Jökull - 01.01.2012, Qupperneq 25

Deciphering eruption history and magmatic processes from tephra in Iceland
Figure 1. Examples of various scales used in tephra studies. a) Tephra is used to reconstruct eruption history of long time
periods, soil section shows tephra layers from various volcanic systems. Basaltic Katla tephra are dominant (coal black lay-
ers) and tephra marker layers from Hekla volcanic system are easily recognised (light coloured layers). b) Tephra contains
information on the processes taking place during an eruption. A Katla tephra layer showing bedding and grading indicating
changes in eruption intensity, fragmentation, wind strength or wind directions. c) Tephra holds information on individual
eruption phases. Backscattered-electron image of a single Grímsvötn 2011 tephra grain. Plagioclase lists have the darkest
colour, then ferromagnesian minerals (clinopyroxene and olivine), and the overwhelming glass phase and brightest is iron-
titanium oxide. Crystal facets of clinopyroxene are well exposed in the upper and lower left corners of the grain, illustrating
a textural equilibrium with the enveloping glass. The equilibrium compositions of these phases (unpublished results) allow
crystallization temperature and pressure to be calculated close to 1100◦C and 500 Mpa, respectively. These results show that
the highly explosive 2011 magma at Grímsvötn originated in part from the approximate depth of 15 km. The most evolved
glass compositions of the 2011 eruption (up to 18.5 wt.% FeOt and 4.75% TiO2) are obtained for the interstitial grains in
between plagioclases and clinopyroxenes in the lower left (white arrow). The glass of this single tephra grain shows consid-
erable variations with MgO ranging from 4.7–3.8 wt.% and K2O from 0.47–0.70 wt.%. Such a large compositional varia-
tion is relatively rare in Grímsvötn tephra. – Gjóskurannsóknir á mismunandi stærðarskala. a) Gjóskulög veita upplýsingar
um gossögu eldstöðvakerfa langt aftur í tímann. Í jarðvegssniði má sjá gjóskulög frá mismunandi eldstöðvakerfum, mest
áberandi eru kolsvört lög frá Kötlu og ljós lög frá Heklu sem eru notuð sem leiðarlög. b) Byggingareinkenni gjóskulags,
s.s. lagskipting, lóðgreining, ásamt grófleikabreytingum, geta veitt upplýsingar um framvindu eldgoss og veðurskilyrði á
gostíma. c) Stök gjóskukorn veita upplýsingar um ferli sem eiga sér stað á stuttum tímaskala í eldgosi. Myndin er tekin með
rafeindasmásjá og sýnir gjóskukorn úr Grímsvatnagosinu 2011. Basaltgler (ljósgrátt) með dekkri kristöllum af plagíóklas
(plag), vel löguðum klínópýroxen (Cpx) í jafnvægi við glerið og járnoxíði (FeTi-oxide, ljósast). Bakgrunnur er svartur.
Örgreiningar á samsetningu glers og steinda (óbirtar niðurstöður) leyfa mat á jafnvægishitastigi og þrýstingi, sem reynast
vera rúmlega 1100◦C og 500 Mpa, sem samsvarar tæplega 15 km dýpi. Gler sem liggur á milli plagíóklas og klínópýroxens
í neðra vinstra horninu (hvít ör) hefur þróuðustu glersamsetningu gossins (18,5% FeOt og 4,75% TiO2), en korn þetta hefur
mjög breytilega samsetningu aðalefna, þar sem styrkur MgO er á bilinu 4,7–3,8% og K2O styrkur breytist frá 0,47–0,70%.
Þetta mikill breytileiki í efnasamsetningu er fremur fáséður í gjósku Grímsvatna.
JÖKULL No. 62, 2012 23