Endurbirting frá síðasta vetri

Við á loftslag.is fengum áhugaverðar spurningar frá Guðlaugi Ævari Hilmarssyni, sem ég ætla að reyna að svara.

Er hætta á, vegna hlýnunar á norðurslóð: Á stóru íshruni eða berghruni á austurströnd Grænlands? Hrunið gæti valdið ofuröldu (Tsunami) og hugsanlega valdið tjóni hér á Íslandi? Hefur sá möguleiki verið rannsakaður?

Ég ætla að endurraða spurningunum aðeins og endurorða, auk þess sem ég bæti við spurningum, til að auðvelda mér að svara þeim. Ég tek upp heitið hafnarbylgja fyrir tsunami. Spurningarnar verða þá eftirfarandi:

1. Eru til einhverjar heimildir um hafnarbylgjuhættu frá Austur-Grænlandi.
2. Getur hlýnun á Austur-Grænlandi valdið hruni massa í sjó fram og myndað hafnarbylgju?
3. Hversu stór þarf massinn að vera sem hrynur til að mynda hafnarbylgju sem getur valdið tjóni á Íslandi?
4. Geta hafnarbylgjur frá Austur Grænlandi valdið tjóni á Íslandi?

Eru til einhverjar heimildir um hafnarbylgjuhættu frá Austur-Grænlandi?

Til að byrja með ætla ég að fullyrða, eftir nokkra heimildaleit, að litlar upplýsingar eru til um þennan möguleika – útiloka það þó ekki. Líklega væri best að ræða við danska jarðfræðinga sem líklegastir eru til að hafa gert slíka könnun. Samt sem áður þá er til nokkuð af heimildum bæði um hafnarbylgjur annars staðar frá (t.d. Vestur Grænlandi) og um hættu á hafnarbylgju yfir höfuð. Oftast eru þó heimildirnar bundnar við annars konar ástæður fyrir hafnarbylgjunni.

Hafnarbylgja (e. tsunami):

Flóðbylgjur verða einkum til í tengslum við lóðréttar hreyfingar á hafsbotninum eða tilfærslur á massa sem leiða til þess að vatn kemst á hreyfingu. Alþjóðaorðið tsunami er japanskt að uppruna og merkir hafnarbylgja á frummálinu. Jarðskjálftar eru algengasta orsök flóðbylgna en eldgos og skriðuföll geta líka valdið umtalsverðum flóðbylgjum, jafnvel stærri en skjálftar gera (Páll Einarsson – Vísindavefurinn).

Yfir 90% af öllum hafnarbylgjum, verða vegna jarðskjálfta, en margt verið skrifað um möguleikana á neðansjávarskriðum sem gætu valdið hafnarbylgjum, líkt og Storegga skriðan sem varð fyrir sirka 8000 árum. Sú hafnarbylgja er talin hafa verið að minnsta kosti 3 m há (jafnvel 5-6 m há) þegar hún náði Íslandi, en ekki hafa fundist setlög og ummerki um hana hér á landi, að því er kemur fram í greininni sem ég skoðaði (Bondevik o.fl. 2005):

Einnig geta hafnarbylgjur myndast við fall massa niður í sjó fram. Mikið hefur t.d. verið rætt um möguleikann á risa-hafnarbylgju ef eldfjöll á Kanaríeyjum eða Hawaii myndu skyndilega hrynja, vegna samblands af eldgosi og hruni landmassa í sjó fram (Pararas 2002).

En við erum að spá í hafnarbylgjur sem verða vegna hruns í sjó fram, þá tengt hörfun jökla af völdum hlýnunar jarðar. Því skulum við skoða hvað vitað er um slíkt.

Getur hlýnun á Austur-Grænlandi valdið hruni massa í sjó fram og myndað hafnarbylgju?

