Af jarðhitavinnslu og hverastrýtum í Eyjafirði
Undir lok síðasta árs varð þess vart að hiti á vatni sem streymdi upp úr svokallaðri Arnarnesstrýtu, einni af hverastrýtunum norður af Arnarnesnöfum, hafði lækkað umtalsvert og fyrr á þessu ári kom í ljós að uppstreymi úr strýtunni virtist vera orðið hverfandi lítið.
Þessar breytingar vekja spurningar; tengjast þær mögulega jarðskjálftum sem hafa orðið á svæðinu á síðustu árum og misserum, hefur virknin færst til eða er einhver möguleiki á því að þessar breytingar geti tengst vinnslu Norðurorku úr jarðhitakerfinu á Hjalteyri, sem er skammt frá Arnarnesnöfum?
Ystuvíkurstrýtur – Arnarnesstrýtur
Lengi höfðu sjómenn vitneskju um að út af Ystuvíkurhólum í austanverðum Eyjafirði mætti greina uppstreymi þegar veður var lygnt og sléttur sjór og staðinn kölluðu þeir Hverinn. En það var ekki fyrr en árið 1990 þegar hafrannsóknaskipið Bjarni Sæmundsson fór yfir og mældi þetta svæði að strýturnar komu í ljós. Sjö árum síðar var kafað niður að strýtunum og tók Erlendur Bogason kafari á Akureyri þá fyrstu ljósmyndirnar af þeim.
Árið 2001 voru hverastrýturnar í Ystuvík friðlýstar sem náttúruvætti, þær fyrstu á hafsbotni hér við land. Markmið með friðlýsingunni var að vernda einstök náttúrufyrirbrigði sem felst í myndun strýtanna, efnasamsetningu þeirra, útliti og lögun auk örveruvistkerfis sem þar þrífst við óvenjulegar aðstæður.
Ystuvíkurstrýturnar eru á um það bil 65 metra dýpi og nær önnur upp á um 33 metra dýpi en hin upp á um 15 metra dýpi. Sérstaða strýtanna er ekki síst hæð þeirra. Hitastig vatns sem streymir upp í Ystuvíkurstrýtunum er 72 gráður og hefur það haldist nokkuð stöðugt frá því þær fundust fyrir um þremur áratugum og aðrar breytingar eru óverulegar á þessum tíma.
Arnarnesstrýturnar, norður af Arnarnesnöfum, fundust árið 2004 þegar fjörðurinn var rannsakaður vegna hugmynda um mögulega lagningu neðansjávarleiðslu fyrir heitt vatn frá Hjalteyri yfir á Laufásgrunn austan Eyjafjarðar. Baldri, sjómælingabáti Landhelgisgæslunnar, var þá siglt yfir svæðið og það fjölgeisladýptarmælt og þá fundust Arnarnesstrýturnar. Í kjölfarið kafaði Erlendur Bogason niður að strýtunum og hefur síðan þá farið reglulega niður að þeim. Arnarnesstrýturnar, sem eru 12-14 metra háar, voru friðlýstar sem náttúruvætti árið 2007.
Það sem gerir hverastrýturnar í Eyjafirði, sem talið er nokkuð ljóst að hafi myndast eftir lok ísaldar fyrir um tíu þúsund árum, einstakar á heimsvísu er að þær eru einu neðansjávarhverastrýturnar sem hafa fundist á grunnsævi. Einnig er sérstakt að þær eru fjarri virkum gosbeltum eða úthafshryggjum og eiga meira skylt við laugar á lághitasvæðum en hveri háhitasvæðanna.
Árið 2013 gerði Umhverfisstofnun samning við Erlend Bogason um umsjón og eftirlit með hverastrýtunum, bæði Ystuvíkurstrýtunum í austanverðum Eyjafirði og Arnarnesstrýtunum í vestanverðum firðinum. Í samningnum felst m.a. að Erlendur tilkynni Umhverfisstofnun sjái hann merki um einhverjar breytingar á hverastrýtusvæðunum. Erlendur hefur lengi starfað með Norðurorku við vatnsmælingar og rannsóknir á hverastrýtunum.
