Hvers konar gos verða í Grímsvötnum?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvers konar gos verða í Grímsvötnum?
Á síðustu 1100 árum er talið að um 20 rúmkílómetrar af kviku hafi komið upp úr Grímsvatnakerfinu, og einungis Kötlukerfið hafi verið mikilvirkara í framleiðslu kviku.^[1] Þar sem flest gosin hafa orðið í Vatnajökli og gosmyndanir því huldar jökli, er óvissa á þessu mati vissulega mikil. Sé horft til fjölda gosa, slær Grímsvatnakerfið öllum öðrum við, með um 60 gos á síðustu 800 árum og líklega fleiri en 75 gos frá því land byggðist. Flest þeirra hafa orðið í Grímsvötnum. Um tveir þriðju hlutar bergkvikunnar sem náð hefur til yfirborðs á sögulegum tíma kom upp í einu gosi, það er Skaftáreldum.

Goshættir í Grímsvatnakerfinu ráðast mjög af umhverfisaðstæðum. Mestu munar hvort gosin verða innan Vatnajökuls, þar sem áhrif utanaðkomandi vatns eru ráðandi, eða á gosreininni utan hans, þar sem hegðunin ræðst mest af samsetningu og eiginleikum kvikunnar. Jafnframt hafa gos innan Grímsvatnaöskjunnar ákveðin einkenni, og gos utan hennar en undir jökli, enn önnur. Hér verður fjallað sérstaklega um gos innan Grímsvatnaöskjunnar en í svari við spurningunni Hvað er vitað um gos í Grímsvötnum sem verða utan Grímsvatnaöskjunnar? er gerð grein fyrir atburðum utan Grímsvatnaöskjunnar.

Gos innan Grímsvatnaöskjunnar

Grímsvatnagos eru flest fremur lítil (gosefni < 0,1 rúmkílómetri) og algengast að þau standi yfir í nokkra daga eða vikur, þótt vísbendingar séu um að eldur hafi vakað mánuðum saman, til dæmis í gosinu 1873.^[2] Gos í Grímsvötnum hafa gert boð á undan sér með jarðskjálftum, og ná slíkar mælingar aftur til gossins 1934.^[3] Alla jafna er ekki mikið um jarðskjálfta í Grímsvötnum, en þeim fjölgar mánuðum og árum fyrir eldgos.^[4] Áður en gos hefst, verður yfirleitt áköf jarðskjálftahrina með skjálftum af stærð þrír til fjórir. Þeir eiga flestir upptök á tiltölulega litlu dýpi í og við öskjuna. Slíkar hrinur standa í nokkrar klukkustundir áður en gos hefst.^[5]

Aðeins eru til beinar lýsingar sjónarvotta á fimm Grímsvatnagosum: 1934, 1983, 1998, 2004 og 2011.^[6] Í meginatriðum hafa þessi gos hegðað sér eins og flest eldri gos.^[7] Þau verða á stuttum gossprungum (0,5-1,5 kílómetra löngum) á öskjubotninum sunnanverðum, það er undir norðanverðu Grímsfjalli. Þau öflugri fara gegnum 50-100 metra þykkan jökul á gosstöðvunum á mjög skömmum tíma, jafnvel nánast samstundis. Líkleg skýring er að sprungur myndist í jökulísinn þegar berggangur nær upp á jökulbotninn, og opni þannig gosefnunum rás sem víkkar síðan hratt vegna bráðnunar. Atburðarásin virðist hafa orðið á þennan veg, bæði 1934 og 1998. Sprengingar vegna blöndunar kviku og vatns hefjast þegar í stað, gosmökkur rís yfir eldstöðvarnar og flytur með sér gjósku sem fellur á jökulinn og nærliggjandi svæði. Sé jökullinn þykkari, 100-200 metrar, getur það tekið hálfa til eina klukkustund fyrir gosið að bræða sér leið til yfirborðs. Sú virðist hafa verið raunin í gosinu 2004.

Gosin halda síðan áfram með misöflugri surtseyskri sprengivirkni í nokkra daga eða vikur, en fjara svo út. Í dæmigerðu gosi virðist gosmökkur ná um eða yfir tíu kílómetra hæð í upphafi, en fer síðan lækkandi. Gjóskufall er yfirleitt mest fyrsta gosdaginn, og mestur hluti gjóskunnar fellur innan Vatnajökuls. Drjúgur hluti lendir innan Grímsvatnalægðarinnar þar sem eldvarp myndast. Gígbarmarnir geta að hluta hafa hlaðist upp að ís og ofan á ís. Slíkir gígar varðveitast illa og hrynja yfirleitt og hverfa að miklu leyti á fáum árum.

