Jöklafræði
Hvernig myndast jökull?
Jökull er samsettur úr ískristöllum, snjó, lofti, vatni og seti. Jökulís er að mestu orðinn til úr snjó og aðeins að litlu leyti við frystingu vatns. Jöklar myndast þar sem meiri snjór fellur yfir árið en bráðnar að jafnaði að sumrinu. Snjóalögin hlaðast hvert ofan á annað og með auknu fargi þjappast snjórinn saman og umbreytist fyrst í hjarn og síðar ís. Þessi atburðarás verður ásafnsvæðijöklanna en þegar jökullinn fergist undir eigin þunga tekur hann að hníga eins og seigfljótandi vökvi eða deig undan halla. Þannig skríður jökullinn niður fjallshlíðar og dali í átt aðleysingarsvæðinuog bráðnar með hækkandi lofthita eftir því sem neðar dregur.
Jafnvægislína
Mörkin sem skilja að safnsvæði (ákomusvæði) jökuls, þar sem snjór og ís hleðst upp, og leysingarsvæði, þar sem meiri snjór og ís bráðnar en bætist við ár hvert, eru nefnd jafnvægislína. Hæð hennar yfir sjávarmáli er aðallega háð hita og úrkomu en einnig landslagi. Ef veðurfar væri stöðugt héldust jafnvægislínan og jökuljaðrar meira eða minna óbreytt. Veðráttan er aftur á móti langt því frá að vera stöðug og hæð jafnvægislínu er að sama skapi breytileg á milli ára. Ef horft er til lengri tíma má líta á meðalhæð jafnvægislína sem vísbendingu um loftslag.
Jafnvægislína á sunnanverðum Vatnajökli er breytileg en er víða í um 1000–1200 m hæð yfir sjó. Í lok litlu ísaldar, fyrir aldamótin 1900, var hún líklega um 300 m lægri á þessu svæði. Þá voru safnsvæði jöklanna miklu stærri en nú og forðasöfnunin að sama skapi meiri. Vegna lægri meðalhita og styttri leysingartíma yfir sumarmánuðina var bráðnunin jafnframt minni og jöklar gengu fram dali og niður á láglendi.
Hvers vegna er jökulísinn blár?
Blái litur jökulíssins stafar af því að hann endurkastar bláum bylgjum litrófsins en gleypir þær rauðu og gulu. Snjór er hvítur vegna þess að loftrýmið milli snjókristalla endurkastar öllum bylgjum litrófsins. Að sama skapi verður jökulís hvítari að sjá ef mikið er af loftbólum í ísnum.
Sprungur
Sprungur myndast vegna hreyfingar jökulsins og togs í ísnum. Togni ísinn meir en hann þolir rifnar hann og sprungur myndast í stökku yfirborðslaginu. Neðar pressast seigfljótandi ísinn saman undan eigin þunga, þrýstingur verður meiri en togspennan og sprungur lokast. Sprungur geta myndast þegar jökullinn skríður yfir ójöfnur í undirlaginu eða dregst meðfram fjallshlíðum. Sprungur eru beinar eða bogadregnar og geta verið frá nokkrir m að lengd upp í marga km. Dýpt jökulsprungna á Íslandi er sjaldan meiri en um 30 m en getur verið talsvert meiri í gaddjöklum sérstaklega ef vatn á leið niður um sprungurnar og þróar þær yfir í svelgi sem geta náð alveg niður á botn. Helstu tegundir jökulsprungna eru þversprungur, jaðarsprungur og langsprungur. Sprungur geta leynst undir snjó en verða margar áberandi síðsumars, sérstaklega á leysingarsvæðum.
Jökulhlaup
Jökulhlaup verða frá jarðhitasvæðum undir jökli, vegna eldgosa undir jökli eða úr jökulstífluðum lónum. Jökulhlaup ógna byggð og innviðum nærliggjandi sveita og rjúfa og móta landslagið með mikilvirkum hætti. Jökulsárgljúfur mynduðust í gríðarlega vatnsmiklum jökulhlaupum ættuðum úr Kverkfjöllum eða Bárðarbungu á fyrri hluta nútíma.
