Hætta á höfuðborgarsvæðinu vegna eldgosa

Nokkur umræða hefur verið í fjölmiðlum og á netinu um þá hættu sem byggð á höfuðborgarsvæðinu gæti stafað af eldgosum í nágrenni þess. Ég hef nokkrum sinnum fjallað um þessi mál hér á blogginu mínu, auk þess að taka þátt í umræðu á síðum annarra.  Sem sérfræðingur á sviði áhættumats og áhættustjórnunar, þá tel ég mig hafa nokkuð vit á þessum málum, þó svo að nauðsynlegt sé að sækja ýmsa aðra þekkingu til sérfræðinga hver á sínu sviði.  Vitandi að vinna er í gangi við gerð áhættumats vegna eldgos, þá hef ég ekki viljað fjalla of mikið um mína sýn á þetta, en í ljósi fréttar Morgunblaðsins um málið finnst mér tímabært að koma henni á framfæri.  Auk þess tel ég mig eiga nokkuð í hugmyndinni að verkefninu, þar sem ég sendi stjórnvöldum nokkrum sinnum áskorun um að setja verkefnið í gang. 

Tekið skal fram að ég hef velt þessu máli fyrir mér í líklega 4 ár og hef í frítímum pælt mikið í áhættumati fyrir Ísland.  Þá er ég að tala um þjóðfélagið í heild.  Áhættumat vegna eldgosa er bara einn angi af því.  Raunar er rangt að tala um áhættumat vegna eldgosa og nær væri að tala um mat á ógnum, þar sem hætta á eldgosi er ógn en ekki áhætta.

Í þessari færslu, sem er hluti af greiningu sem ég hef unnið að í nokkurn tíma, einblíni ég á ógnir vegna eldgosa á Reykjanesskaga. 

Eldstöðvakerfin á Reykjanesskaga

Skoðum fyrst í stuttu máli hver eru eldstöðvakerfin á nágrenni byggðar á Reykjanesskaga.  Misjafnt er hvernig menn aðgreina kerfin og eru þau talin vera ýmist fjögur eða allt að sex.  Ég mun notast við hefðbundna fjöldann, þ.e. fjögur.  Þessi kerfi eru:

