Lavafontener ble et vanlig syn under utbruddet på Island i 2021. Kilde: Islands meteorologiske institutt (ruv.is)
Fjorårets vulkanutbrudd ved Fagradalsfjell sørvest på Island var – ikke overraskende -et populært tema under det nordiske geologiske vintermøtet som ble holdt i regi av den islandske geologiske foreningen.
Utbruddet startet på kvelden 19. mars 2021 etter en lang periode med økt jordskjelvaktivitet i regionen. Gjennom seks måneder ble dalstrøkene i Fagradalsfjall fylt med drøyt 4,8 km3 lava før utbruddet stoppet. Til sammenlikning er volumet til Norsjø i Telemark 5,1 km3.
Geoforskning.no: Går inn i en ny aktiv fase
Geoforskning.no: Et dalføre fylt av lava
De ivrigste forskerne begynte å gjøre observasjoner og målinger allerede kort tid etter at utbruddet startet.
Blant disse var Samuel Scott ved Universitetet i Island som sammen med flere kolleger fulgte med på periodene der lavaen ble presset opp av bakken. De tok i bruk et kamera som kunne registrere varme, samt instrumenter for måling av utslipp av vulkanske gasser.
– Over en lengre periode i fjor vår observerte vi at vulkanutbruddet hadde en syklisk fase; fire minutter der lavaen dannet en fontene etterfulgt av fire minutter med «hvile», sa Scott under konferansen.
Fontenen må ha vært et formidabelt syn. Den kunne strekke seg om lag 400 meter over bakkenivå.
Scott forklarte at slike fontener dannes som følge av gasser i magmaet. Når magma beveger seg opp fra et magmakammer i dypet, blir trykket redusert slik at gasser kan frigjøres.
Disse gassene kan danne et «skumlag» øverst i den grunne ansamlingen av magma. Når skumlaget kollapser, tvinges magmaet raskt opp til landoverflaten. Etter fire minutter med voldsomt utbrudd, dannes et nytt lag av skum.
Ifølge Scott er mekanismen også kjent fra andre tidligere vulkanutbrudd. Men Fagradalsfjall-utbruddet er unikt fordi tiden mellom fonteneperiodene var svært kort. Forklaringen på dette skal være at magma ble akkumulert på svært grunt dyp sammenliknet med andre utbrudd.
– Vi tror at magma og gass bygde seg opp i et svakt bergartslag ca. 100 meter under bakkenivå. Denne akkumulasjonen foret vulkankjeglen med lava i sykluser.
Mekanismen er for øvrig svært lik den som ligger bak geysirer. Geysirer er også sykliske med periodiske utbrudd av damp, drevet av varme fra dypet. Også for geysirer er det mest sannsynlig en korrelasjon mellom hvor dypt gass akkumuleres, høyden av fontenen og frekvensen av utbrudd.
Lavaen som strømmet opp ved Fagradalsfjall var tyntflytende og utbruddene var ikke eksplosive. Det ble heller ikke produsert nevneverdige mengder aske.
Utdraget under fra en artikkel i GEO 2022 gir et innblikk i hva som styrer de ulike typene vulkanutbrudd og hvor vi kan forvente nye utbrudd i ikke så alt for fjern fremtid.
Eksplosivitet og askeproduksjon
Ingen vulkaner er like, og hvilken type og hvor store utbrudd de får, er avhengig av flere faktorer.
Én faktor er magmaets kjemiske sammensetning.
– De fleste vulkanutbrudd på Island er av basaltisk sammensetning, forteller Rikke Pedersen.
Pedersen er geolog med doktorgrad innen vulkanologi og har vært leder for Nordisk Vulkanologisk Center ved Universitetet på Island siden 2008.
Havbunnsskorper over hele verden består av basalt, og de fleste lavaer er også basaltiske av opphav. Basaltisk lava kjennetegnes ved å være relativt tyntflytende, noe vi så et eksempel på i forbindelse med utbruddet ved Fagradalsfjall, der lavaen rant nærmest som en elv gjennom dalen.
– Det finnes imidlertid også noen utbrudd som består av en surere form for magma som har oppholdt seg lenge i et magmakammer. Den kan være mer tyktflytende (seigere) og fører gjerne til mer eksplosive utbrudd som også forekommer på Island.
– Eksplosive utbrudd finner også sted der smeltevann fra isbreer kommer i direkte kontakt med magmaet fra undergrunnen, og i takt med at isbreene på Island smelter vekk, vil antall eksplosive vulkanutbrudd reduseres, fremholder Pedersen.