Kelfing jökla

Við vitum að jöklar kelfa í sjó fram víða á Grænlandi (þ.e. það brotnar framan af skriðjöklum sem ná í sjó fram). Hafnarbylgjur myndast oft á tíðum við kelfingu jökla og geta valdið tjóni í nærliggjandi byggðum, en oftast eru þær þó ekki nógu stórar til að ná mannabyggðum. Ég hugsa að hægt sé að fullyrða að hafnarbylgjur af völdum íshruns úr jöklum og kelfingu, verði aldrei það stórar að þær nái að hafa áhrif á Íslandi.

Berghlaup – bergflóð (e. rock fall/rock slide/rock avalanche)

Það er óumdeilt að við núverandi loftslagsbreytingar þá eru jöklar Grænlands að hörfa. Í gegnum tíðina hafa jöklar Grænlands grafið djúpa og bratta dali í fjallgarða Grænlands og því má áætla að við hörfun jökla þá verði hlíðar fjallanna óstöðugar, líkt og gerðist víða hér á Íslandi í lok síðasta jökulskeiðs ísaldar og snemma á nútíma:

Flest berghlaup á Íslandi eru talin hafa fallið á nútíma, skömmu eftir lok ísaldar. Einfaldasta skýringin á orsökum þeirra er að á meðan skriðjöklar fylltu dali hafi þeir sorfið hlíðar þeirra en jafnframt haldið að þeim og komið í veg fyrir að stöðugt brattari hlíðar þeirra hryndu niður. Þegar jöklarnir hurfu úr dölunum hvarf stuðningur þeirra við óstöðugar hlíðarnar, sem við það hrundu ofan í og jafnvel um þvera dalina (Höskuldur Búi Jónsson, Hreggviður Norðdahl og Halldór G. Pétursson – Náttúrufræðingurinn 72, 2004).

Hér fyrir ofan er minnst á berghlaup, en það er ein tegund skriðufalla:

Sem dæmi um mismunandi gerðir skriðufalla hérlendis má nefna grjóthrun, aurskriður úr giljum og urð utan á fjallahlíðum, ýmiss konar jarðföll eða jarðvegsskriður, aurblandin krapahlaup, berghlaup og jarðsig af ýmsum gerðum. Sem dæmi um helstu orsakir skriðufalla má nefna miklar rigningar og skyndileg úrhelli, asahláku og miklar leysingar, aukið grunnvatnsrennsli, undangröft jarðlaga og jarðskjálfta (Halldór G. Pétursson – Náttúrufræðistofnun Íslands).

Hér á Íslandi er það nú þegar farið að gerast að við núverandi hlýnun eru berghlaup byrjuð að gerast. T.d. er  Berghlaupið í Morsárjökli sem varð árið 2007  dæmi um berghlaup sem líklega er að hluta til afleiðing hörfunar jökla. Þorsteinn Sæmundsson og fleiri hafa rannsakað það ítarlega.

Það er frekar líklegt að þær aðstæður geti skapast við hörfun jökla á Austur-Grænlandi að þá verði hlíðar fjallanna óstöðugar. Einnig er líklegt að misfellur myndist í berglagastaflanum eftir að jöklar hörfa. Þá er einnig algengt að aukning verði í jarðskjálftum við að jökulfargið minnkar, sem hleypt geti af stað stórum skriðuföllum. Til að staðfesta þetta allt saman þurfa að fara fram jarðfræðileg könnun, því það er mismunandi eftir bergtegundum hversu mikinn bratta hlíðarnar þola.

Hversu stór þarf massinn að vera sem hrynur til að mynda hafnarbylgju sem getur valdið tjóni á Íslandi?