• Hengilskerfið: Nær úr Ölfusi yfir á Þingvelli og alla leið að Langjökli.  Mjög stutt er á milli suð-vestur hluta Hengilskerfisins og næsta kerfis sem kennt er við Brennisteinsfjöll.  Þannig er Leitarhraunið/Elliðaárdalshraunið sagt koma frá Hengilskerfinu, en Kristnitökuhraunið (sem liggur ofan á fyrrnefnda hrauninu) sagt koma frá Brennisteinsfjallakerfinu.  Miðað við þessa aðgreiningu kom síðasta gos frá Hengilskerfinu fyrir tæpum 2000 árum.  Hengill er megineldstöð sem ekki hefur gosið í yfir 2500 ár, en megineldstöðvar ganga í hringi. Fyrst hleðst upp eldfjall og svo springur það (líkt og Mount St. Helen gerði) og fellur ofan í kvikuhólfið undir fjallinu.  Þá hefst ný hringrás.  Mjög stór hraungos hafa komið frá Hengilkerfinu og miðað við þær heimildir sem ég nota, þá eru um 1.500 - 2.000 ár á milli slíkra stórra hraungosa.
• Brennisteinsfjallakerfið:  Nær frá Þrengslum, efri hluta Heiðmerkur og suður í Herdísarvík að Krísuvíkurbjargi. Aftur eru skilin á milli kerfanna á hvorri hlið ekki alltaf skýr, en í sjálfu sér skiptir það ekki megin máli.  Skráðar heimildir um gos í kerfinu eru ónákvæmar og því eru jarðfræðingar ekki alveg með á hreinu hvaða gos hafa orðið í kerfinu síðasta árþúsundið.  Sé litið til sögulegs tíma er Kristnitökuhraunið sagt koma frá þessu kerfi svo og nokkur hraun milli Bláfjalla og Heiðmerkur, en það sem skiptir mestu máli fyrir byggðina á höfuðborgarsvæðinu eru nokkur gos úr Brennisteinsfjöllunum sjálfum.  Menn eru ekki sammála hvort tala eigi um tvö sjálfstæð gos eða fleiri, en hér vísa ég til tveggja. Annað er kennt við Tvíbolla og hitt við Kistu.  Í báðum tilfellum rann hraun í átt að Hafnarfirði þar sem eru Flatahraun og Hvaleyrarhraun.  Tímasetning á þessum gosum er ekki þekkt, en talað eru um að úr Tvíbollum hafi gosið 875 +/- 50 ár og úr Kistu 900 +/- 75 ár.  Þó er vitað með vissu að fyrst gaus í Tvíbollum og síðan úr Kistu.  Um 1200 gaus úr Kóngsfelli.  Þá er eitt gos ótalið frá sögulegum tíma á þessu svæði, en það kom úr Rjúpnadyngjum.  Auk þessara gosa hafa einhver verið á hinum enda kerfisins, þ.e. sunnan til á skaganum.  Síðast er talið hafa gosið úr þessu kerfi árið 1341.
• Trölladyngjukerfi/Krísuvíkurkerfi:  Þetta kerfi nær frá suðurströnd skagans yfir á í Heiðmörk.  Síðasta goshrina hófst í þessu kerfi um árið 900 þegar Afstapahraun rann, en aðalvirknin var frá 1075 til 1188 og síðan aftur á fjórtándu öld.  Kapelluhraun kom upp í gosi úr gígum við Undirhlíðar árið 1151.  Er það síðasta hraun til að renna til sjávar á norðanverðum Reykjanesskaga.  Þetta ár var mikil eldvirkni á svæðinu og gaus líklegast á nokkrum stöðum bæði norða og sunnan Sveifluhálsins.  Þannig kom Ögmundarhraun austan Grindavíkur upp um það leiti.  Síðustu tvö gosin í þessu kerfi komu nánast upp í Trölladyngju sjálfri á fjórtándu öld, það síðara líklegast árið 1340.  Stærsti munurinn á gosum úr þessu kerfi og Brennisteinsfjallakerfinu er að þessu kerfi fylgir yfirleitt talsverð aska, meðan aðeins er greint frá ösku í einhverju magni úr einu gosi í hinu kerfinu.
• Reykjaneskerfi:  Þessu kerfi er stundum skipt upp í tvö, jafnvel þrjú kerfi, en ég ætla að meðhöndla þetta svæði sem eitt kerfi og að mestu tala um gos á landi.  Virknin á Reykjaneshrygg undan landi er mikil, en meðan gosin ná ekki yfirborði, þá er lítil sem engin truflun af þeim eða hætta fyrir byggð.  Þau gera það þó öðru hvoru að rjúfa hafflötinn, sérstaklega ef gýs stutt frá landi.  Reykjaneseldar stóðu yfir frá 1211 til 1240.  Ekki var um samfellda goshrinu að ræða, en nokkuð þétta, þ.e. 1211, 1223, 1226, 1231, 1238 og loks 1240.  Gaus ýmist á landi með hraunrennsli og öskufalli eða í sjó með öskufalli.

Hvaða hætta stafar af þessu kerfum?

Gott er að skoða útbreiðslu hrauna og upplýsingar um öskulög til að átta sig á þeirri hættu sem byggð á svæðinu stafar af eldgosum úr þessum fjörum kerfum.  Í fljótu bragði virðast tvö svæði vera í mestri hættu.  Annað er Vellirnir í Hafnarfirði sem byggðir voru á nokkrum yngstu hraunum á höfuðborgarsvæðinu, þ.e. Flatahrauni/Hvaleyrarhrauni og Kapelluhrauni.  Hitt er Grindavík, sem er umlukin gígum og sprungum sem gosið hefur úr á síðustu 1000 árum.

