Sólin Sólin Rís 10:41 • sest 15:51 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:52 • Sest 09:11 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 05:49 • Síðdegis: 18:04 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 12:02 • Síðdegis: 24:09 í Reykjavík

Hvernig grafa ár sig niður?

Sigurður Steinþórsson

Þessu verður ekki betur svarað en með lýsingu Þorleifs heitins Einarssonar í jarðfræðibókum hans, fyrst Jarðfræði. Saga bergs og lands (1968).[1]

Rennandi vatn er iðið við mótun landslags og raunar afkastadrýgst útrænu aflanna í þeirri iðju. Hreint vatn vinnur þó lítið á föstu bergi nema undir fossum og í kröppum árbugðum. Sé straumhraði í vatnsfalli lítill, er vatnsstreymið lagskipt, en venjulega er straumhraðinn svo mikill, að það streymir óreglulega fram með þyrlum og hringiðum.

Vatnsföll flytja með sér bergmylsnu, sem losnar úr bergi við veðrun eða vegna straumkasts, og nota hana sem graftól við dýpkun og breikkun farvega. Bergmylsnan flyst einkum með tvennum hætti í ám. Í fyrsta lagi þyrlast og svífur smæsta kornið undan straumi sem grugg. Af þessu tagi er t.d. skolgrár jökulgormur í jökulám. Í öðru lagi veltur eða skríður grófari hluti bergmylsnunnar á botni með straumi sem botnskrið. Það er einkum botnskriðið sem sverfur botn vatnsfalla, en jafnframt máist og kvarnast bergmylsnan sjálf og verður smám saman að sandi og ávalaðri möl.

Vatnsföll flytja með sér bergmylsnu og uppleyst efni og er flutningsgetan háð vatnsmagni og straumhraða.

Flutningsgeta vatnsfalla er háð vatnsmagni og straumhraða. Tvöfaldist straumhraði, t.d. í vatnavöxtum, vex flutningsgetan gífurlega eða um 26 (tvo í sjötta veldi = 64 sinnum). Megni áin að velta 20 g þungri völu í meðalrennsli, veltir hún í vatnavöxtum 1280 g hnullungi. Þetta er einmitt skýringin á tilvist stórra, ávalaðra hnullunga, sem oft er að sjá í farvegum lækja og áa og gætu alls ekki flust við venjulegt rennsli. Við þessar aðstæður tvöfaldast einnig botnskriðið, þ.e. tvöfalt magn af sandi og möl fer yfir hverja flatareiningu, og það með tvöföldu afli, svo að svörfunin verður margföld við það, sem venjulegt er. Í þessu sambandi ber og að hafa í huga, að hlutir, sem sökkt er í vatn, léttast sem svarar rúmmáli þess vatns sem þeir ryðja frá sér. Þannig léttist 2,5 g þung blágrýtisvala um 1 g þegar henni er sökkt í vatn. Auk þess ber að geta, að lagnaðarís og botnstingull í ám geta lyft stóru og smáu grjóti og borið það langar leiðir.

Af framangreindu leiðir, að rof vatnsfalls fer mjög eftir rennslisháttum þess. Óstöðugar ár, svo sem dragár og jökulár, grafa sig því meira niður en lindár, enda er rennsli þeirra í vatnavöxtum oft 5- til 15-falt meðalrennslið.[2]

Í vatnavöxtum bera dragár fram mikinn aur og grafa sig ört niður, enda renna þær víðast í gljúfrum, þar sem bratt er, en hlaða upp grjót- og malareyrar á flatlendi. Mestur er rofmáttur dragáa í asahlákum að vetri eða vori, er þær brjóta af sér ísalög. Jakar ýta þá til stórgrýti og rista og rjúfa árbakkana. Dragár renna því að jafnaði dreift um víðáttumiklar eyrar, þar sem gróðri er vart vært sökum umróts í leysingum.

Um jökulárnar gegnir svipuðu máli og um dragár. Þó er framburður jökuláa meiri og stöðugri en dragáa, enda leggja jöklar stöðugt til ógrynni af bergmylsnu. Rof jökuláa er því enn stórkostlegra en dragáa, og gljúfur þeirra eru hin mestu hér á landi. Þar sem halli minnkar, hlaða jökulár undir sig og verða að auravötnum, [sbr. Mýrdals- og Skeiðarársand].

