Morgunblaðið - 19.04.1998, Blaðsíða 36

86 SUNNUDAGUR 19. APRÍL 1998
MORGUNBLAÐIÐ
HÆTTUR AF VÖLDUM JARÐSKJÁLFTA - GREIN 9
Jarðskjálfta-
sprungur
HORFT AÐ OFAN
11
10:
9:
7-
6
5:
Tjón í jarðskjálftum verður að jafnaði
mest, segir Ragnar Stefánsson, þar sem
sprungur opnast upp á yfírborð.
JARÐSKJÁLFTAR verða
með þeim hætti að spenna
verður meiri en jarðskorpan
þolir á hverjum stað. Bergið
gengur til eftir sprunguflötum
þannig að léttir á spennunni. Litlir
skjálftar verða þar sem staðbundn-
ar spennur geta myndast, t.d. við
neðri mörk skorpu þar sem eru skil
' milli brotgjarnrar, fastrar skorpu,
og hálffljótandi efnis fyrir neðan,
þar sem kvikur skjótast inn í smá-
sprungur, o.s.frv. Stundum getur
verið í gangi færsla í jarðskorpunni
, eða mikil skæling án þess að jarð-
1 skjálftar verði að ráði, nema þá á
| " einstaka stöðum þar sem litlir harð-
, ir kjamar eru fyrirstaða fyrir hina
; jöfnu hreyflngu eða skælingu. Þeir
brotna að lokum og mynda skjálfta,
sem eru litlir ef kjarnarnir eru litl-
ir. Stórir skjálftar hafa stóra
sprungufleti. Þeir ná í gegnum alla
jarðskorpuna eða mikinn hluta
hennar. Hér á Islandi geta þeir
sums staðar náð 10 km niður og
verið nokkrir tugir km á lengd.
Yfirleitt eru þessir sprungufletir
_ gamlir. Jarðskorpan er öll kross-
* sprungin eftir langa þróunarsögu
sína. Þegar skorpan þarf að losa sig
við yfirspennu leitar hún auðveld-
ustu leiðarinnar til þess, leitar leið-
ar minnstrar fyrirstöðu. Stefna
sprunguflatarins, sem þarf að
ganga til verður að hæfa hinum
ríkjandi spennustefnum. Það er
líka mismunandi auðvelt að koma
gömlum misgengisspmngum af
stað aftur. Þær hafa límst saman
frá því þar var færsla síðast og oft
þeim mun betur límdar sem þær
eru eldri. Á hinn bógin gætu kvikur
hafa verið að skjótast inn í sumar
sprungurnar úr neðra, sem glenna
þær í sundur og vinna á móti hlið-
arþrýstingi, þannig að misgengi um
®þær sprungur verður auðveldara
en ella væri.
Misgengissprungur í stórum
jarðskjálftum á Suðurlandi hafa yf-
irleitt norður-suður stefnu, eins og
áður hefur komið fram. Um er að
ræða lárétta misgengishreyfingu á
næstum lóðréttum norður-suður
sprungufleti, sem nær gegnum
harðasta hluta jarðskorpunnar.
Þetta er oft kallað norður-suður
MYND 2
| HÉR sjáum við ár-
angur, sem þegar hefur náðst, í
kortlagningu á virkum sprung-
um fyrir Norðurlandi. Jarð-
skjálftastöðvarnar sem notaðar
eru í kortlagningu með smá-
skjálftaaðferðinni, eru sýndar
með svörtum þríhyrningum.
Meðal stöðvanna má sjá Siglu-
fjörð í vestri, Leirhöfn í austri
og Grímsey í norðri. Rauðu
strikin á myndinni, einkanlega
úti í sjó fyrir norðan landið,
tákna sprungustefnur niðri í
jarðskorpunni á um 70 virkum
sprungueiningum. Sprungurn-
ar hallast niður í þá átt, sem
stuttu broddamir standa út úr
strikunum. Algengast er að
færslan á þessum spmngum sé
lárétt sniðgengisfærsla. Svörtu
línurnar em túlkun jarðfræð-
inga á dýptarmismun í ná-
kvæmum dýptarmælingum.
Hæðarmismunurinn er túlkað-
ur sem siggengi og broddamir
tákna að svæðið þeim megin
við línurnar hafi sigið miðað
við svæðið hinum megin.
sniðgengi. Þessi norður-suður
stefna sprungnanna virðist ein-
kennileg, þegar haft er í huga, að á
Suðurlandi rekur svæðið norðan
sprungubeltisins til vesturs miðað
við svæðið sunnan þess, sem sagt,
gengur til vinstri, ef við hugsum
okkur að við stöndum sunnan við.
Án þess að útskýra þetta nánar, vil
ég þó benda á að misgengi til hægri
á norður-suður sprungum leysir út
sömu spennur og vinstra misgengi
á austur-vestur sprungum. En
stóru jarðskjálftamir á Suðurlandi
verða einmitt við hægri handar
misgengi á mörgum lóðréttum
norður-suður sprungum, sem liggja
hlið við hlið. Að jarðskorpan skuli
frekar velja þessa leið til útlausnar
innri spennu er svo tengt stað-
bundnum veikleikum í skorpunni,
sem hafa orðið til við myndun henn-
ar, en líka tengt flóknu samspili
landreks, breytilegs þrýstings frá
möttulstróknum (heita reitinum) og
innblæstri kvika úr neðra inn í jarð-
skorpuna í brotabeltunum.
Á svokölluðu Húsavíkur-Flateyj-
armisgengi fyrir norðan er þessu
öðru vísi háttað. Stórir skjálftar þar
leysast líkast til úr læðingi við
hægri handar misgengi á sjálfu
meginmisgenginu, þar sem land
norðan misgengisins færist til aust-
urs miðað við landið sunnan þess,
sem sagt líka til hægri handar, ef
við horfum til norðurs af suður-
barmi sprungunnar. Hins vegar, ef
litið er til brotasvæðisins fyrir norð-
an í heild sinni, er mikið um norður-
suður sprungur, sbr. mynd 2.
Kortlagning á sprungum er afar
mikilvægur liður í því að geta dreg-
ið úr hættum af völdum jarð-
skjálfta. Þegar jarðskjálftahreyfing
verður má búast við að hún magnist
upp þar sem sprungur eru. Sér-
staklega á þetta við um þær
sprungur sem eru misgengis-
sprungur stórra skjálfta. Við köll-
um að þær sprungur séu virkar,
sem unnt er að tengja við jarð-
skjálfta á okkar tímum. Jarðfræð-
ingar hafa unnið mikið starf við að
kortleggja sprungur á yfírborði og
skoða hreyfistefnu þeirra. Þetta á
bæði við um virkar sprungur, eða
sprungur sem urðu til fyrir löngu.
En gamlar misgengissprungur
sjást ekki alltaf á yfirborði. Á nokk-
ur hundruð árum hyljast þær oft
jarðvegi og erfitt að finna þær með
yfirborðsskoðun. Það er líka þannig
að jarðskjálftar, t.d. á Suðurlandi,
koma ekki fram í sömu sprungum
og í jarðskjálftum 100-200 árum áð-
ur. Það var því mikið framfaraskref
þegar tókst að þróa aðferð til að
kortleggja virkar sprungur neðan-
jarðar út frá smáskjálftum, sem á
þeim verða. Þetta varð mögulegt
með þróun SIL mælingakerfisins.
Á Veðurstofunni kortleggjum við
nú sprungur hvenær sem við fáum
til þess nægilega marga litla
skjálfta frá ákveðnum stöðum. Að-
ferðin var þróuð af Ragnari Slunga
frá Svíþjóð og nemanda hans í
Uppsölum, Sigurði Rögnvaldssyni,
sem nú starfar hér.
Hér verður í örstuttu máli gerð
grein fyrir hvemig farið er að við
þessa sprungukortlagningu. Eigi að
vera mögulegt að kortleggja
spmngur þarf að vera hægt að
staðsetja litla skjálfta á þeim með
nokkurra tuga metra innbyrðis ná-
kvæmni. Skjálftar era staðsettir út
frá tímanum sem það tekur jarð-
O