 

Skoðum fyrst Vellina.  Misgengið í Heiðmörk, landris og útbreiðsla Búrfellshraunsins hafa líklegast breytt halla landsins, þannig að það hallar niður að Völlunum.  Því má búast við því að gjósi í vestanverðum Brennisteinsfjöllum, á svæðinu nálægt Búrfelli/Helgafelli eða nálægt Undirhlíðum, þá muni hraun úr slíkum gosum stefna inn á Vellina.  Öskufall frá slíkum gosum gæti borist yfir allt Reykjavíkursvæðið og út eftir Reykjanesskaganum.  Mest hætta stafar þó af hraunrennslinu, en hún yrði afmörkuð við tiltölulega lítið svæði.  Vissulega gæti hraun runnið aðrar leiðir, en miðað við hæðarlínur í landinu, þá beina þær straumnum líklegast vestur og síðan norður.  Ég fjalla betur um önnur svæði síðar.

 

Grindavík er, eins og áður segir, umlukið nýlegum gosstöðum.  Samt hefur haldist byggð þar frá landnámi Gnúps Hrólfssonar og Þóris Viðbjóðssonar í kringum 934.  Kennileiti nálægt bænum benda þó til að oft hafi munað litlu að hraun hafi farið yfir bæjarlandið.  Vitað er að bæi hefur tekið af í eldgosum hvort heldur úr Trölladyngjueldstöðinni eða Reykjaneseldstöðinni.  Hafa menn örugglega átt margar andvökunætur á 12., 13. og 14. öld þegar mest gekk á.

 

Önnur svæði gætu lent í hættu vegna hraunstrauma undir sérstökum kringumstæðum.  Menn hafa horft til eldri gosa og sagt sem svo að þar sem hraun hefur runnið getur hraun aftur runnið.  Satt er það, en..

 

Skoðum til að byrja með leið Búrfellshrauns norður með Vífilstaðarhlíð.  Hér hefur það gerst, að frá því að Búrfellshraun rann, þá hefur landið breyst töluvert.  Mestu varðar þar, að landið hefur sigið í Hjöllunum (eða eigum við að segja að það hafi haldið áfram að síga) þannig að Búrfellsgjáin er núna einhverju 20-30 metrum (ef ekki meir) neðar en svæðið undir Vífilstaðahlíð, þar sem hraunið úr gjánni rann á sínum tíma.  Því má búast við að hraunið myndi til að byrja með leita annað, a.m.k. þar til nægilega þykkt hraunlag hefur staflast upp (djúp hrauntjörn myndast) svo hraunið nái að renna upp á brúnina.  Þá tekur við talsvert landslag sem myndar örugglega alls konar truflum fyrir hraunið, en líklegast er að það leitaði inn á Urriðavöll (golfvöllur), sem þar er, og flæddi yfir hann. Einhvers staðar þar væri hægt að koma upp hindrunum til að beina rennslinu frá byggð.

 

Næst er spurning hvort hraun myndi finna sér leið út á Gráhellnahraun og þannig niður að Setbergslandi.  Líklegast væri hægt að koma upp vörnum á þeirri leið til að tefja framrás hraunrennslisins og jafnvel safna því saman ofan á Gráhellnahrauni.  Líklegast væri best að koma slíkum vörnum fyrir nærri Lækjarbotnum, en þá þyrfti að líka að loka leiðinni yfir í Oddsmýrardal.

