Sendu inn spurningu

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!

=

Hvernig verða hellar til?

Flestir náttúrlegir hellar heimsins hafa orðið til við það að roföfl af ýmsu tagi grófu holrúm í berg sem áður hafði myndast. Undantekningar eru hraunhellar á eldfjallasvæðum, til dæmis á Íslandi og Hawaii, sem verða til samtímis berginu sem þeir eru hluti af.

Kalksteinshellar

Lang-algengastir og frægastir eru kalksteinshellar meginlandanna sem myndast við efnaveðrun kalksteins (CaCO3): Þegar kolsýrt jarðvatn seytlar um þröngar sprungur víkka þær smám saman og verða að göngum. Ár og lækir víkka slík göng enn hraðar og mynda gríðarlegar hvelfingar og fossa sem steypast niður um lóðrétta strokka. Hverfingarnar taka enn breytingum við hrun úr hellisloftinu auk þess sem kalkspat fellur út úr seytlandi grunnvatni. Gagnstætt ungum hellum sem eru í myndun og einkennast af straumkasti og fossagný eru fornir hellar, sem ekkert vatn streymir um lengur, þögul furðuveröld dropsteinsfylltra hvelfinga.[1]

Skocjan-hellakerfið í Slóveníu er á heimsminjaskrá UNESCO.

Dropsteinar – stöplar og grýlukerti – sem algengir eru í þessum hellum, myndast þegar kolsýringur losnar úr kalkmettuðu vatni sem seytlar niður út hellisþakinu og dropar niður á gólfið.

1.Vatn sýrist:H2O + CO2 = H2CO3

Koldíoxíð leysist upp í vatni og myndar kolsýru
2.Kalksteinn leysist upp:CaCO3 + H2CO3 = Ca2+ + 2 HCO3-
Kolsýra leysir kalkspat upp í kalsín- og bíkarbónat-jónir
3.Dropsteinar myndast:Ca2+ + 2 HCO3- = CaCO3 + CO2 + H2O
Koldíoxíð og vatn gufa upp úr kalkmettuðu vatni og kalkspat-dropsteinar falla út

Þegar þak holrýmanna hrynur með tímanum myndast svokallað karst-landslag, svæði með lokuðum dalverpum, jarðföllum og hellum en skörðóttum kalkstöpum á milli – ekki ólíkt hvítum Dimmuborgum í Mývatnssveit. Hið jarðfræðilega heiti „karst“ mun vera dregið af Karst-svæðinu í Slóveníu þar sem Skocjan-hellirinn er, víðfrægur fyrir mikilfengleik sinn. Í kalksteinshellum hafa víða fundist fornar mannvistarleifar, til dæmis 40.000 ára gömul bein neanderdalsmanns í Þýskalandi og hinar frægu 17.000 ára gömlu hellamyndir í Lascaux, Frakklandi. Talið er að nær helming allra olíu- og gasbirgða heimsins sé að finna í holrýmum karst-svæða.[2]

Gifshellar og íshellar verða til með sama hætti og kalksteinshellar, bergið (eða ísinn) leysist upp og holrými myndast. Gifs (CaSO4.2H2O) fellur út þegar sjór gufar upp í grunnum innhöfum. Gifsberg er mun sjaldgæfara en kalksteinn og er tiltölulega auðleyst í vatni. Frægur gifs-hellir er Cueva de los Cristales í Mexíkó.[3]

Íshellar myndast í jöklum þegar leysingarvatn (eða jarðhiti hér á landi) bræðir ísinn. Stærsti íshellir heims er Eisriesenwelt (íströllaheimur) í austurrísku Ölpunum, 42 km langur. Í Kverkfjöllum er kunnur íshellir sem jarðhita-áin Volga streymir um. Og í Langjökli eru manngerð ísgöng handa ferðafólki.

Íshellar myndast í jöklum þegar leysingarvatn (eða jarðhiti hér á landi) bræðir ísinn.