Í kjölfar eldgosa innan Grímsvatna verða oft verulegar breytingar á jarðhita. Til dæmis jókst jarðhiti umtalsvert austast í Grímsvötnum og umhverfis gosstöðvarnar eftir gosið 1998. Hann hélst við í nokkur ár og kom fram í dýpkun sigkatla og myndun um 700 metra breiðrar vakar í íshelluna við vesturenda gossprungunnar þar sem áður hafði verið 150 metra þykkur ís.

Í flestum Grímsvatnahlaupum fellur vatnsborð í Grímsvötnum um 70-150 metra.^[8] Sennilegt er að þessi breytileiki í fargi ofan á kvikuhólf undir Grímsvötnum eigi þátt í tíðum gosum þar. Sé þrýstingur í kvikuhólfi hár, getur skyndileg minnkun á fargi sett kerfið úr jafnvægi og yfirþrýstingur í hólfinu orðið hærri en brotmörk bergsins umhverfis, svo að kvika getur brotist upp til yfirborðs. Hún leitar upp þar sem fyrirstaða er minnst, eftir öskjubrotinu, og í flestum tilvikum koma gosin því upp undir Grímsfjalli norðanverðu. Ekki er vitað um annan stað í heiminum þar sem samband eldgosa og umhverfisáhrifa er eins glöggt og í Grímsvötnum. Þannig hafa breytingar á fargi ofan á kvikuhólfinu í raun stýrt tímasetningu eldgosa.

Eðli málsins samkvæmt hlýtur að vera nokkur óvissa um fjölda gosa á þessum afskekkta stað fyrir tíma jarðskjálftamælinga og jarðfræðilegra rannsókna. Helstu gögn um eldgos í Grímsvötnum fyrir 1934 eru gjóskulög sem varðveist hafa í Vatnajökli,^[9] gjóskulög sem varðveitt eru í jarðvegi utan jökulsins, frásagnir sjónarvotta af eldgosum og annáll jökulhlaupa á Skeiðarársandi.^[10] Í töflunni hér fyrir neðan eru talin upp Grímsvatnagos eftir aldamótin 1800. Þar eru skráð 21 gos sem telja má staðfest, eða þá að mjög sterkar líkur bendi til goss. Þessi fjöldi hlýtur að teljast lágmarkstala, því að mjög lítil gos, eins og varð í maí 1983, skilja varla eftir gjóskulag utan Grímsvatna. Frá og með 1934 er þó ósennilegt að slík smágos hafi orðið án þess að vart hefði orðið ummerkja þeirra innan vatnanna, svo sem eins og gjósku, vakir eða gíga.

Gos í Grímsvötnum og Grímsvatnakerfi síðustu 200 ár
ÁR	Gosstaður	Stærð DRE* km3	Gögn um gos
1816	Grímsvötn?	-	2, 3, 4
1823	Grímsvötn?	-	1, 2, 3
1838	Grímsvötn	-	1, 2, 3, 4
1851	Grímsvötn	-	1, 4
1861	Grímsvötn	-	4
1867	Grímsvötn	-	3, 4
1873	Grímsvötni	> 0,1	1, 2, 3, 4
1878	Grímsvötn	-	1, 3
1883	Grímsvötn	-	1, 2, 3, 4
1885	Grímsvötn	-	1, 3
1887	nærri Þórðarhyrnu?	-	1, 2, 3
1892	Grímsvötn	-	2, 4
1903	nærri Þórðarhyrnu?	> 0,1	1, 2, 3, 4
1919	Grímsvötn	-	1
1922	Grímsvötn	> 0,05	1, 2, 3, 4
1934	Grímsvötn	~0,05	gosstöðvar staðsettar
1938	Gjálp	0,3	gosstöðvar staðsettar, alfarið undir jökli
1983	Grímsvötn	~0,005	gosstöðvar staðsettar
1996	Gjálp	0,45	gosstöðvar staðsettar
1998	Grímsvötn	0,05	gosstöðvar staðsettar
2004	Grímsvötn	0,02	gosstöðvar staðsettar
2011	Grímsvötn	0,2	gosstöðvar staðsettar
* DRE (e. dense rick equivalent), þ.e. jafngildi þétts bergs (eðlismassi 2750 kg/m3 Vitnisburður um gos fyrir 1934: 1 Gjóskulag í Vatnajökli 2 Gjóskufall utan Vatnajökuls 3 Gösmökkur sést 4 Hlaup í Skeiðará

