Vào tháng 11 10, 2023, Kristín Jónsdóttir, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu núi lửa của Văn phòng Khí tượng Iceland, đang có một ngày nghỉ hiếm hoi. “Đó là sinh nhật lần thứ 50 của tôi,” cô nói. Sau đó mọi thứ bắt đầu rung chuyển. Cô dành cả ngày dán mắt vào điện thoại, theo dõi các trận động đất xuất hiện trên bản đồ Bán đảo Reykjanes của Iceland.

Bán đảo trải qua các vụ phun trào khe nứt, nơi mặt đất tách ra và dung nham phun ra. Kể từ cuối tháng 10, sự chú ý đã tập trung vào vùng Svartsengi của bán đảo – nơi có spa Blue Lagoon nổi tiếng, một nhà máy điện địa nhiệt và thị trấn ven biển Grindavík. Ba vụ phun trào khe nứt gần đây nhất của bán đảo đã khiến lửa tràn ngập các thung lũng biệt lập. Tuy nhiên, bây giờ thị trấn đang bị đe dọa.

Cơn địa chấn vào ngày 10 tháng 3,600 tiết lộ rằng một dòng sông magma bị chôn vùi đã chảy về phía Grindavík và XNUMX cư dân của nó. Đáng lo ngại hơn, một con đê - một khối magma thẳng đứng giống như một bức màn lửa lỏng - đã phun lên từ dòng sông ngầm đó, chỉ dừng lại trên bề mặt.

Nhanh chóng, chính quyền sơ tán thị trấn. Và sau đó mọi người chờ đợi.

Vào ngày 18 tháng XNUMX, một khe nứt núi lửa đã chia cắt mặt đất ở phía đông bắc thị trấn và phủ lên vùng đất mùa đông bằng đá nóng chảy. Vụ phun trào dữ dội kéo dài vài ngày và ở bên ngoài Grindavík.

Sau đó, vào lúc 3 giờ sáng ngày 14 tháng 60, một số ít cư dân vừa trở về nhà đã bị đánh thức bởi klaxons và tin nhắn yêu cầu họ chạy trốn. Một vụ phun trào khác đã xâm chiếm thị trấn. Khi nó kết thúc khoảng XNUMX giờ sau đó, một số ngôi nhà đã bị nhấn chìm nhưng không có ai thiệt mạng.

Cư dân Grindavík có được cuộc sống của mình nhờ chính quyền địa phương chủ động, các nhà quản lý tình trạng khẩn cấp và nghiên cứu về bên trong Trái đất. Các nhà khoa học đã theo dõi chuyển động của magma bằng cách giải mã các sóng địa chấn và sự biến dạng trong lớp vỏ hành tinh. Bằng cách lập bản đồ hệ thống ống nước núi lửa của bán đảo, họ đang xây dựng sự hiểu biết tốt hơn về cách thức hoạt động của núi lửa nói chung, đồng thời nhằm mục đích cung cấp các dự báo địa phương chính xác hơn nữa trong tương lai.

Công việc đang diễn ra; cuộc khủng hoảng núi lửa này còn lâu mới kết thúc. Một bán đảo chưa từng chứng kiến ​​một vụ phun trào nào trong 800 năm giờ đã thức tỉnh và bằng chứng địa chất cho thấy các vụ phun trào có thể tiếp tục trong nhiều năm, nhiều thập kỷ hoặc thậm chí nhiều thế kỷ.

Jónsdóttir nói: “Chúng tôi chỉ thấy một phần dung nham phun lên. “Thiên nhiên thật nghiệt ngã.”

Sức mạnh của địa vật lý

Các vụ phun trào khe nứt — cũng xảy ra ở những nơi khác ở Iceland, cũng như ở Hawaii và (vài thiên niên kỷ trước) Idaho, New Mexico và California - rất khó dự đoán. Ngược lại với các vụ phun trào núi lửa cổ điển có địa hình đồi núi, thật khó để dự đoán chính xác nơi các vết nứt sẽ xuất hiện.

Núi lửa nứt nẻ ở Bán đảo Reykjanes đặc biệt đặc biệt. Các dòng dung nham cổ xưa, hiện đã đóng băng tại chỗ, tiết lộ rằng các vụ phun trào đã từng gây ảnh hưởng đến khu vực này trong nhiều năm, nhưng ở cả hai phía của các đợt phun trào này, hoạt động núi lửa đã vắng bóng trong nhiều thế kỷ. Thời kỳ phun trào cuối cùng kết thúc vào năm 1240, và đó là thứ ba của loại hình này trên bán đảo trong hơn 4,000 năm qua, mỗi cụm cách nhau khoảng tám thế kỷ. Nhưng tại sao chu kỳ khoảng 800 năm này lại tồn tại? “Thành thật mà nói, chúng tôi vẫn chưa biết,” nói Alberto Caracciolo, một nhà địa chất tại Đại học Iceland.

Việc có núi lửa xảy ra không có gì đáng ngạc nhiên. Bán đảo nằm trên một chùm áo choàng - một đài phun nước nhiệt nổi lên từ ranh giới lõi-lớp phủ của Trái đất. Và nó nằm trên sống núi giữa Đại Tây Dương, một đường nối dễ bị phun trào giữa các mảng Á-Âu và Bắc Mỹ. Sự không ngừng nghỉ về kiến ​​tạo của Reykjanes đã khiến khu vực này trở thành một trong những vùng núi lửa được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất trên thế giới.

Vì vậy, vào năm 2020, khi hàng chục nghìn trận động đất bắt đầu làm rung chuyển bán đảo và mặt đất bắt đầu sưng lên, các nhà khoa học nghi ngờ rằng vụ chấn động này có thể là khúc dạo đầu cho hoạt động núi lửa đã hình thành trong XNUMX thế kỷ. Họ chỉ phải tìm ra nơi. 

Săn magma

Khi magma phá vỡ đá sâu trong lớp vỏ Trái đất, nó tạo ra các trận động đất với những dấu hiệu rõ rệt. Những sóng địa chấn này và đặc tính của chúng cung cấp cho các nhà khoa học những manh mối trực tiếp nhất - và ít mơ hồ nhất - về sự hiện diện và sự di chuyển của magma. Trong cơn khủng hoảng núi lửa, “nếu bạn chỉ có thể có một thứ,” đã nói Sam Mitchell, một nhà nghiên cứu núi lửa tại Đại học Bristol, “có lẽ là như vậy.”

Magma khi di chuyển, nếu nó đủ nông, cũng sẽ làm biến dạng mặt đất một cách rõ rệt. Vệ tinh sử dụng radar để xác định những thay đổi về độ cao theo giờ, ngày hoặc tuần. Các trạm GPS trên mặt đất cũng cung cấp thông tin thời gian thực, độ phân giải cao về sự thay đổi độ cao.

Jónsdóttir nghi ngờ rằng âm thanh hỗn tạp của các trận động đất bắt đầu vào năm 2020 là do sự di chuyển của magma và sự chuyển động của các mảng kiến ​​​​tạo. Ở Iceland, các mảng Á-Âu và Bắc Mỹ không tách biệt hoàn toàn mà cọ sát vào nhau khi chúng dịch chuyển. Giữa các chu kỳ phun trào, rất nhiều áp lực kiến ​​tạo hình thành. Sau đó, khi magma xâm nhập vào các khe nứt dưới lòng đất dọc theo ranh giới này, nó sẽ gây ra sự giải phóng sức căng đó dưới dạng các trận động đất mạnh và thường xuyên.

Tuy nhiên, vào đầu năm 2021, cỗ máy magma này đã chuyển bánh răng. Cả sự thay đổi độ cao và chấn động địa chấn đều cho thấy magma đang tích tụ bên dưới Fagradalsfjall, một gò núi lửa nhỏ cạnh một thung lũng không có người ở. Trong nhiều tháng, các trận động đất kéo dài đã làm rung chuyển lớp vỏ sâu của bán đảo. Những loại động đất này “đã được nhìn thấy bên dưới những ngọn núi lửa khác trên toàn thế giới và vẫn chưa được hiểu đầy đủ,” ông nói. Tom Winder, một nhà địa chấn học núi lửa tại Đại học Iceland. Mặc dù bí ẩn, nhưng họ cho rằng có điều gì đó chậm rãi đang xảy ra - có lẽ là sự phân mảnh dần dần của đá nóng, hoặc các đốm magma ép qua một điểm thắt.

Sau đó, vào ngày 19 tháng 2021 năm 2022, bán đảo phun trào lần đầu tiên sau 2023 thế kỷ. Trong sáu tháng, vật chất nóng chảy chảy ra từ một vết nứt bên cạnh Fagradalsfjall. Tiếp theo là hai đợt phun trào ngắn hơn vào mùa hè năm XNUMX và XNUMX.

Bên cạnh những rung chuyển kéo dài như âm trầm đó, bản giao hưởng địa chấn tổng thể diễn ra trước ba đợt bùng phát Fagradalsfjall cho thấy magma đang đi theo một con đường bất thường lên bề mặt. Thay vì tập trung ở lớp vỏ nông, đá nóng chảy dường như lao thẳng lên bề mặt từ một độ sâu lớn – ranh giới giữa lớp vỏ và lớp phủ giống như chất bột bên dưới. Winder nói: “Điều đó chưa từng được nghe tới.

So với nhiều hệ thống núi lửa ở Iceland, Fagradalsfjall hoạt động một cách kỳ lạ, nhưng ít nhất nó không xảy ra với bất kỳ ai hay bất cứ điều gì.

Phải đến tháng 2023 năm XNUMX, sự tò mò của các nhà khoa học mới chuyển sang lo lắng khi hoạt động chuyển sang khu vực Svartsengi có nhiều cơ sở hạ tầng ở phía nam.

Trận Grindavík

Mặt đất ở vùng Svartsengi đã dâng lên, sau đó ngừng dâng lên nhiều lần kể từ năm 2020, cho thấy magma đang đến với những khoảng thời gian không đều, mặc dù không phun trào. Nhưng đến cuối năm 2023, tốc độ chuyển động tăng vọt. Magma đang tiến vào khu vực này nhanh hơn bao giờ hết. Vào giữa tháng XNUMX, một ngưỡng cửa - một khối magma nằm ngang - có kích thước khổng lồ nằm cách Svartsengi chỉ vài km. Jónsdóttir nói: “Mọi người đều đang cảnh giác và chúng tôi thực sự không biết điều gì sẽ xảy ra tiếp theo. Hiện chưa rõ vụ phun trào có thể xảy ra ở đâu và khi nào.

Những trận động đất làm rung chuyển khu vực vào tháng 11 đã giúp chỉ đường. Ban đầu, số lượng tuyệt đối của chúng đã làm quá tải khả năng giám sát địa chấn của Văn phòng Khí tượng Iceland, nhưng các nhân viên đã nhanh chóng tìm ra điệp khúc trong sự hỗn loạn và giải mã lời bài hát của nó: Các trận động đất làm vỡ đá có nghĩa là một số magma đã rời khỏi ngưỡng cửa và di chuyển sang một bên. Và các vệ tinh giám sát mặt đất đã xác nhận điều mà cơn địa chấn gợi ý: Mặt đất phía trên bệ cửa Svartsengi đã sụp đổ khi magma rút cạn.

Thật dễ dàng để nhận ra magma đó đã đi đâu. Mặt đất xung quanh Grindavík đang chìm xuống. Đối với một nhà nghiên cứu núi lửa đang nghiên cứu vùng đất, mô hình đó cho thấy không phải sự vắng mặt của magma mà là sự xâm nhập của nó. Dung nham rời khỏi ngưỡng cửa đã di chuyển sang một bên trước khi di chuyển lên ngay bên dưới Grindavík. Khi nó nổi lên, dòng magma thẳng đứng này đã đẩy các bức tường đá sang hai bên. Chính điều đó đã khiến vùng đất phía trên tua cuốn sụt xuống khoảng trống mới được tạo ra. Sau này, các nhà khoa học sẽ báo cáo rằng tại một thời điểm trong cơn bão động đất ngày 10 tháng 7,400, khoảng XNUMX mét khối magma đang dâng lên từ ngưỡng cửa vào các tua mỗi giây.

Dấu hiệu của sự xáo trộn dưới lòng đất này cũng được phát hiện bên trong các lỗ khoan của nhà máy điện địa nhiệt. Khí núi lửa, như sulfur dioxide, thoát khỏi magma ở độ sâu nông và có thể báo hiệu một vụ phun trào sắp xảy ra. Các nhà khoa học đã nhìn thấy lượng khí đó và sự thay đổi áp suất trong các lỗ khoan - một dấu hiệu khác cho thấy magma đang di chuyển về phía thị trấn.

Một tua magma khổng lồ, được gọi là đê, đã mọc lên bên dưới Grindavík, với đỉnh chỉ cách các đường phố của nó 800 mét.

Trong vòng vài giờ sau cơn bão động đất ngày 10 tháng 10, các nhà khoa học đã xác định được một đoạn đất dài XNUMX dặm nơi dường như rất có thể xảy ra phun trào. Nó cắt xuyên qua Grindavík từ một chuỗi các miệng núi lửa cũ ở phía đông bắc thị trấn về phía tây nam của nó. Đến nửa đêm, Cơ quan Bảo vệ Dân sự Iceland đã sơ tán khỏi thị trấn và các công nhân xây dựng vội vã xây những bức tường bảo vệ ở những khu vực có nhiều khả năng bị dung nham tràn ngập.

Trong vài tuần tiếp theo, các quan sát địa vật lý cho thấy magma vẫn đang chảy vào khu vực. Đến ngày 18/11, căn cứ vào mặt đất phình to, các nhà khoa học tính toán có khoảng 90 triệu mét khối magma tươi đã tích tụ ở ngưỡng cửa. Có vẻ như nó đã nhiều đến mức có thể chứa được. Ngày hôm đó, một dòng magma ồn ào khác rời khỏi bệ cửa và lấp đầy đê. Jónsdóttir cho biết, các trận động đất làm vỡ đá đã cảnh báo các nhà khoa học rằng magma cuối cùng đã xuất hiện trên bề mặt và XNUMX phút sau khi những trận động đất đó bắt đầu, “chúng tôi đã xảy ra vụ phun trào”. “Đó là một sự kiện thực sự nhanh chóng.” Trong vài ngày tiếp theo, vụ phun trào đã làm cạn kiệt con đê đủ để nó ổn định và lắng xuống.

Mô hình đó lặp lại trước vụ phun trào ngày 14 tháng 12: 3,000 triệu mét khối magma lấp đầy bệ cửa trước khi gây ra vụ phun trào bốn giờ sau đó. Lần này, vật chất địa ngục rỉ ra từ một vết nứt dài XNUMX feet nổi lên gần một trong những bức tường bảo vệ ở phía bắc thị trấn, nơi đã làm chệch hướng dung nham. Nhưng một vết nứt thứ hai, nhỏ hơn xuất hiện ngay rìa thị trấn, phía sau bức tường và phá hủy ba ngôi nhà.

Sau đó, bệ cửa lại bắt đầu phồng lên. Đến thời điểm này, các nhà khoa học đã tính toán rằng khả năng xảy ra vụ phun trào rất cao khi bệ núi chứa ít nhất 9 triệu mét khối vật chất nóng chảy. Đến đầu tháng 8, ngưỡng cửa đã vượt quá ngưỡng đó và vào ngày 3 tháng XNUMX, một vụ phun trào khác bắt đầu. Một vết nứt dài XNUMX km mở ra gần địa điểm xảy ra vụ phun trào tháng XNUMX, đẩy dung nham ra khỏi Grindavík nhưng hướng tới một đường ống cung cấp nước nóng cho phần lớn bán đảo.

Và vòng tròn tiếp tục.

Những phát hiện địa hóa

Các kỹ thuật địa vật lý mà các nhà khoa học đang sử dụng để nắm bắt nhịp đập của trái tim magma Svartsengi không chỉ theo dõi mối nguy hiểm trong thời gian thực. Họ cũng đang giúp xây dựng một bức tranh về các động mạch đưa tất cả magma đó lên bề mặt - điều này rất quan trọng để hiểu toàn bộ bán đảo và cách nó hoạt động trong các khung thời gian dài hơn.