Haustið 2012 kom í ljós að brotnað hafði af einhverjum ástæðum af stærstu Arnarnesstrýtunni og á síðustu misserum hefur Erlendur Bogason séð þar umtalsverðar breytingar.
„Frá því ég fór fyrst niður að Arnarnesstrýtunum árið 2004 og til dagsins í dag hefur orðið sú breyting að mér virðist uppstreymi úr þeim vera svo til alveg horfið. Af myndefni sem ég hef tekið reglulega af strýtunum frá því þær fundust má greina að árið 2009 hættu útfellingar að myndast þar sem dýpið er mest. Árið 2017 sáum við að allar útfellingar á Arnarnesstrýtunni, sem við köllum svo og er næst landi, hættu að myndast. Eftir sem áður var uppstreymi úr strýtunni. Í október 2020 var uppstreymishitinn mældur og kom í ljós að hann hafði fallið úr 80 í 33 gráður. Nokkru síðar var hitastigið komið niður í 13 gráður. Núna virðist mér uppstreymi úr Arnarnesstrýtunni hafa nánast horfið og jafnframt hef ég veitt því athygli að á henni er þari tekinn að vaxa. Það hef ég aldrei séð áður. Þari getur ekki vaxið við ákveðið magn ferskvatns og heldur ekki of háan hita í vatninu. Hvorugt er lengur til staðar í Arnarnesstrýtunni og því hafa skapast þar aðstæður fyrir þara. Allar þessar breytingar hafa orðið á ótrúlega skömmum tíma og það er engin leið að átta sig á hvað kann að hafa valdið þeim,“ segir Erlendur Bogason.
Eins og samningur Erlendar um vöktun bæði Ystuvíkur- og Arnarnesstrýtanna kveður á um hefur hann látið Umhverfisstofnun vita af þeim breytingum sem hafa orðið á hitastigi og uppstreymi úr Arnarnesstrýtunum og Umhverfisstofnun hefur einnig látið Náttúrufræðistofnun vita af málinu.
Hvaða áhrif hafa jarðskjálftar á svæðinu?
Norðurorka leggur ríka áherslu á rannsóknir og eftirlit á sínum vinnslusvæðum og liður í því er að Íslenskar orkurannsóknir – ÍSOR hafa eftirlit með jarðhitavinnslu fyrirtækisins og meta á vísindalegan hátt jarðhitakerfin sem fyrirtækið nýtir til hitaveitu.
ÍSOR rekur fyrir Norðurorku kerfi jarðskjálftamæla í Eyjafirði til þess að fylgjast eins nákvæmlega og kostur er með virkum sprungum á svæðinu og mögulegum tengslum þeirra við vinnslusvæði Norðurorku.
Brotabeltið norður af Íslandi hefur jafnan verið kennt við Tjörnes og því kallað Tjörnesbrotabeltið. Því er oft skipt í þrjú meginmisgengi með stefnu VNV-ASA. Syðst af þessum misgengjum hefur verið kallað Dalvíkurbeltið og er, samkvæmt upplýsingum Íslenskra orkurannsókna, talið liggja um Ljósavatnsskarð, Dalsmynni, þvert yfir Eyjafjörð, um Hrísey og Dalvík og út í mynni Skagafjarðar. Dalvíkurskjálftinn 1934, sem var talinn milli 6,2 og 6,3 á Richter, var tengdur þessu misgengi og það sama má segja um Skagafjarðarskjálftann árið 1963, sem var um 7 á Richterkvarða.
