Hvað er vitað um gosvirkni í Geysi og hvenær gaus hann líklega fyrst?

Goshverinn Geysir er líklegast þekktasta jarðfræðifyrirbæri Íslands. Um aldir var hann nánast eini þekkti goshverinn í hinum vestræna heimi og hefur nafn hans ratað inn í flest erlend mál sem almennt heiti á goshverum. Að vísu eru fjölmargir aðrir goshverir virkir hér á landi en Geysir er þeirra mestur og hefur hann borið nafn Íslands víða. Gosvirknin á svæðinu er ákaflega sveiflukennd og liggur Geysir sjálfur núna að mestu í dvala en Strokkur gýs hins vegar án afláts og líða yfirleitt ekki nema nokkrar mínútur á milli gosa. Auðvelt er að komast að svæðinu og er engin furða þótt ferðamenn hafi lagt leið sína að því í gegnum aldirnar. Það skiptir enda varla máli hversu oft komið er að Strokki, gosin eru alltaf jafn viðburðarík.

Geysissvæðið er jafnan talið vera hluti af sjálfstæðu eldstöðvarkerfi sem var virkt fyrir nokkur hundruð þúsund árum. Til merkis um þessa fornu megineldstöð má til að mynda skoða Laugarfjallið, ofan við hverasvæðið, en það er að mestu úr líparíti auk þess sem líparítflákar finnast í Bjarnarfelli. Að öðru leyti er háhitasvæðið við Geysi einu leifar Geysismegineldstöðvarinnar, sem liggur austast í hinu virka vesturgosbelti landsins. Háhitasvæðið þekur alls um þrjá ferkílómetra með fjölmörgum hverum en hið afgirta Geysissvæði í miðju háhitasvæðisins er sjálft aðeins um 0,2 ferkílómetrar. Fjömargir nafngreindir hverir eru á svæðinu en þekktastir eru Geysir og Strokkur. Af öðrum hverum má nefna Blesa, Konungshver, Fötu, Óþerrisholu og Smið. Sumir þessara hvera eru einnig goshverir en gjósa yfirleitt ekki af sjálfum sér.

Elstu heimildir um Geysi eru frá síðari hluta 13. aldar. Árið 1294 voru miklir jarðskjálftar á Suðurlandi og voru goshverirnir í Haukadal fyrst nefndir í annálum eftir það. Sigurður Þórarinsson jarðfræðingur rannsakaði aldur Geysis og hverasvæðisins um miðja 20. öldina með hjálp gjóskulaga. Hann komst að þeirri niðurstöðu að hverasvæðið væri mörg þúsund ára og hefði jafnvel verið virkt frá því jökla leysti í lok síðasta ísaldarskeiðs. Hins vegar gæti Geysisskálin sjálf verið yngri og Geysir jafnvel verið myndaður við jarðhræringarnar 1294.

Hvort sem Geysir varð fyrst til þá eða það hafi glaðnað aftur yfir honum eftir nokkurra alda svefn, þá var hann misvirkur næstu aldirnar. Virkastur var hann í kjölfar Suðurlandsskjálfta, svo sem árið 1630 en eftir það gaus hann gríðarlega stórum gosum. Á milli virku tímabilanna dofnaði yfir honum og brugðu menn þá oft á það ráð að bera grjót og torf í hverina til að fá þá til að gjósa. Geysir lifnaði aftur við í skjálftunum 1896 og gaus þá nokkrum sinnum á dag en um 1915 var hann aftur lagstur í dvala.