Det er også et faktum at noen vulkanutbrudd kun spyr ut lava, mens andre i tillegg produserer aske. Aske dannes som følge av at gass i magmaet skilles ut av smelten ved trykkreduksjon og ekspanderer hurtig og «river magmaet løs» til ørsmå partikler. Tilførsel av vann gir samme effekt, da eksplosiv damputvikling bidrar ytterligere til å pulverisere utbruddsproduktene.
Vi lærte i 2010 at dette er av stor betydning da utbruddet ved Eyjafjallajökull sendte ut en askesky som lammet flytrafikken i Europa.
– Vulkanutbruddet var ikke spesielt stort i islandsk sammenheng. Askesøylen som stod opp av vulkanen var heller ikke så høy (varierte fra fem til ti kilometer) som vi har sett ved andre utbrudd. Men under de første dagene av utbruddet bestod asken av en meget stor del svært finkornede partikler (aerosoler) som lett kan spres med vinden, og som i ti kilometers høyde er vanskelig å få ned igjen, forklarer senterlederen.
Island har også tidligere i historien vært en stor «eksportør» av aske til Europa, for eksempel i forbindelse med Askjas utbrudd i 1875, der vi i ettertid har funnet aske i både Sverige og Finland.
Også Norge ble rammet. Henrik Mohn, grunnleggeren av meteorologi og fysisk oseanografi i Norge, skrev en artikkel og utarbeidet et kart over askenedfallet (geo365.no: Verdens første kart av et askenedfall). Han omtalte hendelsen som et «merkværdig Fænomen» og viser blant annet til en skipskapteins beretning om at skipet utenfor kysten av Sør-Norge ble dekket av «et slags graaligt Sandstøv» i løpet av en natt.
Vulkanen Askja minner oss også om at hver enkelt vulkan på Island kan ha ulike typer utbrudd. Utbruddet i 1875 var eksplosivt og produserte mye aske. Det siste utbruddet på 1960-tallet produserte derimot kun lava, og hadde ingen reel påvirkning for mennesker.
Flere utbrudd står for tur
Det finnes flere vulkaner på Island som er «på overtid» når det gjelder utbrudd.
– Det er helt sikkert at vi får utbrudd hvis vi ser 20 år frem i tid. I gjennomsnitt opplever Island et utbrudd hvert 4. – 5. år. Én av kandidatene er Grimsvötn, som sist hadde utbrudd i 2011.
Ifølge Rikke Pedersen viser målinger at magmakammeret under vulkanen er fylt, og landoverflaten har hevet seg like mye som den har gjort i forbindelse med tidligere utbrudd.
Grimsvötn har også en «landskapskuriosa» ved seg som kan bidra til å utløse utbruddet. Inne i krateret ligger det en bredemmet innsjø. Om demningen brister og vannet renner ut (et såkalt jøkulløp), kan trykkfallet i krateret være nok til å sette i gang utbruddet.
– Dette er et forløp vi har sett ved Grimsvötn tidligere, og det som er interessant at vi som regel ser det motsatte, nemlig at et vulkanutbrudd fører til et jøkulløp ved å smelte overliggende is.
Pedersen opplyser at Grimsvötns innsjø i slutten av november i fjor begynte å dreneres, og tidlig i desember lå isen på sjøen 78 meter lavere enn da dreneringen startet. Hendelsen så imidlertid ikke ut til å forårsake et utbrudd i denne omgangen.
Vi kommer ikke utenom de to store, kjente vulkanene Hekla og Katla. Også ved begge disse forventer islendingene nye utbrudd i ikke altfor fjern fremtid.
Hekla har typisk hatt utbrudd hvert tiende år, og det siste fant sted i 2000. Altså er et utbrudd mer enn ti år på overtid. Ifølge Pedersen er magmakammeret godt fylt, da deformasjon av overflaten indikerer høyt trykk i det dyptliggende kammeret.
Katla, som har en syklus med utbrudd ca. hvert 50. år, er også på overtid.
– Det siste utbruddet fant sted i 1918, påpeker Pedersen.
Etter Askjas siste utbrudd har forskerne observert innsynking i området i mer enn 40 år (totalt om lag to meter, men høsten 2021 snudde det, og landoverflaten har nå hevet seg 10 – 15 centimeter. Hun trenger dog trolig mer tid med heving før utbruddet kommer.
I mellomtiden har vi trolig flere utbrudd i vente på Reykjaneshalvøya.
