Doktorsvörn í jarðeðlisfræði - Yilin Yang

Doktorsefni: Yilin Yang

Heiti ritgerðar: Áhrif jarðhniks og ferla í rótum eldstöðva á jarðskorpuhreyfingar á mismunandi tímaskölum: Niðurstöður úr eldstöðvakerfi Kröflu, Íslandi (Volcano-tectonic Controls on Ground Deformation across Temporal Scales: Insights from the Krafla Volcanic System, Iceland)

Andmælendur:
Dr. Corné Kreemer, prófessor við University of Nevada í Reno, Bandaríkjunum
Dr. Raphaël Grandin, dósent við Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Cité, Frakklandi

Leiðbeinandi: Dr. Freysteinn Sigmundsson, rannsóknaprófessor við Jarðvísindastofnun, Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Halldór Geirsson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Joachim Gottsmann, vísindamaður við jarð- og umhverfisvísindadeild, Ludwig-Maximilians-Universität í München, Þýskalandi
Dr. Vincent Drouin, sérfræðingur við Veðurstofu Íslands

Doktorsvörn stýrir: Dr. Andri Stefánsson, prófessor og deildarforseti Jarðvísindadeildar HÍ

Ágrip

Mælingar á jarðskorpuhreyfingum á eldvirkum svæðum og túlkun á mældri aflögun eru mikilvægar til að auka skilning á hegðun eldfjalla og ferlum sem eiga sér stað í rótum þeirra. Við túlkun á aflögun þarf að hafa í huga að mældar jarðskorpuhreyfingar stafa oft af samspili margra samverkandi ferla. Eldstöðvakerfi Kröflu liggur á flekaskilunum á milli Norður-Ameríku og Evrasíu flekanna í Norðurgosbelti Íslands. Sprungusveimur Kröflu og Kröfluaskjan, tvö jarðhitasvæði, gliðnunartímabil 1975–1984, jarðhitanýting í fimm áratugi og yfirgripsmiklar mælingar á jarðskorpuhreyfingum gera Kröflu að hentugu rannsóknarsvæði til að rannsaka þau ferli sem valda eldfjallaaflögun. Í þessari ritgerð eru rannsakaðar jarðskorpuhreyfingar í Kröflu yfir mismunandi tímaskala til að kanna þau ferli sem valda jarðskorpuhreyfingum. Fyrir aflögun á stuttum tímaskala, þá var rannsakað tímabil aukinnar tilfærslu til vesturs árið 2014-2015 í Kröflu sem greint var í tímaröðum jarðskorpuhreyfinga sem ákvarðaðar voru út frá GNSS (Global Navigation Satellite System) landmælingum og svokölluðu Bayesísku líkindamati (e. Bayesian inference). Þessi frávik í jarðskorpuhreyfingum byrjuðu fyrir myndun kvikugangs í eldstöðvakerfi Bárðarbungu árið 2014, um 120 km sunnan við Kröflu, og áttu sér stað á sama tíma og fyrirboðavirkni mældist í og við Bárðarbungu. Þetta bendir til mögulegrar tengingar milli eldstöðvakerfi í Norðurgosbelti Íslands. Fyrir aflögunartímabil sem nær yfir áratug, þá voru rannsakaðar jarðskorpuhreyfingar sem urðu á gliðnunartímabilinu 1975-1984. Endurbætt reiknilíkan af endurteknum kvikugöngum sem myndast við lárétt flæði bergkviku í jarðskorpunni var þróað til að taka tillit til raunsærrar lögunar kvikuganga og hegðunar jarðskorpunnar. Líkanið endurskapar helstu reglubundna eiginleika kvikuganganna sem mynduðust 1975–1984. Það dregur fram mikilvægt hlutverk tektónísks spennusviðs og landslags í að knýja áfram lárétta útbreiðslu kvikuganga, sem gerir kviku kleift að flæða inn í ganga eða valda eldgosum við lágan þrýsting – jafnvel undir bergþyngdarþrýstingi (e. lithostatic pressure). Þegar kemur að langtímabreytingum eru hraðasvið, metin út frá GNSS gögnum (2002–2024) og bylgjuvíxlmælingum með ratsjárgervitunglum (e. Interferometric analysis of synthetic aperture radar satellite images, InSAR (2015–2023), notuð til að ákvarða líkan af flekaskilum fyrir miðhluta eldstöðvakerfis Kröflu, skipt upp í sex búta. Ályktað er að ás flekaskilanna liggi þar sem nýlegar gossprungur eru og stefna hans sé í samræmi við kortlagðar sprungur. Læsingardýpi (e. locking depth) flekaskilanna er minnst, eða um 3.5 km undir Kröfluöskjunni, og eykst í um 4,3 km til norðurs og í um 6.8 km til suðurs. Þessi breytileiki í læsingardýpi endurspeglar breytingar í efnishegðun jarðskorpunnar. Frávikshraðar sýna þrjú staðbundin samdráttarsvæði sem tengjast jarðhitavirkni og sigi hrauns. Niðurstöður ritgerðarinnar auka skilning á samspili eldvirkni og tektónískra ferla á flekaskilum, og þróun sem unnið var að í aðferðafræði hefur víðtækt hagnýtt gildi.

Um doktorsefnið

Yilin Yang fæddist árið 1996 í Fujian-héraði í Kína. Hann lauk B.S. gráðu í landmælinga- og kortagerðarverkfræði árið 2018 og M.S.-gráðu í landmælinga- og kortagerðarverkfræði árið 2021, báðum frá School of Geodesy and Geomatics við Háskólann í Wuhan, Kína. Eftir meistaranámið starfaði hann sem aðstoðarverkfræðingur við Háskólann í Wuhan árin 2021–2022. Í maí 2022 hóf hann doktorsnám í jarðeðlisfræði við Háskóla Íslands undir evrópska þjálfunarnetinu IMPROVE. Í doktorsnáminu dvaldi hann í samtals fjóra mánuði við School of Earth Sciences við Háskólann í Bristol sem gestadoktorsnemi og í samtals tvo mánuði við Ítölsku jarðeðlis- og eldfjallafræðistofniunina INGV í Catania á Sikiley. Einnig dvaldi hann í þrjár vikur við rannsóknir við Jarðskjálftafræðistofnun Háskólans í Tókýó.