Ný rannsókn tengir saman jarðskjálfta, skriðuföll og jarðhita á Norðurlandi
Ný rannsókn jarðfræðinga við Háskóla Íslands bendir til þess að jarðskjálftar og berggangar hafi haft meiri áhrif á dreifingu og tíðni stórra skriðufalla á Tröllaskaga en áður hefur verið talið.
Það sem er líka nýtt í rannsókninni er að hún tengir í fyrsta sinn saman dreifingu lághitasvæða, bergganga og jarðskjálftavirkni á Dalvíkursvæðinu. Rannsóknin leiðir rök að því að sömu jarðfræðilegu kraftar stýri öllum þessum fyrirbærum. Í greininni er bent á að svokölluð Dalvíkurlína hafi tengst stórum sögulegum jarðskjálftum og telja höfundar að sterkar jarðskjálftahreyfingar á þessu svæði hafi líklega átt þátt í myndun stórra skriðufalla.
„Rannsóknin undirstrikar að jarðhiti og náttúruvá eru tvær hliðar á sama fyrirbæri. Sömu jarðfræðilegu fyrirbærin sem skapa aðstæður fyrir verðmætar jarðhitaauðlindir geta líka haft áhrif á hvar jarðskjálftar verða og hvar stór skriðuföll eiga upptök sín,” segir Gregory P. De Pascale, prófessor í strúktúrjarðfræði við Háskóla Íslands, en hann er annar höfunda greinar um þetta efni sem birtist í nýverið í vísindatímaritinu Landslides. Hinn höfundurinn er Danielle Nicole Forester, sem lauk meistaraprófi frá Jarðvísindadeild HÍ. Lokaritgerð hennar fjallaði einmitt um sama efni og var partur af þessu viðamikla verkfni. Leiðbeinandi Danielle í verkefninu var einmitt Gregory De Pascale.
Verkefnið sýnir þannig mikilvægi þess að stúdentar eigi kost á að taka þátt í rannsóknum sem hluta af námi sínu. Slík tækifæri eru eitt af einkennum HÍ sem rannsóknaháskóla, þar sem nemendur eiga oft kost á að vinna að rannsóknaverkefnum í samstarfi við kennara og vísindafólk.
Skjálftar geta hugsanlega hreyft við eldri skriðuföllum
Íslendingar sem fylgjast með fréttum af eldgosum og jarðhræringum heyra oft talað um bergganga. Berggangar myndast þegar kvika flæðir inn í sprungur í jarðskorpunni. Ef kvikan storknar verður eftir berggangur sem markar leið kvikunnar um jarðskorpuna.
„Þrívíddarlíkön rannsóknarinnar benda til að sprungurnar sem berggangarnir sitja í gegni lykilhlutverki í dreifingu jarðhita á Norðurlandi. Þar sem sprungurnar og berggangarnir liggja þvert á hallandi hraunlög skapa þeir farvegir sem geta leitt heitt vatn í átt að yfirborði. Að okkar mati gæti þessi þekking orðið mikilvægt verkfæri við framtíðarleit að nýjum jarðhitaauðlindum,” segir Gregory.
Greinin nýja fjallar m.a. um áðurnefnda Dalvíkurlínu á Norðurlandi, jarðskjálftavirkni á Tjörnesbrotabeltinu, jarðhitasvæði og stór skriðuföll frá kvartertímabilinu. Í niðurstöðum rannsóknarinnar kemur fram að sunnanvert Tjörnesbrotabeltið sé virkt jarðskjálftasvæði á landi og að búast megi við stórum skjálftum á svæðinu.
„Slíkir skjálftar geta hugsanlega hreyft við eldri skriðuföllum, hrundið af stað nýjum og jafnframt haft áhrif á jarðhitakerfi á svæðinu,“ segir Gregory. „Dalvíkurlínan er hluti af hinu virka og flókna jarðskjálftasvæði Tjörnesbrotabeltisins, þar sem flekahreyfingar valda bæði sniðgengishreyfingum, gliðnun og samþjöppun. Svæðið við Dalvík hefur áður minnt rækilega á sig og í því sambandi má nefna Dalvíkurskjálftann árið 1934, sem var af stærðinni Mw 6,3, og skjálfta úti fyrir Norðurlandi árið 1963 sem var af stærðinni Mw 7,0. Rannsókn okkar setur þessi sögulegu skjálftasvæði í víðara samhengi og bendir til þess að jarðskjálftavirkni, sprungur og berggangar og stór skriðuföll á Tröllaskaga séu nátengdari en áður hefur verið gert ráð fyrir,“ segir vísindamaðurinn.