o
°c$ I? Q o
oq>c »
o a

o
o o ° o o
-2 -1
) 1 2
Austur, km
ÞVERSNIÐ
3
6
■* 4
•I 5
.... .1.1 ..... 1.1.1 i-1.1 o°
: Q. dftálS, °:„°n

--n-n- CTqO 1" "
Austur, km
| HÉR er lýst með
einu dæmi hvað vinnst með
fjölvinnslu smáskjálfta, þ.e.a.s.
með því að samnýta upplýsingar
frá mörgum smáskjálftum til að
bæta staðsetningu þeirra og þar
með að nýta þá til að kortleggja
sprungur. Sunnan undir Lan-
gjökli voru jarðskjálftar stað-
settir eins og myndimar til
vinstri sýna. Á efri myndinni til
vinstri er horft ofan á jörðina og
við sjáum dreif af jarðskjálftum
á nokkurra kílómetra svæði. Á
myndinni fyrir neðan sést þetta í
þversniði. Á efri myndinni til
hægri má sjá frá yfirborði
hvemig jarðslqálftamir dreifast
eftir endurstaðsetningu með
fjölvinnsluaðferðinni, innan
svæðis sem aðeins er um einn
kdómetri. Þegar horft er á þessa
dreifingu i þversniði eins og
gert er á neðri myndinni hægra
megin sést að jarðskjálftamir
raða sér á flöt. Þegar eðli jarð-
skjálftanna er skoðað nánar sést
að hér er um að ræða sniðgengi
á hallandi misgengisspmngu.
6
-ic
3
«o
O
S
HORFTAÐOFAN 1 .... 1 .... 1 .... 1 .... 1 ....