Þekktust eru jökulhlaup úr Grímsvötnum sem komu fram í Skeiðará eftir að hafa ferðast 50 km leið undir Skeiðarárjökli. Jarðhiti hefur brætt jökulinn í Grímsvatnaöskjunni um aldir og vatn hleypur úr lóninu með reglulegu millibili. Fyrstu lýsingar á Grímsvatnahlaupum eru frá miðöldum en alls eru þau talin vera rúmlega 40 talsins. Í stærstu hlaupunum náði vatnið yfir allan Skeiðarársand eða yfir um 1000 km2 svæði. Sandurinn er byggður upp af framburði jökulánna og jökulhlaupseti á síðustu 10.000 árum. Hann er um 100 m þykkur nálægt jökli en allt að 250 m við ströndina. Mjög hefur dregið úr stærð Grímsvatnahlaupa á síðustu áratugum.
Framhlaup
Sumir jöklar hlaupa fram sem kallað er, en þá verður tímabundin aukning í skriðhraða íssins. Vatn undir miklum þrýstingi dreifist um jökulbotninn og lyftir jöklinum svo skrið hans getur aukist allt að hundraðfalt. Sporðurinn getur þá færst fram mörg hundruð metra á nokkrum mánuðum. Flestir framhlaupsjöklar hafa lítinn halla (á bilinu 1,5–4°) og hreyfast of hægt til þess að halda í við snjósöfnunina á safnsvæðinu. Til þess að rétta af þetta ójafnvægi hlaupa þeir fram. Framhlaup geta flutt 25% af heildarísflæði milli hlaupa og hafa víðtæk áhrif á jökulinn, svo sem á legu ísaskila, ísflæði, rennslisleiðir vatns og lögun jökulsins. Framhlaupsjöklar ná yfir um 75% af yfirborði Vatnajökuls og margir þeirra hlaupa reglulega fram. Frá því á síðasta áratug 20. aldar, þegar nokkrir skriðjöklar Vatnajökuls hlupu, hefur aðeins orðið eitt lítið framhlaup í Kverkjökli á árunum 2008 til 2011.
Landmótun jökla
Ísland er í stórum dráttum mótað af upphleðslu jarðlaga í eldgosum og rofi þeirra af völdum jökla og vatnsfalla. Landmótun suðurskriðjökla Vatnajökuls er ekki eins stór í sniðum og mótun ísaldarjöklanna en setur engu að síður sterkan svip á Suðausturland. Sérstaklega hafa skriðjöklar Öræfajökuls grafið sig inn í eldstöðina og skorið og mótað landslagið í kring. Meðal áberandi jökulmenja eru jökulgarðar, jökullón, tómir árfarvegir og ummerki jökulhlaupa. Jarðfræðingar lesa þetta jöklalandslag og ráða meðal annars af því stöðu jöklanna á mismunandi tímum. Jöklar og jökulvötn móta undirlagið með margvíslegum hætti. Sjálfur ísinn er of mjúkur til þess að sverfa harðan berggrunn en grjót og möl sem hann ber með sér við jökulbotn grafa og rista rákir í undirlagið. Jökulruðningurinn, sem þetta lausa efni kallast, berst fram með jöklinum, ýmist undir, í eða ofan á jökulísnum, veltist og mylst undan þunga hans og hleðst að lokum upp í jökulgarða til hliðar eða framan við sporðinn.
Jaðarlón
Skriðjöklar geta grafið sig býsna djúpt niður og þegar þeir hopa safnast vatn í dældina sem þeir hafa grafið. Slík lón flýta fyrir hopi jöklanna, m.a. vegna þess að sporðar þeirra fljóta upp og ísjakar taka að brotna úr þeim, en þá er sagt að jökullinn kelfi. Stærsta og virkasta lón af þessu tagi hérlendis er Jökulsárlón á Breiðamerkursandi. Jökulsárlón er í raun mynnið á 200–300 m djúpum firði eða stöðuvatni sem Breiðamerkurjökull hefur grafið á árþúsundum og gengur um 25 km inn í landið.
