Sólin Sólin Rís 08:36 • sest 17:47 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 18:06 • Sest 09:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:40 • Síðdegis: 18:55 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:34 • Síðdegis: 12:51 í Reykjavík

Hvernig vita vísindamenn að kvikan í Geldingadölum er komin úr möttlinum?

Sigurður Steinþórsson

Efsti hluti jarðmöttulsins nefnist deighvolf eða lághraðalag vegna þess að bergið þar er heitt, nálægt bræðslumarki sínu – það er deigt (eins og deig) og hraði jarðskjálftabylgja lækkar á ferð um það. Möttulbergið samanstendur af fjórum steindum, ólivíni, díopsíti, enstatíti og, háð þrýstingi, plagíóklas eða spínli, og samsetning bráðar sem myndast í jafnvægi við þessar steindir er bundin, breytileiki einungis háður þrýstingi (dýpi í jörðinni). Tilraunir sem fyrst voru gerðar upp úr miðri síðustu öld, og síðari tíma tölvuforrit, sýna að basalt með heildarsamsetningu (bráð + kristallar) kvikunnar sem nú gýs í Geldingadölum, myndast við bræðslu steindafylkis efri möttuls og í jafnvægi við þrýsting samsvarandi 14–16 km dýpi. Samkvæmt skjálftamælingum eru um 15 km niður í möttul undir Reykjanesskaga. Einnig bendir lágur styrkur utangarðsefnisins títans (TiO2) í hrauninu til þess að úr möttulefninu, sem nú leggur til kvikuna, hafi áður talsvert bráðnað — kannski að verið sé að kreista úr henni síðustu dropana.

Af samsetningu kvikunnar sem kemur upp í Geldingadölum má ráða að hún er ættuð úr möttli en hefur dvalið um hríð í grunnstæðum kvikugangi.

Eftir uppsöfnun og blöndun mismunandi bráðarskammta nærri mörkum möttuls og skorpu, rís bráðin upp gegnum gosrás sem líklega spannar alla þykkt jarðskorpunnar undir Reykjanesskaga. Bráðin kólnar á þessu ferðalagi og þegar hún kemur upp á yfirborð er hún 1180–1190°C heit. Bráðin ber með sér kristalla (smádíla) sem útreikningar sýna (að vísu með mikilli óvissu) að kristölluðust í jafnvægi við bráðina á 0,5–2,0 km dýpi. Það samræmist því að bráðin hafi dvalið um hríð í grunnstæða kvikuganginum sem jarðskorpuhreyfingar hafa gefið vísbendingu um. Hins vegar liggur fyrir að bráðin ber líka með sér kristalla sem urðu til mun dýpra í skorpunni eða jafnvel allt niðri í möttli. Frekari mælingar munu sérstaklega beina athygli að þessum kristöllum og bráðarinnlyksum sem í þeim kunna að leynast.

Sem dæmi um upplýsingar af þessu tagi er, að plagíóklas, sú dílategund sem mest er af í berginu, sýnir einfalda beltun – það er samfellda breytingu í samsetningu frá miðju til brúnar. Af þessu má lesa þrennt:
  1. Kristallinn óx tiltölulega hratt í kyrrstæðu umhverfi, ella hefði samsetning bráðarinnar næst kristalnum hrærst stöðugt upp og samsetning kristalsins verið einsleit.
  2. Einföld beltun sýnir að ekki bættist við fersk bráð meðan kristallinn var að vaxa – að á vaxtartíma sínum óx hann í „lokuðu kerfi“.
  3. Kristallinn dvaldi fremur skamman tíma við háan hita í „kvikuhólfi“ því ella hefðu sést merki um að beltunin jafnaðist út.
Frekari rannsóknir af þessu tagi kynnu að skera út um það hvort kvikan í „kvikuhólfinu“ (ganginum) endurnýjast eða ekki – og þar með hvort gosið verði langvinnt eða ekki.

Mynd:
  • JGÞ.


Þakkir: Gögn sem hér er lagt út af eru frá Jarðvísindastofnun Háskólans, Sæmundi Ara Halldórssyni (bergfræði) og Bryndísi Brandsdóttur (skorpuþykkt). Sæmundur las einnig yfir og bætti textann.

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

7.4.2021

Spyrjandi

Guðlaug E.

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig vita vísindamenn að kvikan í Geldingadölum er komin úr möttlinum?“ Vísindavefurinn, 7. apríl 2021. Sótt 21. október 2021. http://visindavefur.is/svar.php?id=81494.