Sandsteinshellar

Næst-algengastir á eftir kalksteinshellum eru sennilega hellar – flestir raunar manngerðir að meira eða minna leyti – grafnir í sandstein. Sandsteinn getur verið af ýmsu tagi eftir eðli þess sands sem hann er myndaður úr: Í Kína eru hellar og heilar borgir grafnar í löss, foksand frá ísaldarlokum. Í Jórdaníu var borgin Petra grafin í rauðan eyðimerkur-sandstein fyrir meira en 2000 árum. Og á Íslandi eru hellar, náttúrlegir og manngerðir, grafnir í „sandstein“ sem ýmist er móberg, vatnsborinn sandur eða móhella (foksandur, löss).

Sandsteinshellar og -skútar eru algengastir á Suðurlandi þar sem sjór hefur grafið þá í bergið, oft við hærri sjávarstöðu við lok ísaldar. Flestir þeirra sem á blað komast hafa verið manngerðir að hluta, enda notaðir gegnum aldirnar sem fjárhús, hlöður, geymslur, sæluhús og jafnvel þinghús (Steinahellir). Dæmi um slíkan hálf-manngerðan helli höggvinn í móhellu er Baðstofuhellir í Mýrdal þar sem Jón Steingrímsson, síðar „eldprestur,“ bjó veturinn 1755 og stytti sér stundir við að læra þýsku og stækka hellinn. Í Mýrdal má einnig sjá hellisskúta sunnan í Reynisfjalli sem sjórinn hefur grafið í stuðlaberg.

Fróðlegir eru manngerðir hellar í Rangárvallasýslu.[4] Mestur þeirra er Hellnahellir, 50 metra langur og víðast 3-5 metra hár og víður, grafinn í móberg Skarðsfjalls. Aldur hellisins er óþekktur en hans er fyrst getið í rituðum heimildum frá 1332.[5] Það mun hafa verið Einar Benediktsson sem fann upp á því að Papar hefðu grafið þessa hella og réð Benedikt frá Minna-Núpi til að rannsaka þá og reyna að ráða í krotið á veggjum þeirra. Torvelt hefur reynst að aldursgreina hellana, en síðari rannsóknir benda til þess að hvorki hellarnir né krotið séu „forsöguleg.“

Hin forna borg Petra í Jórdaníu er dæmi um manngerða hella en hún var grafin í rauðan eyðimerkur-sandstein fyrir meira en 2000 árum. Nú er borgin á heimsminjaskrá UNESCO.

Í „Jarteinabók Þorláks byskups 1199“[6] segir frá því að nautahellir við Odda á Rangárvöllum hrundi ofan á 12 naut og kramdi í þeim hvert bein nema einu nauti sem lifði undir 3ja álna þykkum steini. Var þá heitið á heilagan Þorlák og fór svo að nautinu varð bjargað og gekk það óstutt til matar síns í öðrum helli. Aflöng dæld í hólnum sunnan við bæinn er talin vera leifar hellisins. Þar fyrir sunnan, hjá eyðibýlinu Ekru, er slíkar aflangar dældir; þar heitir Sæmundarfjós kennt við Sæmund fróða. Snorri Sturluson ólst upp í Odda frá 3ja ára aldri 1182 og hefði hann verið í nautahellinum þegar hann hrundi hefðu saga Norðurlanda og bókmenntir heimsins orðið aðrar en raunin varð (Þorlákur helgi dó 1193).

