Upp­götvun ís­lenskra vísinda­manna gæti bætt við­brögð við náttúruvá

Þetta er niðurstaða úr nýrri rannsókn sem birtist í vísindatímaritinu Science, en uppgötvunin er sögð vera mikilvæg fyrir viðbrögð við náttúruvá.

„Um er að ræða venjulegan kapal sem er samskonar þeim sem flytur internetið inn á íslensk heimili,“ segir í tilkynningu frá Háskóla Íslands.

Þar kemur fram að með þessari ljósleiðaraaðferð sé hægt að skoða hreyfingarnar í hærri tímaupplausn og mæla minni hreyfingar en áður hafi verið hægt með aðferðum eins og GPS og svokölluðum gervihnattabylgjuvíxlmyndum, eða InSAR.

Þetta sé í fyrsta skipti sem lágtíðnimerki af þessum toga finnist á hefðbundnum ljósleiðara í tengslum við eldvirkni í heiminum. Merkin í ljóðsleiðaranum hafi nýst til að mæla aðlögun, sambærilegt því sem þekkist með GPS-tækni eða með myndum úr gervihnöttum.

„Ljósleiðarinn hefur meiri næmni en til dæmis GPS mælingarnar. Kvikuinnskot sem áður voru ekki greinileg í mæligögnum koma nú glögglega fram auk þess sem rauntímaupplausn gerir okkur kleift að fylgjast með myndun kvikuganga nánast jafnskjótt og hún á sér stað,“ er haft eftir Elíasi Rafni Heimissyni, sérfræðingi við Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands, en hann er einn af höfundum greinarinnar.

Hamfarirnar í Grindavík skoðaðar

Fram kemur að þegar horft sé til hamfaranna við Grindavík hafi þessi nýja aðferð gefið skýrari mynd af kvikugöngum undir Svartsengi og atburðarásinni eftir atburðinn í nóvember­ 2023 sem leiddi til sprunguhreyfinga í Grindavík. Niðurstaða rannsóknarinnar, að sögn Elíasar, er sú að sá viðburður hafi að hluta ákveðið spennusvið svæðisins og mótað síðari innskot.

Hann segir að á síðustu árum hafi ljósleiðarar, sem eru notaðir í svokallaðri DAS‑tækni, verið það heitasta í jarðskjálftafræði.

„Þetta er meðal annars vegna þess að það er hægt að breyta um hundrað kílómetrum af ljósleiðara í um tíu þúsund jarðskjálftamæla sem nema hvernig kapallinn þenst út eða dregst saman. Enn er þó margt sem menn reyna að skilja varðandi þessi gögn, hvernig á að túlka þau og nota í hefðbundnum aðferðum jarðskjálftafræðinnar, til dæmis við að staðsetja jarðskjálfta,“ segir Elías.

Hópur frá Caltech-háskólanum í Bandaríkjunum hafi ásamt Theódóri Gunnarssyni, starfsmanni Google á Íslandi, komið fyrir svokölluðu interrogator‑tæki til að breyta einum slíkum ljósleiðarakapli í skjálftamæli. Sá kapall liggur meðfram Suðurstrandarveginum í gegnum Grindavík.

„Það kom í ljós að kapallinn greindi ekki aðeins hefðbundin hátíðnimerki jarðskjálfta heldur líka lágtíðnimerki sem í fyrstu var ekki auðvelt að skilja eða vita hvort væru raunveruleg. Í samstarfi við Caltech bjuggum við til fyrsta líkanið sem sýndi að merkin mætti útskýra sem aflögun vegna myndunar kvikugangs, og þannig þróaðist verkefnið áfram. Núna er þetta merki notað hjá Veðurstofunni til að spá fyrir um gos, þar sem kapallinn sér kvikuganginn fyrr en önnur mælitæki og hjálpar til við að greina á milli einfaldrar skjálftahrinu og hrinu sem stafar af kvikugangi sem er að myndast og gæti náð yfirborðinu.“

Mikilvæg uppgötvun vegna viðbragða við náttúruvá

Í tilkynningu háskólans segir að ekki þurfi að fjölyrða um hversu miklvæg þessi uppgötvun sé varðandi hugsanleg viðbrögð við náttúruvá. Vala Hjörleifsdóttir dósent við verkfræðideild HR, hafi unnið að þróun hagnýtingar þessarra mælinga til eldgosaviðvarana.

Í greininni komi fram að lágtíðniniðurstöður úr ljósleiðaramælingunum hafi sýnt níu kvikuinnskot og sex þeirra hafi leitt af sér sprungugos.

Elías segir að aflögunarlíkönin sem hagnýti sér lágtíðnimerkin sýni í raun nákvæma myndun innskota þar sem rúmmálsaukning er hæst 15 til 22 mínútum fyrir byrjun hvers goss.

„Niðurstöðurnar sýna möguleikann á að nota ljósleiðara sem þétt net aflögunarmæla og þannig fá í nærri rauntíma myndir af aflögunarferlum undir yfirborði jarðar, í hærri upplausn en áður. Á eldvirkum svæðum getur lágtíðnimerki boðið upp á nýja innsýn í þróun kvikuferla, bætt spár fyrir um eldgos og um leið bætt áhættumat,“ segir Elías.