The explosive, basaltic Katla eruption in 1918, south Iceland II. Isopach map, ice cap deposition of tephra and layer volume

Magnús Tumi Gudmundsson*, Maria H. Janebo, Guðrún Larsen, Thórdís Högnadóttir, Thorvaldur Thordarson, Jónas Gudnason, Tinna Jónsdóttir

*Corresponding author for this work

Research output: Contribution to journalReview articlepeer-review

3 Citations (Scopus)

Abstract

— Due to poor preservation and lack of proximal tephra thickness data, no comprehensive isopach map has existed for the tephra layer from the major eruption of the Katla volcano in 1918. We present such a map obtained by combining existing data on the thickness of the 1918 tephra in soil profiles with newly acquired data from the 590 km2 Mýrdalsjökull ice cap which covers the Katla caldera and its outer slopes. A tephra thickness of 20–30 m on the ice surface proximal to the vents is inferred from photos taken in 1919. The greatest thicknesses presently observed, 30–35 cm, occur where the layer outcrops in the lowermost parts of the ablation areas of the Kötlujökull and Sólheimajökull outlet glaciers. A fallout location within the Katla caldera is inferred for the presently exposed tephra in both outlet glaciers, as estimates of balance velocities imply lateral transport since 1918 of ∼15 km for Kötlujökull, ∼11 km for Sólheimajökull and about 2 km for Sléttjökull. Calculations of thinning of the tephra layer during this lateral transport indicate that the presently exposed tephra layers in Kötlujökull and Sólheimajökull were respectively over 2 m and about 1.2 m thick where they fell while insignificant thinning is inferred for the broad northern lobe of Sléttjökull. The K1918 layer has an estimated volume of 0.95±0.25 km3 (corresponding to 1.15±0.30×1012 kg) whereof about 50% fell on Mýrdalsjökull. About 90% of the tephra fell on land and 10% in the sea to the south and southeast of the volcano. The volume estimate obtained contains only a part of the total volume erupted as it excludes water-transported pyroclasts and any material that may have been left on the glacier bed at the vents. While three main dispersal axes can be defined (N, NE and SE), the distribution map is complex in shape reflecting tephra dispersal over a period of variable wind directions and eruption intensity. In terms of airborne tephra, Katla 1918 is the largest explosive eruption in Iceland since the silicic eruption of Askja in 1875.

Original languageEnglish
Pages (from-to)21-38
Number of pages18
JournalJokull
Volume2021
Issue number71
DOIs
Publication statusPublished - 2021

Bibliographical note

Funding Information:
MHJ acknowledges an EU Marie Skłodowska-Curie fellowship in 2016–2018. The work of JG was supported by an Icelandic Research Fund, Landsvirkjun and Fræðslusjóður Suðurlands, and that of TJ by the GOSVÁ program on volcanic hazard assessment in Iceland. The field effort in 2018 was supported by the Chief of Police in South Iceland, (Lögreglustjór-inn á Suðurlandi) and the Icelandic Road Authority (Vegagerðin). Joaquin Beloz at the Icelandic Geodetic Survey gave us access to the oblique air photos from 1937. MTG and ÞH acknowledge support from the University of Iceland Research Fund. Finally we also would like to thank Olgeir Sigmarsson and our many colleagues and friends that have throughout the years given a hand in the fieldwork. Constructive reviews by Judy Fierstein and two anonymous reviewers significantly improved the quality of this publication. ÁGRIP Kötlugosið 1918 ásamt hlaupinu mikla sem gosið olli og flæddi yfir Mýrdalssand, Álftaver og Meðalland, var einn af stærstu atburðum í náttúru Íslands á 20. öld. Lengi hefur verið vitað að gjóskugosið var mik-ið enda barst gjóska vítt og breitt um landið meðan á því stóð. Gosið varð síðla hausts eftir að gróður var kominn í vetrardvala auk þess sem gjóskan féll víða á bert land þar sem varðveisluskilyrði voru ekki góð. Því hefur heildstætt þykktarkort af gjóskulaginu vant-að. Mælingar hafa verið gerðar í áratugi á gjósku-laginu frá 1918 á svæðum umhverfis Mýrdalsjökul og miklum gögnum safnað, en upplýsingar hefur vantað frá jöklinum. Í tilefni af 100 ára afmæli gossins, var ráðist í það í ágúst 2018 að safna skipulega sýnum og mæla þykktir á norðanverðum Mýrdalsjökli þar sem gjóskulagið kemur úr jökli, 2–3 km ofan jökuljaðars, og á völdum svæðum í nágrenni jökulsins. Sumarið 2012 hafði sýnum verið safnað af Sólheimajökli og Kötlujökli, þykktir mældar og sýni tekin. Að auki hafa lýsingar og myndir úr ferðum á Mýrdalsjökul að gosstöðvunum sumarið og haustið 1919, árið eftir gosið, nýst til að staðsetja gosstöðvar og meta gjósku-þykktir á jöklinum nærri þeim. Upplýsingar sem til eru um ísþykkt og mælingar á ísskriði frá 2001 eru síðan notaðar ásamt þekkingu á afkomu jökulsins til að reikna ferðatíma íss af ákomusvæðum Kötlujökuls og Sólheimajökuls niður undir sporða, þar sem gjósk-an frá 1918 kemur upp úr jöklinum. Þessir reikning-ar benda til þess að gjóskan sem nú er neðarlega í Kötlujökli hafi fallið inni í Kötluöskjunni, 5 km of-an jafnvægislínu í um 1300 m hæð, 5 km norðvestan við gosstöðvarnar og því borist ∼15 km með ísflæði. Gjóskan neðst í Sólheimajökli er talin hafa flust til um ∼11 km og hafa fallið um 6 km vestan gosstöðv-anna. Með mati á jafnvægishraða ísflæðis á þessum tveimur jöklum fæst að gjóskan sem nú er í Kötlujökli hafi verið rúmlega 2 m þykk í lok gossins, eða 6–7 sinnum þykkari en hún er nú niðri á leysingasvæð-inu. Breytingin í þykkt stafar af því að við hraðaaukn-ingu íssins þynnist lagið jafnframt því að það teyg-ist á því. Fyrir Sólheimajökul gæti lagið hafa verið 3–4 sinnum þykkara þar sem það féll og um 1.2 m á þykkt. Ljósmyndirnar frá haustinu 1919 benda til þess að gjóskubunkinn upp við gosstöðvarnar hafi ver-ið um 25 m þykkur. Þessar upplýsingar eru tengdar við þær fjölmörgu mælingar sem gerðar hafa verið ut-an jökulsins og fæst þannig heildstætt þykktarkort af gjóskulaginu. Samkvæmt reikningum á stærð lagsins er rúmmál þess 0.95±0.25 km3, og því stærra en önn-ur gjóskulög sem fallið hafa á Íslandi eftir Öskjugosið 1875. Þessar tölur segja þó ekki alla söguna um stærð gossins, því gosefni sem bárust með hlaupinu eru ekki talin með og ekki er reynt að leggja mat á tilvist eða stærð mögulegs eldvarps á gosstöðvunum undir jökl-inum. Vatnsbornu gosefnin gætu verið sambærileg að magni og loftborna gjóskan sem metin er hér, meðan eldvarp sem kann að hafa myndast er sennilega miklu minna en magn loftborinnar og vatnsborinnar gjósku.

Publisher Copyright:
© 2021, Iceland Glaciological Society. All rights reserved.

Fingerprint

Dive into the research topics of 'The explosive, basaltic Katla eruption in 1918, south Iceland II. Isopach map, ice cap deposition of tephra and layer volume'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this