is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/21527

Titill: 
  • Titill er á ensku Magma Vesiculation and Nature of the Explosive Activity in the 2011 Grímsvötn Eruption
  • Blöðrumyndun og sprengivirknin í Grímsvatnagosinu 2011
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Grímsvötn is a basaltic, subglacial volcano and is the most active volcano in Iceland. It is known for phreatomagmatism and historically large fissure eruptions from its associated fissure swarm. The Grímsvötn central volcano erupted in 2004 from vents in the SW corner of the caldera, and again in 2011 from the same vent with more explosive intensity, magma volume and up to 19km-high eruption plume, suggesting an event of Plinian intensity. The deposits of the 2011 eruption consists of six alternating pumice lapilli and ash-grade units that raise questions about the potential role of magma outgassing in driving fragmentation and about the explosive nature of the 2011 eruption. To assess the degassing and fragmentation characteristics of this eruption, density measurements of 1200 clasts, from 12 samples spread across the three pumice lapilli units and quantitative image analysis were performed for four selected clasts from the lapilli units. The mean vesicularities are uniform, between 78.8% and 87.8%, indicating a degassed and fully expanded magma column upon magma disintegration. This high level of vesicularity resulted in convoluted bubble textures. Bubble-to-bubble interaction resulted in significant bubble coalescence, thin vesicle walls and collapse, as well as the formation of possible tube-like degassing pathways. The highly expanded and effective degassed magma column indicates volatile driven disintegration of the magma upon eruption. However, the alternating lapilli pumice and ash-grade units can be explained by (i) changes in eruption intensity or (ii) two stages of fragmentation, where an initial fragmentation to predominantly lapilli-size pumices is driven by expansion of magmatic gases (i.e. dry eruption) and a second-stage fragmentation induced by (a) passive (quenched fragmentation) or (b) explosive (fuel-coolant-like) interaction of magma and external water.

  • Grímsvötn er basalt megineldstöð undir Vatnajökli og tilheyrir samnefndu eldstöðvakerfi. Hún er ein virkasta eldstöð landsins og þekkt fyrir sín freatómagmatísku sprengigos. Eitt mesta gos Íslandssögunar, Skaftáreldar, átti sér stað á sprungusveim Grímsvatnakerfisins árið 1783. Lítið sprengigos varð í gíg í suðvesturhorni Grímsvatnaöskjunnar árið 2004. Sami gígur gaus árið 2011, en nú með mun meiri ofsa og framleiddi stærðargráðunni meira af basískri gjósku. Gosmökkurinn í þessu sprengigosi steig í allt að 19 km hæð, sem gefur til kynna að aflið í gosinu var sem samsvarar plínísku gosi. Gjóskan sem myndaðist í gosinu samanstendur af sex einingum, þar sem þrjár vikureiningar skiptast á við þrjár öskuríkar einingar. Þessar einingar, sér í lagi vikurlögin, vekja spurningar um framlag kvikugasa og afgösunar til sundrunar á kvikunni og aflsins sem keyrði gosið áfram. Leitast er til að svara þessum spurningum með því að mæla ákveðna eðliseiginleika vikurkornanna, nefnilega rúmþyngd (= blöðrumagn) þeirra ásamt stærðardreifingu blaðra í völdum vikurkornum. Í heildina var rúmþyngd 1200 vikurkorna var mæld. Vikurkornin eru frá 12 sýnum (100 korn/sýni) sem ná yfir allar vikureiningarnar. Blöðrustærðardreifingin var mæld með myndgreiningu á fjórum vandlega völdum kornum, sem ná einnig yfir allar vikureiningarnar. Blöðrumagn vikurkornanna er hátt og einsleitt. Það spanner bilið 78.8% til 87.8%, sem gefur til kynna að kvikan sem myndaði vikureiningarnar var fullþanin vegan afgösunar þegar hún sundraðist efst í gosrásnni. Blöðrumynstrið í vikurkornunum er flókið og sýnir að vöxtur og árekstrar blaðra á milli leiddu til verulegs blöðrusamruna, afmyndunar á formi blaðranna ásamt myndun rörlaga holrýma sem hugsanlega eru megin afgösunarpípurnar. Hátt blöðrumagn (vesicularity), stærðardreifing (vesicle size distribution) og fjöldaþéttleiki (vesicle number density) gefur sterklega til kynna að sundrun kvikunnar og sprengivirknin í fösunum sem mynduðu vikureiningarnar í 2011 gosinu var keyrð áfram af útleysingu og þennslu kvikugasa. Þessi afgösun kemur til vegna þrýstifalls í gosrásinni þegar kvikan rís hratt til yfirborðs. Aftur á móti, skýrir þetta ekki myndun öskuríku eininganna. En sú þríendurtekna skipting í vikur- og öskuríkar einingar sem einkennir 2011 gjóskuna er hægt að skýra á tvennan hátt (i) með því að breyta afli gossins, þar sem vikurríku einingarnar myndast við ofsafengnari sprengivirkni en þær öskuríku eða (ii) með tveggja stiga sundrun á kvikunni, þar sem upphafsstigið er vikurmyndun sem er keyrð áfram af afgösun og þennslu kvikugasa og seinna stig sundrunar sem felur í sér samspil utanðkomandi vatns og kviku, þar sem sundrun kvikunnar getur verið keyrð áfram af (a) hraðkælingu (passive quenched fragmentation) eða (b) tætingu í tengslum við hvellsuðu vatns í beinu sambandi við kviku (þ.e. fuel-coolant interactions).

Samþykkt: 
  • 15.5.2015
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/21527


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
THESIS - May 14.pdf11.14 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna