Forskersonen er forskning.nos side for debatt og populærvitenskap

Tidlig om natten 14. januar gikk det et vulkanutbrudd langs en sprekk gjennom jordoverflaten, 900 meter fra byen Grindavik. Hendelsen fant sted på den sørlige kysten av Reykjanes-halvøya, sørvest på Island og utløste en lavastrøm mot byen.

Noen timer senere åpnet en ny, mindre sprekk seg ved den egentlige porten til byen, hvilket resulterte i en  lavastrøm som ødela flere bygninger. Dette utbruddet er så langt den siste hendelsen i en geologisk krise på Island som egentlig startet 25. oktober i fjor.

En oppdatering etter 25. oktober

La oss spole tilbake til 25. oktober. Denne dagen ble det oppdaget mange jordskjelv på Reykjanes-halvøya, på den sørvestlige enden av Island. Allerede tre dager senere, 28. oktober, ble hele 7000 jordskjelv identifisert, mens jordoverflaten steg fra noen millimeter til noen få centimeter.

Disse tidlige målingene antydet at magma (smeltet stein under jordens overflate, red.anm) injiserte seg i jordskorpen mellom Keflavik internasjonale flyplass og byen Grindavik, nær Svartsengi kraftverk og Blue Lagoon geotermiske bad.

Aktiviteten endret seg plutselig snaut to uker senere, 10. november. Svermen av jordskjelv vandret i løpet av få timer mot sørvest, under Grindavik by og videre - mindre enn to kilometer sør for Svartsengi kraftverk og Den blå lagune. På grunn av den nye aktiviteten antok forskerne at magma denne gangen ble injisert under Grindavik, som ble evakuert i nødstilfelle.

Magmaen forble under jorden til 18. desember, da den plutselig brøt ut ved overflaten langs en 4 km lang sprekk, 3 km nordøst for Grindavik, og produserte en spektakulær rødglødende lavastrøm i den islandske vinternatten.

Den 21. desember dabbet utbruddet av, men ble etterfulgt av det hittil siste utbruddet den 14. januar, enda nærmere Grindavik. Dett utbruddet varte i to dager og ble avsluttet 16. januar. Er det slutten på aktiviteten? Ingen vet.

Geologien til Island, en lekeplass for vulkanologer

Island har 23 aktive vulkaner. De fleste kjente aktive vulkanene ligger på de sentrale delene av øya, som ikke er befolket. Den nevnte pågående aktiviteten derimot, ligger i en nærhet til urbane områder som gjør situasjonen ekstraordinær for islandske myndigheter.

Selv om Reykjanes-halvøya allerede var kjent for å være geologisk aktiv, har ikke dette området opplevd noe vulkanutbrudd på åtte århundrer. Denne lange perioden med hvile tok slutt i 2019. I løpet av omtrent ett år rystet tusenvis av jordskjelv denne regionen, som er vert for hovedstaden Reykjavik, Keflavik internasjonale flyplass, geotermiske kraftverk og beryktede turiststeder som Blue Lagoon geotermiske bad.

Denne reaktiveringen i 2019 førte til et første vulkanutbrudd ved Fagradalsfjall-vulkanen i 2021, som varte i 6 måneder, etterfulgt av tre kortere utbrudd i samme område. Disse fire vulkanutbruddene skjedde i god avstand til infrastruktur og representerte ingen betydelig fare.

Det siste utbruddet er annerledes, fordi det direkte kan påvirke menneskelige populasjoner og infrastrukturer.

Hvordan overvåker vi vulkansk aktivitet?

Det finnes flere såkalte geofysiske metoder for å overvåke vulkaner. Den mest etablerte er seismologi. Før et utbrudd utløses, forårsaker magma sprekker i bergartene i undergrunnen, noe som produserer mange jordskjelv som blir oppdaget. Jordskjelvstedene kan beregnes ved hjelp av data fra et nettverk av såkalte seismometre.

Flere dager før et utbrudd, øker antallet jordskjelv lokalt, noe som gjør at forskere kan heve farenivået. Dette skjedde før hvert utbrudd siden 2021. I tillegg viste de beregnede plasseringene av jordskjelvene i den tidlige fasen av krisen at de var konsentrert langs en 15 km lang vertikal struktur, dypere enn 3 km. Et slikt mønster indikerte at magma på dypet strømmet langs et 15 km langt vertikalt plan kanal under Grindavik.

Den andre hovedmetoden er å måle de subtile bevegelsene til jordens overflate ved hjelp av avanserte satellittteknologier, inkludert GPS. Når magma åpner et brudd i dybden, resulterer det i forskyvninger av jordoverflaten over bruddet, i alt fra millimeter til centimeter. Akselererte overflateforskyvninger er dermed gode indikasjoner på magmabevegelser.

Island er et av de best utstyrte landene i verden til å overvåke vulkanske systemer. Det islandske meteorologiske kontoret har utplassert en rekke seismometre og GPS-stasjoner over landet. Disse omfattende overvåkingsintrumenetene og ekspertisen tillater nøyaktige lokaliseringer av jordskjelv i undergrunnen, og sikker kunnskap om geometrien til magmakanaler i undergrunnen.

Et uforutsigbart scenario

Selv om forskerne siden 10. november visste at magma ble injisert under Grindavik, var de ikke i stand til å forutsi når og hvor et utbrudd kunne skje, eller om et utbrudd i det hele tatt kunne skje. 

Ved tidligere lignende vulkanepisoder på Island, som Krafla-vulkanen i det nordøstlige Island mellom 1975 og 1984, resulterte i omtrent bare 50 prosent av magma-injeksjonene på dypet i et utbrudd, og plasseringen av utbruddene var svært forskjellige hver gang. I de andre 50 prosent magma-injeksjonene forble magmaet på dypet, hvor det kjølte seg ned og størknet.

Hva nå?

Den 18. desember i fjor brøt altså magmaen overflaten langs den nordøstlige delen av den underjordiske magmakanalen som ble injisert den 10. november. 14. januar brøt magmaen overflaten i den sentrale delen av undergrunnen magma, lenger mot sørvest og nærmere Grindavik.

Forskere vet at magmakanalen under overflaten strekker seg ytterligere minst 5 kilometer mot sørvest, under og utenfor Grindavik. Vil dette gjenværende segmentet åpne seg og produsere et vulkanutbrudd som vil utslette Grindavik? Vår nåværende forståelse av vulkanske systemer tillater oss ikke å svare på dette nøkkelspørsmålet.

Mer forskning er derfor nødvendig for å forstå de naturlige prosessene som styrer forløperne til vulkanutbrudd. 

Ved Universitetet i Oslo utarbeider vi nye mekaniske modeller for magmaforplantning gjennom jordskorpen som gir ny kunnskap om prosesser i arbeid under vulkaner. Vi samarbeider aktivt med islandske vulkanologer for å reflektere over hvordan vi kan integrere modellene våre for bedre forutsigelser av vulkansk aktivitet.

Delta i forskning.nos kronikkonkurranse!

les også:

Vulkanutbruddet på La Palma: Hvor farlig er det, hvor lenge vil det vare, og hva skjer hvis du går nær flytende lava?