Tilgangurinn að spá fyrir um líklegustu rennslisleiðir hrauna
„Þetta líkan er hluti af stærra verkfæri sem hefur verið þróað fjölþjóðlega og nefnist VolcanBox. Það er öflug verkfærakista sem er hugsuð til að greina eldgosavá og hjálpa til varðandi viðbrögð við henni, hvort sem er skipulagslegs eðlis til lengri tíma litið eða í tengslum við bráðavá.“
Þetta segir Þorvaldur Þórðarson, prófessor í eldfjallafræði og bergfræði við Háskóla Íslands, um hermilíkan sem kennt hefur verið við Eldfjallafræði- og náttúruvárhóp Háskóla Íslands. Líkanið hefur vakið athygli undanfarið en Þorvaldur segir það afrakstur tveggja evrópskra rannsóknarverkefna, sem hlotið hafi styrki frá Evrópusambandinu, Rannsóknasjóði Háskóla Íslands og Orkuveitu Reykjavíkur.
Undanfarið hefur hermilíkanið verið notað til að birta mögulegt hraunrennsli á Reykjanesi, komi til eldgoss, en þar hefur jörð skolfið um nokkurt skeið og stöðugt undanfarnar þrjár vikur. Mest hefur jörð skolfið milli Keilis og Fagradalsfjalls og ekki nema eðlilegt að fólk sé uggandi yfir jarðhræingum á þessum slóðum. Á Reykjanesi eru miklir þéttbýlisstaðir, hafnir, iðnaðarmannvirki, mjög vinsælir ferðarmannstaðir og samgönguæðar auk stærsta flugvallar landsins sem tryggir langmesta flugumferð til og frá landinu. Þá er höfuðborgarsvæðið sjálft skammt undan.
„Verkefnið á bak við hermilíkanið hefur verið unnið í alþjóðlegu samstarfi undanfarin sex ár milli vísindamanna og almannavarna þeirra þjóðlanda sem þátt taka,“ segir Ármann Höskuldsson, vísindamaður og rannsóknarprófesor við Jarðvísindastofnun Háskólans. Hann tilheyrir hópnum að baki líkaninu ásamt Þorvaldi og þeim Ingibjörgu Jónsdóttur dósent í landfræði, William Michael Moreland, nýdoktor við Háskóla Íslands, Muhamad Aufaristama, nýdoktor við Háskólann í Twente, doktorsnemunum Catherine Gallagher og Helgu Kristínu Torfadóttur og fyrverandi meistaranemanum Þóru Björgu Andrésdóttur.
Þeir Ármann og Þorvaldur segja að löndin sem komi að þróun líkansins séu auk Íslands, Spánn, Ítalía, Frakkland og Portúgal og mjög stór hópur vísindamanna komi frá öllum þessum þjóðlöndum.
Langtímamat og bráðavá
„Líkanið vinnur þannig að grunnur í allri greiningu byggist á jarðfræði og eldgosasögu þess svæðis sem verið er að rannsaka á hverjum tíma. Þannig verður til langtímamat með hnitsettum tölfræðilegum upplýsingum,“ segir Ármann.
Þorvaldur segir að þegar bráðavá steðji að, eins og nú háttar á Reykjanesi, séu tekin inn öll ný gögn sem tengjast beint núverandi umbrotum að mati jarðfræðinga. Þá sé gert skammtímamat með því að reikna út líklegustu eldsuppkomusvæði sem byggist á langtímamati að viðbættum núverandi atburðum á umbrotasvæðinu.
„Til verður nýtt kort með hnitsettum líkum á mögulegum eldsuppkomum, sem við nefnum eldsuppkomunæmi. Tilgangur þess bráðamats er að spá fyrir um líklegustu eldsuppkomusvæði og líklegustu rennslisleiðir hrauna ef til eldgoss kemur innan sennilegra eldgosasvæða. Það er mikilvægt að hafa þessar upplýsingar til að geta áttað sig á því hvaða svæði gætu hugsanlega verið í hættu vegna hraunrennslis ef til eldgoss kemur, þar sem nákvæm staðsetning þess er ekki þekkt. Þetta gefur okkur líka hugmynd um mögulegar lengdir hrauns.“
Eldfjallafræði- og náttúruvárhópur Háskóla Íslands hefur undanfarið birt niðurstöður hermilíkana sína í myndum á Facebook-síðu hópsins. Hér má sjá mynd frá 13. mars sem sýnir líklegar leiðir hrauna ef til eldgoss kemur á næstunni. „ Ef til tíðinda dregur er gott að hafa þetta kort í huga og halda sig frá þeim svæðum sem hafa dekksta litinn, sérstaklega á fyrstu klukkustundum hugsanlegs eldgoss,“ segir hópurinn.