Sigurður Steinþórsson. (2021, 7. apríl). Hvernig vita vísindamenn að kvikan í Geldingadölum er komin úr möttlinum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=81494

Sigurður Steinþórsson. „Hvernig vita vísindamenn að kvikan í Geldingadölum er komin úr möttlinum?“ Vísindavefurinn. 7. apr. 2021. Vefsíða. 21. okt. 2021. <http://visindavefur.is/svar.php?id=81494>.

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 vita vísindamenn að kvikan í Geldingadölum er komin úr möttlinum?
Efsti hluti jarðmöttulsins nefnist deighvolf eða lághraðalag vegna þess að bergið þar er heitt, nálægt bræðslumarki sínu – það er deigt (eins og deig) og hraði jarðskjálftabylgja lækkar á ferð um það. Möttulbergið samanstendur af fjórum steindum, ólivíni, díopsíti, enstatíti og, háð þrýstingi, plagíóklas eða spínli, og samsetning bráðar sem myndast í jafnvægi við þessar steindir er bundin, breytileiki einungis háður þrýstingi (dýpi í jörðinni). Tilraunir sem fyrst voru gerðar upp úr miðri síðustu öld, og síðari tíma tölvuforrit, sýna að basalt með heildarsamsetningu (bráð + kristallar) kvikunnar sem nú gýs í Geldingadölum, myndast við bræðslu steindafylkis efri möttuls og í jafnvægi við þrýsting samsvarandi 14–16 km dýpi. Samkvæmt skjálftamælingum eru um 15 km niður í möttul undir Reykjanesskaga. Einnig bendir lágur styrkur utangarðsefnisins títans (TiO2) í hrauninu til þess að úr möttulefninu, sem nú leggur til kvikuna, hafi áður talsvert bráðnað — kannski að verið sé að kreista úr henni síðustu dropana.

Af samsetningu kvikunnar sem kemur upp í Geldingadölum má ráða að hún er ættuð úr möttli en hefur dvalið um hríð í grunnstæðum kvikugangi.

Eftir uppsöfnun og blöndun mismunandi bráðarskammta nærri mörkum möttuls og skorpu, rís bráðin upp gegnum gosrás sem líklega spannar alla þykkt jarðskorpunnar undir Reykjanesskaga. Bráðin kólnar á þessu ferðalagi og þegar hún kemur upp á yfirborð er hún 1180–1190°C heit. Bráðin ber með sér kristalla (smádíla) sem útreikningar sýna (að vísu með mikilli óvissu) að kristölluðust í jafnvægi við bráðina á 0,5–2,0 km dýpi. Það samræmist því að bráðin hafi dvalið um hríð í grunnstæða kvikuganginum sem jarðskorpuhreyfingar hafa gefið vísbendingu um. Hins vegar liggur fyrir að bráðin ber líka með sér kristalla sem urðu til mun dýpra í skorpunni eða jafnvel allt niðri í möttli. Frekari mælingar munu sérstaklega beina athygli að þessum kristöllum og bráðarinnlyksum sem í þeim kunna að leynast.

Sem dæmi um upplýsingar af þessu tagi er, að plagíóklas, sú dílategund sem mest er af í berginu, sýnir einfalda beltun – það er samfellda breytingu í samsetningu frá miðju til brúnar. Af þessu má lesa þrennt:
  1. Kristallinn óx tiltölulega hratt í kyrrstæðu umhverfi, ella hefði samsetning bráðarinnar næst kristalnum hrærst stöðugt upp og samsetning kristalsins verið einsleit.
  2. Einföld beltun sýnir að ekki bættist við fersk bráð meðan kristallinn var að vaxa – að á vaxtartíma sínum óx hann í „lokuðu kerfi“.
  3. Kristallinn dvaldi fremur skamman tíma við háan hita í „kvikuhólfi“ því ella hefðu sést merki um að beltunin jafnaðist út.
Frekari rannsóknir af þessu tagi kynnu að skera út um það hvort kvikan í „kvikuhólfinu“ (ganginum) endurnýjast eða ekki – og þar með hvort gosið verði langvinnt eða ekki.

Mynd:
  • JGÞ.


Þakkir: Gögn sem hér er lagt út af eru frá Jarðvísindastofnun Háskólans, Sæmundi Ara Halldórssyni (bergfræði) og Bryndísi Brandsdóttur (skorpuþykkt). Sæmundur las einnig yfir og bætti textann. ...