Á síðustu árum hafa verið jarðskjálftar í Eyjafirði, en styrkur þeirra hefur þó ekki verið í líkingu við framangreinda tvo af stærstu skjálftum á Íslandi á 20. öld. Að morgni 19. desember 2016 urðu þrír skjálftar með upptök við Hjalteyri, sá stærsti 3,5 stig á Richter og í lok október og byrjun nóvember 2020 varð smáskjálftahrina norður af Hrísey, flestir skjálftanna voru undir einu stigi á Richter.
Norðurorka er með vinnslusvæði hitaveitu í Eyjafjarðarsveit, á Glerárdal, Laugalandi á Þelamörk, Hjalteyri, Ytri-Vík á Árskógsströnd, Ólafsfirði, Hrísey og Reykjum í Fnjóskadal. Heitt vatn frá þessum svæðum er nýtt til hitaveitu á Akureyri, í innanverðum Eyjafirði, Fnjóskadal, Grenivík, Hrísey og Ólafsfirði. Af þessum vinnslusvæðum er Hjalteyri það lang öflugasta og stendur undir um 60% heitavatnsnotkunar í innanverðum Eyjafirði. Talið er að Hjalteyrarkerfið megi rekja til sprungumyndunar af völdum jarðskjálfta á Dalvíkurmisgenginu, sem hafi gert að verkum að lekt bergsins er mikil og aðstreymi vatnsins greiðari en á öðrum vinnslusvæðum Norðurorku.
Til viðbótar skal nefnt mikið útstreymi á heitu vatni úr Vaðlaheiðargöngum sem frá því að göngin voru gerð hefur fossað niður í sjó en mun áður en langt um líður nýtast í hin nýju Skógarböð, austan Leiruvegar. Ekki er vitneskja um hvort og þá hvernig þessi heitavatnsæð í Vaðlaheiði tengist öðrum jarðhitakerfum í firðinum, þ.m.t. á Hjalteyri.
Jarðskjálftanet ÍSOR
Bjarni Gautason, útibússtjóri Íslenskra orkurannsókna á Akureyri, segir að árið 2017 hafi stofnunin í samstarfi við Norðurorku sett upp jarðskjálftamælanet í Eyjafirði, ekki síst í þeim tilgangi að staðsetja sprungur á svæðinu sem hugsanlega gætu leitt heitt vatn. Mælarnir hafi verið settir upp á Arnarnesi við Hjalteyri, Ytri-Vík á Árskógsströnd, við Björg við mynni Hörgárdals, á Finnastöðum norðan við Grenivík og við Laufás. Sjötti jarðskjálftamælirinn var settur upp fyrir um ári á Hrafnagili í Eyjafjarðarsveit. Allir þessir mælar eru vaktaðir af jarðskálftafræðingum ÍSOR og einnig hefur Norðurorka aðgang að mæligögnum. „Á þessu svæði hafa verið áhugaverðar jarðskjálftahrinur, t.d. á síðari hluta síðasta árs með upptök norður af Hrísey og undir eynni og þar hafa komið stöku skjálftar síðan,“ segir Bjarni og vísar einnig til skjálftans með upptök nálægt Hjalteyri 19. desember 2016. Þá var mælanet ÍSOR raunar ekki komið upp en gögn úr skjálftamæli Veðurstofunnar á Hellu á Árskógsströnd staðfestu styrk og staðsetningu þess skjálfta.
