Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:15 • sest 21:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:18 • Sest 04:30 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:36 • Síðdegis: 19:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:39 • Síðdegis: 13:42 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi

Hvernig verður ummyndun í bergi?

Sigurður Steinþórsson

Öll efnafræðileg ferli leita í átt til jafnvægis við ríkjandi hita og þrýsting. Berg sem myndaðist við hraða kólnun frá 1100°C hita er greinilega í ójafnvægi við þær aðstæður sem ríkja við yfirborð jarðar. Hins vegar eru flest efnahvörf mjög hæg við slíkar aðstæður; hitni það hins vegar upp aftur, til dæmis í jarðhitakerfi eða við það að grafast í jarðlög, hefjast efnahvörf sem leita jafnvægis við ríkjandi aðstæður.

Á íslensku er talað um þrjú stig „ummyndunar“, hörðnun, ummyndun og myndbreytingu. „Hörðnun“ lýsir því að set breytist í setberg, oft þannig að efni falla út úr grunnvatni (t.d. kalk eða járnoxíð) sem líma kornin saman. Þetta gerist í aðalatriðum við þann hita og þrýsting sem ríkir við yfirborð jarðar.

„Ummyndun“ í þröngum skilningi verður við dálítið hærri hita, til dæmis 50 - 250°C og lágan þrýsting. Af þessu tagi er það til dæmis þegar móberg myndast úr gosösku, eins og menn hafa fylgst með gerast í Surtsey. Borun sýndi að þetta ferli gengur hratt á hitabilinu 80-150°C eða meira. Ummyndunin er í því fólgin að vatn gengur í samband við gosglerið, efni leysast úr því og falla út milli öskukornanna sem kalkspat, kvars og zeólítar, en glerið sjálft „afglerjast“ og myndar kristalla af ýmsu tagi. Þannig breytist laus gosöskuhrúga í fast berg, móberg. Í jarðhitakerfum þar sem hiti í borholum hefur mælst allt að 300°C má sjá hið sama: Bergið verður vatnsósa í heitu grunnvatni, steindir myndast með efnahvörfum milli vatns og bergs eða falla út úr vatnslausninni. Af þessu tagi eru holufyllingar sem algengar eru í tertíera blágrýtisstaflanum á Íslandi.

Myndbreyting vísar til efnahvarfa milli steinda í bergi, þar sem vatn er yfirleitt ekki fyrir hendi (nema þá sem himna eða „filma“ á kristalflötum). Með vaxandi hita verða efnahvörfin yfirleitt afvötnunarferli, þau gefa frá sér vatn, og eftir því sem bergið grefst dýpra í jarðlög og hiti og þrýstingur vaxa tekur hvert steindafylkið við af öðru — steindafylki sem eru í efnajafnvægi við ríkjandi aðstæður. Þannig má segja að bergið taki sífellt á sig nýja ásýnd eftir því sem aðstæður breytast, en efnasamsetningin er í aðalatriðum hin sama.



Meðfylgjandi graf lýsir í hnotskurn myndbreytingarferli þar sem yfirborðsberg (set og hraun) grefst undir yngri jarðlög og hitnar upp samkvæmt jarðhitastigli svæðisins. Þar kemur að þessu ferli lýkur (til dæmis myndun fellingafjallgarðs), bergið tekur að kólna og fargið ofan á því að rofna (lækkandi P og T) þar til það birtist á yfirborði, tugmilljónum ára síðar. Rannsóknir sýna að með vaxandi hita ganga efnahvörfin greiðlegar fyrir sig, en hins vegar ekki hina leiðina. Þess vegna geymir myndbreytt berg á yfirborði það steindafylki sem er í samræmi við hæsta stig myndbreytingar sem bergið varð fyrir.

Frekari umræðu um þetta efni má finna í nýjasta hefti Náttúrufræðingsins (haust 2001) í grein um myndun meginlandsskorpu.

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

16.1.2002

Spyrjandi

Óskar Eiríksson fæddur 1985

Efnisorð

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig verður ummyndun í bergi?“ Vísindavefurinn, 16. janúar 2002. Sótt 26. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=2050.

