðferðir jarðskjálftafræðinnar beinast að því að meta eiginleika bergsins sem jarðskjálftabylgjur berast um, annaðhvort frá „náttúrulegum“ skjálftum eða „tilbúnum“ með sprengingum. Þá er viðfangsefnið að kortleggja jarðlög og fá upplýsingar um hraða jarðskjálftabylgna og dvínun þeirra, en þessar stærðir eru háðar eiginleikum efnisins sem bylgjurnar berast um. Jarðskjálftabylgjur eru af nokkrum gerðum. Einn þáttur í leit að kvikuhólfum er greining á „S-bylgjuskuggum“, en það eru svæði í jarðskorpunni þar sem S-bylgjur deyja út eða dofna mjög. Páll Einarsson[2] túlkaði slíkan skugga undir Kröflueldstöðinni sem kvikuhólf innan marka hennar, sjá mynd 1.

Mynd 1: S-bylgjuskuggar undir Kröflu. Skástrikuðu svæðin sýna hvar skuggarnir koma fram á 3-7 km dýpi.

Hitastig hefur áhrif á hraða jarðskjálftabylgna og deyfingu þeirra. Þannig berast þær hratt í köldu og stinnu efni, en hægar og dvína meira ef hitastig nálgast bræðslumark. Lítilsháttar magn af bergkviku eða gasi í jarðskorpu sem annars er í föstu formi, dregur úr hraða P- og S-bylgna. Nákvæmar rannsóknir á útbreiðslu jarðskjálftabylgna geta því gefið „mynd“ af innviðum eldstöðva, eins og fengist hefur í Kröflu[3] og Kötlu[4], sjá myndir 2 og 3.

Mynd 2: Þversnið af jarðskorpu Norðurlands gegnum Kröflueldstöðina. Myndin sýnir hraða P-bylgna eftir dýpt og áætlaðar leiðir jarðskjálftabylgna (geisla) frá sprengingum á yfirborði til jarðskjálftanema í svokölluðum FIRE 1994 bylgjubrotsrannsóknum. Jarðskorpan er um 20 km þykk undir Kröflu, en þykknar mismikið til beggja hliða frá flekarekás. Kvikuhólf Kröflu kemur fram þar sem hraði er lítill (græn tota gengur niður undir Kröflu). Undir hólfinu liggja eðlisþung innskot (storknuð bergkvika) þar sem hraðinn er meiri en annars staðar á sama dýpi.

Niðurstöður mælinga í Kröflu eru í góðu samræmi við aðrar vísbendingar um legu grunnstæðs kvikuhólfs þar. Í Kötlu er hraði jarðskjálftabylgna vel ákvarðaður en nokkuð kemur á óvart hve grunnt er niður á kvikuhólfið. Ólafur Guðmundsson og fleiri[5] telja að bergkvika sé líklegasta skýringin á litlum hraða, og meiri hraði bylgna í skjálftum sem raða sér í kring stafi að eðlisþyngri innskotum. Þá benda rannsóknir á útbreiðslu jarðskjálftabylgna einnig til hólfs á nokkurra kílómetra dýpi undir Grímsvötnum. [6]

Mynd 3: Innviðir Kötlu. Myndin sýnir útbreiðslu jarðskjálftabylgna, líkt og mynd 2. Rannsóknarniðurstöður Ólafs og samstarfsmanna hans má túlka þannig, að kvikuhólf, um 1 km á þykkt og nokkrir kílómetrar að þvermáli, sé á litlu dýpi undir norðurhluta Kötluöskjunnar.

Tilvísanir:
  1. ^ Soosalu, H. og Páll Einarsson, 2004. Seismic constraints on magma chambers at Hekla and Torfafjallajökull volcanoes in Iceland. Bulletin of Volcanology, 66 (3), 276-286.
  2. ^ Páll Einarsson, 1978. S-wave shadows in the Krafla caldera in NE-Iceland, evidence for magma chamber in the crust. Bulletin of Volcanology, 41, 1-9.
  3. ^ Bryndís Brandsdóttir og fleiri, 1997. Faroe-Iceland Ridge Experiment 2. Crustal structure of the Krafla central volcano. Journal of Geophysical Research, 102(B4), 7867-7886.
  4. ^ Ólafur Guðmundsson og fleiri, 1994. The crustal magma chamber of the Katla volcano in south Iceland revealed by two-dimensinal undershooting. Geophysical Journal International, 119, 277-296.
  5. ^ Sama og númer 4.
  6. ^ Alfaro og fleiri, 2007. Structure of the Grímsvötn central volcano under the Vatnajökull icecap, Iceland, Geophysical Journal International, 168, 863-876.

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um eldfjallavá í bókinni Náttúruvá á Íslandi: Eldgos og jarðskjálftar og birt með góðfúslegu leyfi. Myndir eru fengnar úr sama riti, bls. 76-77....