Soil evolution in the dynamic area south of Vatnajökull

Abstract

Jarðvegsmyndun á suðausturlandi, við rætur Vatnajökuls ber merki þess að í nágrenninu séu meirháttar uppsprettur fokefna. Markmið þessarar rannsóknar er að kanna jarðvegsmyndun sunnan Vatnajökuls og áhrif fokefna þar á. Sérstaklega er rannsakað hver áhrif gjósku úr Öræfajökli 1362 e. Kr. og frá Vatnaöldum 1477 e. Kr. voru á jarðvegsþróun. Efna- og eðliseiginleikar jarðvegs voru greindir á fimm stöðum (Skaftafellsheiði, Sandfelli, Gröf, Nestanga og Steinadal, talið frá vestri til austurs), í samtals 58 jarðvegslögum. Þykkt gjóskunnar frá 1362 var frá 10 – 47 sm, en gjóskan frá 1477 mældist einungis á tveimur stöðum, í Gröf (6 sm) og Steinadal (8 sm). Áhrif gossins 1362 eru ekki einsleit á rannsóknarsvæðinu. Fyrir gosið 1362 var vel þróuð eldfjallajörð með A-B-C jarðvegslög alls staðar nema í Sandfelli þar sem vantaði A lag. Svipuð jarðvegslög eru að finna eftir 1362, en jarðvegur er þó sendnari. Á öllum stöðum utan Steinadals var marktækt hærra hlutfall leirsteinda neðan gjóskunnar frá 1362. Við Sandfell, sem er næst eldstöðinni í Öræfajökli og gjóskan var þykkust, hefur vistkerfið sennilega aldrei náð sér eftir gosið 1362. Í Steinadal þar sem votjörð var til staðar fyrir 1362 olli gjóskufallið 1362 og 1477 því að þar þróaðist brúnjörð eftir gosið. Í Gröf hafði gosið 1362 neikvæð áhrif á jarðvegsþróun með lítilli uppsöfnun lífræns efnis, lífræns kolefnis og leirsteinda en eftir gosið 1477 breyttist þróunin til hins betra að nýju. Í Skaftafellsheiði og við Nestanga voru áhrifin ekki eins augljós. Við Nestanga eru þó merki um óstöðugleika jarðvegs enda er jarðvegsuppsöfnun þar meiri en á nokkrum öðrum stað í rannsókninni eða 1,7 mm ár-1 frá 1362. Þessi mikla uppsöfnun bendir til þess að staðurinn sé ákomusvæði fokefnis. Versnandi loftslag tengt litlu ísöldinni og áframhaldandi nýting mannsins á svæðinu gæti hafa aukið enn á neikvæð áhrif eldgosanna.

Soil formation along the southeast coast of Iceland, between Vatnajökull glacier and the south-eastern shoreline is highly influenced by the area´s proximity to major eolian source regions. The purpose of the study is to investigate soil formation south of Vatnajökull and the effects of the tephra from eruptions in Öræfajökull central volcano in AD 1362 and Vatnaöldur in AD 1477, thereon. We investigated soils in five areas (Skaftafellsheiði, Sandfell, Gröf, Nestangi and Steinadalur, listed from west to east), in a total of 58 soil horizons. Physical and chemical properties of the soils were measured. The thickness of the AD 1362 tephra ranged from 10 to 47 cm. The AD 1477 Vatnaöldur tephra was only measured at two sites, Gröf (6 cm) and Steinadalur (8 cm). The effects of the AD 1362 eruption in Öræfajökull are not uniform across the research area. Prior to the AD 1362 eruption all sites, except Sandfell, had well developed andosols with A-B-C horizons. Similar horizons are found above AD 1362 but the texture became sandier. Allophanic clay minerals and ferrihydrite were significantly more abundant below the AD 1362 tephra in all profiles except Steinadalur. The soils at Sandfell, which is closest to the Öræfajökull volcano and where the tephra was thickest, probably never recovered from the intensified soil erosion following the eruption. Prior to AD 1362 the soils in Steinadalur classify as aquand, but convert to cryand soils following the tephra deposits of AD 1362 and AD 1477, probably as a consequence of increased soil drainage. In Gröf soil formation was seriously affected after AD 1362 with limited accumulation of soil organic matter and soil organic carbon as well as little clay formation but after AD 1477 a recovery is observed. In Skaftafellsheiði and Nestangi effects are less pronounced, but instability at Nestangi is represented by soil accumulation rate of 1.7 mm yr-1, the greatest found at all sites since AD 1362, indicating its function as important sink area for eroded material. Deteriorating climate (the Little Ice Age) and continued human utilization of the area might have further exacerbated the impacts of the eruptions on soils and the environment.