Fagradalsfjall và Svartsengi - hai hệ thống núi lửa hiện đang hoạt động - chỉ cách nhau vài dặm. Bất chấp sự gần gũi của chúng, bằng chứng địa chất cho thấy rõ ràng rằng chúng là những hệ thống riêng biệt. Kiến trúc dưới lòng đất của họ rõ ràng là khác nhau. Tại Fagradalsfjall, magma phun thẳng từ lớp phủ lên bề mặt, trong khi ở Svartsengi, nó được lưu trữ tạm thời trong lớp vỏ nông.

Tuy nhiên, thật khó hiểu, hai hệ thống dường như lấy vật liệu từ cùng một nguồn trong lớp phủ Trái đất, cho thấy mối liên hệ sâu sắc.

Ed Marshall, một nhà địa hóa học tại Đại học Iceland, đã nghiên cứu dung nham mới được phun ra từ các vụ phun trào ở cả hai địa điểm để cố gắng xác định xem hai hệ thống núi lửa được kết nối với nhau như thế nào và tại sao chúng lại lần lượt phun trào. “Bạn muốn đỗ xe ở một nơi mà khí ga và dung nham sẽ không cuốn trôi bạn,” anh nói. Sau đó, “bạn bước vào, lấy mẫu và lấy ra.”

Nhìn chung, dung nham Iceland có các mẫu hóa học tương tự. Nhưng “Fagradalsfjall có chất hóa học tan chảy kỳ lạ nhất thế giới,” Marshall nói, đề cập đến hỗn hợp cụ thể của các nguyên tố và hợp chất tạo nên món súp magma của nó. “Thật ra nó không chỉ kỳ lạ. Nó thật độc đáo.” Độc nhất, ngoại trừ dung nham Svartsengi có dấu vân tay hóa học gần như giống hệt nhau, mặc dù Fagradalsfjall và Svartsengi dường như là những hệ thống núi lửa độc lập. “Điều đó hoàn toàn vô nghĩa,” Marshall nói. “Thiên nhiên đang gây rối với chúng ta vào thời điểm này.”

Nhưng “nếu mọi thứ được kết nối vật lý ở độ sâu,” ông nói, “thì đó là một giải pháp khá hay cho toàn bộ vấn đề.”

Phân tích địa chấn về hoạt động núi lửa của bán đảo đang được tiến hành. Các nhà khoa học hy vọng có thể dự đoán nơi nó sẽ xuất hiện tiếp theo trong những tháng và năm tới, giống như họ đã làm với những vụ phun trào gần đây. Như một sự khởi đầu, Halldór Geirsson, một nhà địa vật lý tại Đại học Iceland và các đồng nghiệp của ông đang sử dụng radar vệ tinh để lập bản đồ các đứt gãy và đứt gãy trên bán đảo trong thời kỳ bất ổn này, theo ý kiến ​​của họ. có thể bộc lộ những lỗi lầm tiềm ẩn, bao gồm cả những nơi có thể là nơi xảy ra các vụ phun trào khe nứt trong tương lai.

Không có gì đảm bảo rằng các vụ phun trào tiếp theo sẽ diễn ra theo mô hình giống như các vụ phun trào gần đây của Svartsengi - phần trung tâm của hệ thống không nhất thiết phải là một đặc điểm cố định. “Mỗi khi có một vụ phun trào, bạn lại thay đổi hệ thống ống nước. Nó không thiết lập lại về số 0,” Mitchell nói.

Khả năng sinh sống trong tương lai của Grindavík là một câu hỏi mở và vẫn còn phải xem liệu các thị trấn khác trên bán đảo có phải đối mặt với dòng dung nham hay không. Kỷ nguyên siêu núi lửa mới của Bán đảo Reykjanes vừa mới bắt đầu và nó có thể kéo dài nhiều năm, nhiều thập kỷ, thậm chí có thể là nhiều thế kỷ.

“Thật không may, không có tin tốt nào ở phía trước,” Jónsdóttir nói.