[x]
24. mars 2020

Svæðið vestan við Þorbjörn rís og skelfur á ný

ÍSOR hefur undanfarið tekið þátt í rannsóknum, uppsetningu á ýmiss konar búnaði og miðlun upplýsinga vegna jarðhræringanna í kringum Þorbjörn. Þessi þátttaka hefur einkum falist í miðlun niðurstaðna jarðfræðikortlagningar og rannsókna á gossögu Reykjanesskagans, rannsóknum á jarðskjálftavirkni og mælingum á aflögunarbreytingum lands með gervitunglatækni, en þær mælingar sýna hvort landhæð breytist eða landið hreyfist í lárétta stefnu.

Við upphaf jarðhræringa á Reykjanesi í janúar voru 4 jarðskjálftamælar til staðar á utanverðum Reykjanesskaga sem Veðurstofa Íslands (VÍ) rekur (grænir þríhyrningar á mynd 1). Á tímabilinu frá 2013 til 2018 rak ÍSOR umfangsmikið þétt og sítengt net jarðskjálftamæla á svæðinu frá Svartsengi að Reykjanesi sem gaf mjög nákvæmar staðsetningar á jarðskjálftum á svæðinu. Það net var að hluta til kostað af alþjóðlegum styrkjum sem ÍSOR hafði aflað frá Evrópusambandinu til rannsókna á jarðhitasvæðinu á Reykjanesi og að hluta til af HS Orku til eftirlits með jarðhitavinnslunni. Alþjóðlegum verkefnum lauk árið 2017 og þá var mælum fækkað. Í árslok 2018 ákvað HS Orka að hætta rekstri þess sem eftir stóð og var restin af netinu tekin niður á árinu 2019. Við það minnkaði mjög nákvæmni staðsetninga jarðskjálfta á svæðinu, bæði mælast mun færri skjálftar en áður og dýptarákvörðun varð óviss.

Tékkneska vísindaakademían hefur síðastliðin 7 ár rekið 15 skjálftamæla í samvinnu við ÍSOR. Þeir eru á austanverðum Reykjanesskaga (gulir þríhyrningar á mynd 1), frá Svartsengi í vestri að Bláfjöllum í austri. Þessir mælar safna gögnum í minni og er ekki streymt frá þeim í rauntíma. Það þýðir að af og til verður að fara að mælunum og sækja gögnin til úrvinnslu.

Fljótlega eftir að land tók að rísa við Svartsengi setti ÍSOR þrjá af mælum Tékkanna í streymi (LAG, LSF og ISS, sjá mynd 1) í samvinnu við VÍ. Jafnframt setti ÍSOR aftur, upp að beiðni VÍ, þá tvo skjálftamæla úr niðurlagða netinu sem voru milli Svartsengis og Eldvarpa (LFE og RAH, bláir þríhyrningar á mynd 1). Eftir það var hægt að staðsetja skjálfta á þessu svæði af mun meiri nákvæmni en áður.
ÍSOR upplýsti strax samstarfsaðila sína hjá GFZ-Potsdam í Þýskalandi um landrisið og jarðskjálftana. Í kjölfarið komu vísindamenn frá Þýskalandi til Íslands og settu upp margskonar mælibúnað í kringum Þorbjörn. Þessi vinna fór fram í samvinnu við ÍSOR, HÍ og VÍ og tók ÍSOR verulegan þátt í skipulagningu rannsóknanna og uppsetningu tækjanna. Þetta þýska framlag er ekki síst mikilvægt í ljósi áframhaldandi landriss og skjálftavirkni undanfarið á svæðinu og felst meðal annars í:

  • Tækni sem gerir kleift að nota ljósleiðara sem skjálftamæli. Ljósleiðarinn, sem er í eigu Mílu, nær frá Reykjanestá að Svartsengi og svo suður til Grindavíkur (rauð punktalína á mynd 1).
  • Uppsetningu sjö jarðskjálftamæla til viðbótar á stöðum þar sem ÍSOR rak áður skjálftamæla (rauðir þríhyrningar á mynd 1). Þar með verður hægt að staðsetja skjálfta á vestasta hluta skagans af mun meiri nákvæmni en áður. Eins verður hugsanlega hægt að greina hvort skjálftarnir stafi af kviku eða vatni/gufu, og einnig til að kvarða næmni ljósleiðarans. Þessir mælar streyma ekki gögnum beint frá sér og nýtast því ekki í almannavarnatilgangi.
  • Uppsetningu tveggja snúnings skjálftanema (e. rotational seismometer) austan við Þorbjörn. Þetta er ný tegund skjálftamæla sem mæla alla þætti bylgjujöfnunnar, þ.e. hreyfingar jarðar eins og hefðbundnir skjálftamælar (upp og niður, austur-vestur og norður-suður) en að auki snúning bylgnanna.
  • Flugi dróna til þess að mæla nákvæmlega landhæð og skrá allar sprungur á landrissvæðinu í þeim tilgangi að geta endurtekið leikinn síðar meir og kannað hvort nýjar sprungur hafi myndast og aðrar breyst.