Sigurður Steinþórsson. (2002, 16. janúar). Hvernig verður ummyndun í bergi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2050

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig verður ummyndun í bergi?“ Vísindavefurinn. 16. jan. 2002. Vefsíða. 26. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2050>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig verður ummyndun í bergi?
Öll efnafræðileg ferli leita í átt til jafnvægis við ríkjandi hita og þrýsting. Berg sem myndaðist við hraða kólnun frá 1100°C hita er greinilega í ójafnvægi við þær aðstæður sem ríkja við yfirborð jarðar. Hins vegar eru flest efnahvörf mjög hæg við slíkar aðstæður; hitni það hins vegar upp aftur, til dæmis í jarðhitakerfi eða við það að grafast í jarðlög, hefjast efnahvörf sem leita jafnvægis við ríkjandi aðstæður.

Á íslensku er talað um þrjú stig „ummyndunar“, hörðnun, ummyndun og myndbreytingu. „Hörðnun“ lýsir því að set breytist í setberg, oft þannig að efni falla út úr grunnvatni (t.d. kalk eða járnoxíð) sem líma kornin saman. Þetta gerist í aðalatriðum við þann hita og þrýsting sem ríkir við yfirborð jarðar.

„Ummyndun“ í þröngum skilningi verður við dálítið hærri hita, til dæmis 50 - 250°C og lágan þrýsting. Af þessu tagi er það til dæmis þegar móberg myndast úr gosösku, eins og menn hafa fylgst með gerast í Surtsey. Borun sýndi að þetta ferli gengur hratt á hitabilinu 80-150°C eða meira. Ummyndunin er í því fólgin að vatn gengur í samband við gosglerið, efni leysast úr því og falla út milli öskukornanna sem kalkspat, kvars og zeólítar, en glerið sjálft „afglerjast“ og myndar kristalla af ýmsu tagi. Þannig breytist laus gosöskuhrúga í fast berg, móberg. Í jarðhitakerfum þar sem hiti í borholum hefur mælst allt að 300°C má sjá hið sama: Bergið verður vatnsósa í heitu grunnvatni, steindir myndast með efnahvörfum milli vatns og bergs eða falla út úr vatnslausninni. Af þessu tagi eru holufyllingar sem algengar eru í tertíera blágrýtisstaflanum á Íslandi.

Myndbreyting vísar til efnahvarfa milli steinda í bergi, þar sem vatn er yfirleitt ekki fyrir hendi (nema þá sem himna eða „filma“ á kristalflötum). Með vaxandi hita verða efnahvörfin yfirleitt afvötnunarferli, þau gefa frá sér vatn, og eftir því sem bergið grefst dýpra í jarðlög og hiti og þrýstingur vaxa tekur hvert steindafylkið við af öðru — steindafylki sem eru í efnajafnvægi við ríkjandi aðstæður. Þannig má segja að bergið taki sífellt á sig nýja ásýnd eftir því sem aðstæður breytast, en efnasamsetningin er í aðalatriðum hin sama.



Meðfylgjandi graf lýsir í hnotskurn myndbreytingarferli þar sem yfirborðsberg (set og hraun) grefst undir yngri jarðlög og hitnar upp samkvæmt jarðhitastigli svæðisins. Þar kemur að þessu ferli lýkur (til dæmis myndun fellingafjallgarðs), bergið tekur að kólna og fargið ofan á því að rofna (lækkandi P og T) þar til það birtist á yfirborði, tugmilljónum ára síðar. Rannsóknir sýna að með vaxandi hita ganga efnahvörfin greiðlegar fyrir sig, en hins vegar ekki hina leiðina. Þess vegna geymir myndbreytt berg á yfirborði það steindafylki sem er í samræmi við hæsta stig myndbreytingar sem bergið varð fyrir.

Frekari umræðu um þetta efni má finna í nýjasta hefti Náttúrufræðingsins (haust 2001) í grein um myndun meginlandsskorpu.

...