Efnasamseting kvikunnar úr Bárðarbungu

 

 

Jarðvísindamenn fá miklar upplýsingar um uppruna kvikunnar og innri gerð eldfjalla með því að efnagreina sýni úr hraunum og öðru gosefni, alveg á sama hátt og læknirinn safnar ýmsum vökvum (blóði, þvagi osfrv.)  frá sjúklingnum og efnagreinir til að dæma um innra ástand hans.  Nú hefur Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands  birt efnagreiningar á fimm sýnishornum af hrauni úr hinu nýja Holuhrauni.  Það er sýnt í töflunni hér fyrir ofan.  Það eru tvö efni, sem segja mikilvæga sögu.  Annað er kísill (SiO2), sem er um 50 til 50,8% af kvikunni.  Hitt er magnesíum oxíð (MgO), sem er um 6,8 til 7,1%.   Þetta er efnasamsetning basalt kviku, sem hefur setið í grunnu kvikuhólfi inni í jarðskorpunni nokkuð lengi og þróast þar.  Þetta er ekki efnasamsetning frumstæðrar kviku, sem kemur  beint úr möttli jarðar, af miklu dýpi.  Þar með er kenning sumra vísindamanna dauð, að gangurinn sé kominn beint úr möttli.  Jarðskorpan er ca. 30 til 40 km þykk undir þessu svæði og þar undir er möttullinn, sem er 2900 km þykkur.   Frumkvikan myndast í möttlinum og berst upp í jarðskorpuna, þar sem hún þróast.  Hver er efnasamsetning kviku í möttlinum?  Önnur mynd er tekin frá Kresten Breddam og sýnir  dæmi um efnasamsetningu kviku sem kemur beint frá möttlinum.  Þetta dæmi er basalt, sem gaus til að mynda stapann Kistufell, sem er rétt norðan við Bárðarbungu.  Basaltið í Kistufelli er óvenju ríkt af magnesíum, og er MgO í gleri (kvikunni) á bilinu  10 til 12%.   Eins og Breddam sýnir framá er þetta efnasamsetning kviku (blái kassinn á myndinni fyrir neðan), sem er í kemísku jafnvægi við möttulinn og hefur því komið upp beint úr möttlinum.   Þetta er gjörólíkt kvikunni, sem nú gýs (rauði hringurinn á myndinni) og er hún greinilega ekki komin beint úr möttli.   Hins vegar getur frumstæð kvika, eins og sú sem myndaði Kistufell, borist upp úr möttlinum, safnast fyrir í kvikuhólfi og breytst með tímanum í þróaða kviku, eins og þá, sem nú gýs.  Þetta er sýnt með rauðri brotalínu á myndinni.  Þessar upplýsingar um efnasamsetningu styðja því eftirfarandi einfalda mynd um virkni Bárðarbungu:  (1)  Frumstæð kvika (MgO um 10 til 12%) streymir upp úr möttlinum og fyllir kvikuhólf grunnt í jarðskorpunni undir öskju Bárðarbungu.  Slíkur straumur er sennilega alltaf í gangi og gerist ef til vill án nokkurra merkja á yfirborði. (2)  Frumstæða kvikan breytir efnasamsetningu vegna diffrunar, þegar vissir kristallar skiljast frá kvikunni. Við það verður kvikan þróuð og MgO lækkar í ca. 6 til 7%.   Ef til vill er kvikuþróin þá lagskift, með lag af þróaðri kviku ofaná hinni frumstæðu, sem kemur upp úr möttlinum.  (3)  Kvikuþrýstingur í grunnri kvikuþró fer vaxandi og þróuð kvika brýst út úr þrónni, inn í sprungukerfi, fyrst til austurs og síðan til norðurs og myndar  hin margumtalaða kvikugang.  (4)  Sprungugos hefst þar sem gangurinn sker yfirborð jarðar norðan jökulsins.  (5)    Streymi kviku úr kvikuþrónni út í ganginn og upp á yfirborð veldur því að þrýstingur fellur inni í kvikuþrónni og  þak hennar, eða botn öskjunnar byrjar að síga.  Nú nemur sig um 15 metrum.   Í dag hefur hraunbreiðan náð 19 ferkílómetrum að flatarmáli.  Sennilega var því kvikuhólfið fullt þegar skjálftavirkni hófst.  Gosið hófst með fullan tank.  Það getur hæglega innihaldið tugi ef ekki hundrað rúmkílómetra af kviku, en sennilega kemur aldrei nema lítið brot af þessari kviku upp á yfirborðið.