Þá er spurning hvort hraun gæti leitað frá gosi nálægt Búrfelli í norð-austur í átt að Elliðavatni. Miðað við landslag í þessum hluta Heiðmerkur, þá er það svo sem ekki alveg útilokað, en frekar ólíklegt. Fyrst má nefna að Hjallarnir eru sigdalur með sinn lægsta punkt neðar en leiðin í átt að Elliðavatni. Næst er að heldur hallar í suð-vestur frá Hjöllunum en norð-austur, þó ekki sé yfir stóran hjall að fara meðfram klettunum, þar sem hestaslóðin er.  Þar væri aftur víða auðvelt að koma upp hindrunum til að koma í veg fyrir að hraun rynni of langt og eftir það tæki eðlisfræðin við, þ.e. hraunið rynni að lægsta punkti.  Ég hef engar áhyggjur af því að hraun fari aðra leið um Heiðmörk frá gosum á því svæði sem nefnt var.  Ástæðan er landslagið í Heiðmörk, en þar eru margar hæðir sem hraunrennslið þyrfti að komast yfir áður en það kæmist leiðar sinnar.

Fjórði möguleikinn er gos úr Hengilskerfinu með hraunrennsli sem færi svipaða leið og Leitarhraunið og Elliðaárdalshraunið.  Þar sem Hengillinn er megineldstöð, þá eru vissulega líkur á miklum hraungosum frá því kerfi.  Líklegast myndu menn reyna að beina hraunstraumnum út á svæði austan Litlu kaffistofunnar, en tækist það ekki, þá mun það flæða yfir Sandskeið og niður Lögbergsbrekkuna.  Ef miðað er við að það fylgi lægsta punkti í landslagi, þá fylgir það farvegi Hólmsár og Bugðu að Norðlingaholti, yfir syðsta hluta þessi, meðfram og út í Elliðavatn, yfir í Víðidal og niður eftir farvegi Elliðaár út í sjó.  Byggðin í Norðlingaholti og neðsti hluti Hvarfanna í Kópavogi væru í hættu og síðan húsin við Rafstöðvarveg.  Hraunstreymið þyrfti að vera mjög mikið til að önnur byggð yrði í hættu.  Fólki gæti aftur stafað hætt af eiturgasi sem fylgdi hrauninu.

Við hverju má búast?

Flest þau gos sem munu verða á þremur vestustu kerfunum verða í dúr við gosið á Fimmvörðuhálsi, þ.e. ósköp meinlaus túristagos.  Vissulega gæti öskufall valdið óþægindum og truflunum, en jafnvel hið óhugnanlega mikla öskufall úr Grímsvötnum 2011 virtist vart merkjanlegt tveimur mánuðum síðar.  Já, öskufallið væri leiðinlegt og pirrandi, en ekkert meira en það.  Slíkt ræðst þó af lengd gosanna og þar virðist sagan sýna að flest þeirra standa stutt yfir.

Hraunmagn úr gosum úr vestari kerfunum þremur yrði í flestum tilfellum frekar lítið.  Vel innan við 1 rúmkílómetri að rúmmáli og næði útbreiðslu upp á 10 - 20 ferkílómetra, ef reynsla frá síðustu goshrinu er notuð til viðmiðunar.  Mörg þeirra yrðu mun minni en önnur stærri að flatarmáli.  Á síðustu árþúsundum hefur ekkert gos orðið nálægt höfuðborgarsvæðinu með hraunrennsli yfir 1 rúmkílómetri.  Raunar er það stærsta upp á um hálfan.  Kapelluhraun er vissulega aðeins í kringum 0,2 ferkílómetrar, þannig að ekki þarf mikið magn til að ná góðri útbreiðslu.

Þegar skoðaðar eru upplýsingar um hraun úr nútímagosum, þ.e. gosum eftir lok ísaldar, þá virðist vera sem magn hrauns í hverri goshrinu minnki og öll stærstu hraungosin urðu fyrir 7 - 10 þúsund árum.  Vafalaust eru einhverjar góðar skýringar á þessu, en ég tel líklegast að þarna megi helst kenna um landrisi og hin ýmsu áhrif þess.