„Það er alveg ljóst að þeir skjálftar sem koma fram á þessu mælaneti tengjast þessu brotabelti eða Dalvíkurmisgengi. Við vitum að á svæðinu eru opin og vatnsmikil jarðhitakerfi, einkum norðar í Eyjafirðinum. Við lögðum á sínum tíma mikla vinnu í að mæla og reikna hvernig niðurdráttarskálin í kringum vinnsluholurnar á Hjalteyri liti út og út frá því spáðum við að það gæti komið til einhverrar þrýstingslækkunar í Arnarnesstrýtunum. Við höfum hins vegar ekki mælingar á strýtunum sjálfum til þess að tengja þær við þetta líkan af niðurdráttarskálinni. Það bendir margt til þess að Arnarnesstrýturnar séu á margan hátt viðkvæmari en Ystuvíkurstrýturnar. Mögulega hefur það eitthvað með aldur þeirra að gera, en það er eitthvað sem við vitum ekki. Varðandi þessar breytingar á Arnarnesstrýtunni, sem Erlendur Bogason kafari hefur séð, þá er hugsanlegt að þrýstingur hafi lækkað í kerfinu vegna heita vatnsins sem kemur upp úr borholunum á Hjalteyri og hann sé ekki orðinn nægilega mikill til þess að viðhalda óbreyttu uppstreymi. Það er hins vegar alls ekki augljóst að niðurdrátturinn í jarðhitakerfinu á Hjalteyri sé valdur að þessum breytingum á uppstreyminu úr Arnarnesstrýtunum. Tengslin þarna á milli þekkjum við ekki nægilega vel en við vitum hins vegar að virknin getur hlaupið til, t.d. sem afleiðing af jarðskjálftum. Þeir geta valdið því að rennslisleiðir breytast, nýjar leiðir opnist sem áður voru lokaðar vegna útfellinga eða vegna þess að nýjar sprungur opnast. Vissulega eru dæmi þess að jarðskjálftar breyti hegðun heitra lauga og það getur átt við í þessu tilfelli líka.
Það er alveg ljóst að það þarf að fylgjast vel með þessari þróun því við viljum ekki að sjór flæði inn í jarðhitakerfið. Þó svo að þetta kerfi sé mjög öflugt höfum við alltaf slegið þann varnagla að niðurdráttur geti leitt til þess að sjór fari mögulega inn í kerfið. Afkastamælingar á kerfinu hafa þó ætíð bent til þess að þarna sé hægt að ná upp mjög miklu af heitu vatni en hins vegar er þess gætt að fara ekki of neðarlega með vatnsborðið.
Vert er að hafa í huga að þrjár vinnsluholur á Hjalteyri stóðu á síðasta ári undir um 60% af varmanotkun Akureyringa og nærsveitunga. Það segir sína sögu um hversu stórt og öflugt þetta Hjalteyrarkerfi er og það er ekki auðvelt að finna annað jarðhitakerfi sem gæti komið í staðinn fyrir það.
Hér eftir sem hingað til leggjum við áherslu á að fylgjast mjög vel með vatninu sem kemur frá Hjalteyri, efnainnihaldi þess og leiðni. Fram að þessu hefur ekkert óvenjulegt komið í ljós og allar mælingar verið eðlilegar,“ segir Bjarni Gautason.
Flókin jarðhitakerfi
„Í mínum huga er mjög erfitt að finna út úr því hvort einhver tengsl séu á milli jarðahitavinnslu Norðurorku á Hjalteyri og Arnarnesstrýtanna. Í störfum mínum hjá Norðurorku frá árinu 2014 og áður hjá ÍSOR hef ég séð hversu ótrúlega flókin jarðhitakerfin eru og það er ógjörningur að segja að eitt orsaki annað. Vert er að hafa í huga að jarðvísindafólk hefur talið að mögulega sé í Eyjafirðinum eitt stórt undirliggjandi jarðhitakerfi eða misgengi og þannig tengsl á milli einstakra jarðhitakerfa í firðinum. Það eina sem við vitum er að jarðhitakerfin taka breytingum af ýmsum ástæðum,“ segir Hjalti Steinn Gunnarsson, verkefnastjóri hita- og vatnsveitu hjá Norðurorku.