Rannsókn á gjóskulögum í Vatnajökli sýnir að Grímsvötn hafa gosið sex til ellefu sinnum á öld undanfarin 800 ár.^[11] Gosvirknin er lotubundin með um 140 ára lotu. Þá skiptast á 50-80 ára tímabil með hárri gostíðni og álíka löng tímabil þegar mun lengra er á milli gosa. Þessi lotubundna virkni gildir reyndar fyrir allan vesturhluta Vatnajökuls, því Bárðarbungukerfið á stóran þátt í að minnsta kosti einum virknitoppnum (1700-1780). Tímabil mikillar virkni eftir 1200 eru 1340-1380, 1460-1540, 1600-1660, 1700-1780 og 1860-1940. Nýtt virknitímabil virðist svo hafa hafist með Gjálpargosinu 1996. Stærstu gjóskugosin í Grímsvötnum á síðustu öldum urðu á árunum 1619 og 1873.

Upplýsingar um gosvirkni í Grímsvötnum á forsögulegum tíma eru takmarkaðar. Mörg gos eru ekki stærri en svo að lítið fellur af gjósku utan Vatnajökuls. Gjóskulög finnast þó í jarðvegssniðum norðan og sunnan jökulsins sem sýna að gosvirkni hefur verið í Grímsvötnum allan nútíma.^[12] Elstu þekktu gos í eða við Grímsvötn urðu í lok síðasta jökulskeiðs, eða fyrir um það bil 10.200-10.400 árum, og sýnir efnasamsetningin að gjóskan sem myndaðist er ættuð úr Grímsvatnakerfinu.^[13] Þessi gjóska er kennd við Saksunarvatn í Færeyjum, en hún finnst í setlögum í botni þess.^[14] Nýjar athuganir sýna að hún er mynduð í að minnsta kosti þremur, ef ekki fjórum sprengigosum á 100-200 ára tímabili.^[15] Saksunarvatnsgjóskan sýnir að gríðarleg gos hafa orðið í Grímsvötnum eða nágrenni þeirra um það leyti sem ísaldarjökullinn var að hverfa. Hvernig sem á það er litið, eru þau með stærstu sprengigosum hérlendis á nútíma. Ummerki þeirra sjást um allt land, í botnseti Norður-Atlantshafsins, í setmyndunum frá árnútíma í Vestur-Evrópu og í jöklinum á Grænlandi.^[16]

Tilvísanir:

1. ^ Magnús T. Guðmundsson og Þórdís Högnadóttir, 2007. Volcanic systems and calderas in the Vatnajökull region, central Iceland, constraints on crustal structure from gravity data. Journal of Geodynamics, 43, 163-169.
2. ^ Sigurður Þórarinsson, 1974. Vötnin stríð. Saga Skeiðarárhlaupa og Grímsvatna. Bókaútgáfa Menningarsjóðs, Reykjavík. Þorvaldur Þórðarson og fleiri, 2003. 1783-85AD Laki-Grímsvötn eruptions II: Appraisal based on contemporary accounts. Jökull; 51, 11-48. Magnús T. Guðmundsson, 2005a. Subglacial volcanic activity in Iceland. Iceland: Modern processes, Past Environments (C. J. Caseldine, A, Russell, Jórunn Harðardóttir og Ó. Knudsen ritstjórar). Elsevier, Amsterdam, 127-151. Freysteinn Sigmundsson og Magnús T. Guðmundsson, 2004. Eldgosið í Grímsvötnum í nóvember 2004 – The Grímsvötn eruption, November 2004. Jökull, 54, 139-142.
3. ^ Eysteinn Tryggvason, 1960. Earthquakes, jökulhlaup and subglacial eruptions. Jökull, 10, 18-22.
4. ^ Kristín Vogfjörð og fleiri, 2005. Forecasting and monitoring a subglacial eruptions in Iceland. EOS Transactions, AGU, 86, (26), 245-248. Páll Einarsson og Bryndís Brandsdóttir, 1984. Seismic activity preceding and during the 1983 volcanic eruption in Grímsvötn, Iceland. Jökull, 34. 13-23.
5. ^ Eysteinn Tryggvason, 1960. Páll Einarsson og Bryndís Brandsdóttir, 1984. Kristín Vogfjörð og fleiri, 2005.
6. ^ Jóhannes Áskelsson, 1936. On the last eruptions on Vatnajökull. Vísindafélag Íslendinga, Reykjavík. Sigurður Þórarinsson, 1974. Karl Grönvold og Haukur Jóhannesson, 1984. Eruption in Grímsvötn 1983: gourse of events and chemical studies of tephra. Jökull, 34, 1-11. Magnús T. Guðmundsson og Helgi Björnsson, 1991. Eruptions in Grímsvötn 1934-1991. Jökull, 41, 21-46. Magnús T. Guðmundsson, 2005. Subglacial volcanic activity in Iceland. Iceland: Modern processes, Past Environments (C. J. Caseldine, A, Russell, Jórunn Harðardóttir og Ó. Knudsen ritstjórar). Elsevier, Amsterdam, 127-151. Freysteinn Sigmundsson og Magnús T. Guðmundsson, 2004.
7. ^ Sigurður Þórarinsson, 1974.
8. ^ Magnús T. Guðmundsson og fleiri, 1995. Changes in jökulhlaup size sin Grímsvötn, Vatnajökull, Iceland 1934-1991, deduced from in situ measurements of subglacial lake volume. Journal of Glaciology, 41, 263-272.
9. ^ Sigurður Steinþórssin, 1977. Tephra layer sin a drill core from the Vatnajökull Ice Cap. Jökull, 27, 2-27. Guðrún Larsen og fleiri, 1998. Eight centuries of periodic volcanism at the center of the Icelandic hotspot revealed by glacier tephrostratigraphy. Geology, 26, 943-946.
10. ^ Sigurður Þórarinsson, 1974. Guðrún Larsen, 1982. Gjóskutímatal Jökuldals og nágrennis. Eldur í norðri. Afmælisrit helgað Sigurði Þórarinssyni sjötugum (Helga Þórarinsdóttir, Ólafur H. Óskarsson, Sigurður Steinþórsson og Þorleifur Einarsson ritstjórar). Sögufélag, Reykjavík, 51-65.
11. ^ Guðrún Larsen og fleiri, 1998.
12. ^ Bergrún A. Óladóttir og fleiri, 2008. Tephra Layers revel the Eruption History of the Icelandic subglacial Vatnajökull Volcanoes, Grímsvötn, Bárðarbunga and Kverkfjöll during the last 7000 years. Geophysycal Research Abstracts, Vol 10, EGU2008-A-03702.
13. ^ Karl Grönvold og fleiri, 1995. Ash layers from Iceland in the Greenland GRIP ice core correlated with oceanic and land based sediments. Earth and Planetaray Science Letters, 135, 149-155.
14. ^ Waagstein, R. og J. Johansen, 1968. Tre vulkanske askelag fra Færøerne. Meddelelser fra Dansk Geologisk Forening, 18, 257-264.
15. ^ Guðrún Jóhannsdóttir og fleiri, 2005. The widespread ∼10ka Saksunarvatn Tephra: A product of three large basaltic phreatoplinian erutions? Geophysical Research Abstracts, 7. 05991.
16. ^ Halldór G. Pétursson og Guðrún Larsen, 1992. An early Holocene basaltic tephra bed in North Iceland, a possible equivalent to the Saksunarvatn ash bed. Abstracts: 20th Nordic Geological Winter Meeting (Áslaug Geirsdóttir, Hreggviður Norðdahl og Guðrún Helgadóttir ritstjórar). Reykjavík, 133. Jón Eiríksson og fleiri, 2000. Chronology of late Holocene climatic events in the northern nort Atlantic based on AMS 14 C dates and tephra markers from the volcano Hekla, Iceland. Journal of Quaternary Science; 15, 573-580. Mortensen og fleiri, 2005. Volcanic ash layers from the Last Glacial Termination in the NGRIP ice core. Journal of Queternary Science, 20, 209-219. Guðrún Jóhannsdóttir, 2007. Mid-Holocene to late glacial tephrochronology in west Iceland as revealed in three lacustrine environments. Meistarprófsritgerð við Háskóla Íslands.

Myndir:

• Mynd frá 1998: imaggeo.egu.eu. Höfundur myndar: Ragnar Sigurðsson (arctic-images.com). Birt undir CC BY-NC-SA 3.0 leyfi. (Sótt 29.11.2021).
• Mynd frá 2011: Náttúruvá á Íslandi: Eldgos og jarðskjálftar, bls. 244.

---

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um gos í Grímsvötnum í bókinni Náttúruvá á Íslandi: Eldgos og jarðskjálftar. Textinn er birtur með góðfúslegu leyfi.

...