Um lindár gildir hins vegar allt öðru máli, enda er rennslið litlum breytingum undirorpið. Framburður þeirra er fínn í korninu, venjulega sandur, og bakkar þeirra grónir niður að vatnsborði.“

Jökulár geta borið mikið magn efnis og grafið djúp gil og mikil gljúfur.

„Gil og gljúfur eru einkenni ungra vatnsfalla. Þau dýpka, þegar tímar líða, og fossar og flúðir mást, en gljúfurveggirnir fá smám saman fláa sökum veðrunar og verða að V-laga dölum. Vatnsfall heldur áfram að grafa sig niður og dýpka dalinn, uns gröfturinn staðnar þegar hæð árbotnsins nálgast sjávarmál, sem setur árrofinu mörk, svokölluð rofmörk. Ýmsar dragár hér á landi, svo sem Eyjafjarðará, hafa nær náð þessu þróunarstigi.

Hér á landi er lítið um V-laga dali, enda er svo stuttur tími liðinn, síðan jökla leysti, og þeir hafa eigi náð að myndast á ný. Slíka dali eða gil er aðeins að sjá á stórum líparítsvæðum, svo sem á Torfajökulssvæðinu og Kerlingarfjöllum, enda er bergið auðsorfið.“

— oo —

Þetta voru orð Þorleifs Einarssonar, en við þau má bæta áhugaverðu dæmi um V-dal á SV-horninu: Berjadal í Akrafjalli sem klýfur fjallið í tvo kamba. Akrafjall stendur einangrað frá „hálendinu“ NA og SA við það, þannig að vatnasvið Berjadalsár er einungis hlíðar dalsins sjálfs. Miklu stærra vatnasvið þyrfti til að grafa hann – þó ekki væri annað en að þróa V-form í eldra U-laga dal.

Berjadalur í Akrafjalli er dæmi um V-laga dal.

Sömu hraunlög sem mynduðu Akrafjall fyrir 4,5 til 3 milljón árum, finnast í Skarðsheiði handan við Svínadal og í Esju handan við Hvalfjörð. Áður en ísaldarjöklarnir byrjuðu að grafa dali og firði niður í basalthelluna fyrir 2,5–3 milljónum ára hefur hún því verið samfelld á þessu svæði—jöklarnir surfu ofan af henni allri og skópu loks Akrafjall með því að rjúfa burt bergið í kring.

Akrafjall er sennilega leif af brún hálendis sem veitti vatni niður dalinn og á síðasta jökulskeiði a.m.k., og kannski fleirum, hefur fjallið staðið sem jökulsker í skriðjökli sem féll út Hvalfjörð og Svínadal.

Tilvísanir:
  1. ^ Hér vitnað í 1971-útgáfuna, bls. 112 o.áfr.
  2. ^ Lindár spretta upp í lindum, uppsprettum, en dragár verða til smám saman úr litlum lækjum á svæði sem kallast drög árinnar.

Heimildir:

  • Þorleifur Einarsson (1971). Jarðfræði. Heimskringla. Reykjavík 1971.
  • Leó Kristjánsson, Ingvar B Friðleifsson, ND Watkins (1980). Stratigraphy and paleomagnetism of the Esja, Eyrarfjall and Akrafjall mountains, SW-Iceland. Journal of Geophysics 47:31–42.
  • Leó Kristjánsson og Ágúst Guðmundsson (2001). Paleomagnetic studies in Skarðsheiði, South-West Iceland. Jökull 50:33–48.
  • Sjá einnig á Vísindvefnum: Hvers konar fjall er Akrafjall og hvað er það gamalt?
  • Teikning af árbotni: A Level Geography.com. (Sótt 20.10.2020).
  • Mynd af Jökulsá á Fjöllum: Aerial View of Jökulsá á Fjöllum 21.05.2008 15-52-54.JPG - Wikimedia Commons. Höfundur myndar: Hansueli Krapf. Birt undir Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported leyfi. (Sótt 21.10.2020).
  • Mynd af Akrafjalli: Mats Wibe Lund. Birt með góðfúslegu leyfi. (Sótt 15.10.2020).

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

26.10.2020

Spyrjandi

Gunnar Berg Stefánsson

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig grafa ár sig niður?“ Vísindavefurinn, 26. október 2020. Sótt 29. nóvember 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=78183.