Sú skriðufallategund sem líklegust er talin vera nógu stór til að geta valdið stórri hafnarbylgju eru svokölluð berghlaup og bergflóð, en um þau segir:

Á íslensku nefnist það berghlaup þegar heilar fjallshlíðar hafa hlaupið eða skriðið fram í einu vetfangi og myndað hauga úr bergmulningi á láglendinu neðan við. Samkvæmt erlendum skilgreiningum á berghlaupi (e. rock slide) þá er það hreyfing bergmassa sem rennur á undirlagi eða skerfleti, sem er sem næst samsíða halla fjallshlíðar. Misgengi, sprungur og lagskipting, auk veikbyggðra millilaga, auka því líkur á berghlaupum. Í hlíðinni myndast brotsár þar sem bergmassinn var áður og er það oft áberandi en fer þó eftir stærð berghlaupsins og því hvort síðari atburðir hafa afmáð þau ummerki eða ekki. Hraði við myndun berghlaupa er á bilinu nokkrir millimetrar á dag og upp í tugi metra á sekúndu. Stundum gerist það að berghlaup breytist í bergflóð (e. rock avalanche), líklega sökum mikillar fallhæðar og mikils rúmmáls þess bergmassa er fer af stað í einu. Í hlaupinu molnar bergmassinn og nær umtalsverðum hraða, eða allt að 175 km/klst. (um 50 m/sek.), og getur flust svo kílómetrum skiptir út frá hrunstað (Höskuldur Búi Jónsson, Hreggviður Norðdahl og Halldór G. Pétursson – Náttúrufræðingurinn 72, 2004).

Rétt er að minnast á hafnarbylgjur sem gætu hafa orðið hér við land, en Árni Hjartarson skrifaði grein í Náttúrufræðinginn árið 2006, en þar segir meðal annars að ekki hafi orðið slík skriðuföll á sögulegum tíma. Hann getur þess þó að um 10% berghlaupa sem fallið hafa eftir jökulskeið ísaldar hafi mögulega fallið í sjó fram og þá hugsanlega myndað hafnarbylgjur (Árni Hjartarson 2006).

Stór skriðuföll hafa í gegnum tíðina myndað hafnarbylgjur á sögulegum tíma, t.d. í Alaska 1958, auk þess sem búið er að kortleggja nokkra staði líklega til að mynda hafnarbylgjur, t.d. við strönd Alaska (Wieczorek o.fl 2007).

Paatuut, Vestur Grænlandi, 21. nóvember 2000

Stórt berghlaup eða bergflóð féll í sjó fram við Paatuut í Vaigat sundi sem er sundið sem aðskilur Disko-eyju og Nuussuaq á Vestur Grænlandi.

Seinnipart dags þann 21. nóvember 2000 þá urðu íbúar lítils fiskiþorps á vesturströnd Grænlands varir við skrítnar öldur sem komu upp að ströndinni og veltu og brutu báta í mél innan um ísjakana. Daginn eftir varð ljóst að stór skriða hefði fallið við Paatuut, sem er í 40 km fjarlægð frá þorpinu. Skriðan féll úr bröttum hlíðum fjalls, þar sem basaltberglög liggja ofan á veikari sandsteinslögum. Seinna þegar rýnt var í jarðskjálftagögn kom í ljós að skriðan stóð yfir í sirka 80 sekúndur og miðað við fjarlægðina sem hún ferðaðist niður að sjó þá var um að ræða bergflóð (meðalhraði skriðunnar var um 144 km/klst). Heildarmassinn var 90 milljónir rúmmetra en talið er að um 30 milljónir rúmmetra hafi farið í sjó fram og myndað flóðbylgjuna.

