Unikt feltforsøk ga islendingene bedre kontroll på lavastrømmen
Den hadde sovet i 800 år, men i mars 2021 våknet vulkanen i Fagradalsfjall på Island. Mens utbruddet pågikk, ble det gjort storskala feltforsøk med å bygge jordvoller for å bremse den glødende lavastrømmen.
Kortversjonen
Under vulkanutbruddet i Fagradalsfjall i 2021 gjorde myndigheter forskere og entreprenører et unikt feltforsøk. De bygget jordvoller, demninger og barrierer for å forsinke og lede lavastrømmen.
Dette var første gang slike tiltak ble testet i så stor skala på Island. De klarte å forsinke lavastrømmen med opptil 16 dager, og lyktes også i å lede lavastrømmen i mer ønsket retning.
Kunnskapen fra 2021-feltforsøket ble brukt til å beskytte byen Grindavik og kritisk infrastruktur under nye utbrudd i 2023–2024. Uten barrierene ville flere hus trolig blitt begravet av lava.
Feltforsøket viste at det til en viss grad er mulig å kontrollere og avlede lavastrømmer, selv om det vulkanske landskapet er uforutsigbart og det er mange usikre faktorer som påvirker hvor og hvor raskt lavaen strømmer.
Arbeidet har resultert i en veileder for bygging av barrierer. Erfaringene kan også bidra til bedre beredskap og tryggere samfunn på Island og andre steder med vulkansk aktivitet. Likevel må utsatte områder alltid evakueres, da full sikkerhet ikke kan garanteres.
AI hjalp oss med oppsummeringen. Så ble den kvalitetssikret av skribenten.
Å bygge jordvoller for å bremse lavaen som strømmet opp av krater og sprekker i jordskorpa, var til tider en tøff kamp mot klokka. Ikke minst jobbet førerne av gravemaskiner og bulldosere på spreng. De skyflet opp løsmasser og anla demninger og barrierer mens lavaen fra utbruddet kom stadig nærmere.
Forsinket strømmen i 16 dager
Farten på lavastrømmer bestemmes av hvor seig lavaen er, og hvor bratt det er i terrenget. Når et vulkanutbrudd truer sivilsamfunn og infrastruktur handler det om å vinne mest mulig tid ved å forsinke og eventuelt spre lavastrømmene.
Gravemaskiner og bulldosere hadde en stri tørn med å bremse lavaen. Foto: Ólafur Þór Rafnsson
I følge NTNU-professor Fjola Gudrun Sigtryggsdottir viser feltforsøket i Fagradalsfjall i 2021, at demningene forsinket lavastrømmen med opptil 16 dager. I tillegg lyktes de med å bygge effektive barrierer som ledet den glødende massen i en mer ønsket retning.
Erfaringene skulle komme til nytte da den vesle byen Grindavik havnet i faresonen for et nytt vulkanutbrudd, bare 2-3 år senere.
Stor risiko – kan kontrolleres
– Den store lærdommen fra feltforsøket var at det – til en viss grad – er mulig å kontrollere lavastrøm. Og, det er uansett verdt å prøve når det handler om å beskytte sivilsamfunn og kritisk infrastruktur, sier Sigtryggsdottir, som fulgte feltforsøket tett.
Hun er forsker ved Institutt for bygg og miljøteknikk på NTNU, og ekspert på sikkerhet i fyllingsdammer, infrastruktur og geofarer.
Over 40 000 jordskjelv
– Prosjektet viste også hvordan det er å jobbe i nærkontakt med en aktiv vulkan og strømmende lava. Vi fikk bekreftet at det er mulig å jobbe under slike krevende forhold og at risikoen kan gjøres så liten som mulig om man gjør visse sikringstiltak, sier hun.
I tida før utbruddet registrerte islandske myndigheter mer enn 40 000 jordskjelv.
Da Fagradalsfjall-vulkanen våknet til liv, hadde Sigtryggsdottir forskningstermin på Island, og var allerede involvert i lavakontroll-prosjektet.
Sivilforsvaret hadde allerede en arbeidsgruppe i sving. De skulle kartlegge områder utsatt for lavastrømmer og foreslå tiltak for å beskytte kritisk infrastruktur.
Sigtryggsdottir deltok i gruppen sammen med ingeniører fra konsulentselskapene Verkis og Efla, samt forskere fra Universitetet i Island og det Meteorologiske instituttet.
Ble turistmål under pandemien
– Utbruddet hadde ikke startet da arbeidsgruppen ble nedsatt. På det tidspunktet var det ikke en gang sikkert at det ville komme et utbrudd, forteller NTNU-professoren.
Vulkanutbruddet forvandlet området rundt Fagradalsfjall til en turistattraksjon. Her er Fjóla Guðrún Sigtryggsdóttir med datteren Þorbjörg Gróa Eggertsdóttir. Foto: Eggert V. Valmundsson
Men utbruddet kom. En sprekk åpnet seg i dalen Geldingardalir om kvelden den 19. mars i 2021. Pandemien pågikk fortsatt. Lavaen strømmet gjennom landskapet og folk strømmet til, for å se de vulkanske kreftene i fri utfoldelse.