Lón hafa á síðustu árum myndast framan við marga jökulsporða við suðaustanverðan Vatnajökul, til dæmis við Svínafellsjökul, Skaftafellsjökul, Fjallsjökul, Fláajökul, Heinabergsjökul og Hoffellsjökul. Þessir staðir eru ákjósanlegir til að skoða þróun jaðarlóna. Fyrst myndast nokkur lítil aðskilin lón eða tjarnir við hörfandi jökulsporð. Tjarnirnar renna fljótt saman í langt og mjótt stöðuvatn milli jökulgarðs og sporðsins. Lónið stækkar hratt þegar jökullinn þynnist það mikið að sporðurinn flýtur upp og brotnar í marga fjölbreytilega jaka, sem endurspegla lagskiptingu jökulsins. Að lokum verður til stórt stöðuvatn við þverhníptan sporð sem jökullinn kelfir út í.
Gerðir jökla
Jökla má flokka eftir lögun og flatarmálsdreifingu með hæð, hita, hreyfingu/virkni, eða staðsetningu á jörðinni
Leysingarvatn og jökulár
Vatnið sem myndast þegar jökull bráðnar rennur ofan á, undir og inni í jöklinum að sporðinum þar sem það safnast í jökulár sem falla til sjávar. Jökulár bera fram fíngerðan svifaur, sand og möl og grafa farvegi og gljúfur í landið. Svifaurinn gefur jökulánum ljósgrænan blæ og er talað um að þær séu mjólkurlitaðar. Framburðurinn sest til þegar fjær dregur jöklinum og þær mynda á löngum tíma aurkeilur og sanda sem þær flæmast um. Þar sem landslag við jökulsporða er síbreytilegt geta jökulár tekið upp á því að skipta um farveg og skilja þá gamla farveginn eftir auðan og jafnvel brýr á þurru eins og sjá má við Heinaberg og við gömlu Skeiðarárbrúna, lengstu brú landsins, sem nú hefur verið aflögð eftir að Skeiðará flutti sig yfir í Gígjukvísl árið 2009.
Breytingar árfarvega frá því snemma á 20. öld:
Eldvirkni undir jöklum
Gjálpargosið 1996. Ljósmynd: Magnús Tumi Guðmundsson.
Vatnajökull liggur að hluta yfir gosbeltinu og jökullinn hylur sjö megineldstöðvar að miklu eða öllu leyti, þar á meðal fjórar af þekktustu og virkustu eldstöðvum landsins, Grímsvötn, Bárðarbungu, Kverkfjöll og Öræfajökul. Jökullinn hefur mikil áhrif á gos úr þessum eldstöðvum og jarðmyndanir sem þau skilja eftir sig. Eldgos undir jökli eru með mikla sprengivirkni vegna snertingar gosefnanna við vatn og ís. Sundruð gosefnin límast fljótt saman í þursaberg eða móberg fyrir tilverknað hita og raka á gosstaðnum. Móbergsfjöll og hryggir eru jarðmyndanir sem einkenna gosbeltið á Íslandi en eru sjaldgæfar annars staðar í heiminum. Í Gjálpargosinu í Vatnajökli árið 1996 myndaðist 7 km langur móbergshryggur sem nú er hulinn ís. Stærstur hluti móbergsmyndunarinnar á Íslandi varð til á kuldaskeiðum ísaldar þegar þykkur jökull lá yfir landinu.
Vatn sem stíflast upp þegar jökulísinn bráðnar við eldgos getur valdið kraftmiklum jökulhlaupum sem skapa hættu í nærliggjandi byggð. Eldgos og jökulhlaup frá bröttum eldfjöllum sem hulin eru jökli eins og Öræfajökull geta leitt til óstöðugleika í sjálfum jöklinum þannig að hluti hans fellur niður hlíðina eins og skriða og staðnæmist ekki fyrr en á jafnsléttu. Greinileg ummerki slíkra hamfara af völdum eldgosa árin 1362 og 1727 er að finna undir Öræfajökli.