Flóðbylgjan hafði víðtæk áhrif á þau mannvirki sem voru næst upptökunum, en mikill hluti bygginga sem voru neðan við 30 m yfir sjó eyðilöggðust í yfirgefnu þorpi – Quillissat – sem er í 20 km fjarlægð frá upptökunum. Næst upptökunum náði flóðbylgjan 50 m hæð. Í 30 kílómetra fjarlægð var yfir 500 ára gamall grafreitur í 8-14 m hæð skemmdist nokkuð (sem bendir til að svona atburður hafi ekki orðið í allavega 500  ár. Við áðurnefnt fiskiþorp, sem heitir Saqqaq þá skall fyrsta bylgjan af mörgum sirka 11 mínútur eftir að skriðan féll, margar bylgjur fylgdu í kjölfarið næstu 2 og hálfan tíma, vegna endurkasts – en Saqqaq er ekki í beinni línu frá upptökunum. Þær bylgjur voru tæplega 2 m háar og skemmdu 10 báta, en engin mannvirki. Það skal tekið fram að við endurkast þá missa bylgjurnar hluta orkunnar, auk þess sem fjarlægðin er orðin meiri

Geta hafnarbylgjur frá Austur Grænlandi valdið tjóni á Íslandi?

Til að það geti gerst, þá þurfa margir samhangandi þættir að vera til staðar.

1. Í fyrsta lagi þá þurfa jöklar að hörfa – sem er að gerast.
2. Í öðru lagi þá þarf hlíð að verða óstöðug og hlaupa fram – líklegt að geti gerst, en fer eftir berglagastaflanum og öðrum þáttum.
3. Í þriðja lagi þá þarf massinn að vera mjög mikill sem að fellur fram – frekar ólíklegt.
4. Í fjórða lagi þá þarf massinn að falla í sjó fram.
5. Í fimmta lagi þá þarf hann að falla þar sem bylgjurnar hafa möguleika á að dreifast óhindrað frá landi – sem sagt ekki inn í þröngum fjörðum sem dempa bylgjuna.

Nú er stysta fjarlægð á milli Íslands og Grænlands tæpir 300 kílómetrar og miðað við þær þekktu hafnarbylgjur sem gerðust bæði á Vestur Grænlandi og Alaska, þá hafa þau yfirleitt mikil staðbundin áhrif. Líklega þarf gríðarlega stórt bergflóð að falla í sjó fram, svo að áhrif þess muni geta hér á landi, auk þess sem það þarf að verða fyrir opnu hafi.

Austurströnd Grænlands og Ísland.

Án ábyrgðar þá myndi ég áætla af ofangreindu að ekki séu miklar líkur á að hafnarbylgjur frá Austur Grænlandi geti valdið tjóni á Íslandi. Þær geta þó líklega valdið staðbundnu tjóni á Austur-Grænlandi – en þar er byggðin mjög dreifð. Það er þó margt sem spilar inn í sem veldur óvissu og líklega þarf að fara fram almennileg könnun á þessum möguleika til að hægt sé að svara þessu með einhverri vissu.

Heimildir

Um Storegga hafnarbylgjuna sem varð við neðansjávarskriðu fyrir sirka 8000 árum: Bondevik o.fl. 2005 – The Storegga Slide tsunami—comparing field observations with numerical simulations.

Um mögulegt hrun í eldfjallaeyjum og þá sérstaklega La Palma á Kanaríeyjum og Hawaii: George Pararas-Carayannis 2002 – Evaluation of the threat of mega tsunamis generation from postulated massive slope failures of island stratovolcanoes on La Palma, Canary Islands, and on the island of Hawaii.

Um hafnarbylgjuhættu af völdum skriðufalla í Jöklaflóa (Glacier Bay) Alaska. Gerald F. Wieczorek o.fl. – Hazard assessment of the Tidal Inlet landslide and potential subsequent tsunami, Glacier Bay National Park, Alaska

Um bergflóðið á Vestur Grænlandi sem myndaði hafnarbylgjuna 21. nóvember 2000. Dahl-Jensen o.fl 2004 – Landslide and Tsunami 21 November 2000 in Paatuut, West Greenland.

Um hafnarbylgjur af völdum berghlaupa og skriðna: Árni Hjartarson 2006 – Flóðbylgjur (tsunami) af völdum berghlaupa og skriðna – eru þær algengar á Íslandi.

Athugasemdir

ummæli