Truet viktig riksveg
Fagradalsfjall ligger på Reykjanes-halvøya, 8-10 kilometer unna nærmeste bebyggelse i Grindavik. I starten var hverken sivilsamfunn eller infrastruktur truet. Men etter noen uker hadde de rødglødende massene beveget seg gjennom enda en dal, og truet en viktig riksveg.
Da bestemte sivilforsvaret at det skulle bygges barrierer for å forsinke eller lede lavastrømmen vekk fra veien.
– I det øyeblikket ble arbeidet vårt effektivt omgjort til et feltforsøk i storskala, forklarer Sigtryggsdottir.
20. mai 2021. Fjóla Guðrún Sigtryggsdóttir undersøker lavafeltet oppstrøms for demningene. Fagradalsfjall-vulkanen i bakgrunnen Foto: Hörn Hrafnsdóttir
Testet forskjellige barrierer
Fagradalsfjall-vulkanen holdt det gående i et halvår før den falt til ro i september 2021. Det ga forskerne tid og mulighet til å teste ut ulike byggemetoder og barrieretyper i et område som ikke var så direkte utsatt for skader på infrastruktur, som for eksempel Grindavík og Den Blå Lagune.
Dette var første gang på 800 år med utbrudd i dette området. Av og til begynte lavaen å strømme uventet ut på nye steder. Når det skjedde, fikk de testet styrkeforskjellen på mer massive hovedbarrierer og på hastetiltak der bulldoserne skyflet opp voller av jord, sand og stein mens den glødende massen kom stadig nærmere.
Les også: Denne teknologien kan femdoble effekten fra jordvarme
Bygde åtte meter høy demning
Å beskytte sivilsamfunn og infrastruktur mot vulkanutbrudd, handler om å vinne mest mulig tid ved å forsinke og eventuelt spre lavastrømmene. I alt ble det bygget tre demninger av jord og stein under feltforsøket. Den høyeste var på åtte meter. I tillegg ble det laget to 300 og 35 meter lange barrierer, for å lede lavaen i mer ønsket retning.
Forskerne har oppsummert erfaringer og lærdom i artikkelen «Experience in diverting and containing lava flow by barriers constructed from in situ material during the 2021 Geldingardalir volcanic Eruption». Den ble nylig publisert i Bulletin of Volcanalogy.
Da vulkanen i Fagradalsfjall våknet til liv våren 2021, var det nesten gått 800 år siden siste utbrudd på Reykjanes-halvøya. Video: Fjola Gudrun Sigtryggsdottir
Laget veileder til myndighetene
Nå har Sigtryggsdottir også laget en barriere-veileder for myndighetene. Den bygger på forskningslitteratur om lavakontroll og hennes eget spesialfelt som er sikkerhet i fyllingsdammer. Dokumentet viser hvordan forskjellige barrierer kan bygges med lokalt tilgjengelige fyllmasser og hvordan de bør plasseres for å motstå og kontrollere lavastrømmer.
Brukt til å beskytte Grindavik
Erfaringene fra feltforsøket ble nyttige da myndighetene senere bygde et lava-forsvar for å beskytte Grindavik og en geotermisk kraftstasjon utenfor byen. Arbeidet startet før det første utbruddet i desember 2023, men fortsatte mens det pågikk utover vinteren 2024.
Selv var Sigtryggsdottir kun involvert i fasen før og under det første utbruddet i 2021.
– Men mine kolleger har alle vært aktivt involvert i barrierene mot det senere utbruddet i Grindavik og kunne ta med seg erfaringen fra studien vår i dette arbeidet, sier hun.
Hus ville blitt begravet
–Ville det gått annerledes i Grindavik i 2023-2024, om myndighetene ikke hadde fulgt deres anbefalinger?
–Om man ikke hadde bygget barrierene, ville flere hus der vært under lava nå.
Sigtryggsdottir sier at hvert enkelt vulkanutbrudd vil gi ny lærdom og nye erfaringer. Med det som utgangspunkt kan det sies at man er bedre forberedt neste gang noe skjer, understreker hun.
Kartutsnittet viser det nye lavafeltet som oppstod under Geldingadalir-utbruddet på Reykjanes-halvøya i 2021 (skjermdump).
Sprekk på feil side av vollen
Våren 2025, mens denne artikkelen skrives, er det igjen stor vulkansk aktivitet under Grindavik. Byen ble på ny evakuert 31.mars. Fjola Gudrun Sigtryggsdottir oppholder seg på Island mens Gemini snakker med henne. Hun forteller om svært stor jordskjelvaktivitet med rumling fra bakken, bevegelser og nye sprekker der lava kan begynne å strømme ut.
–Det var også bekymringsfullt da en vulkansprekk nylig åpnet seg gjennom og nedstrøms for barrieren utenfor Grindavik. Heldigvis ble det et kortvarig utbrudd denne gangen, uten ødeleggelser med lava, sier hun.
