Fagradalsfjalli vulkaan – geoloogia ja esteetika

(Kirjutatud 10. oktoobril, esmakordselt avaldatud aastal Island 2021. aasta novembris Saksa-Islandi Seltsi ajakiri, mille Mindati jaoks tõlkis saksakeelsest originaalist Alfredo Petrov.)

Veel üks artikkel uuest Islandi vulkaanist Reykjanesi poolsaarel? Kuid purse hoidis meid oma tsüklitega põnevuses, üllatas geolooge ja avaldas meile muljet oma 'sõbraliku' iluga.

Uuel vulkaanil pole veel ühtset nime. Praegu on nimi Fagradalsfjall kogunud tuntust lähedal asuva samanimelise platoo järgi, kuigi mõned kasutavad selle asemel külgneva Geldingadaliri oru nime.

Selles artiklis tahaksin lisaks esteetikale näidata mõningaid geoloogilisi seoseid. Selle artikli fotod tegin oma nelja senise külastuse ajal, 7. ja 19. mail, 31. augustil ja 17. septembril 2021.

Geoloogiline raamistik

Reykjanes Ridge moodustab osa Kesk-Atlandi seljandikust, mis kerkib poolsaare ookeanist välja paisumisvööndina, kus on rikete ja murdude süsteemid. Fagradalsfjalli ala on olenevalt autorist määratud Krýsuvíki vulkaanisüsteemi või selle iseseisva Fagradalsfjalli süsteemi alla. Süsteemi vulkaaniliselt aktiivsed lõhed ulatuvad aga vähemalt 30 km pikkusele kirde-edelasuunalise diagonaaliga Reykjanesi poolsaare telje suhtes.

Laamtektoonikat, vulkanismi ja maavärinaid uurivad neli Islandi riigiasutust: Islandi meteoroloogiaamet (IMO, Islandi meteoroloogiaamet ), Islandi ülikooli maateaduste instituut ( Islandi Ülikool ), 'Iceland GeoSurvey' ( Islandi energiauuringud, ÍSOR ) ja 'Islandi Loodusloo Instituut' ( Islandi Loodusloo Instituut ).

19. märtsil 2021 toimunud purskele eelnes Reykjanesi poolsaare elanike jaoks pingeline aeg tuhandete väikeste kuni tugevate maavärinatega. 24. veebruaril tabas Keiliri mäe lähedal maavärin magnituudiga 5,7. Satelliidi- ja GPS-signaalid näitasid maapinna kõrguse tõusu. Lisaks osutasid nad veebruaris Keiliri ja Fagradalsfjalli vahel ulatuvale umbes 8 kilomeetri pikkusele magmaatilistele tammidele. Maavärinate sagenemine võib, kuid ei pruugi viidata sellele, et purse on peatne, kuna tektoonilised pinged võivad leevendada ka ainult maavärinatega. Seismiline aktiivsus aga vaibus veidi enne purset, mistõttu oli paljude professionaalide jaoks purske ajastus ootamatu.

Minu esimesel visiidil 7. mail viis geoloog Vigfús Eyjólfsson mind oma kunagisesse kaardistamisalasse Fagradalsfjalli platool ja purske ümbruses.
  07418860016381618471095.jpg Vigfús Eyjólfsson juhatas mind üle Fagradalsfjalli platoo vulkaani juurde.
Tema 1998. aasta bakalaureusetöö teemaks oli jääajajärgsete (holotseeni) kraatrite ja horisontaalsete nihkete (löökide tõrgete) dokumenteerimine selles piirkonnas. Praeguste sündmuste valguses tõusis tema bakalaureusetöö tähtsus. Purse kattis varem paljastatud geoloogilisi struktuure pöördumatult laavaga.

Löögilibisemise tõrked tekivad tavaliselt ookeani keskseljandikel (MOR), mis katkestavad ja jagavad seljandiku küljed ebaühtlaste ajavahemike järel üksikuteks, vastastikku nihutatud osadeks. Nendes Reykjanesi poolsaarel põhja-lõuna suunas kulgevate rikete ääres võivad tekkida maavärinad.

