4. september 2014

24 jarðskjálftamælum komið fyrir á hafsbotni umhverfis Reykjanes

Skipið Hrafnreyður með jarðskjálftamælana um borð. Ljósmynd Philippe Jousset.Dagana 18.–23. ágúst sl. vann hópur jarðvísindamanna, bæði frá ÍSOR og jarðvísindastofnuninni GFZ (GeoForschungZentrum) í Þýskalandi, við að koma fyrir 24 jarðskjálftamælum á hafsbotni umhverfis Reykjanes í samvinnu við HS Orku. Tilgangurinn er í vísindaskyni, að þróa nýjar aðferðir til að rannsaka jarðhitakerfi. Þetta er einn verkþáttur í fjölþjóðlegu evrópsku verkefni, IMAGE (Integrated Methods for Advanced Geothermal Exploration).

Jarðskjálftamælunum var komið fyrir á um 50–200 m dýpi. Leitað var eftir samstarfi við útgerðir og skipstjóra við ákvörðunartöku um staðsetningar á mælunum (hægt er að nálgst kort af staðsetningum og hnitum hér á síðunni). Sjófarendur eru sérstaklega beðnir um að veita staðsetningum mælanna athygli í von um að hægt sé að forða þeim frá því að lenda í veiðafærum skipa. Hver mælir vegur um 500 kg og gæti því auðveldlega valdið skaða á veiðafærum. Mælarnir koma frá þýskum tækjabanka, Alfred Wegener Institute í Bremen.

Þéttriðið jarðskjálftamælanet er nú á Reykjanesskaganum. Auk þeirra 24 mæla sem liggja nú á hafsbotninum var í sumar komið fyrir 30 mælum á landi sem hluti af þessu verkefni. Mælunum er ætlað að safna jarðskjálftagögnum í eitt ár. Einnig munu sérfræðingarnir hafa aðgang að gögnum frá jarðskjálftamælum sem fyrir eru á skaganum. ÍSOR hefur undanfarin tvö ár komið fyrir níu jarðskjálftamælum á vinnslusvæði HS Orku. Veðurstofa Íslands rekur sjö mæla og tékkneskir sérfræðingar hafa að auki komið niður 14 mælum. Allt í allt eru þetta 84 mælar sem munu gefa upplýsingar sem nýttar verða í verkefninu.

Jarðskjálftamælum komið fyrir á hafsbotni umhverfis Reykjanes. Ljósmynd Maria, GFZ.Verkefnið er eitt yfirgripsmesta samstarfsverkefni sem ÍSOR hefur tekið þátt í. Það er styrkt af 7. rammaáætlun Evrópusambandsins og er heildarstyrkurinn um 10,1 milljón evra. Þar af er styrkupphæð til Íslands um 1,7 milljónir evra. Verkefnisstjórn heildarverksins er í höndum hollensku jarðfræðistofnunarinnar TNO. Verkinu er skipt í tvo meginþætti, annars vegar þróun aðferða við jarðhitarannsóknir í gosbergi og hins vegar í setbergi. Sá fyrrnefndi er meira en helmingur heildarverksins og er Gylfi Páll Hersir, jarðeðlisfræðingur hjá ÍSOR, verkefnisstjóri þess hluta.

Alls eru 19 þátttakendur í verkefninu, þar af þrír frá Íslandi; ÍSOR, HS Orka og Landsvirkjun. Vísindastofnanirnar eru 11: TNO - Holland (yfirverkefnisstjórn), ÍSOR - Ísland, BRGM - Frakkland, CNR - Ítalía, ETHZ - Sviss, GFZ - Þýskaland, IFE - Noregur, UniBari - Ítalía, TU Darmstadt - Þýskaland, Universite Montpellier - Frakkland og VBPR - Noregur. Átta jarðhitaiðnfyrirtæki koma að verkefninu: AXPO - Sviss, ENEL - Ítalía, Fonroche Géothermie - Frakkland, Geomidia - Tékkland, HS Orka - Ísland, Landsvirkjun - Ísland, Petratherm - Spánn og Sol-E-Suisse - Sviss.