Eina gerð sandsteinshella taldi sá glöggi og skynugi náttúruskoðari og læknir, Sveinn Pálsson, vera náttúrlega: sandsteinshóla sem holir eru að innan. Í dagbók sinni frá 1793[7] segir hann að á Odda á Rangárvöllum séu í túninu eintómir hólar og þegar gengið sé um þá heyrist við og við hljóð líkt og gengið sé á lofti, enda muni þeir allir vera holir innan eins og síðar kom í ljós [s. 199]. Nokkrum dögum síðar skoðaði hann sérstaklega hellana á Móeiðarhvoli, skammt austan við Odda, þar sem túnið er

eins og í Odda, eintómir smáhólar, og hafa menn í fyrri tíð fundið, væntanlega af hendingu, að þeir voru holir innan. Ég skoðaði þrjá, og er einn þeirra hafður fyrir hlöðu, annar sem fjárhús en þriðji til þess að geyma ýmis búsáhöld. Allir eru þeir eins að lögun, sporöskjulagaðar hvelfingar með sléttu gólfi. Ég spurði, hvernig gólfið væri venjulega í hellunum, þegar þeir væru fyrst grafnir upp, og var mér sagt, að það væri ævinlega slétt sandgólf. Þessir náttúrlegu hellar eru í svörtum sandsteini, hörðum og grófgerðum. [s. 202]

Nú er búið að fylla upp hellana þrjá á Móeiðarhvoli og enginn kannast við að hólarnir þar eða í Odda séu holir innan. Svo háttar til í Vestur-Landeyjum að landið er marflatt en upp úr standa einstakir hvolir eða hólaþyrpingar sem bæir standa á, samanber Odda, Móeiðarhvol og Bergþórshvol. Sennilega eru hvolirnir eldri en sandsteinninn undir jarðvegi flatlendisins sem má ætla að sé hertur af mýrarauða. Þarna er votlent mjög en mér var sagt að í jarðskjálftunum árið 2000 hefði landið þornað talsvert en sé nú smám saman að komast í fyrra horf. Samkvæmt því mynduðu jarðskjálftarnir sprungur í sandsteinshelluna sem vatn hripaði niður um

Hraunhellar[8]

Flestir hraunhellar eru pípulaga rásir sem bráðið hraun streymdi um – fræg dæmi eru Surtshellir í Hallmundarhrauni[9] og Raufarhólshellir í Leitahrauni. Báðir eru hellarnir í rúmmálsmiklum hraunum sem runnu langar leiðir frá upphafsgígum sínum, Hallmundarhraun um 55 km frá Langjökli niður í Hvítársíðu og suðurálma Leitahrauns frá Leitum á Hellisheiði 19 km í átti til sjávar við Þorlákshöfn – hin álman til vesturs eina 23 km niður í Elliðavog. Ástæður þess að blágrýtishraun geta runnið svona langa leið án þess að storkna eru nokkrar,[10] en einkum sú að hraunið rennur að mestu „neðanjarðar“ vegna þess að varma-einangrandi skán myndast næstum samstundis ofan á yfirborði glóandi hraunbráðarinnar. Hin storknaða skorpa þykknar smám saman og myndar fast yfirborð eða þak sem bráðin streymir fram undir. Aðstreymi kvikunnar að framrás hraunsins fer þannig fram eftir vel-einöngruðum æðum eða göngum sem geta, þegar allt er komið í kring, setið eftir sem hraunhellar.

Dropsteinar eru algengir í hellum af þessu tagi: þegar yfirborð kvikustraumsins í rásinni lækkar safnast bráð úr þakinu saman í dropa sem mynda mjóslegin grýlukerti líkt og hangandi ísdröngla á þakskeggi.

Stefánshellir í Hallmundarhrauni.

Hraundrýli – hornito á máli eldfjallafræðinnar – nefnast nokkurs konar strompar eða strýtur kringum göt í þaki hraunrása. Hraundrýli myndast við það að lofttegundir, sem losna úr bráðinni, streyma upp um gatið með miklum hraða og bera með sér hraunflyksur sem límast í kringum loftrásina. Kunn dæmi nálægt Reykjavík eru Tröllabörn í Lækjarbotnum og Trinton[11] á Lyngdalsheiði. Trinton er 3 m hár strompur yfir 10 m djúpum helli líkustum „ gosflösku í laginu“. Undir strompnum er 27 m löng gosrás sem liggur NA-SV og á yfirborði má sjá móta fyrir mörgum slíkum á sömu línu.

