Líkanreikningar notaðir til að herma flóðbylgjur af völdum berghlaupa
Nýtast til þess að meta hættu af völdum skriðufalla út í vötn og lón
Náttúrufræðingurinn birtir í nýútkomnu tölublaði sínu grein um berghlaupið sem varð í Öskju í júlí 2014, eitt stærsta berghlaup sem orðið hefur á Íslandi á sögulegum tíma. Í greininni er fjallað um jarðfræðilegar aðstæður, flóðbylgjuna sem fylgdi hlaupinu og áhrif mögulegra flóðbylgja vegna skriðufalla við Öskjuvatn.
Líkanreikningar voru notaðir til þess að herma flóðbylgjuna af völdum berghlaupsins og er það í fyrsta skipti sem slíkir reikningar eru notaðir hér á landi. Sambærilega reikninga er unnt að nota til þess að meta hættu af völdum skriðufalla út í stöðuvötn og jökullón annars staðar á landinu og meta hættu af þeirra völdum.
Berghlaupið kom af stað flóðbylgju sem náði allt að 80 m hæð
Öskjuvatn er í Dyngjufjöllum sem eru á gosbeltinu um 80 km norðan Vatnajökuls. Öskjuop sem myndaðist í gosi árið 1875 umlykur vatnið sem er eitt hið dýpsta á landinu. Öskjubarmarnir eru sprungnir og jarðlög víða óstöðug. Berghlaupið kom af stað flóðbylgju sem náði víða 20–40 m hæð og allt að 70–80 m á stöku stað. Bylgjan gekk hundruð metra inn á flatlendið suðaustan við Víti og víðar, en Víti er vinsæll áningarstaður ferðafólks. Hlaupið varð að kvöldi 21. júlí 2014 og voru engin vitni að því en það kom fram á jarðskjálftamælum Veðurstofunnar og hvítur mökkur sást í fjallaskálanum Dreka, í um 10 km fjarlægð.
Efri myndin sýnir staðsetningu
Öskjuvatns á gosbeltinu norðan Vatnajökuls. Jarðfræðikortið sýnir útlínur
berghlaupsins, sprungur og aldur hrauna sem runnið hafa eftir að jökla leysti á
svæðinu. Útlínur og aldur hrauna eru frá Guðmundi E. Sigvaldasyni o.fl. og frá
Ástu Rut Hjartardóttur. Upplýsingar um jarðhita eru frá Árna Hjartarsyni og
Kristjáni Sæmundssyni. Vegir eru úr IS50-gagnagrunni
Landmælinga Íslands, TanDEM-X-hæðarlíkanið í bakgrunni er frá Þýsku
geimferðastofnuninni (DLR).
Hlaupið 2014 er með stærstu berghlaupum sem þekkt eru
Í greininni segir frá mælingum og rannsóknum sem fóru fram á vegum Veðurstofunnar og Jarðvísindastofnunar Háskóla Íslands á berghlaupinu og afleiðingum þess. Teknar voru loftmyndir af berghlaupsurðinni og unnin landlíkön á grundvelli þeirra, og útvegaðar myndir og landlíkön af Öskju fyrir berghlaupið. Hlaupurðin á botni Öskjuvatns var kortlögð með fjölgeislamælitæki af báti. Teknar voru ljósmyndir af urðinni og öðrum ummerkjum og bornar saman við myndir frá því fyrir hlaup. Ummerki um flóðbylgjuna sem skolaðist upp á bakka Öskjuvatns voru mæld með GPS-tækjum og leysikíki og unnin kort af útbreiðslu hennar. Þá var berghlaupið kortlagt með hitamyndavél og mæld hæð vatnsborðs í Öskjuvatni.
Berghlaupið kom úr 370 m hárri suðausturbrún öskjunnar. Brotsárið er um 900 m breitt efst en breidd hlaupsins þar sem það gekk út í vatnið um 550 m. Berghlaupstungan á botni Öskjuvatns er víða um 600 m breið. Hún nær um 2,1 km út í vatnið og eru neðstu 800 m tungunnar um 8 m að þykkt. Heildarrúmmál efnis sem fór á hreyfingu í hlaupinu er talið um 20 milljónir m3 og er það með stærstu berghlaupum sem þekkt eru á sögulegum tíma á Íslandi.
Hér er áhugavert myndband sem sýnir svæðið eftir að berghlaupið átti sér stað og byggir á gögnum úr IsViews-verkefni Münchenarháskóla.
Horft yfir berghlaupið ofanvert. Sjá má óbrotið bergflikki sem stendur hátt upp úr urðinni og hliðarstraum sem hljóp til norðausturs út úr meginstraumnum í miðri hlíð og stöðvaðist þar. Ljósmynd: Jón Kristinn Helgason.
Sprungur við brún Öskju ofan Suðurbotna sumarið 2013 sýna að þar var þá komin hreyfing á jarðlög sem hlupu fram tæpu ári síðar. Ljósmynd: Joel Ruch.
Líkanreikningar notaðir til að herma flóðbylgjuna
Í greininni er fjallað um líkanreikninga á bylgjum á vatninu
af völdum berghlaupsins með hugbúnaðinum GeoClaw og er það í fyrsta sinn sem
slíkir reikningar eru gerðir hér á landi. Þeir sýna að hæð flóðbylgjunnar á
mismunandi stöðum réðst af flóknu samspili í bylgjuhreyfingu á yfirborði
vatnsins. Lögun botnsins er hér lykilatriði. Berghlaupinu er lýst sem aflögun á
botni vatnsins, þ.e. vatnsbotninn er hækkaður sem nemur þykkt hlaupsins og þar
með lyftist vatnið og bylgjur fara af stað. Berghlaupið rennur niður í vatnið
fyrir tilstilli þyngdaraflsins og tapar orku vegna núnings við botn og
víxlverkunar við vatnsmassann. GeoClaw-hugbúnaðurinn reiknar hvernig aflögun
botnsins myndar bylgjur á yfirborðinu og hvernig bylgjurnar ferðast yfir vatnið
og ganga á land umhverfis það.
Flóðbylgja á Öskjuvatni 60, 90, 180 og 270 sekúndum eftir að berghlaupið kastast út í vatnið samkvæmt GeoClaw-reikningum (litir sýna hæð vatnsborðs í metrum).
Greinarhöfundar fjalla enn fremur stuttlega um nokkur kunn berghlaup og skriður, s.s. berghlaup á Steinholtsjökul í janúar 1967 og tilvik erlendis þar sem mannskaði hefur orðið. Til þess að skoða hættu sem ferðamönnum kann að stafa af flóðbylgju í Öskjuvatni voru í rannsókninni reiknuð áhrif hlaups af mismunandi stærð af nokkrum völdum svæðum og er ljóst að töluverður usli getur orðið af þess völdum við ströndina umhverfis vatnið.
Rannsóknin á berghlaupinu í Öskju getur nýst við samsvarandi aðstæður, s.s. til þess að meta hættu og áhættu vegna flóðbylgja sem kunna að verða af völdum skriðufalla í jökullón. Slíkar skriður geta skapað mikla hættu þótt áhætta af völdum berghlaupa sé ekki talin mikil þegar tekið er tillit til þess hversu sjaldgæf þau eru.
Fyrir tilstilli Vatnajökulsþjóðgarðs og Ofanflóðasjóðs lét Veðurstofan vinna Hættumat vegna berghlaupa í Öskju sem kom út 2016.