Laava keemiline koostis ja olemus

Laava on hõõguv sulakivim Maa sisemusest (magma), mis väljub vulkaanist või lõhest. Kui magma jääb pinna alla kinni, moodustab see Maa pinnale välja voolamise asemel suuremahulisi plutoneid või vulkaanilisi tamme.
  08762540016381618476109.jpg Tardvormid – Renate Schumacheri saksa graafika. ( Gang tähendab tammi)
Tavalise laava põhikomponent on ränidioksiid (SiO kaks ). Maateaduste Instituudi andmetel ( Islandi Ülikool ), selgus Fagradalsfjalli vulkaani purske ajal tekkinud laava analüüsist 'primitiivse oliviin-toleiitilise' koostisega basalt. Need ja muud keemilised kriteeriumid, nagu mikroelementide sisaldus, annavad tunnistust magma moodustumisest vahevöö ülemises osas 17 km sügavusel või sügavamal. Magma tõusis otse vahevöö ülaosast, mitte nagu tavaliselt, maakoores paar kilomeetrit maapinnast allpool asuvast magmakambrist. Siiski peatus see pinna lähedal vulkaanilises tammis. Mõned suuremad porfüürikristallid muidu peeneteralises kivimis on selle tõendiks. Need kristallid koosnevad mineraalidest plagioklaasi päevakivist, aga ka oliviinist, klinopürokseenist ja spinellist.

Basalt on suhteliselt madala ränidioksiidisisaldusega (45-52% SiO) vulkaaniline kivim kaks massi järgi) - erinevalt andesiidist (57-63% SiO kaks massi järgi) või rüoliit (üle 70 massiprotsendi SiO kaks ). Ränidioksiidi sisalduse suurenemise ja temperatuuri langusega muutub laava üha viskoossemaks. Õhuke vedel basaltne laava moodustab pahoehoe laava, millel on sile, sageli sõlmeline või köielaadne pind. Väga vedela basaltse laavaga Fagradalsfjalli vulkaanil on näha imelisi pahoehoe vorme ja nendega kaasnevaid tüüpilisi 'laavaskulptuure'.
  09698370016381618475636.jpg Pahoehoe laava purske taustal, 31. august 2021

  00553010016381618486300.jpg Pahoehoe 'skulptuurid', 17. september 2021

  01216920016381618484581.jpg Pahoehoe, mis paistab valguse peegelduse tõttu hõbedane nagu peegel, 1. september 2021 Ohtlik – mitte ohtlik

Kõigepealt tuleks öelda, et iga vulkaan väärib austust. Seni pole Fagradalsfjalli vulkaan kedagi viga saanud – ime, pidades silmas arvukaid hoolimatuid külastajaid, kes end – lastega(!) – pealiskaudselt jahtunud, kuid siiski auraval laaval uhkusega pildistavad. Fagradalsfjalli vulkaanis on voolav laava, mille temperatuur on umbes 1100 ° C, samuti peidetud laavatunnelitesse.

  01691210016381618486018.jpg Hoolimatud turistid pildistavad üksteist endiselt hõõguval laavavoolul, 17. september 2021

Alustame puhangu algusest: veetsin öö 19.–20. märtsini 2021 põnevil arvuti taga pärast seda, kui mu islandlasest sõber Eufemía mulle haiguspuhangust teada andis. Internetis levisid valeteated Keflavíki lennujaama sulgemise kohta ja murelikud välismaalased küsisid Islandi kolleegidelt, kas nad ei karda lennuliikluse halvatust, nagu 2010. aastal. Õnneks ei ole sellel asustamata alal erinevalt praegu kurikuulsast Eyjafjallajökullist liustikukate, nii et tuhapilve polnud karta. Sellegipoolest on vääveldioksiidi sisaldava gaasi emissioon (SO kaks ), jälgitakse ja vajadusel kutsutakse elanikke uksed ja aknad sulgema.
Volitamata juurdepääs vulkaanile on ohu korral keelatud. Külastuskeelu põhjused on järgmised: tugev gaasikahjustus, tormine ilm või matkaraja hävimine laava poolt. Kahjuks eiravad paljud pealtvaatajad hoiatusi, mida uuendatakse iga päev www.safetravel.is website. According to the Icelandic Met Office (IMO), Lääne-Islandil oli sel suvel märgatavalt palju uduseid päevi, kus õhukvaliteet ja aeg-ajalt sadas happevihmasid.
Vulkaani ohtlikkus sõltub muu hulgas selle plahvatusjõust. Rõhutada tuleks kolme peamist tüüpi:
Hawaii pursked on vulkaanipursete kõige vähem plahvatusohtlikud vormid. Magma on õhuke (madala viskoossusega) ja madala SiO sisaldusega kaks . Selle tulemusena voolab laava pigem välja kui plahvatuslikult välja paiskub. Fagradalsfjalli pursked on Hawaii tüüpi, laavavoolude ja laavapurskkaevudega.

