Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:12 • sest 21:41 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 08:09 • Síðdegis: 20:27 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 02:12 • Síðdegis: 14:14 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi

Hvernig getur vatn látið fljótandi hraun harðna?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Öll föst efni, sem við köllum líka storku, breytast í vökva og síðan í gas ef þau eru hituð nógu mikið. Gös breytast líka í vökva eða storku og vökvi í storku ef efnið er kælt nægilega. Hraunin sem við sjáum í kringum okkur á Íslandi hafa þannig öll storknað við kælingu, yfirleitt í snertingu við loft eða vatn.

Hlutur sem er heitari en umhverfi hans kólnar með þrennum hætti. Í fyrsta lagi með svokallaðri varmageislun sem verður einkum ef loft eða tómarúm er næst hlutnum og er nær eingöngu háð hitamun hlutar og umhverfis. Varmageislun er til dæmis oft mikil þegar eldur er í arni eða kamínu.

Í öðru lagi kólnar hluturinn með varmaleiðingu sem svo er kölluð en þá hitnar efnið kringum hlutinn og ber varmann burt án þess að efnið sjálft hreyfist úr stað. Dæmi um varmaleiðingu er þegar pottur með vatni stendur á heitri eldavélarplötu; hann leiðir þá varma frá plötunni til vatnsins og það hitnar án þess að efnið í pottinum hreyfist neitt. Efnin kringum okkur eru ýmist góðir varmaleiðarar eins og potturinn eða slæmir eins og til dæmis steinull í veggjum í húsum.

Í þriðja lagi kólnar hlutur með svokölluðum varmaburði. Þá hitnar efnið kringum hlutinn og flyst burtu, nýtt kalt efni kemst að og hitnar og þannig koll af kolli. Dæmi um þetta er miðstöðvarofn undir glugga í herbergi; loftið við ofninn hitnar og leitar upp en nýtt og kaldara loft berst að ofninum í staðinn innan úr herberginu.

Hraunkvika kólnar ekki ört ef hún er eingöngu í snertingu við loft. Loftið leiðir varma illa og drekkur tiltölulega lítinn varma í sig þannig að bæði varmaleiðing og varmaburður eru lítil, en varmageislun er að vísu eins mikil og hún getur yfirleitt orðið. Annað mál er þó ef kvikan er í snertingu við vatn, til dæmis í stöðuvatni eða sjó. Vatn getur nefnilega drukkið í sig meiri varma en flest önnur efni, ekki síst ef það hitnar svo mjög að það sýður og breytist í gufu. Að sama skapi kælir vatnið þá hraunkvikuna tiltölulega ört með varmaburði. Þetta sést glöggt ef við berum saman eldgos undir sjó eða vatni annars vegar og hins vegar eldgos þar sem kvikan mætir eingöngu lofti. Hraunkvikan kólnar mörgum sinnum örar í fyrrnefndu gosunum. Og auðvitað verður kælingin ekki hægari ef gosið er undir jökli því að kvikan byrjar þá á því að bræða ísinn næst sér.

Við getum líka séð þetta ef við gætum að fjöllunum kringum okkur. Sums staðar eru í þeim skýr og skipuleg jarðlög, oft nærri því lárétt. Á Íslandi eru þessi lög oftast úr blágrýti eða grágrýti og þau hafa myndast í eldgosum þar sem kvikan kólnar í lofti, hægt og hægt þannig að stórir kristallar eða stuðlar geta jafnvel myndast. Svona lög eru til dæmis vel sýnileg efst í Esjunni.

En annars staðar eru öðruvísi berglög í fjöllunum og fjöllin líta jafnvel allt öðruvísi út. Þau hafa þá myndast við eldgos undir jökli, til dæmis á ísöld, eða undir sjó eða vatni. Bergið í þeim hefur kólnað snöggt og ekki fengið tíma til að mynda stóra kristalla eða stuðla, og oft hefur mikið gengið á þar sem bráðin kvika mætti köldu vatni.

Svo eru líka til fjöll sem hafa byrjað að myndast undir jökli eða vatni og síðan náð uppúr þannig að í efsta hluta þeirra eru berglög sem hafa kólnað í lofti. Þessi fjöll nefnast stapar og meðal þeirra eru Herðubreið, Hlöðufell og fleiri svipuð fjöll.

Í Vestmannaeyjagosinu árið 1973 leit lengi út fyrir að hraunrennslið frá Eldfelli mundi ef til vill loka höfninni í Eyjum auk þess tjóns sem það olli á húsum og öðrum slíkum mannvirkjum. Til að bjarga höfninni söfnuðu menn saman stórum dælum og dældu sjó á hraunið til að flýta fyrir kælingu þess og storknun þannig að það rynni ekki eins langt. Þetta tókst giftusamlega og Vestmannaeyjahöfn er yfirleitt ekki talin hafa versnað við gosið nema síður sé.

