Áhrif jarðskjálfta á Íslandi fyrr á öldum

Málþing Félags um átjándu aldar fræði 15. janúar 2022

Efnisútdrættir úr fyrirlestrum

Tjónasvæði jarðskjálfta á Suðurlandi 1784 og 1896

Sveinbjörn Björnsson, jarðeðlisfræðingur

Undir Suðurlandi er brotabelti sem tengir eystra gosbeltið frá Heklu við vestara gosbeltið í Hengli og liggur þaðan eftir Reykjanesskaga vestur að Reykjanesi þar sem Reykjaneshryggurinn kemur á land. Á löngum tíma færist berg norðan brotabeltisins til vesturs en berg sunnan þess til austurs. Þessi hreyfing er þó ekki samfelld heldur gerist hún í hrinum og þá með landskjálftum. Ein slík hrina varð eftir gosið í Lakagígum 1783, með stórum skjálftum á Suðurlandi 1784 og kvikuhlaupi með hrinu af smærri skjálftum í vestara gosbeltinu frá Hengli suður í Selvog 1789. Önnur skjálftahrina byrjaði með stórum skjálftum á Suðurlandi 1896, skjálfta við Selsund nærri Heklu 1912, skjálfta í Brennisteins-fjöllum 1929 og umbrotum á Reykjanesskaga allt frá 1900 til 1940. Enn ein hrina hófst með skjálftum 2000 og 2008 á Suðurlandi og umbrotum og eldgosi á Reykjanesskaga 2020–2021 sem enn sér ekki fyrir endann á.

Biskupar í Skálholti, Finnur Jónsson og Hannes Finnsson, fengu presta til að gefa nákvæmar skýrslur um tjón á bæjum í hverju prestakalli 1784 og prestar söfnuðu einnig gögnum um tjón í skjálftunum 1896. Þorvaldur Thoroddsen gerði ítarlega grein fyrir þessum gögnum í riti sínu Landskjálftar á Íslandi (1899). Af þeim má ráða hvar skjálftarnir voru harðastir og hvernig fólki og húsum reiddi af. Manntjón varð töluvert í landskjálftum á 11.–13. öld (10–20 manns) en fólk lærði af reynslu, lá við tjöld eftir fyrstu hrinu og hugsanlega breyttu menn rúmstæðum húsa svo að þau væru örugg þótt húsin gjörféllu þar sem skjálftarnir voru harðastir.

Þótt hreyfing bergsins undir niðri sé í A-V stefnu eru bergsprungur á yfirborði flóknari. Mest áberandi eru sprungusvæði með N-S stefnu en innan þeirra eru skástígar sprungur með aðrar stefnur. Hrunsvæði í skjálftum 1896 benda sterklega til sprungna með austlæga stefnu. Torfbæir með hlöðnum veggjum úr torfi og grjóti höfðu lítinn styrk til að standast stærri jarðskjálfta en það hefur einnig orðið reyndin um hús hlaðin úr vikursteinum og jafnvel járnbent steypt hús.

Jarðskjálftar í Ölfusi fyrir 1800 — Almennt um áhrif jarðskjálfta á byggð og búskap

Páll Halldórsson, jarðskjálftafræðingur og sagnfræðingur

Þegar fjallað er um sögulega jarðskjálfta byggist sú umfjöllun á heimildum sem greina frá áhrifum þeirra, aðallega skemmdum á húsum. Þegar hér er talað um Ölfusskjálfta er átt við skjálfta sem ollu tjóni í Ölfusi, þó upptökin kunni að hafa verið utan við sveitina.

Fram til 1800 eru til öruggar heimildir um að a.m.k. 11 skjálfta, sem valdið hafa tjóni í Ölfusi.

Ár		Jarðskjálftar í Ölfusi
1370		12 bæir féllu í Ölfusi og þar með Hjalli
1391		Tjón í Ölfusi upptök sennilega austar
1546		Tjón í Ölfusi. Hjalli og allt Hjallahverfi hröpuðu
1598		Tjón í Ölfusi. Ein heimild segir að Hjalli hafi hrunið í grunn
1632		Tjón í Ölfusi
1671		Tjón í Ölfusi
1706		Tjón í Ölfusi
1734		Tjón í Ölfusi, upptök sennilega austar
1749/1752		Tjón í Ölfusi, mest á Hjalla
1766		Tjón í Ölfusi
1789		Tjón í Ölfusi, upptök á Hellisheiði eða Hengilssvæði

Hér á eftir verður einkum fjallað um skjálftahrinuna 1706, hún náði hámarki með öflugum skjálfta 20. apríl, sem olli miklu tjóni.

Um enga aðra skjálfta í Ölfusi fyrir 1896 eru til jafn ítarlegar heimildir og um jarðskjálftann 1706. Í Setbergsannál er ítarleg skrá um skemmdir á bæjum í Ölfusi og frásögn Fitjaannáls bæti nokkru í myndina. Einnig eru til góðar heimildir um byggð og íbúa í Ölfusi frá þessum tíma. Manntal var tekið vorið 1703 og jarðabók Árna Magnússonar og Páls Vídalíns fyrir Ölfus var gerð fyrir nyrðri hluta sveitarinnar í september 1706 en fyrir syðri hlutann í ágúst 1708.