Mynd af Geysisgosi í tímaritinu Sunnanfara árið 1900. Í Sunnanfara segir þetta um myndina: "Sá er munur á þessari mynd [...] og öðrum vanalegum myndum af geysisgosum, að þær eru gerðar eftir uppdráttum, en hún eftir ljósmynd (Sigf. Eym.), sem engu getur skeikað frá því sem rétt er og hefir því það fram yfir, að hún er trúrri en þær allar, en auðvitað um leið heldur óskýr eins og hlýtur að vera um hlut, sem er á hviki." (Bls. 40)

Árið 1935 var grafin rauf í hveraskál Geysis til að lækka yfirborð hans og hóf hann aftur að gjósa í kjölfarið. Með tíð og tíma fyllti hverahrúður upp í raufina en árið 1981 var raufin aftur grafin út og dýpkuð. Eftir það var Geysir gjarnan látinn gjósa, sérstaklega um verslunarmannahelgar, og voru gosin gríðarlegt sjónarspil. Gosin voru sett af stað með því að opna fyrir raufina en einnig var ríflega sett af sápu í hverinn nokkru fyrir gos. Sápan lækkar yfirborðsspennu vatnsins og auðveldar þannig yfirhituðu vatni hversins að ná suðu. Eftir Suðurlandsskjálftana árið 2000 lifnaði aftur töluvert yfir Geysi og skvetti hann úr sér eftir það en núna liggur þögn yfir hinni gríðarstóru Geysisskál.

Hinn aðalhverinn á svæðinu, Strokkur, gýs hins vegar reglulega og er nú helsta aðdráttarafl ferðamanna. Virkni í Strokki hefur einnig verið sveiflubundin og á meðan Geysir lá í dvala hefur Strokkur oft verið mjög virkur. Mestu gosin í honum á 19. öld eru sögð hafa staðið í klukkutíma og náð allt að 60 metra hæð. Líkt og félagi hans hafði Strokkur hins vegar legið í dvala í áratugi þegar ákveðið var að bora um 40 metra ofan í gosskálina árið 1963. Í kjölfarið hefur Strokkur verið ákaflega virkur og gosið á nokkurra mínútna fresti.

Fyrr á öldum voru nokkrar tilgátur uppi um ástæður gosvirkninnar í Geysi. Árið 1846 kom hinn nafntogaði efnafræðingur, Robert Bunsen, til landsins. Hann kannaði Geysi og hafa tilgátur hans um gosvirknina að mestu staðist tímans tönn. Líkt og aðrir goshverir er Geysir myndaður úr þröngri vatnspípu sem liggur djúpt ofan í jörðina. Mælingar hafa sýnt að pípan er um 40-100 cm víð niður á um 23 metra dýpi en fyrir neðan það mjókkar hún og verður óregluleg svo erfitt er að mæla umfang hennar.

Bunsen mældi hitastig vatnspípunnar á mismiklu dýpi niður í botn og komst að því að efstu vatnslögin eru vel undir suðumarki, um 85-90°C heit. Á 23 metra dýpi er hitastig vatnsins um 120°C en vegna mikils þrýstings vatnssúlunnar fyrir ofan er það enn töluvert undir suðumarki. Í miðri vatnspípunni, á um 15 metra dýpi, er hitastig vatnsins hins vegar næst suðumarki og þarf því lítið til að raska jafnvæginu þar og koma af stað suðu. Þegar vatnið sýður og verður að gufu eykst rúmmál þess 1700-falt og gufan þrýstir vatnssúlunni upp á við. Hvellsuða á einum stað í vatnspípunni veldur svo keðjuverkun þannig að vatnið í allri súlunni sýður og þrýstist einu færu leiðina, upp um op hversins.

Gosvirkni á Geysissvæðinu er ákaflega sveiflukennd og liggur Geysir sjálfur núna að mestu í dvala en Strokkur gýs hins vegar án afláts og líða yfirleitt ekki nema nokkrar mínútur á milli gosa.

Goshverirnir haga sér hins vegar ekki allir eins. Strokkur gýs litlum en kröftugum gosum, allt að 30 metra háum. Gosrásin tæmist hins vegar ekki á milli gosa og því fyllist hún fljótt aftur og ekki líður langur tími á milli gosa. Þegar Geysir var upp á sitt besta hegðaði hann sér hins vegar öðruvísi. Gos í honum tóku lengri tíma og voru margfalt kröftugri.