Hvaða gögn eru notuð í líkaninu?
Mörgum leikur forvitni á að vita hvaða gögn vísindamennirnir setji nákvæmlega inn í líkanið sem snerta umbrotasvæðin á Reykjanesi og hvernig verkfærakistan meðhöndli þau. Þeir Þorvaldur og Ármann eru skjótir til svars og segja að í fyrsta lagi séu settar inn allar þekktar upplýsingar um jarðfræði og eldgosasögu Reykjanesskaga. Þær séu flokkaðar með tilliti til tegundar og aldurs og þeim gefið vægi af innlendum og erlendum sérfræðingum. „Þetta er grunnur langtímamats á eldsuppkomunæmi,“ segir Ármann.
Þorvaldur segir að í öðru lagi, þegar til tíðinda dragi eins og nú háttar bætist við staðsetningar jarðskjálfta og mat á eðli þeirra, en líkanið gefi möguleika á að nota fleiri gögn, svo sem afmyndun jarðskorpu auk gasútstreymis. Með þessi gögn geri líkanið skammtímamat á eldsuppkomunæmi.
Í þriðja lagi spáir líkanið hraungosi, að sögn Þorvaldar, innan svæðanna sem eru skilgreind með eldsuppkomunæmi. Að síðustu er svo að sögn Ármanns reiknaðar líklegustu rennslisleiðir hrauna frá þessum eldsuppkomunæmisvæðum. „Þetta er reiknað með því að nota eðlisgildi einkennandi basaltkviku og eldgosa sem þegar hafa komið upp á Reykjakanesskaga.“
Kostir og gallar líkansins
Hermilíkan getur aldrei verið raunveruleikinn en þau eru mjög oft notuð í vísindalegum tilgangi og til stuðnings í margháttuðum samfélagslegum aðstæðum. Líkön eru t.d. notuð til að meta bráðnun jökla og til að spá fyrir um þróun loftslags. Eitt mest rædda líkan landsins hefur verið spálíkan Háskóla Íslands um þróun COVID-19 á Íslandi. Það þykir hafa reynst einstaklega vel. En hversu áreiðanlegt má ætla að niðurstöður séu úr þessu hermilíkani?
„Hér er verið að meta hugsanlega uppkomustaði eldgosa og rennslisleiðir hrauna,“ segir Þorvaldur. „Markmiðið er að einkenna rennslisleiðirnar. Áreiðanleiki felst í vali á gildum eðliseiginleika kvikunnar. Við sækjumst ekki eftir endanlegri útkomu ákveðins eldgoss. Markmiðið er að vera á undan til þess að geta brugðist sem best við atburði ef til hans kemur.“
Þegar kemur að því að meta kosti líkansins og hugsanlega varnagla sem þurfi að slá varðandi notkun þess segja þeir félagar að helstu kostirnir liggi í því að líkanið gefi tölfræðilegt mat á því hversu líklegt sé að gjósi innan ákveðinna svæða og út frá því tölfræðilegt mat á líklegustu rennslisleiðum hrauna.
„Varnaglar eru að eldgosanæmið gefur okkur ekki návæma staðsetningu gossprungunnar heldur einungis líklegt svæði. Rennslislíkanið gefur okkur líklegar leiðir hrauns en ekki þykkt eða endanlega dreifingu þess.“
Markmiðið að geta spáð fyrir um gos
Þegar þeir eru spurðir hvort ekki þurfi mannlega sýn, nokkurs konar endurskoðun á niðurstöðum líkansins áður en þær eru birtar, segir þeir báðir nei. „Maðurinn getur greint og túlkað niðurstöður en ekki haft áhrif á tölfræðilega úrvinnslu.“
Þeir Ármann og Þorvaldur eru á því að unnt sé að gera ráð fyrir því að við náum svo langt í rannsóknum í framtíðinni að mögulegt verði að sjá fyrir um gos og rennsli hrauna með nokkuð nákvæmum fyrirvara.
„Þetta er það sem við stefnum að í okkar rannsóknum. Í þessu sambandi má benda á að það tók veðurfræðina hátt í 250 ár að þróa áreiðanlega veðurspá,“ segir Ármann.