„Ein helsta niðurstaðan,“ segir Gregory, „er að ekki fundust skýr ummerki um samfellt misgengisþrep á yfirborði eftir Dalvíkurlínunni. Þess í stað benda gögnin til þess að jarðskjálftavirkni á svæðinu tengist norður-suður-lægum beltum sem falla saman við stefnu bergganga á Tröllaskaga.“
Fjarkönnun og þrívíddarlíkön lykiþættir í rannsókninni
HÍ er einn fremsti háskóli heims á sviði fjarkönnunar og var hún nýtt með markvissum hætti í þessari rannsókn. Fjarkönnun er safn aðferða sem gera vísindamönnum kleift að rannsaka yfirborð jarðar án þess að vera á staðnum. Hún byggir meðal annars á gervitunglamyndum, loftmyndum, drónum og nákvæmum hæðarlíkönum sem notuð eru til að greina landslag, jarðmyndanir og breytingar í umhverfinu.
Í rannsókninni voru notaðar fjarkönnunarmyndir en einnig hæðarlíkön, drónamælingar, þrívíddarlíkön og vettvangskortlagning til að greina misgengi, bergganga, skriðuföll og önnur jarðfræðileg ummerki á svæðinu. „Ein helsta niðurstaðan,“ segir Gregory, „er að ekki fundust skýr ummerki um samfellt misgengisþrep á yfirborði eftir Dalvíkurlínunni. Þess í stað benda gögnin til þess að jarðskjálftavirkni á svæðinu tengist norður-suður-lægum beltum sem falla saman við stefnu bergganga á Tröllaskaga.“
Kortlögðu hundruð skriðufalla
Þau Gregory og Danielle kortlögðu 367 skriðuföll í rannsókninni. Þar af voru 174 á Tröllaskaga og náði samanlagt flatarmál þeirra þar 184 ferkílómetrum, eða um 10% af skaganum. Flest skriðuföllin voru innan 20 kílómetra frá miðlægri legu Dalvíkurlínunnar. Þegar niðurstöður rannsóknarinnar voru bornar saman við eldri kortlagningar reyndist samanlagt flatarmál skriðufalla í rannsóknunum þremur vera 462,5 ferkílómetrar.
„Rannsóknin sýnir að mörg skriðuföllin eru í námunda við bergganga eða hafa höfuðstall sem fellur saman við slíka ganga. Berggangarnir og sprungurnar sem þeir sitja í þvert á hraunlagastaflann á svæðinu og geta haft áhrif á styrk, sprungumyndun, lekt og stöðugleika hlíða.“
Áður hafa skriðuföll á Tröllaskaga meðal annars verið skýrð með áhrifum jökulfargs sem hvarf við hop jökla, bráðnun sífrera og öðrum landslags- og loftslagsþáttum. Höfundar útiloka ekki slíka þætti en telja að gögn þeirra bendi til þess að jarðskjálftar og jarðfræðilegar byggingar, einkum berggangar, hafi einnig haft veruleg áhrif á hvar stór skriðuföll urðu og hversu tíð þau voru.
Rannsóknin hefur einnig verulega þýðingu fyrir jarðhitarannsóknir að sögn höfunda, enda varpi hún fersku ljósi á tengsl jarðhita, sprungna, bergganga og jarðskjálftavirkni á Norðurlandi. „Lághitasvæði á Tröllaskaga virðast raðast með fram berggöngum og svæðum þar sem jarðskjálftavirkni er til staðar og þess vegna teljum að berggangar og sprungukerfi stýri flæði jarðhitavökva í jarðlögum á svæðinu og því geti kortlagning slíkra jarðfræðilegra bygginga nýst við leit að lághita.“