Sigurður Steinþórsson. (2020, 26. október). Hvernig grafa ár sig niður? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=78183

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig grafa ár sig niður?“ Vísindavefurinn. 26. okt. 2020. Vefsíða. 29. nóv. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=78183>.

Chicago | APA | MLA

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 grafa ár sig niður?
Þessu verður ekki betur svarað en með lýsingu Þorleifs heitins Einarssonar í jarðfræðibókum hans, fyrst Jarðfræði. Saga bergs og lands (1968).[1]

Rennandi vatn er iðið við mótun landslags og raunar afkastadrýgst útrænu aflanna í þeirri iðju. Hreint vatn vinnur þó lítið á föstu bergi nema undir fossum og í kröppum árbugðum. Sé straumhraði í vatnsfalli lítill, er vatnsstreymið lagskipt, en venjulega er straumhraðinn svo mikill, að það streymir óreglulega fram með þyrlum og hringiðum.

Vatnsföll flytja með sér bergmylsnu, sem losnar úr bergi við veðrun eða vegna straumkasts, og nota hana sem graftól við dýpkun og breikkun farvega. Bergmylsnan flyst einkum með tvennum hætti í ám. Í fyrsta lagi þyrlast og svífur smæsta kornið undan straumi sem grugg. Af þessu tagi er t.d. skolgrár jökulgormur í jökulám. Í öðru lagi veltur eða skríður grófari hluti bergmylsnunnar á botni með straumi sem botnskrið. Það er einkum botnskriðið sem sverfur botn vatnsfalla, en jafnframt máist og kvarnast bergmylsnan sjálf og verður smám saman að sandi og ávalaðri möl.

Vatnsföll flytja með sér bergmylsnu og uppleyst efni og er flutningsgetan háð vatnsmagni og straumhraða.

Flutningsgeta vatnsfalla er háð vatnsmagni og straumhraða. Tvöfaldist straumhraði, t.d. í vatnavöxtum, vex flutningsgetan gífurlega eða um 26 (tvo í sjötta veldi = 64 sinnum). Megni áin að velta 20 g þungri völu í meðalrennsli, veltir hún í vatnavöxtum 1280 g hnullungi. Þetta er einmitt skýringin á tilvist stórra, ávalaðra hnullunga, sem oft er að sjá í farvegum lækja og áa og gætu alls ekki flust við venjulegt rennsli. Við þessar aðstæður tvöfaldast einnig botnskriðið, þ.e. tvöfalt magn af sandi og möl fer yfir hverja flatareiningu, og það með tvöföldu afli, svo að svörfunin verður margföld við það, sem venjulegt er. Í þessu sambandi ber og að hafa í huga, að hlutir, sem sökkt er í vatn, léttast sem svarar rúmmáli þess vatns sem þeir ryðja frá sér. Þannig léttist 2,5 g þung blágrýtisvala um 1 g þegar henni er sökkt í vatn. Auk þess ber að geta, að lagnaðarís og botnstingull í ám geta lyft stóru og smáu grjóti og borið það langar leiðir.

Af framangreindu leiðir, að rof vatnsfalls fer mjög eftir rennslisháttum þess. Óstöðugar ár, svo sem dragár og jökulár, grafa sig því meira niður en lindár, enda er rennsli þeirra í vatnavöxtum oft 5- til 15-falt meðalrennslið.[2]

Í vatnavöxtum bera dragár fram mikinn aur og grafa sig ört niður, enda renna þær víðast í gljúfrum, þar sem bratt er, en hlaða upp grjót- og malareyrar á flatlendi. Mestur er rofmáttur dragáa í asahlákum að vetri eða vori, er þær brjóta af sér ísalög. Jakar ýta þá til stórgrýti og rista og rjúfa árbakkana. Dragár renna því að jafnaði dreift um víðáttumiklar eyrar, þar sem gróðri er vart vært sökum umróts í leysingum.

Um jökulárnar gegnir svipuðu máli og um dragár. Þó er framburður jökuláa meiri og stöðugri en dragáa, enda leggja jöklar stöðugt til ógrynni af bergmylsnu. Rof jökuláa er því enn stórkostlegra en dragáa, og gljúfur þeirra eru hin mestu hér á landi. Þar sem halli minnkar, hlaða jökulár undir sig og verða að auravötnum, [sbr. Mýrdals- og Skeiðarársand].

