Generation of Húsavík-Flatey Fault Rupture Models and Simulations of a Subsequent Tsunami

Abstract

In northern Iceland, the ~ 100 km long dextral transform Húsavík-Flatey Fault (HFF) runs between the offset of the onshore Northern Volcanic Zone and the offshore Kolbeinsey Ridge. The fault orientation relative to the rift zones causes complex stress regimes resulting in fault segments with oblique strike-slip nature. A significant rupture of the HFF has the potential to be tsunamigenic, which may be further amplified by ruptures occurring along oblique segments. The HFF has historically generated large earthquakes, the last being in 1872 and with estimated magnitude between 6.5 and 7. There are also written accounts of tsunamis, possibly resulting from large HFF earthquakes or correlating mass-movement events, causing damages and deaths. Recent studies of the HFF demonstrate a moment accumulation corresponding to a magnitude 7+ earthquake. In this study, we employ the forward model FakeQuakes to generate six synthetic rupture scenarios with a magnitude of 7 along the HFF and the resulting seafloor displacement data. Utilizing this, we simulate the propagation of tsunami waves through the numerical model GeoClaw. We find that a major earthquake along the HFF can produce a small tsunami impacting Húsavík and Flatey within minutes after rupture and Akureyri around half an hour and with amplified waves lasting over two hours. We also show that oblique ruptures can yield wave amplitudes of greater than 2 m. Furthermore, we explore the influence of coseismic landslides by modeling one scenario as an instantaneous block movement into the sea.

Á Norðurlandi liggur hin ~ 100 km langa hornbreyting Húsavík-Flatey misgengis (HFF) á milli landlægra eldfjallasvæðis á landi og Kolbeinseyjarhryggjar. Mistökin miðað við sprungusvæðin veldur flóknu álagsástandi sem leiðir til bilunarhluta sem eru skáhallir. Verulegt rof á HFF getur hugsanlega valdið flóðbylgju, sem gæti magnast enn frekar af rofum sem eiga sér stað meðfram skáum hluta. HFF hefur í gegnum tíðina valdið stórum jarðskjálftum, síðasti skjálftinn var árið 1872 og áætlaður að stærð milli 6,5 og 7. Einnig eru til skriflegar frásagnir af flóðbylgjum, hugsanlega af völdum stórra jarðskjálfta HFF eða tengdum fjöldahreyfingaratburðum, sem ollu skemmdum og dauðsföllum. Nýlegar rannsóknir á HFF sýna augnablikssöfnun sem samsvarar jarðskjálfta af stærðinni 7+. Í þessari rannsókn notum við framvirka líkanið FakeQuakes til að búa til sex gervibrotssviðsmyndir með stærðinni 7 meðfram HFF og gögnum um tilfærslu sjávarbotns. Með því að nota þetta líkjum við eftir útbreiðslu flóðbylgna í gegnum tölulega líkanið GeoClaw. Við komumst að því að stór jarðskjálfti meðfram HFF getur valdið smá flóðbylgju sem hefur áhrif á Húsavík og Flatey innan nokkurra mínútna eftir sprungu og Akuryeri um hálftíma og með magnaðar bylgjum sem standa yfir í tvær klukkustundir. Við sýnum einnig að skárof geta gefið allt að 1 m bylgjusvið. Ennfremur könnum við áhrif heimsmyndaskriða með því að móta eina atburðarás sem samstundis hreyfingu blokkar í sjóinn.