  02166350016381618486248.jpg Värske, endiselt hõõguv laavavool, 17. september 2021

  02781810016381618483884.jpg Muljetavaldav laavapurskkaev, 7. mai 2021. Mai alguses ulatusid mõned purskkaevud kuni 300 meetri kõrgusele!

  03271330016381618488072.jpg Laavavool ja purskkaev, 31. august 2021

Stromboli pursete korral põhjustab magma suurem gaasisisaldus ägedamaid purskeid kui Hawaii pursetes. Laavakildude, tuha ja tuha regulaarne väljapaiskumine on tüüpiline Itaalia Liparisaartel asuvale Stromboli vulkaanile.
Pliini pursked on suured ja hävitavad, kuna need on väga plahvatusohtlikud. Sellistes pursetes on magma väga viskoosne, gaasirikas ja koostiselt enamasti andesiidist kuni rüoliidini. Plinius Noorem kirjeldas aastal 79 pKr Vesuuvil Pliniuse purskeid ja nimetas need tema järgi. Need võivad tekitada rohkem kui 25 km kõrgusi purskesambaid. Pliini purske veerud, mis varisevad kokku, kui nende siserõhk langeb, tekitavad hõõguvaid laviine, nn püroklastseid vooge, mis kiirusega üle 100 km/h alla orgu “kihutavad”. Herculaneumi, Stabiae ja Pompei linnad, mis hävisid püroklastiliste voolude tõttu Vesuuvi purske ajal aastal 79 pKr, annavad tunnistust katastroofilisest Pliniuse purskest.
Vulkaanipurske plahvatuslik jõud on seotud selle geoloogilise asukohaga. See võib olla ookeanilise või mandrilise tektoonilise plaadi serval või sisemuses. Plaate liigutatakse ümber Maa pinna vahevöös olevate konvektsioonivoolude abil, mis toimivad nagu mootor.
On olemas nn konstruktiivsed plaadipiirid, mille juures ookeaniplaadid triivivad üksteisest lahku (lahkuvad) ja loovad seeläbi uue ookeanipõhja piki mid-ocean ridge (MORB). Nii on see Kesk-Atlandi seljandikul, mis – geoloogiliselt eriline olukord – kerkib välja Islandi ookeanist. Kesk-Atlandi harjal tõmbuvad Euraasia ja Põhja-Ameerika plaadid pidevalt lahku 'kiirusega' umbes üks kuni kolm sentimeetrit aastas. Tavaliselt moodustuvad siin oliviin-toleiiidi basaldid, nagu ka Fagradalsfjalli vulkaanil.
Plaadid liiguvad destruktiivsetel plaatide piiridel üksteise poole. Seal, kus nad kohtuvad, sukeldub ookeanilaam teise ookeanilaama või mandrilaama alla: see on allutatud. Ookeani maakoor on seega 'vaid' (võrreldes Maa vanusega) keskmiselt umbes 80 miljonit aastat vana, maksimaalselt 200 miljonit aastat. Selleks ajaks, kui see jõuab sellesse vanusesse, on see tabanud teist plaadipiiri ja allub. Vulkanism toimub plaadil, mis jääb pinnale. Mõne erandiga toimusid inimkonna ajaloo kõige laastavamad vulkaanipursked subduktsioonitsoonidel.
Ookeanilise laama subduktsiooni näide mandrilaama all on Andid, mille vulkaanid on üles ehitanud andesiitse või rüoliidi koostisega viskoossed laavad. Seda vulkanismi iseloomustavad vägivaldsed plahvatuslikud pursked. Islandi õnneks seal seda ei juhtu. Mandri-Euroopas on Vesuuvi seda tüüpi plahvatusohtlik vulkaan, mille ümber elab praegu mitu miljonit inimest ja mis võib tulevikus uuesti pursata.
Vulkanism võib esineda ka mandri- või ookeaniplaadil 'kuuma koha' kohal. Kuuma punkti vulkanismi põhjustab Maa alumisest vahevööst pärit kuum materjal, mis tõuseb maapinna poole kiirusega umbes 1 meeter aastas.
Islandi siseosas asub Euraasia tektoonilise plaadi all leviala. Seega mõjutavad vulkanismi kaks tektoonilist seadet, mis muudab Islandi vulkanoloogide jaoks Eldoraadoks. Mandri sees paiknevaid levialasid saab tõestada seismiliste uuringutega, nt. nagu Saksamaal Eifeli mägede all. Ookeanilaama all asuv leviala on moodustanud Hawaii saared.

Kui kauaks veel?