Hugsanleg áhrif landriss 

Ísland er eins og spýta fljótandi á vatni ofan á jarðskorpunni.  Eftir því sem meiri þyngd er sett ofan á spýtuna verður stærri hluti hennar neðan vatnsyfirborðsins.  Meðan ísaldarjökullinn lá á landinu var því hluti af berginu sem myndar landið og er ofan sjávarmáls í dag undir sjávarmáli.  Hve mikið er ekki auðvelt að segja til um, en hafi 1 - 2 þúsund metra þykkur jökulís legið yfir landinu, þá gæti sú þyngd hafa ýtt landinu að minnsta kosti tugi metra ef ekki einhver hundruð metra niður.  Sést þetta á alls konar sjávarkömbum sem víða er að finna og eru núna fleiri tugi og upp í fleiri hundruð metra fyrir ofan sjávarmál.  Um daginn var ég með hóp ferðamanna í skoðunarferð um Suðurströndina.  Þar má víða sjá merki hærri sjávarstöðu eða eigum við kannski frekar að segja lægri stöðu landsins í sjónum.  Í Reynisfjörum sjáum við stuðlaberg langt upp í klettunum, en stuðlaberg myndast þegar hraun mætir vatni, í þessu tilfelli sjó.  Við Seljalandsfoss má sjá vatnsrofið hraun og stuðlaberg í yfir 60 metra hæð yfir núverandi sjávarmáli.  Ingólfsfjall ber víða merki um sjávarrof og sama á við um Kambana, enda var nær allt Suðurlandsundirlendið neðan sjávarmáls á ísöld.  Raunar þurfum við ekki að fara lengra en í Ártúnsbrekkuna í Reykjavík til að finna gamlan sjávarkamb.

Þegar jökullinn hopaði, þá hvarf mikill þungi af landinu og það reis.  Svona ris má sjá í dag eiga sér stað við Jökulsárlón á Breiðamerkursandi, en þar hefur landris vegna hörfunar Breiðamerkurjökuls orðið til þess að landið við sjóinn hefur risið svo mikið að menn hafa ekki lengur áhyggjur af vegastæðinu.  En hvað gerist í jarðskorpunni þegar landið rís.  Gera má ráð fyrir að minnst þrennt eigi sér stað. 1) Meira brot verður í landi sem þannig færist frá því að vera þvingað niður af þunga að ofan í það að lyftast upp eins og rétt sé úr beyglu á kúlu.  2) Fyrir neðan jarðskorpuna myndast rými sem ekki var til staðar áður.  Þetta rými fyllist líklegast af kviku sem auk þess þrýstir sér inn í brotin sem eru í jarðskorpunni.  3) Berg sem er nær hita jarðar er líklegast seigara og því virkar eins og jarðskorpan sé þynnri og þar með styttri leið fyrir kvikuna upp á yfirborðið.  

Ísland hefur þá sérstöðu að hér eru jarðflekarnir að færast í sundur og undir landinu er heitur reitur. Heiti reiturinn þýðir að kvikan er nær yfirborðinu en víðast annars staðar og flekamótin þýða að kvikan á auðveldari leið upp á yfirborðið.  Bætum svo við lyftingu landsins, meiri sprungur í jarðskorpunni og yfirborðinu og fasta skorpan er þynnri, þá höfum við kjöraðstæður fyrir eldsumbrot. Þetta skýrir líklegast hin miklu hraungos sem urðu hér á fyrstu árþúsundum eftir lok ísaldar (eða er þetta bara enn eitt hlýskeiðið?), m.a. öll dyngjugosin.  Vissulega hafa orðið stór hraungos a.m.k. tvisvar á sögulegum tíma, þ.e. gosin í Eldgjá og Skaftáreldar, en þau eiga það sameiginlegt að koma úr tveimur öflugustu eldstöðvakerfum landsins.  Annar staðar, þá benda gögn til þess að heldur dragi úr því magni þeirrar kviku sem nær upp á yfirborðið eftir því sem fram líða stundir. 

Aftur að hverju má búast við

Við getum skipt ógnum vegna eldgosa í fernt:

1. Jarðskjálftar
2. Hraunrennsli og glóandi gjall/gjóska/kleprar/hraunkúlur
3. Öskufall og vikur
4. Eitraðar gastegundir

Hægt er að skoða hvernig þessir þættir höfðu áhrif í Vestmannaeyjum og draga lærdóm af því verði eldsumbrotin nærri byggð, en líta frekar til Kröfluelda eða gossins á Fimmvörðuhálsi séu umbrotin fjær byggðinni.

Jarðskjálftar

Eldsumbrotum fylgja stöðugir jarðskjálftar.  Þeir geta veikt undirstöður mannvirkja, skemmt þau eða hrist í sundur.  Áhrifin verða meiri eftir því sem mannvirkin eru nær umbrotunum.  Þegar fjarlægðin er orðin meiri, þá valda jarðskjálftar meira óþægindum en skemmdum.

Hraunrennsli og glóandi gjóska

Ef ég byrja á gjallinu/gjóskunni/kleprunum/hraunkúlunum (hér eftir nefnt gjall til styttingar), þá kom í ljós í Vestmannaeyjagosinu að glóandi gjall getur borist langar leiðir frá gígnum, þó varla mælt í mörgum kílómetrum, en örugglega fleiri hundruð metrum og hugsanlega 2-3 km.  Byggð eða mannvirkin innan áhrifasvæðis gjallsins þyrfti því að verja fyrir fljúgandi eldkúlum.

Útbreiðsla hrauns og hraði fer allt eftir því hvers konar hraun kemur upp.  Helluhraun er þunnt og fer hratt yfir meðan apalhraunið fer hægar yfir.  Gera má ráð fyrir, að sama hversu mikið hraunrennslið verður úr hverju gosi, þá verði einhver röskun.  Vegir munu fara í sundur og lokast, raflínur slitna, kaldavatnslindir verða fyrir skaða og lagnir hugsanlega fara í sundur, samgöngur truflast og atvinnustarfsemi líka.  Í Vestmannaeyjum tókst að hafa einhver áhrif á leið hraunsins og með öflugri tækjum dagsins í dag, þá verður það alveg örugglega reynt.  Má því búast við að reynt verði eftir bestu getu að beina hraunrennslinu eins og frekast er kostur frá mikilvægum mannvirkjum.

Aska og vikur

Ekki verður hægt að stjórna hvar aska fellur.  Svo mikið er víst.  Eina sem hægt er að gera er að verjast henni.  Almannavarnir gáfu út leiðbeiningar í tengslum við gosin í Eyjafjallajökli 2010 og Grímsvötnum 2011 og gilda þær líka vegna öskufalls annar staðar á landinu.

Í Vestmannaeyjum varð vikur að miklu vandamáli, bæði þegar hann lagðist yfir byggðina og ekki síður þegar Flakkarinn fór af stað.

Eiturgufur

Frá gígum og úr gosefnum geta streymt alls konar gufur og eru sumar stórhættulegar mönnum og dýrum.  Eina úrræðið við eiturgufum er að forðast þær.  Gufurnar eru oftast eðlisþyngri en loft og því fylgja þær jörðinni og setjast í lægði og þar sem aðstæður leyfa, kjallara húsa.  Dæmi eru um að svo öflug eiturgufuský hafi komið frá eldstöð, að þau hafi hreinlega drepið allt á sinni leið.  Slík atvik eru ekki þekkt hér á landi svo ég viti.

Þá er það áhættumatið

Allt sem á undan er komið er bara lýsing á hluta þeirra ógna sem fylgja eldsumbrotum.  Næsta skref er að nota þessar upplýsingar í áhættumati fyrir þá starfsemi og íbúabyggð sem er á svæðinu.  Þar sem þessi færsla er orðin nokkuð löng, þá mun ég láta áhættumatið býða seinni tíma enda er það sértækt fyrir liggur við hvert fyrirtæki og ólíka byggðakjarna.  Tvennt myndi ég samt skoða mjög vel. Annað er aðgangur að hreinu drykkjarvatni.  Hitt er rafmagn til þeirra sem fá rafmagn eftir línum sem liggja norðan Bláfjalla.

Unnið að heildarhættumati á eldgosum