Nesjavellir og nágrenni

Í nágrenni Nesjavalla voru valdir allir skjálftar stærri en 0.0 á Richterkvarða sem urðu á tímabilinu 1. janúar 1998 til 31. janúar 1999. Svæðið afmarkast af lengdarbaugunum -21.3$^{\circ }$A og -21.2$^{\circ }$A og breiddarbaugunum 64.085$^{\circ }$N og 64.15$^{\circ }$N. Gróflega má þó segja að skjálftarnir sem valdir voru séu á svæðinu frá Skeggja í suðvestri og að Lómatjörn í norðaustri, þar eð mjög lítið er um skjálfta norðan Nesjavalla. Alls uppfylltu 428 jarðskjálftar þessi skilyrði (mynd 3a). Í sjálfvirka staðsetningarferlinu var einum skjálftanna hafnað, þannig að lokagagnasafnið inniheldur 427 skjálfta.

Eftir endurstaðsetningu skjálfta á Nesjavallasvæðinu koma fram nokkuð greinilegar þrjár megin þyrpingar skjálfta og tvær minni (mynd 3b).

  

Figure: Staðsetning jarðskjálfta nærri Nesjavöllum 1.1.1998-31.1.1999 ákvörðuð með hefðbundum aðferðum (a) og eftir upptakagreiningu (b). Skjálftar eru merktir með fylltum rauðum hringjum, svartir hringir eru borholur Hitaveitu Reykjavíkur á Nesjavöllum. Grænar línur eru misgengi á yfirborði Saemundsson:1995 en bestu plön gegnum skjálftaþyrpingar eru merkt með svörtum strikum, þverstrikin sýna halla plananna. Eftir upptakagreiningu verða greinilegar þrjár meginþyrpingar skjálfta, undir Kýrdalsbrúnum, Nesjavöllum og Stangarhálsi, auk minni þyrpinga undir Hengli norðanverðum og nærri Hvanngili. Besta plan gegnum hverja þyrpinganna fimm hefur strik nærri N25$^{\circ }$A, sem er svipað striki misgengja og gossprungna á yfirborði.

[bb=28 54 578 369,width=]/heim/sr/project/hengill/gmt/nes01.ps

Þyrpingarnar hafa allar NNA læga stefnu, svipað og stefna helstu yfirborðsmyndana á svæðinu.

Vestasta þyrpingin liggur undir Kýrdalsbrúnum á 4.2-4.9 km dýpi og dreifist á flöt sem er um 600 m að þvermáli. Flestir skjálftanna í þessari þyrpingu urðu í aprílmánuði 1998, en einnig eru teknir með skjálftar allt frá janúar til júní 1998. Besta plan gegnum 15 valda skjálfta í Kýrdalsbrúnaþyrpingunni hefur strik N23$^{\circ }$A og halla 87$^{\circ }$ til austurs. Áætluð óvissa í innbyrðis staðsetningum skjálftanna er oftast 2-30 m, en óvissa í algildum staðsetningum 200-500 m. Meðalfjarlægð skjálftanna frá besta plani er um 12 m eða innan óvissumarka. Sé áætluð lega og stefna misgengisins framlengd til yfirborðs sker það yfirborðið um 250 m vestan við merkta legu misgengisins á mynd 3b. Brotlausnir skjálftanna styðja þá túlkun að skjálftarnir hafi flestir orðið á sama misgenginu. Miðgildi minnsta fráviks brotlausna einstakra skjálfta frá besta plani gegnum þyrpinguna er um 10$^{\circ }$. Færslustefnan í skjálftunum er nærri 15$^{\circ }$, þ.e. vinstri handar sniðgengi með örlitlum samgengisþætti. Þetta er nokkuð óvenjulegt þar eð ríkjandi spennusvið á svæðinu er þannig að fremur er von á hægra en vinstra sniðgengi Sigmundsson/etal:1997,RognvaldssonHen2/etal:1998. Líklegustu skýringuna teljum við vera staðbundnar og tímabundnar breytingar á spennusviði á upptakasvæði skjálftanna, enda hefur mikið gengið á á Hengilssvæðinu undanfarin ár. Bent hefur verið á að viðlíka breytingar virðast hafa orðið í skjálftabelti Suðurlands Bergerat/etal:1998. Eins benda ríkjandi stefnur í landslagi á Hengilssvæði til að miklar breytingar hafi orðið í spennusviðinu á lengri tíma AgustssonSte:1998.

