Gjóska úr Grímsvötnum 2011 og Bárðarbungu 2014–2015 : Ásýndar- og kornastærðargreining.

Abstract

Gjóska hefur að geyma mikilvægar upplýsingar um eldgos og eldvirkni, sem dæmi myndunarferli gjóskunnar, umhverfisaðstæður og efnasamsetningu. Umhverfisaðstæður geta skipt miklu máli þegar það kemur að gjóskumyndun. Til dæmis þegar um er að ræða eldgos undir jökli, í sjó eða þar sem grunnvatnsstaða er há ræður vatn gjóskumyndun að mestu leyti. Hins vegar þegar um er að ræða eldgos þar sem vatn kemur ekki við sögu, t.d. á sprungusveimum, utan jökuls ræður gas gjóskumyndun. Gjóskulög úr hýdrómagmatísku eldgosi í Grímsvötnum árið 2011 og úr magmatísku eldgosi í Bárðarbungu árin 2014–2015 voru rannsökuð. Tekin voru tvö sýni úr Grímsvatnagosi 2011 en 6 mismunandi sýni úr Bárðarbungugosi 2014–2015. Rannsókn var gerð á kornalögun, kornastærð og kornagerð með eigindlegum aðferðum. Markmið rannsóknarinnar var að skoða hvaða myndunarferli, umhverfisaðstæður, eðlisfræðilegir þættir höfðu áhrif á gjóskuna og hvort hægt væri að greina á milli þeirra. Gjóskan var skoðuð í víðsjá og teknar voru ljósmyndir og víðsjámyndir. Gjóskan var einnig skoðuð í rafeindasmásjá og þar voru teknar rafeindasmásjármyndir af kornastærðum 2, 3 og 4 ϕ. Það reyndist vera mikill munur á kornagerð, kornalögun og kornastærð gjósku úr eldgosunum tveimur. Gjóskan úr Grímsvötnum hafði mun breiðari skala kornastærða, með hátt hlutfall af fínni ösku. Gjóskukornin voru meira köntuð og kornagerð einkenndist af tveimur basalt glertegundum. Lítið var af gjósku í Bárðarbungugosinu og ekki hægt að framkvæma nákvæma kornastærðargreiningu. En gjóskan var mun grófari og skartaði ýmsum kornalögunum/kornagerðum t.d. lögun sem minnti á hár, tár og kúlu. Niðurstöður rannsóknarinnar voru skýrar, hægt var að sjá mun á ferlum og gosháttum sem áttu sér stað út frá kornalöguninni þar sem gylltur vikur, Nornahár og Nornatár enduspegluðu magmatíska virkni í Bárðarbungugosi 2014-2105 og fíngerð gjóska með köntuð korn og skarpa brotfleti endurspegla hýdromagmatíska virkni í Grímsvatnagosi 2011. Kornagerð og kornastærð gaf því skýran mun á því hvort um væri að ræða hýdrómagmatískt gos eða magmatískt gos.

Tephra can give us a lot of information on volcanic eruptions, the environmental conditions, tephra formation processes and the physical properties of the eruption. Environmental conditions can be a crusial factor when it comes to tephra formation. In the case of an eruption under a glacier, the tephra formation is mainly controlled by water and magma interaction. On the other hand in an eruption where water is not interacting with the magma, for example on a fissure swarm, the tephra formation is controlled by gas. Tephra from a hydromagmatic eruption in Grímsvötn 2011 and magmatic eruption in Bárðarbunga 2014– 2015 where investigated. Two samples from the Grímsvötn 2011 eruption were collected and 6 samples from the Bárðarbunga 2014–2015 eruption and they were investigated with regard to grain shape, grain size and grain content using qualitative methods. The aim of the investigation was to see wether these properties of the tephra reflect the observed eruptive style and processes in these erptions. The tephra was examined in a stereomicroscope and photgraphes were taken with and without a stereomicroscope. The tephra was examined in a scanning electron microscope, and microscopic imaging was used to investigate different grain size, 2, 3, and 4 ϕ. The grain shape and grain size from the two distinct eruptions turned out to be quite different. The Grímsvötn 2011 tephra had broader scale of grain sizes, with high proportion of fine ash. The tephra grains were more angular, blocky and the tephra grains was characterized by two types of basaltic glass. The Bárðarbunga 2014–2015 eruption did not have significant amount of tephra so it was not possible to preform a grain size distribution analysis. The tephra was coarser grained and displayed various grain shapes and types, for example shape that resembled human hair, tear and a sphere. The results from the investigations were clear. The difference between the eruptive style that took place could be observed in the grain shape and type, were golden pumice, Pelé´s hair, Pelé´s tear reflected the magmatic activity in the Bárðarbunga 2014–2015 eruption. Fine grained tephra with blocky and sharp edges reflected the hydromagmatic activity in the Grímsvötn 2011 eruption. Thus the grain shape and grain size give strong indications of which type of eruptive style show very clearly what kind of eruptive style formed the tephra, i.e. hydromagmatic eruption or magmatic eruption.