Tõsi küll, meie, geoloogid, ei oska sellele küsimusele vastata. Fagradalsfjalöli vulkaani laava, mis on pärast enam kui 14 päeva kestnud purske vaheaega sügavuti jahtunud, võib ummistada korstna ja teha lõpu suuremale väljavoolule, välja arvatud juhul, kui see leiab lähedusest mõnda teist nõrka kohta, kust laava väljub. pääseda saab. Maavärin võib ka vulkaanijuhtmeid nihutada niivõrd, et takistatakse edasist laava sissevoolu Maa sisemusest.
Purse on algusest peale olnud täis üllatusi: alguses voolas laava üsna ühtlase kiirusega, purskades muutuvatest väiksematest kraatritest, kuni viies kraater hakkas domineerima. Kraatrid reastusid peaaegu pärlikeedina piki lõhet. Mai alguses muutus 5. kraatri purskekäitumine, kuni 300 meetri kõrgused geisrit meenutavad laavapurskkaevud. Mul oli võimalik jälgida neid, sellega kaasnevat scoria väljutamist ja hõõguva laava voolu (joonis 11) kahest vaatepunktist, Fagradalsfjalli platoolt ja nimetu vaatemäelt.

  04060390016381618487774.jpg Scoria väljutamine, 7. mai 2021

13. juunil voolas laava ümber nimetu vaatemäe, mis – pärast 5. kraatri teket – oli kõnekeeles tuntud kui Gonholl ('prillide mägi') pärast 5. kraatri tekkimist ja sellest ajast alates on sinna pääsenud ainult helikopteriga. Juunis muutus purske käitumine taas: 18-tunnised pausid ei olnud haruldased ja paljud külastajad naasid matkalt vulkaani juurde, olles pettunud, et polnud hõõguvat laavat näinud.

  04908140016381618488594.jpg Voolav laava vaadatuna Gónhólli mäelt, 7. mai 2021

Minu Islandil viibimise ajal selle aasta augustis ja septembris oli 2. septembrist 11. septembrini kraatri nähtaval alal umbes 8-päevane tegevuspaus. Pärast reisi Westfjordidesse oli mul siiski õnne. 17. septembril kogeda uusi laavavoogusid ja auravat kraatrit.

  05386820016381618483500.jpg 17. september 2021 põleb hõõguv laava

  06463810016381618486672.jpg Kraater aurutas veel 17. septembril 2021. Kui kaua veel? See on ikka põnev!

Isegi kui laava võiks tulevikus voolata üle Suðurstrandarveguri tee ja ühe juhuslikult asustatud maja, oleks purse praegune lõpp kahetsusväärne – nii teadlastele, külastajatele kui ka turismitööstusele. Samas poleks soovitav ka liiga pikaajaline laava väljavool. Varasemad geoteaduslikud uuringud näitavad, et Fagradalsfjall on muutumas kilpvulkaaniks. Kilpvulkaanid, mis on saanud nime mõne Hawaii vulkaani kilbitaolise kuju järgi, võivad oma Hawaii tüüpi pursetega tekitada pika aja jooksul hiiglaslikke masse väga vedelat basaltlaavat. Sel juhul võivad ohus olla sellised kohad nagu 10 km kaugusel asuv Grindavík. Tuntud kilpvulkaan on Mauna Loa Hawaiil. See on olnud aktiivne umbes 1 miljon aastat lugematute pursketsüklitega ja on nüüdseks jõudnud 4139 meetri kõrgusele merepinnast ja peaaegu 9200 m kõrgusele merepõhjast, mis teeb sellest Maa kõrgeima aktiivse vulkaani. Mõned väikesemahulised kilpvulkaanid on ka Islandil juba olemas.
Kui ma oktoobri alguses seda artiklit kirjutan, võtab Fagradalsfjalli vulkaan seni pikima pausi. Kraatrist voolab aga endiselt palju gaasi välja. Vahepeal sain Hvollsvolluri laavakeskusest arvukalt sõnumeid Keiliri piirkonna maavärinate kohta, mis jõudsid 2. oktoobril magnituudini 4,2. Kas laava otsib uut kohta, kus puhkeda?

Tänuavaldused:
Tahaksin tänada dr Ingo Brauni, oma kolleegi mitu aastat Bonni ülikoolis, tema konstruktiivsete ettepanekute eest selle teksti geoloogiliste aspektide muutmiseks. Olen tänulik oma sõbrale Franziska Kurtenbachile saksakeelse originaali õigekirja parandamise eest ja oma kauaaegsele sõbrale Alfredole, kes võis selle artikli tõlkimisel vajada aspiriini.