19. mars 2008

Umbrotin við Upptyppinga

Starfsmenn ÍSOR mældu eðlisviðnám jarðskorpunnar við Upptyppinga í ágúst 2007. Úrvinnsla mælinganna hefur staðið yfir undanfarna mánuði og er nú lokið. Umfjöllun um niðurstöðurnar má sjá í sérstöku skjali sem nálgast má hér (PDF 1,51 MB) en útdrátt úr því má lesa hér að neðan.

Niðurstöðurnar eru sýndar á meðfylgjandi mynd sem þversnið af eðlisviðnámi jarðlaganna undir mælilínunni frá yfirborði niður á um 20-30 km dýpi. Upptakapunktar jarðskjálftanna samkvæmt upplýsingum Veðurstofu Íslands eru einnig sýndir á sniðinu og hefur þeim verið varpað inn á sniðið í stefnu sprungukerfisins. Skjálftarnir sem sjást eru af tvennum toga, annars vegar óvenju djúpir skjálftar við Upptyppinga og hins vegar skjálftar á venjulegu dýpi sem staðið hafa lengi í grennd við Herðubreiðartögl. Á myndinni sést áberandi lágviðnámslag með miðju á um 10 km dýpi. Neðan þess hækkar viðnámið en þó sést eins konar súla með lágu viðnámi ganga niður úr lágviðnámslaginu þar sem djúpu skjálftarnir við Upptyppinga eru.

Færa má rök fyrir því að yfirborð lágviðnámslagsins sýni þau mörk þar sem hiti er um 750°C og jarðskorpan þar fyrir neðan sé það deig að venjulegir jarðskjálftar verði þar ekki. Lagið er þó alls ekki bráðið. Neðri mörk lágviðnámslagsins tákna hugsanlega jarðlagamót þar sem þyngra efni, líkara möttulefni tekur við af gabbrói í jarðskorpunni. Lágviðnámssúluna sem sést í því lagi undir Upptyppingum er þá nærtækast að skýra með því að þar sé bergið heitara en umhverfis, væntanlega vegna ungra heitra kvikuinnskota sem flytur kviku upp á við. Þannig táknar lágviðnámssúlan uppstreymisrásir kvikunnar og jarðskjálftarnir stafa því af brotum sem verða efst í henni þar sem kvikan safnast fyrir og brýtur hálfdeigt bergið neðan lágviðnámslagsins.
Skýring á atburðarrásinni við Upptyppinga gæti verið eftirfarandi: Kvika frá möttli streymir eftir þröngum rásum upp í neðri og þyngri hluta jarðskorpunnar, sem er ekki mjög deigur. Það veldur snöggum spennubreytingum sem framkalla djúpu skjálftana. Eðlismassi grannbergsins er hár og kvikan sem er eðlisléttari leitar því upp. Þegar komið er að neðra lágviðnámslaginu er það of deigt til að brotna undan kvikuþrýstingnum. Jafnframt gæti kvikan verið komin nálægt flotjafnvægi, þ.e. með svipaðan eða meiri eðlismassa og deigt grannbergið og því leitað til hliðanna fremur en upp. Ef slík kvikusöfnun stendur lengi gæti það leitt til myndunar djúpstæðs kvikuhólfs.

Dreifing skjálfta undir Upptyppingum.

Snið af eðlisviðnámi jarðlaga undir Upptyppingum og Herðubreiðartöglum. Jarðskjálftum í grenndinni er varpað inn á sniðið eftir stefnu sprungukerfisins. Takið eftir hvernig jarðskjálftarnir við Herðubreiðartögl (vinstra megin) eru nær allir ofan dýpra lágviðnámslagsins en þeir við Upptyppinga neðan þess. Takið líka eftir lága viðnáminu (lágviðnámssúlu) sem teygir sig niður úr neðra lágviðnámslaginu undir Upptyppingum og sýnir líklega uppstreymissvæði kviku úr möttli jarðar.Staðsetning sniðsins er sýnd í ítarlega skjalinu (PDF 1,51 MB).

Hvað gerist í framhaldinu er erfitt að segja til um. Allra síðustu jarðskjálftahrinur hafa sýnt aukna virkni ofan neðra lágviðnámslagsins. Það bendir til þess að kvikusöfnunin undir deiga berginu þrýsti á það og valdi jarðskjálftum í stökka berginu ofan þess. Sú virkni, ásamt flekahreyfingum, gæti brotið kvikunni leið upp úr lágviðnámslaginu. Við það lækkar þrýstingur sem losar um uppleyst gös kvikunnar, eðlismassi hennar minnkar og hún gæti leitað upp og safnast í bergganga og grunnstæð innskot ofan lágviðnámslagsins en óvíst að hún næði  til yfirborðs. Enn sem komið er á kvikusöfnun sér stað neðan lágviðnámslagsins neðarlega í skorpunni. Þarna er á ferðinni eðlisþung kvika sem líklega þarf að þróast í eðliléttari kviku áður en hún kemst upp til yfirborðs. Það ferli gæti tekið langan tíma. Út frá fyrirliggjandi þekkingu er því ólíklegt að af eldgosi verði þarna á næstunni. Hins vegar er þarna í gangi atburðarás sem menn hafa ekki fyrr orðið vitni að og gæti mjög aukið skilning manna á eldvirkni landsins og þeim öflum sem eru að verki í rótum þess.
Nánari umfjöllun um mælingar ÍSOR og röksemdafærslu er að finna hér (PDF 1,51 MB).