Geysisgosum má skipta í fjóra mislanga fasa. Fyrsta stigið er í raun fyrirboði gossins, þegar miklir dynkir og drunur fara að finnast á yfirborði. Bendir það til hvellsuðu þegar hluti vatnssúlunnar ofarlega í gospípunni nær suðumarki. Í framhaldinu af því fer Geysir að skvetta nokkuð úr sér. Gusurnar ná um tíu til tuttugu metra hæð og stendur þetta stig í tíu til fimmtán mínútur. Þótt gusurnar séu tilkomumiklar eru það þó aðeins efstu lög vatnspípunnar sem taka þátt í gosinu á þessu stigi. Neðri hluti vatnssúlunnar er enn kyrr og eftir töluverðar skvettur fellur aftur þögn á svæðið í hálfa til eina mínútur.

Á þessum tímapunkti hefur þrýstingur í vatnspípunni fallið umtalsvert eftir gusurnar og við þrýstingsfallið lækkar suðumark þess vatns sem eftir er neðar í rásinni. Verður þá skyndilega hvellsuða niður eftir allri vatnsrásinni og sjóðandi vatnið sendist upp eftir henni og allt að 60 til 80 metra upp úr hveraskálinni. Er það tilkomumesta stig gossins og stendur það í örfáar mínútur þar til pípan hefur tæmst af vatni. Eftir það heldur gosið þó áfram í fimm til tíu mínútur en nú sem hamslaust gufugos. Smátt og smátt fjarar gosið svo út og gosrásin tekur að fyllast á ný. Það tekur um átta til tíu tíma fyrir hverinn að fyllast aftur á ný.

Þótt ótrúlegt sé þá hefur Geysir ekki enn verið friðlýstur. Ríkið á landspildu innan hverasvæðisins og nær hún yfir hverina Strokk, Geysi og Blesa auk landsins þar á milli en afgangur svæðisins er í einkaeigu og hefur mikill styr staðið síðustu ár um aðgengi almennings að því. Umgengni og aðstaða á svæðinu hefur verið afar ábótavant og Íslendingum síst til sóma en nokkur hundruð þúsund erlendir ferðamenn sækja svæðið heim á hverju ári.

Dapurlegasta dæmið um slælega umgengni var árið 1981 þegar raufin í hveraskálina var víkkuð, nánast í skjóli nætur. Helgi Torfason jarðfræðingur skrifaði um þessi náttúruspjöll við Geysi í Náttúrufræðingnum árið 1984. Hann endaði grein sína á eftirfarandi orðum: „Það er gamall siður á Íslandi að fara illa með landið og öll þess gæði, hvort sem er á láði eða í legi. Hvenær náum við þeim andlega þroska að lifa í sátt við þetta hrjóstuga land - hvað þá hver við annan?“ Ef til vill kristallast saga Geysissvæðisins í gegnum aldirnar í þessum orðum. Vonandi horfir fljótt til betri vegar í aðstöðumálum á Geysissvæðinu svo hægt verði að ganga um svæðið af þeirri virðingu sem því ber.

Heimildir:

Helgi Torfason. 1984. Geysir vakinn upp. Náttúrufræðingurinn 53 (1-2), 5-6.
Helgi Torfason. 2010. The great Geysir. Geysisnefnd, Reykjavík.
Jones, B., Renaut, R. W., Helgi Torfason og Owen, R. B. 2007. The geological history of Geysir, Iceland: a tephrochronological approach to the dating of sinter. Journal of the Geological Society 164, 1241-1252.
Sigurður Þórarinsson. 1949. Um aldur Geysis. Náttúrufræðingurinn 19 (1), 34-41.
Trausti Einarsson. 1949. Gos Geysis í Haukadal. Náttúrufræðingurinn 19 (1), 20-26.
Þorbjörn Sigurgeirsson. 1949. Hitamælingar í Geysi. Náttúrufræðingurinn 19 (1), 27-33.

Myndir:

Sunnanfari, 8. árgangur 1900, 5. tölublað - Timarit.is. (Sótt 27.04.2017).

Þetta svar er úr bókinni Vegvísir um jarðfræði Íslands og er lítillega aðlagað Vísindavefnum. Höfundur bókarinnar er Snæbjörn Guðmundsson en það er Forlagið sem gefur bókina út. Textinn er birtur með góðfúslegu leyfi höfundar og útgefanda.