Miðþyrpingin á mynd 3b liggur eftir Nesjavöllum miðjum og hefur svipað strik og vellirnir. Langflestir skjálftanna á Nesjavöllum urðu í þremur smáhrinum dagana 17. apríl 1998 (9 skjálftar), 6.-16. júní 1998 (9 skjálftar) og 9.-17. janúar 1999 (10 skjálftar). Strik og halli besta plans gegnum þyrpinguna er N24$^{\circ }$A og 82$^{\circ }$ til austurs. Brotlausnir skjálftanna styðja þessa túlkun en miðgildi minnstu frávika brotplana einstakra skjálfta í þyrpingunni frá stefnu besta plans er um 11$^{\circ }$. Færslustefna á planinu er oftast nærri -170$^{\circ }$, þ.e. hægra sniðgengi með smávægilegum siggengisþætti. Skjálftarnir 36 sem notaðir eru til að ákvarða planið urðu á 4.3-5.1 km dýpi en einnig eru nokkrir grynnri skjálftar í þyrpingunni. Óvissa í algildu staðsetningunum er 200-500 m. Áætluð óvissa í innbyrðis staðsetningum skjálftanna er yfirleitt 5-15 m. Meðalfjarlægð skjálftanna frá besta plani er talsvert meiri eða um 36 m. Mögulegar ástæður fyrir þessu eru:

$\bullet$

Skjálftarnir eru á fleiri en einni sprungu. Hugsanlega er um að ræða tvær sprungur með nokkurra tuga metra bili en svipað strik og halla.

$\bullet$

Skjálftarnir eru nokkuð jafndreifðir um svæði sem er nærri 1.5 km langt. Þetta er töluvert meiri dreifing en í öðrum þyrpingum sem athugaðar voru. Enda þótt skjálftarnir hafi allir orðið á sama misgengi er ekki ósennilegt að strik misgengisins breytist lítillega á svo löngum kafla. Viðlíka breytingar má víða sjá í striki yfirborðssprungna á svæðinu Saemundsson:1995.

$\bullet$

Breytingar í bylgjuhraða með tíma, t.d. vegna breytts spennuástands.

Ef misgengið er framlengt til yfirborðs og gert ráð fyrir að halli breytist ekki með dýpi, sker það yfirborð á Kýrdalsbrúnum, nærri Kýrdalsbrúnamisgenginu á mynd 3b. Borholurnar næst vestan við Nesjavallamisgengið, NV-11 og NV-16, eru um 300 m vestan þess og 2200 m djúpar. Þær ná því ekki að skera misgengið. Miðað við þessa staðsetningu misgengisins þarf halli þess að vera á bilinu 84$^{\circ }$-87$^{\circ }$ til að holurnar skeri það. Þetta er vel innan eðlilegrar óvissu í hallaákvörðuninni. Hugsanlegt er einnig að aðrar holur sunnar á svæðinu séu boraðar í gegnum Nesjavallamisgengið, því að öllum líkindum nær það lengra suður en skjálftarnir á mynd 3b gefa til kynna.

Þriðja megin þyrpingin og sú austasta liggur samsíða Stangarhálsi á 2.5-3.1 km dýpi og dreifast skjálftarnir um 1.0 km í lárétta stefnu. Skjálftarnir urðu allir dagana 4.-6. apríl 1998. Áætluð óvissa í staðsetningum skjálftanna er 50-500 m en óvissa í innbyrðis afstöðu þeirra er oftast 2-10 m. Nyrsti hluti þyrpingarinnar er nokkuð þéttur og fellur vel að einu plani, meðalfjarlægð 43 skjálfta frá besta plani er um 13 m. Strik þess er N204$^{\circ }$A og halli 67$^{\circ }$ til vesturs. Brotlausnir skjálftanna sýna blöndu af siggengi og sniðgengisfærslu á fleti með strik og halla svipuð stefnu þess plans sem best fellur að innbyrðis staðsetningum skjálftanna. Miðgildi frávika bestu brotflata einstakra skjálfta frá áætlaðri stefnu misgengisins er um 12$^{\circ }$. Áætlaður misgengisflötur nær yfirborði skammt austan Lómatjarnar (mynd 3b). Á þeim slóðum sést á yfirborði um 1.5 km löng siggengissprunga með strik nærri 25$^{\circ }$A og halla til vesturs Saemundsson:1995. Það er þó vafasamt að rétt sé að gera ráð fyrir að halli siggengissprungunnar sé óháður dýpi. Niðurstöður endurkastsmælinga benda til að siggengi séu oft nærri lóðrétt næst yfirborði en að hallinn minnki með dýpi [sjá t.d.][mynd 8]Flovenz/Gunnarsson:1991.