Þríhnjúkagígur er risavaxið fyrirbæri af sama tagi: „strompurinn“ sjálfur er 40 m hár, myndaður úr hraunslettum og –frauði, flöskulaga gímaldið undir honum er 125 m djúpt, og frá botni þess liggur hallandi gosrás niður á 200 m frá toppi gígsins. [12]

Hraunskútar. Enn eina tegund hraunhella ber að nefna, hraunhóla sem holir eru innan. Eins og fyrr sagði streymir basaltísk hraunkvika langar leiðir um lokuð göng. Stíflist rennslið af einhverjum ástæðum byggist upp þrýstingur við stífluna sem lyftir yfirborði hraunsins og myndar krosssprunginn hól, svonefnt hraunhvel (e. lava tumulus). [13] Ef sjatnar í hraunbráðinni undir situr eftir holrými; slíkir skútar voru víða, til dæmis á bæjum í Þingvallahrauni, notaðir sem fjárhús eða heygeymslur. [14]

Tilvísanir:
  1. ^ Jörðin, JPV útgáfa, Reykjavík 2005. bls. 252.
  2. ^ Wikipedia: “Karst”
  3. ^ Hvað er kristall? https://www.visindavefur.is/svar.php?id=11809
  4. ^ Árni Hjartarson, Guðmundur J. Guðmundsson, Hallgerður Gísladóttir, Manngerðir hellar á Íslandi, Bókaútgáfa Menningarsjóðs, 1991.
  5. ^ www.hellar.is/1-1-hellarnir-hellnahellir.html
  6. ^ Byskupa sögur, fyrsta bindi: Skálholtsbyskupar. Guðni Jónsson bjó til prentunar. Íslendingasagnaútgáfan / Haukadalsútgáfan, Reykjavík 1953. [bls. 178]
  7. ^ Ferðabók Sveins Pálssonar. Dagbækur og ritgerðir 1791-1797. Snælands útgáfan, Reykjavík 1945.
  8. ^ Sjá: Björn Hróarsson. Hraunhellar á Íslandi, Mál og Menning, 1991.
  9. ^ Hallmundarhraun er talið vera frá því um 900. Í hrauninu eru þekktir tveir stórir hellar auk Surtsthellis (1970 m), Stefánshellir (1570 m) og Víðgelmir (1460 m). Tveir fyrrnefndu kunna að vera hlutar af sömu æð, alls 3500 m.
  10. ^ Sjá Vísindavefinn: Hversu langt getur hraun flætt áður en það storknar?
  11. ^ http://www.mbl.is/greinasafn/grein/442201/
  12. ^ Kristján Sæmundsson & Freysteinn Sigmundsson. Geology of the Þríhnjúkar area Kynningarpési: Inside the volcano, Reykjavík 2015.
  13. ^ Náttúruvá á Íslandi. Eldgos og jarðskjálftar. Viðlagatrygging Íslands/Háskólaútgáfan, 2013. Bls. 115.
  14. ^ Sjá t.d. Hraunfólkið eftir Björn Th. Björnsson, Mál og menning, 1995.

Myndir:

Útgáfudagur

25.9.2017

Spyrjandi

Ágústa Dröfn Pétursdóttir, Arna

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig verða hellar til? “ Vísindavefurinn, 25. september 2017. Sótt 22. nóvember 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=73992.

Sigurður Steinþórsson. (2017, 25. september). Hvernig verða hellar til? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=73992

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig verða hellar til? “ Vísindavefurinn. 25. sep. 2017. Vefsíða. 22. nóv. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=73992>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Loftsteinar

Aragrúi grjót- eða málmhnullunga er á sveimi um geiminn. Geimgrýtið kemur m.a. úr smástirnabelti sem er á milli Mars og Júpíters en líka úr halastjörnum. Þegar þessir steinar og ísagnir rekast á lofthjúp jarðar nefnast þeir loftsteinar. Líklega ná um 500 loftsteinar til jarðar á hverjum degi en fæstir þeirra finnast.