Um lindár gildir hins vegar allt öðru máli, enda er rennslið litlum breytingum undirorpið. Framburður þeirra er fínn í korninu, venjulega sandur, og bakkar þeirra grónir niður að vatnsborði.“

Jökulár geta borið mikið magn efnis og grafið djúp gil og mikil gljúfur.

„Gil og gljúfur eru einkenni ungra vatnsfalla. Þau dýpka, þegar tímar líða, og fossar og flúðir mást, en gljúfurveggirnir fá smám saman fláa sökum veðrunar og verða að V-laga dölum. Vatnsfall heldur áfram að grafa sig niður og dýpka dalinn, uns gröfturinn staðnar þegar hæð árbotnsins nálgast sjávarmál, sem setur árrofinu mörk, svokölluð rofmörk. Ýmsar dragár hér á landi, svo sem Eyjafjarðará, hafa nær náð þessu þróunarstigi.

Hér á landi er lítið um V-laga dali, enda er svo stuttur tími liðinn, síðan jökla leysti, og þeir hafa eigi náð að myndast á ný. Slíka dali eða gil er aðeins að sjá á stórum líparítsvæðum, svo sem á Torfajökulssvæðinu og Kerlingarfjöllum, enda er bergið auðsorfið.“

— oo —

Þetta voru orð Þorleifs Einarssonar, en við þau má bæta áhugaverðu dæmi um V-dal á SV-horninu: Berjadal í Akrafjalli sem klýfur fjallið í tvo kamba. Akrafjall stendur einangrað frá „hálendinu“ NA og SA við það, þannig að vatnasvið Berjadalsár er einungis hlíðar dalsins sjálfs. Miklu stærra vatnasvið þyrfti til að grafa hann – þó ekki væri annað en að þróa V-form í eldra U-laga dal.

Berjadalur í Akrafjalli er dæmi um V-laga dal.

Sömu hraunlög sem mynduðu Akrafjall fyrir 4,5 til 3 milljón árum, finnast í Skarðsheiði handan við Svínadal og í Esju handan við Hvalfjörð. Áður en ísaldarjöklarnir byrjuðu að grafa dali og firði niður í basalthelluna fyrir 2,5–3 milljónum ára hefur hún því verið samfelld á þessu svæði—jöklarnir surfu ofan af henni allri og skópu loks Akrafjall með því að rjúfa burt bergið í kring.

Akrafjall er sennilega leif af brún hálendis sem veitti vatni niður dalinn og á síðasta jökulskeiði a.m.k., og kannski fleirum, hefur fjallið staðið sem jökulsker í skriðjökli sem féll út Hvalfjörð og Svínadal.

Tilvísanir:
  1. ^ Hér vitnað í 1971-útgáfuna, bls. 112 o.áfr.
  2. ^ Lindár spretta upp í lindum, uppsprettum, en dragár verða til smám saman úr litlum lækjum á svæði sem kallast drög árinnar.

Heimildir:

  • Þorleifur Einarsson (1971). Jarðfræði. Heimskringla. Reykjavík 1971.
  • Leó Kristjánsson, Ingvar B Friðleifsson, ND Watkins (1980). Stratigraphy and paleomagnetism of the Esja, Eyrarfjall and Akrafjall mountains, SW-Iceland. Journal of Geophysics 47:31–42.
  • Leó Kristjánsson og Ágúst Guðmundsson (2001). Paleomagnetic studies in Skarðsheiði, South-West Iceland. Jökull 50:33–48.
  • Sjá einnig á Vísindvefnum: Hvers konar fjall er Akrafjall og hvað er það gamalt?
  • Teikning af árbotni: A Level Geography.com. (Sótt 20.10.2020).
  • Mynd af Jökulsá á Fjöllum: Aerial View of Jökulsá á Fjöllum 21.05.2008 15-52-54.JPG - Wikimedia Commons. Höfundur myndar: Hansueli Krapf. Birt undir Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported leyfi. (Sótt 21.10.2020).
  • Mynd af Akrafjalli: Mats Wibe Lund. Birt með góðfúslegu leyfi. (Sótt 15.10.2020).

...