Fólk í Ölfusi varð fyrst vart við jarðskjálfta aðfaranótt 20. janúar 1706 og fram til 1. apríl er getið tveggja öflugra kippa. Í öðrum þeirra, skjálftanum 1. apríl, eru nefndar skemmdir á húsum. Í jarðskjálftaskýrslunni sem tekin er upp í Setbergsannál segir að þá hafi tvö hús fallið á  Breiðabólsstað og önnur tvö brákast.

Í aðalskjálftanum þann 20. apríl varð mikið tjón í Ölfusi, og einnig á nokkrum bæjum vestast í Flóa, þó heimildir um það séu ófullkomnari. Í skránni í Setbergsannál eru talin 49 lögbýli og hjáleigur í Ölfusi sem urðu fyrir skemmdum. Á fimm býlum féllu öll hús og á 28 býlum urðu verulegar skemmdir. Á einum bæ í Flóa varð kona undir húsum og dó. Á nokkrum bæjum féll eða skaðaðist búpeningur. Þrátt fyrir mikið tjón virðast þessir skjálftar ekki hafa haft mikil áhrif á byggðina, sem komst fljótt í samt lag aftur.

Jarðskjálftinn 1706 var ekki í framhaldi af öðrum jarðskjálftum austar á Suðurlandssvæðinu, eins og skjálftinn 2008 sem kom átta árum á eftir tveim stórum Suðurlandsskjálftum eða Ölfusskjálftanum 6. september 1896 sem kom í kjölfari á öflugum skjálftum austar á Suðurlandssvæðinu. Jarðskjálftinn 2008 kom fyrirvaralaust en 1706 hafði verið talsverð virkni í a.m.k. þrjá mánuði áður en aðalskjálftinn kom. Það er hinsvegar óljóst hvort 20. apríl 1706 hafi orðið fleiri en einn nánast samtímaatburður eins og 2008 sem sannarlega stækkar áhrifasvæðið.

Jarðskjálftarnir 1706 höfðu engin merkjanleg áhrif á byggð eða búskap í Ölfusi. Engar heimildir eru um langvarandi áhrif jarðskjálfta á byggð á Íslandi. Ekki kom til álita að hætta búskap á Hjalla þó að þar hryndi allt hvað eftir annað. Dæmi eru þó um að menn hafi hrökklast tímabundið undan jarðskjálftum og einnig að þeir hafi gert búskap erfiðari a.m.k. um stund.  Jarðskjálftar höfðu skammtímaáhrif sem í flestum tilvikum voru minni en önnur áföll sem reglulega dundu á fólki.

Áhrif jarðskjálfta á byggingar fyrr og nú

Bjarni Bessason, prófessor við Umhverfis- og byggingarverkfræðideild Háskóla Íslands

Jarðskjálftavá á Íslandi er sú mesta í Norður-Evrópu og sambærileg við þá sem er að finna í suðurhluta álfunnar. Frá landnámi er í heimildum þráfaldlega greint frá jarðskjálftum þar sem fólk ferst, húsdýr drepast, og bæir og úthús hrynja og falla saman. Áætlað er að jarðskjálftar hafi orðið um 100 manns að fjörtóni frá upphafi byggðar eða að jafnaði um tíu á öld.

Til samanburðar má nefna að fræðimenn hafa metið að snjóflóð og skriðuföll hafi grandað um 200 manns á hverri öld. Dauðsföllum vegna ofanflóða hefur lítið fækkað undanfarna áratugi. Á tuttugustu öld er talið að 193 hafi farist í slíkum atburðum. Hér má hafa í huga að ofurkraftar eru á ferðinni þegar snjóflóð falla á mannvirki sem erfitt er að ráða við og því þarf annað og meira en sterkbyggð hús til að koma í veg fyrir eyðileggingarmátt þeirra. Nútímalausnir við að auka öryggi húsa sem útsett eru fyrir snjóflóðum og skriðuföllum ganga því út á að reisa snjóflóðagirðingar ofarlega í fjallshlíðum sem og að byggja jarðkeilur, leiðigarða og þvergarða. Til samanburðar við þessi dauðsföll í ofanflóðum á síðustu öld má nefna að á sama tímabili er einungis eitt dauðsfall rakið til jarðskjálfta, nánar tiltekið sem varð við Selsund á Rangárvöllum, árið 1912.