Eitt af meginmarkmiðum verkefnisins er að þróa nýjar aðferðir til að rannsaka og meta jarðhitakerfi í gosbergi. Reykjanesið, Krafla og Geitafell við Hornafjörð verða athugunarsvæðin hér á landi og hliðstæð svæði erlendis eru jarðhitasvæðin Larderello og eyjan Elba á Ítlalíu og Tenerife, Kanaríeyjum. Vonir standa til að hægt verði að gefa sem besta mynd af jarðhitakerfum og fá upplýsingar úr dýpri jarðlögum en nú eru fyrir hendi. Þetta gætti leitt til þess að staðsetning borholna yrði markvissari og árangursríkari.

Á tveggja mánaða fresti þarf að vitja jarðskjálftamælanna sem eru á landi. Hlaða niður gögnum og skipta um rafgeymi. Hér er Hanna Blanck jarðeðlisfræðingur við störf. Ljósmynd Brynja JónsdóttirÍ gosbergi verða eftirfarandi verkþættir:

  1. Rannsóknir sem miða að því að skilja eðli og eiginleika jarðhitakerfa. Áhersla verður lögð á að geta sagt fyrir um hitadreifingu, sprungulekt og eiginleika bergs í kerfunum út frá yfirborðsmælingum. Einnig verður reynt að nýta þá þekkingu sem fæst við samanburð á gömlum, útkulnuðum jarðhitakerfum, sem nú eru sýnileg á yfirborði vegna rofs og upplyftingar, og þeim jarðhitakerfum sem eru virk í dag. Þannig verður berg úr gamalli og rofinni megineldstöð, Geitafelli við Hornafjörð, borið saman við berg úr virkri eldstöð eins og Kröflu.
  2. Þróa núverandi aðferðir við yfirborðsrannsóknir, þ.e. nýjar aðferðir á sviði jarðfræði, jarðeðlisfræði og jarðefnafræði. Sem dæmi um mæliaðferðir og tæki má nefna:
    - Jarðeðlisfræðilegar mælingar þar sem jarðskjálftabylgjur og eðlisviðnám jarðar er notað til að greina sprungur, jarðlagagerð og eiginleika jarðhitakerfa. Jarðskjálftamælum var komið fyrir á Reykjanesi og á Kröflusvæði fóru fram nýstárlegar tilraunir þar sem jarðskjálftar voru framkallaðir á yfirborði og áhrif þeirra mæld með skjálftanemum á tveggja metra millibili í tveimur borholum allt niður á tæplega 2 km dýpi. Þessari aðferð hefur ekki verið beitt á háhitasvæði áður hér á landi.
    - Notkun ljósleiðarakapla í borholum til að fá upplýsingar um jarðlagagerð, hitastig og eðlisfræðilega eiginleika bergs. Hér er meðal annars um að ræða prófun á nýrri og byltingarkenndri tækni til að nota ljósleiðara í stað jarðskjálftamæla til jarðlagarannsókna. Kaplinum er komið fyrir í borholu, settur niður með fóðurröri og steyptur fastur með rörinu. 
    - Þróun nýrra ferliefna (kenniefna) og efnahitamæla til að kanna rennslisleiðir og greina hitastig djúpt í jarðhitakerfum við mjög háan hita.
  3. Flétta saman þekkingu og niðurstöðum sem fást í fyrri verkþáttum í heildstæða mynd af jarðhitakerfum. Áhersla verður lögð á hversu mikilvægt er að samþætta niðurstöður sem fást með mismunandi yfirborðsmælingum til að myndin sé sem best og geti hjálpað til að kanna jarðhitakerfið áður en til rannsóknarborunar kemur. Gerð verða hugmyndalíkön af þekktum jarðhitakerfum, líkön betrumbætt og aðferðir við yfirborðskönnun þróaðar.

Það er geysimikill ávinningur fyrir jarðhitarannsóknir á Íslandi að fá þetta verkefni. Auk þess sem það veitir íslenskum jarðhitavísindamönnum tækifæri til rannsóknarvinnu í samstarfi við ýmsar helstu rannsóknarstofnanir á sviði jarðhita í heiminum þá er heilmikil vinna og fjármunir erlendu samstarfsaðilanna vegna verkefna sem unnin verða á Íslandi.