En hvernig væri með óyggjandi hætti hægt að komast að því hvort dvínandi uppstreymi úr Arnarnesstrýtunum tengist jarðhitavinnslu Norðurorku á Hjalteyri? Hjalti Steinn segir að það sé flókið og erfitt. Mögulega væri hægt að svara þeirri spurningu með því að minnka verulega eða hreinlega skrúfa fyrir vinnslu á heitu vatni um óákveðinn tíma á Hjalteyri og sjá hvort uppstreymið úr strýtunum verði eins og áður. Það sé hins vegar stór og afdrifarík ákvörðun því Hjalteyrarsvæðið gefi allt að 60% af heitu vatni í veitukerfi Norðurorku og það myndi því augljóslega þýða að til skömmtunar á heitu vatni þyrfti að koma og annarra leiða þyrfti að leita við húshitun. Og þó svo að skrúfað væri fyrir kerfið á Hjalteyri segir Hjalti Steinn fjarri því öruggt að svar við spurningunni um minnkandi uppstreymi úr Arnarnesstrýtunum myndi fást.
„Ef við gefum okkur að tengsl séu á milli Arnarnesstrýtanna og Hjalteyrarsvæðisins og í ljósi upplýsinga um að uppstreymi úr strýtunum hafi minnkað verulega á síðustu misserum væri hætta á að saltur sjór kæmist inn í kerfið og það er eitthvað sem við viljum alls ekki að gerist. Þess vegna höfum við hjá Norðurorku og ÍSOR vakandi augu á hvort efnainnihald heita vatnsins á Hjalteyri taki minnstu breytingum. Hingað til hafa allar mælingar komið vel út og engar breytingar hafa mælst. Við höfum aukið mælingar á vatninu á síðustu misserum og fylgjumst betur með þessu en nokkru sinni áður og svo verður áfram,“ segir Hjalti Steinn.
Jarðhitakerfið á Hjalteyri er eitt af þeim öflugri á lághitasvæðum á Íslandi. Hjalti Steinn segir að nýjasta holan á Hjalteyri sé að mati ÍSOR trúlega kröftugasta lághitahola á landinu, ef ekki í heiminum. „Inn í hana er mikið innstreymi og hún svarar vel. Hjalteyrarsvæðið er í heildina mjög öflugt og við höfum hægt og bítandi verið að auka þar vinnslu. Fyrir þremur árum var mest dælt upp á svæðinu um 155 lítrum á sekúndu en sl. vetur komu tímabil þegar mest var dælt um 215 lítrum á sekúndu af 87°C heitu vatni. Niðurdrátturinn á svæðinu, miðað við það sem upp kemur af vatni, er mjög lítill og á allt öðrum skala en til dæmis á vinnslusvæði okkar á Laugalandi í Eyjafjarðarsveit. Þar lækkar vatnsyfirborðið í takt við það sem upp er dælt af vatni en Hjalteyrarkerfið er öflugt og stendur mjög vel undir sér. Að mati ÍSOR er kerfið svo öflugt að með því að auka vinnslu í skrefum standi það að óbreyttu undir allt að 280 lítrum á sekúndu í meðaldælingu yfir árið. Til þessa hefur ekkert bent til annars en að það spálíkan sé rétt en hins vegar vekja upplýsingar um minnkandi uppstreymi úr Arnarnesstrýtunum spurningar sem við tökum alvarlega og við spyrjum okkur; eru tengsl á milli jarðhitavinnslunnar á Hjalteyri og Arnarnesstrýtanna eða ekki? Ef tengsl eru þarna á milli spyrjum við okkur hvort hætta sé á því að sjór streymi inn í kerfið? Þetta eru áleitnar spurningar en það sem við hjá Norðurorku getum fyrst og fremst gert, hér eftir sem hingað til, er að fylgjast vel með innihaldi heita vatnsins sem kemur upp úr borholunum á Hjalteyri,“ segir Hjalti Steinn.
Hann segir að ýmsar tilraunir hafi verið gerðar til þess að mæla uppstreymið úr Arnarnesstrýtunum en þær hafi ekki skilað nægilega góðum árangri. Áhugavert væri að fá skýrari mynd af öllu þessu svæði, t.d. mögulegu uppstreymi á öðrum stöðum og sprungum, en enn sem komið er hafi það reynst erfitt og nánast ógerlegt verkefni en verið sé að leita leiða til að fylgjast betur með uppstreyminu.