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

29.9.2006

Spyrjandi

Axel Sigurðsson, f. 1996

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig getur vatn látið fljótandi hraun harðna?“ Vísindavefurinn, 29. september 2006. Sótt 27. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6224.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2006, 29. september). Hvernig getur vatn látið fljótandi hraun harðna? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6224

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvernig getur vatn látið fljótandi hraun harðna?“ Vísindavefurinn. 29. sep. 2006. Vefsíða. 27. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6224>.

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 getur vatn látið fljótandi hraun harðna?
Öll föst efni, sem við köllum líka storku, breytast í vökva og síðan í gas ef þau eru hituð nógu mikið. Gös breytast líka í vökva eða storku og vökvi í storku ef efnið er kælt nægilega. Hraunin sem við sjáum í kringum okkur á Íslandi hafa þannig öll storknað við kælingu, yfirleitt í snertingu við loft eða vatn.

Hlutur sem er heitari en umhverfi hans kólnar með þrennum hætti. Í fyrsta lagi með svokallaðri varmageislun sem verður einkum ef loft eða tómarúm er næst hlutnum og er nær eingöngu háð hitamun hlutar og umhverfis. Varmageislun er til dæmis oft mikil þegar eldur er í arni eða kamínu.

Í öðru lagi kólnar hluturinn með varmaleiðingu sem svo er kölluð en þá hitnar efnið kringum hlutinn og ber varmann burt án þess að efnið sjálft hreyfist úr stað. Dæmi um varmaleiðingu er þegar pottur með vatni stendur á heitri eldavélarplötu; hann leiðir þá varma frá plötunni til vatnsins og það hitnar án þess að efnið í pottinum hreyfist neitt. Efnin kringum okkur eru ýmist góðir varmaleiðarar eins og potturinn eða slæmir eins og til dæmis steinull í veggjum í húsum.

Í þriðja lagi kólnar hlutur með svokölluðum varmaburði. Þá hitnar efnið kringum hlutinn og flyst burtu, nýtt kalt efni kemst að og hitnar og þannig koll af kolli. Dæmi um þetta er miðstöðvarofn undir glugga í herbergi; loftið við ofninn hitnar og leitar upp en nýtt og kaldara loft berst að ofninum í staðinn innan úr herberginu.

Hraunkvika kólnar ekki ört ef hún er eingöngu í snertingu við loft. Loftið leiðir varma illa og drekkur tiltölulega lítinn varma í sig þannig að bæði varmaleiðing og varmaburður eru lítil, en varmageislun er að vísu eins mikil og hún getur yfirleitt orðið. Annað mál er þó ef kvikan er í snertingu við vatn, til dæmis í stöðuvatni eða sjó. Vatn getur nefnilega drukkið í sig meiri varma en flest önnur efni, ekki síst ef það hitnar svo mjög að það sýður og breytist í gufu. Að sama skapi kælir vatnið þá hraunkvikuna tiltölulega ört með varmaburði. Þetta sést glöggt ef við berum saman eldgos undir sjó eða vatni annars vegar og hins vegar eldgos þar sem kvikan mætir eingöngu lofti. Hraunkvikan kólnar mörgum sinnum örar í fyrrnefndu gosunum. Og auðvitað verður kælingin ekki hægari ef gosið er undir jökli því að kvikan byrjar þá á því að bræða ísinn næst sér.

Við getum líka séð þetta ef við gætum að fjöllunum kringum okkur. Sums staðar eru í þeim skýr og skipuleg jarðlög, oft nærri því lárétt. Á Íslandi eru þessi lög oftast úr blágrýti eða grágrýti og þau hafa myndast í eldgosum þar sem kvikan kólnar í lofti, hægt og hægt þannig að stórir kristallar eða stuðlar geta jafnvel myndast. Svona lög eru til dæmis vel sýnileg efst í Esjunni.

En annars staðar eru öðruvísi berglög í fjöllunum og fjöllin líta jafnvel allt öðruvísi út. Þau hafa þá myndast við eldgos undir jökli, til dæmis á ísöld, eða undir sjó eða vatni. Bergið í þeim hefur kólnað snöggt og ekki fengið tíma til að mynda stóra kristalla eða stuðla, og oft hefur mikið gengið á þar sem bráðin kvika mætti köldu vatni.

Svo eru líka til fjöll sem hafa byrjað að myndast undir jökli eða vatni og síðan náð uppúr þannig að í efsta hluta þeirra eru berglög sem hafa kólnað í lofti. Þessi fjöll nefnast stapar og meðal þeirra eru Herðubreið, Hlöðufell og fleiri svipuð fjöll.

Í Vestmannaeyjagosinu árið 1973 leit lengi út fyrir að hraunrennslið frá Eldfelli mundi ef til vill loka höfninni í Eyjum auk þess tjóns sem það olli á húsum og öðrum slíkum mannvirkjum. Til að bjarga höfninni söfnuðu menn saman stórum dælum og dældu sjó á hraunið til að flýta fyrir kælingu þess og storknun þannig að það rynni ekki eins langt. Þetta tókst giftusamlega og Vestmannaeyjahöfn er yfirleitt ekki talin hafa versnað við gosið nema síður sé. ...