Þá gerði ÍSOR þyngdarmælingar í því skyni að mæla síðar meir í sömu punktum og fá þar með upplýsingar um eðlismassabreytingar í jörðinni. Jafnframt hafa jarðskjálftafræðingar ÍSOR fylgst vel með atburðarásinni, greint brotlausnir stærri jarðskjálftanna og borið niðurstöður saman við önnur gögn.
Sérfræðingur ÍSOR í aflögunarbreytingum lands hefur unnið reglulega úr gervitunglagögnum sem sýna einkum landhæðarbreytingar með miðju skammt vestan við Þorbjörn. Bráðabirgðaniðurstöðurnar sýna að ekkert landris var fyrstu 20 daga janúarmánaðar, síðan tók við landris fram í byrjun febrúar sem virðist byrja um svipað leyti og mikil jarðskjálftahrina hófst 2-4 km austan við rismiðjuna. Þá stöðvaðist landrisið eða land jafnvel seig örlítið þar til í byrjun mars. Þá tók land að rísa aftur en mun hægar en áður. Nokkrum dögum eftir að rísa tók á ný varð umtalsverð jarðskjálftahrina á svipuðum stað og áður og önnur enn síðar ofan 3 km dýpis yfir rismiðjunni. Engir skjálftar hafa mælst neðan u.þ.b. 3 km dýpis þar sem mesta risið á sér stað.

Landrisið, sem hófst í lok janúar/byrjun febrúar, er hægt að útskýra með einföldu líkani sem sýnir þrýstiaukningu á um 3,5 km dýpi undir niðurdælingarsvæði Svartsengisvirkjunar. Á myndum 2-4 er landrisið frá 20. janúar til 20. mars sýnt á korti ásamt jarðskjálftum frá sama tíma en á mismunandi dýpi. Staðsetningar jarðskjálfta eru fengnar úr gagnagrunni Veðurstofu Íslands.

Orsakir landrissins eru óþekktar og aðeins er unnt að draga ályktanir af fyrirliggjandi mæligögnum. Hin almennt viðtekna kenning hefur verið að þarna sé kvika sem berst djúpt úr jörðu að safnast saman og lyfta landinu. ÍSOR hefur hins vegar frá upphafi bent á vankanta við þá kenningu og haldið því fram að allt eins sé líklegt að um sé að ræða þrýstiaukningu vegna fasabreytinga á niðurdælingarvökva Svartsengisvirkjunar.

Mynd 1. Staðsetning jarðskjálftamæla á Reykjanesskaga. Mælarnir eru úr SIL-kerfi Veðurstofu Íslands (grænir þríhyrningar), frá tékknesku vísindaakademíunni (gulir þríhyrningar), frá GFZ (rauðir þríhyrningar) og tveir mælar eru reknir tímabundið af ÍSOR og VÍ (bláir þríhyrningar). Ljósleiðari í eigu Mílu er notaður sem skjálftanemi og er sýndur með rauðri punktalínu á myndinni.

Mynd 2. Kort sem sýnir landris í nágrenni Þorbjarnar frá 20. janúar til 20. mars, og jarðskjálfta frá yfirborði niður á 3 km dýpi frá sama tíma. Jarðskjálftar eru sýndir sem svartir hringir með hvítum útlínum, og er stærð hvers skjálfta í hlufalli við flatarmál hans. Staðsetningar jarðskjálfta eru fengnar úr gagnagrunni Veðurstofu Íslands.

Mynd 3. Kort sem sýnir landris í nágrenni Þorbjarnar frá 20. janúar til 20. mars, og jarðskjálfta á 3-4 km dýpi frá sama tíma. Jarðskjálftar eru sýndir sem svartir hringir með hvítum útlínum, og er stærð hvers skjálfta í hlufalli við flatarmál hans. Staðsetningar jarðskjálfta eru fengnar úr gagnagrunni Veðurstofu Íslands.

Mynd 4. Kort sem sýnir landris í nágrenni Þorbjarnar frá 20. janúar til 20. mars, og jarðskjálfta neðan 4 km dýpis frá sama tíma. Jarðskjálftar eru sýndir sem svartir hringir með hvítum útlínum, og er stærð hvers skjálfta í hlufalli við flatarmál hans. Staðsetningar jarðskjálftar eru fengnar úr gagnagrunni Veðurstofu Íslands.