- ■ '
\
\
\
•
--m-r TTT-I- -TTTT- TTTT TTTT
-2-10 1 2 3
Austur, km
Q
ÞVERSNIE >

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 C ■ i >i 11" i111 • 5 6
Austur, km
skjálftabylgjur að berast frá upp-
takastað og til mismunandi jarð-
skjálftastöðva. Bylgjurnar berast
með nokkurra kflómetra hraða á
sekúndu. Bylgjuhraðinn er nokkuð
mismunandi eftir því hvar er.
Vegna þess hve óvissan er mikil í
þekkingu á bylgjuhraðanum er
mjög erfitt að finna upptök og dýpi
einstakra skjálfta með minna en
eins til nokkurra kflómetra ná-
kvæmni. Við hmkhreyfingar verða
hins vegar oft margir litlir skjálftar
á takmörkuðu svæði, t.d. á einum
sprangufleti. Þetta nýtum við okk-
ur til að auka innbyrðis nákvæmni í
staðsetningu með fjölvinnsluaðferð.
Með samnýtingu upplýsinganna frá
þessum smáskjálftum og með því
að tímanákvæmnin í SIL kerfínu er
1/1.000 úr sekúndu er unnt að auka
til muna nákvæmni í staðsetningu
þeirra. T.d verður skekkjan í inn-
byrðis staðsetningu þeirra, með
þessari aðferð, innan við einn eða
nokkra tugi metra. Mynd 1 lýsir
hvernig þessi nákvæmni er nýtt til
að staðsetja ákveðna spmngu neð-
anjarðar. Mynd 2 sýnir hvemig
þessi aðferð hefur verið notuð til að
staðsetja sprangur neðanjarðar úti
fýrir Norðurlandi.
Þegar búið er að kortleggja
spmngur með þessari nákvæmni er
unnt að skynja hvemig hreyfing á
einni spmngu veldur spennu sem
aftur veldur hreyfingu á annarri ná-
lægri sprangu. Þannig er hægt að
hugsa sér að unnt verði þegar fram
líða stundir að mæla sprunguhreyf-
ingar og spennubreytingar niðri í
jarðskorpunni í tíma og rúmi.
Það væri afar mikilvægt ef unnt
yrði út frá slíkum rannsóknum að
geta sagt fyrir um hvaða spranga
mundi verða virk á Suðurlands-
brotabeltinu í næstu skjálftum sem
þar verða. Tjón í jarðskjálftum
verður að jafnaði mest þar sem
sprungur opnast upp á yfirborð.
Þessi mæliaðferð, sem hefur ver-
ið þróuð sem liður í jarðskjálftaspá-
rannsóknum, er líka gagnleg á ann-
an hátt. Nýtanlegur jarðhiti fylgir
gjarnan virkum jarðskjálftasprung-
um, og mælingarnar þannig líka
gagnlegar til að rannsaka jarðhita-
svæðin.
Heimildir:
Varðandi sprungukortlagninguna mætti
benda á grein eftir Sig. Th. Rögnvaldsson,
Á. Guðmundsson og R. Slunga, sem nefnist
Seismotectonic analysis of the Tjömes
fracture zone, an active transform fault in
North Iceland, sem send hefur verið til birt-
ingar í tímaritinu J. of Geophysical Rese-
arch. Einnig má benda á grein eftir S. Th.
Rögnvaldsson, G. Guðmundsson, K. Ágústs-
son, S. Jakobsdóttur, R. Slunga og R. Stef-
ánsson, sem nefnist Seismicity in the Heng-
ill volcanic area, SW-Iceland, sem send hef-
ur verið til birtingar í tímaritinu
Volcanology and Seismology. Þá má finna
upplýsingar í stuttu máli, m.a. um ofantöld
atriði, í stuttum upplýsingabæklingum á
ensku, sem nefnast The SIL system og
PRENLAB, en þeir eru fáanlegir á Veður-
stofunni.