Mange usikre faktorer
Det vulkanske landskapet er lunefullt. Det er så mye man ikke kan kontrollere.
– Mye er uforutsigbart. Som hvor lang tid man har på seg for å varsle utbruddet, nøyaktig hvor vulkansprekken åpner seg, hvor stor den er, hvor mye lava som kommer, og hvor fort den strømmer ut. Utfordringen er alltid å ha nok tid til å evakuere utsatte områder, sier den islandske forskeren.
Lavatyper oppfører seg ulikt
Og som om dette ikke er nok: Det finnes to hovedtyper lava. De oppfører seg forskjellig, og man vet ikke hvilken type som dukker opp hvor.
Rep-lava flyter lett og spres gjerne ut i tynnere lag. Den kan legge seg lagvis bak en jordvoll, helt til det er fare for overtopping. Det trengs ikke like sterke barrierer til å avlede eller holde tilbake rep-lava, som den mer grove og klumpete blokk-lavaen.
Her er løsmasser skjøvet opp mot blokklava og danner en midlertidig jordvoll for å beskytte anleggsarbeidet. Lavaen tykner under den avkjølte skorpen og steg 2-4 meter over toppen av vollen i løpet av 8 dager. NTNUs Fjóla Guðrún Sigtryggsdóttir (foran), NTNU, og Emilía Sól Guðgeirsdóttir, Verkís. Foto: Foto: Hörn Hrafnsdóttir
Bulldoser-effekt
Blokk-lava beveger seg saktere, og bygger seg opp under den størknende skorpen. Sigtryggsdottir sammenligner det med en krembolle. Den varme, seige lavaen er som kremen som fyller bollen – helt til topplokket med størknet sjokolade – eller lava – løfter seg.
Når blokk-lava støter mot en barriere som en jordvoll, hever den seg og kan bli stående flere meter over toppen av vollen. Da øker belastningen, og blokk-lavaen kan etter hvert skyve jordvollen unna som en bulldoser.
– Derfor må barrierer mot blokk-lava bygges mer massive og ekstra sterke, forklarer hun.
Må tro sikring er mulig
Men hvor godt det egentlig er mulig å sikre sivilsamfunn og infrastruktur på Island mot utbrudd som vi har sett de siste årene?
Sigtryggsdottir svarer slik:
– Selv om mye er usikkert rundt utviklingen av selve utbruddet, er det mulig å forsinke og avlede lavastrømmer. Det fins altså flere utfordringer, men sivilsamfunn og infrastruktur kan beskyttes. Og når vi har muligheten til å gjøre det, må vi gripe den og tro på den.
Grindavík, Island, juli 2024. Barrierene beskytter hus og infrastruktur hvis de er høye nok, og så lenge vulkansprekkene holder seg bak barrierene.Foto: Brinja Schmidt/Shutterstock/NTB
Simulerer terreng i endring
Registrering av jordskjelv og måling av bevegelser i jordskorpen er viktig på Island. Det er også datasimuleringer som viser hvordan lavastrømmer beveger seg og utbredelsen av dem.
Fra det første utbruddet i 2021 har Hörn Hrafnsdottir, en av medforfatterne på den nye studien, gjort simuleringer av lavastrømmer og utbredelsen av dem. Slike simuleringer må ta mange hensyn.
Forskerne må legge inn en lavakilde som strømmer med en viss mengde per time. Videre må seigheten vurderes, da den påvirker hvor langt og hvor raskt lavaen vil bevege seg. Simuleringen må også ta med informasjon om topografienTopografien til et landområde inneholder beskrivelse om terrengforhold, men også mange andre naturlige og menneskeskapte forhold som er synlige i landskapet. Kilde: SNL.
Det siste er utfordrende, fordi lava som strømmer og stivner danner et nytt landskap og en ny topografi som stadig må oppdateres.
Tryggere vulkanske samfunn
På spørsmål om feltarbeidet fra 2021 bidrar til å gjøre Island og andre vulkanske samfunn tryggere, svarer Sigtryggsdottir:
– Arbeidet vårt fra 2021 viste at det var mulig å forsinke og lede lavastrøm i Reykjanesområdet. Barrierene som mine kolleger bygget i etterkant, har gjort dette enda klarere. Vi kan allikevel ikke vurdere et beskyttet område som fullstendig sikkert. Utsatte områder må uansett evakueres. Barrierene beskytter hus og infrastruktur hvis de er høye nok, og så lenge vulkansprekkene holder seg bak barrierene.
– Når det er sagt, kan vi si at arbeidet vårt bidrar til tryggere vulkanske samfunn.
Referanse:
Fjóla G. Sigtryggsdóttir, Hörn Hrafnsdóttir, Jón Haukur Steingrímsson, Ari Guðmundsson: Experience in diverting and containing lava flow by barriers constructed from in situ material during the 2021 Geldingardalir volcanic Eruption
Bulletin of Volcanology (2025) 87:28
https://doi.org/10.1007/s00445-025-01806-3