Skjálftarnir undir Stangarhálsi hafa áður verið staðsettir með nákvæmum fjölskjálftaaðferðum (sjá www.vedur.is/ja/1998/apr/04/planeI002.01.html). Þá var eingöngu unnið með skjálfta sem urðu undir Stangarhálsi dagana 4.-6. apríl 1998. Alls voru 34 skjálftar notaðir til að ákvarða sameiginlegt brotaplan fyrir þyrpinguna. Reyndist strik þess vera N202$^{\circ }$A og hallinn 64$^{\circ }$ til vesturs. Meðalfjarlægð skjálftanna frá planinu var um 14 m. Þetta eru nánast sömu niðurstöður og fengust nú þegar Stangarhálsþyrpingin er staðsett með yfir 300 öðrum atburðum. Innbyrðisstaðsetningar skjálftanna í hrinunni virðast því vel ákvarðaðar hvoru afbrigðinu sem beitt er við staðsetninguna. Hins vegar breytist staðarákvörðun hrinunnar sjálfrar nokkuð við að tengja hana öðrum skjálftum. Lokastaðsetning hrinunnar núna er um 600 m sunnar en áður og dýpið breytist frá 0.7-1.1 km í 2.5-3.1 km. Ónákvæmni í hraðalíkani hefur einkum áhrif á reiknaða staðsetningu hrinunnar en breytir litlu um útreikninga á innbyrðis afstöðu skjálftanna í hrinunni. Munur í komutíma bylgna frá einstökum skjálftum í þyrpingunni er einkum háður legu skjálftanna innbyrðis, en síður algildri staðsetningu þeirra. Tímamunurinn nýtist því vel við ákvörðun innbyrðis staðsetninga en ef aðeins er unnið með skjálfta af litlu svæði gefur hann litlar upplýsingar um algilda staðsetningu hrinunnar. Ef jafnframt eru notaðir skjálftar af stærra svæði hefur algild staðsetning skjálftanna meiri áhrif á tímamuninn og hann skorðar því staðsetningarnar betur.

Fjórða skjálftahneppið á mynd 3b átti upptök sín á 4.8-5.4 km dýpi undir Hvanngili á tímabilinu júní til október 1998, flestir þó þann 13. október. Notaðir voru 13 skjálftar til að ákvarða stefnu sameiginlegs misgengisflatar. Strik hans er N201$^{\circ }$A og hallinn 85$^{\circ }$ til vesturs. Óvissa í staðsetningum skjálftanna er 150-500 m en óvissa í innbyrðis legu þeirra er oftast á bilinu 3-20 m. Meðalfjarlægð skjálftanna frá planinu er um 17 m. Brotlausnirnar sýna hægra sniðgengi á nær lóðréttum flötum. Miðgildi frávika einstakra brotflata frá stefnu besta plans er um 4$^{\circ }$.

Fimmta þyrping skjálfta á mynd 3b er á 5.7-6.1 km dýpi undir norðurhlíðum Hengils. Skjálftarnir urðu í janúar, júní og ágúst 1998. Af 20 skjálftum í hneppinu voru 16 notaðir til að ákvarða stefnu hugsanlegs misgengisflatar. Strik besta plans gegnum þyrpinguna er N211$^{\circ }$A og halli 57$^{\circ }$ til vesturs. Þar eð skjálftarnir 16 urðu á mjög þröngu dýptarbili nýtast þeir illa við ákvörðun á halla flatarins. Fletir með strik nærri N210$^{\circ }$A og halla á bilinu 40$^{\circ }$-80$^{\circ }$ til vesturs falla allir ámóta vel að innbyrðis staðsetningum skjálftanna. Óvissa í staðsetningum er 150-550 m, en 2-25 m í innbyrðis afstöðu þeirra. Meðalfjarlægð þeirra frá planinu er um 33 m sem er ívið meira en dæmigerð óvissa í innbyrðis afstöðunni. Miðgildi minnstu frávika brotflata frá áætlaðri stefnu misgengisins er 22$^{\circ }$. Því er ekki hægt að skera úr um hvort skjálftarnir urðu allir á sama misgenginu.

Auk þyrpinganna fimm er allnokkur dreif skjálfta suðaustur af Stangarhálsi og virðist sem vestari mörk hennar falli saman við misgengið austan í hálsinum og hugsanlegt framhald þess til suðurs. Þannig er mun minni virkni vestan Stangarháls en austan hans.