Á þessari öld hafa þrír stórir jarðskjálftar orðið á Suðurlandi, fyrst tveir í júní árið 2000 og svo einn í lok maí árið 2008. Ekkert dauðsfall eða alvarlegt slys varð í þessum skjálftum enda hrundu hvorki íbúðarhús né iðnaðar- eða þjónustuhúsnæði. Eignatjón varð þó umtalsvert og dæmi voru um að gömul úthús hryndu að hluta til, að minnsta kosti. Þessi árangur varðandi frammistöðu bygginganna og það að engin slys urðu er áhugavert í ljósi þess að íbúafjöldi og þéttleiki byggðar á okkar helstu jarðskjálftasvæðum á Suðurlandi og Norðurlandi er mun meiri en áður fyrr.

Hvert land hefur sínar byggingarhefðir og einkenni. Nútíma íslensk hús eru eðlissterk, hönnunarkröfur hafa aukist jafnt og þétt frá miðri síðustu öld, og meðalaldur bygginga er lágur, en yfir 90% bygginga eru reistar eftir 1940. Í Suður-Evrópu er aldur húsa á tilteknum svæðum almennt mun hærri en hér. Þar eru hús oft á tíðum hlaðin úr náttúrugrjóti, múrsteinum eða holsteini. Algengt byggingarlag nýrra húsa í Suður Evrópu er að steypa plötur, súlur og bita og nota svo hleðslustein inn á milli til mynda útveggi og skilveggi. Tjón í jarðskjálftum af sambærilegri stærð og verða hér er oft mun meira á þessum suðlægu slóðum og mikið er um að hús hrynji og falli saman.

Fyrr á öldum þegar dæmigerðir Suðurlandsskjálftar riðu yfir, af svipaðri stærð og skjálftarnir 2000 og 2008, var reyndin sömuleiðis sú að hús féllu umvörpum saman og þá jafnt íbúðarhús sem útihús. Meginástæðan var byggingarlagið, en hlaðin torfhús henta einstaklega illa til að standast jarðskjálfta. Það er einkum tvennt sem veldur því. Í fyrsta lagi léleg binding milli torfs og hleðslugrjóts bæði í veggjum og þökum, og í öðru lagi stórir tregðukraftar sem eru í réttu hlutfalli við þyngdina sem er til staðar í mannvirkinu. Því meiri massi því meiri krafta þarf virkið að standast. Í erindinu verður fjallað nánar um þetta efni og myndir notaðar til að draga hlutina betur fram.

Hvikular laugar

Helgi Torfason, jarðfræðingur

Ísland er þekkt fyrir jarðhræringar enda liggur landið þvert yfir Mið-Atlantshafshrygginn, eldgos eru tíð og jarðskjálftar eru daglegt brauð, þó ekki séu margir þeirra stórir. Í snörpum  jarðskjálftum, yfir 4–5 að stærð, er algengt að breytingar verði á hverum og laugum. Algengast er að rennsli og hiti breytist tímabundið en einnig kemur fyrir að hverir hverfi, færist til eða nýir myndist. Sumir hverir byrja að gjósa eftir jarðskjálfta og er Geysir þekktasta dæmið um það.

Nokkur munur er á hegðun hvera eftir því hvort þeir eru á háhitasvæðum innan gosbeltanna eða á lághitasvæðum utan þeirra. Algengara er að háhitasvæðin breytist í jarðskjálftum því skjálftar eru almennt mun algengari og hveravirkni öflugri innan gosbeltanna en utan þeirra, ef undan er skilið Suðurland.

Jarðhitavatn streymir eftir sprungum og glufum í berggrunninum og þar sem það er eðlisléttara en kalt vatn flýtur það upp til yfirborðs. Í jarðskjálftum myndast sprungur og einnig verður hreyfing á gömlum sprunguflötum. Það fer eftir stærð skjálfta og nálægð hver áhrifin verða á rennslisleiðum vatnsins. Bergið við sprungurnar er oft uppbrotið og stundum fyllt mylsnu og brotum. Verði breyting á rennslisleiðum jarðhitavatnsins til yfirborðs getur það því leitt til þess að hver eða laug færist til á yfirborði. 

Fyrst er minnst á Geysi í annálum í sambandi við jarðskjálfta 1294 og segir þar: ,,Í Eyrarfjalli hjá Haukadal komu upp hverir stórir en sumir hurfu er áður höfðu verið.“ Í þessum sama skjálfta, á Húsatóftum á Skeiðum „hvarf á burtu laug sem þar hafði verið alla ævi, þar rifnaði og sprakk svo djúpt að eigi sá niður“. Laugin á Húsatóftum kom þó aftur og var um 70°C heit og er nú nýtt í hitaveitu.

Fyrir jarðskjálftana 17. og 21. júní árið 2000 var Geysir hættur gosum nema þegar hann var fóðraður á sápu. Í jarðskjálftunum hresstist hann og fór að gjósa. Aðrir hverir urðu einnig mun virkari, t.d. gaus Konungshver, sem er í brekkunni ofan við Geysi, um 1 m háum gosum og virkni Strokks jókst til muna.

Því má segja að þótt snarpir jarðskjálftar séu ef til vill ekki þægilegir þá eiga þeir sinn þátt í að mynda rennslisleiðir fyrir heita vatnið og halda þeim leiðum opnum, okkur til hagsbóta.