Sviðsmynd af gosi undir jökli

Sviðsmynd af gosi undir jökli

vatn_versus_gufa_1248094Ég tel líklegast að gosið í Holuhraun haldi áfram, þar til þrýstingsjafnvægi er komið í kvikuþró Bárðarbungu og í kvikuganginum.  Þá lýkur gosinu.  En það er samt vert að velta fyrir sér annari sviðsmynd um framhaldið.  Sú sviðsmynd er að gos hefjist undir jökli,  á botni öskju Bárðarbungu, eins og margir virðast óttast.  Þar er nú yfir íshella, sem er um 600 til 800 metrar á þykkt.  Við skulum því setja upp þá sviðsmynd, að kvika komi upp í botni öskjunnar á þessu dýpi.  Það er þó ekkert nú í skjálftagögnunum sem bendir til að svo sé, til dæmis enginn aukinn órói.  Samspil kviku og vatns undir jökli er yfirleitt þannig, að vatnið breytist snögglega í gufu, sem þenst út mörg hundruð eða þúsund sinnum að rúmmáli.  Við þessa skyndilegu þenslu gufunnar, sem er sprengingu lík, þá tætist upp kvikan og aska (tephra á mynd) myndast.  Sífelldar gufusprengingar af þessu tagi halda áfram á meðan kvikan og vatnið eru í snertingu. En þessi lýsing hér fyrir ofan á við um samspil kviku og jökuls á litlu dýpi, eða undir lágum þrýstingi.

bo_769_lstrabergÞegar kvika, sem er um 1175 oC heit  mætir jökulís á dýpinu 600 til 800 metrar, eins og til dæmis á botni öskju Bárðarbungu, þá mætti einnig halda, að gufusprenging verði. En svo er ekki, því þrýstingurinn er mjög hár. Fyrsta myndin sýnir hvernig hlutfallið milli vatnsgufu og vatns breytist með þrýstingi eða dýpi við suðumark. Hlutfall vatns og gufu fylgir gulu kúrvunni.    Gula kúrvan sýnir okkur að á um 600 til 800 metra dýpi  er gufan aðeins tíu til tuttugu sinnum meiri að rúmmáli en vatnið.  Gufan þenst að vísu út á því dýpi, en rúmmálsaukningin er of lítil til að valda gufusprengingum. Kvikan heldur því áfram að flæða út í vatnið og storknar. Þá myndast sú bergtegund, sem við köllum bólstraberg (pillow lava á mynd).   Kvikan storknar í kúlulaga bólstra, sem eru um einn meter í þvermál, oft aflangir eins og bjúgu. Utan um bólstrana er glerskán, vegna snöggrar kælingar kviku í snertingu við kalt vatnið.  Bólstrarnir hlaðast upp á þann hátt sem sýnt er á annari mynd.  Slíkar bólstrabergsmyndanir eru ríkjandi á úthafshryggjum, þar sem eldgos verða á hafsbotni á nokkra kílómetra dýpi.  Þess vegna er bólstraberg algengasta tegund af gosbergi, sem finnst á jörðu.  En við sjáum það sjaldan á yfirborði, nema hér á Íslandi.  Hér á landi hefur bólstraberg myndast á ísöld, einkum við gos á eldfjöllum, sem við nefnum stapa. Það eru fjöll eins og Herðubreið, sem hafa byrjað gos djúpt undir jökli, ef til vill á 1000 metra dýpi, þar sem þrýstingur er hár og gufusprengingar verða ekki.

gos_i_769_jo_776_kliEn bólstrabergseldfjallið hleðst upp undir jökli, eða öllu heldur í vatnsfylltri geil, sem gosið hefur myndað við bráðnun í jökulinn.  Þegar gígurinn hefur vaxið og er kominn á dýpi sem nemur um 200 til 300 metrum undir yfirborði, þá breytist hegðun gossins (ástand milli rauðu og bláu brotalínanna á fyrstu mynd). Á því dýpi er þrýstingur það lágur að rúmmál gufu við suðu er orðið meir en hundrað sinnum meira en rúmmál vatnsins.  Þá byrja gufusprengingar, sem tæta upp kvikuna og mynda ösku.  Askan fellur til jarðar, harðnar skjótt og myndar móberg.  Slíkar sprengingar ná upp á yfirborð og senda öskuský  upp í lofthjúp jarðar.

Þessi sviðsmynd er sett upp samkvæmt þekkingu okkar á gosum undir jöklum Íslands og er því hugsanleg.  En á einn hátt er sviðsmyndin ósennileg og það er staðsetning gígsins í miðri öskjunni, eins og sýnt er á myndinni.  Reynslan sýnir að gos verða yfirleitt ekki inni í miðjum öskjum á Íslandi, heldur fyrst og fremst á öskjubrúnum, fyrir ofan misgengi sem liggja meðfram öskjuröndinni.  Þannig er málum háttað í Grímsvötnum og einnig í Öskju.

Gos undir jökli er flókið ferli, sem tekur nokkurn tíma áður en gosið kemur upp á yfirborð.  En vísbendingar um gos undir jökli munu sennilega koma strax í ljós á óróa og skjálftamælum.  Svo er ekki enn, enda hefur kvikan úr Bárðarbungu greiða útrás um ganginn til norðurs og út í Holuhraun.