Hjalti Steinn segir áhugavert að velta fyrir sér jarðhitakerfunum í Eyjafirði. Bent hafi verið á ákveðin tengsl kerfanna með beinni línu frá Hrísey austur í Reyki í Fnjóskadal. „Mér finnst ekki ósennilegt að þessi kerfi tengist á einhvern hátt en hvernig þeim tengslum er háttað er svo annað mál. Út frá þessari beinu línu eru væntanlega NA-SV sprungukerfi sem gefa allt þetta heita vatn.
Á Svalbarðseyri er borhola og horft til samanburða á mælingum frá níunda áratugnum og nýjum mælingum kemur fram að streymið úr þeirri holu hefur ekkert breyst þrátt fyrir að heitt vatn hafi streymt úr Vaðlaheiðargöngum seinustu ár. Við gerð ganganna lagði Norðurorka áherslu á að minnka streymi vatns úr sprungum í þeim tilgangi að draga úr mögulegum langtímaáhrifum á jarðhitakerfi í Eyjafirði, enda nemur vatnsrennsli heita vatnsins úr göngunum allt að helmingi þess vatns sem við dælum upp á Hjalteyri.“
Sjálfbærni er grunnstefið
Helgi Jóhannesson, forstjóri Norðurorku, segir að ein af grunnstoðum Norðurorku sé sjálfbær orkuvinnsla. Á Hjalteyri hafi fyrirtækið verið með vinnslu í tæpa tvo áratugi og gengið mjög vel og ætíð hafi verið lögð áhersla á vísindalegar mælingar til þess að tryggja sjálfbærni svæðisins. „Allar þessar mælingar hafa verið eðlilegar frá byrjun og ekkert sem hefur gefið vísbendingar um að of nærri svæðinu sé gengið. Enda er það svo að niðurdráttur á Hjalteyri er hverfandi lítill miðað við önnur vinnslusvæði.
Ég veit ekki frekar en jarðvísindamenn um tengsl orkuvinnslu okkar á Hjalteyri við Arnarnesstrýturnar.
Helgi segir að auk eigin rannsókna og eftirlits hafi Norðurorka lengi unnið með sérfræðingum ÍSOR varðandi ráðgjöf og vöktun jarðhitavinnslukerfa Norðurorku. Æskilegt væri, ef þess er einhver kostur, að meta hvort breytingarnar á Arnarnesstrýtunum tengist orkuvinnslu Norðurorku eða hvort hér er um að ræða náttúrulegar breytingar. Hins vegar sé óljóst hvort yfir höfuð sé mögulegt að svara áleitnum spurningum með óyggjandi hætti. „Við erum stöðugt að auka þekkingu okkar og sýn á þau jarðhitakerfi sem við erum að nýta og m.a. er í okkar áætlunum að bora rannsóknarholur á Hjalteyri, í þeim tilgangi að fá enn betri mynd af stærð og lögun niðurdráttarskálarinnar í kringum þetta vinnslusvæði,“ segir Helgi Jóhannesson.
„Ég ítreka það að Norðurorka leggur mikla áherslu á að ganga ekki of nærri náttúruauðlindunum og hafa sjálfbærni að leiðarljósi. Hins vegar er það okkar hlutverk er að reka hitaveitu og sjá notendum fyrir heitu vatni og þeim lífsgæðum sem hitaveitu fylgir. Heitavatnsnotkun á svæðinu hefur tvöfaldast frá árinu 2003, sem er langt umfram fjölgun fólks á sama tímabili, og frá Hjalteyri kemur allt að sextíu prósent af heita vatninu sem Akureyringar og nærsveitamenn nota. Það liggur því fyrir að Hjalteyrarsvæðið er grunnforsenda þess að Norðurorka reki hitaveitu í þeirri mynd sem hún er í dag“ segir Helgi Jóhannesson í lokin.
