Einn merkasti Hafstraumur Jarðar er undir Grænlandssundi

Siglingin frá Íslandi  til austur strandar Grænlands er um 220 sjómílur.  Forfeður okkar gáfu þessu svæði nafnið Grænlandssund, enda er lógískt að  skýra sund eftir því landi sem þú siglir til.  Af einhverjum orsökum hefur nafnið Denmark Strait samt festst á því á alþjóðavettvangi.  Sjálfsagt er það leiðinda nafn einhverjar leifar af gamla nýlendutímanum.  Þarna úti á hafinu eru hin frægu og gjöfulu Halamið, en fáir átta sig á því að djúpt undir Grænlandssundi er einn merkasti og mikilvægasti  hafstraumur jarðarinnar.  Þessi straumur er  aðal mótorinn í hringrás þeirri sem við nefnum færiband heimshafanna.  Lítum á kortið fyrir ofan.  Það er greinilegt að landgrunn Íslands og Grænlands, sem markast  af 500 m dýptarlínunni, koma næstum saman undir Grænlandssundi og aðeins þröngur og djúpur áll skilur á milli.  Það er jarðfræðileg skýring á þessu sundi, og skarðinu í því, eins og ég fjalla um neðst í þessum pistli.   Þarna flæðir í gegnum sundið og til suðurs, meðfram botninum, harður straumur sem er um þrjú miljón rúmmetrar á sekúndu og fer á hraða sem er um 55 sm á sekúndu. Straumurinn, sem við getum kallað undirstraum Grænlandssunds, er eins og stórfljót, sem er um 300 metrar á dýpt.  Sjórinn í straumnum er mjög sérstakur. Hann hefur háa eðlisþyngd, og þess vegna fylgir hann botninum, en minnsta dýpi í rennunni á botni Grænlandssunds er um 650 metrar. Þessi straumur er sjór sem hefur myndast  lengra í norðri,  í  Íslandshafi.   Fyrir flest okkar er sjór bara sjór.  En haffræðingar hafa greint margar tegundir af sjó, og beita mælingum á hita og seltu til að skilgreina hinar ýmsu gerðir af sjó sem finnst í heimshöfunum. Hlutföllin af hita og seltu ákvarða eðlisþyngd sjávar, eins og myndin fyrir ofan  sýnir.   Djúpi straumurinn undir Grænlandssundi  er rauði hringurinn á myndinni. Hitinn á þessum sjó er rétt við frostmark.  Það eru tveir aðrir straumar í Grænlandssundi, en þeir eru báðir á yfirborði, eins og næsta mynd sýnir.   Annar þeirra er Irminger straumurinn sem flæðir á yfirborði til norðurs með vestur ströndum Íslands.  Hann er hlýr, enda  angi af Golfstraumnum.   Einkenni Irminger straumsins eru sýnd sem blár hringur á myndinni fyrir ofan.  Takið eftir að eðlisþyngd hans er miklu lægri en undirstraums Grænlandssunds.  Þriðji straumurinn er Austur Grænlandsstraumurinn  (grænn hringur á myndinni fyrir ofan), en hann er fremur eðlisléttur yfirborðsstraumur,  sem fer í suður átt  meðfram austurströnd Grænlands.   Einn af þeim sem hefur mest rannsakað hafsstrauma í Grænlandssundi er þýski haffræðingurinn Andreas Macrander og félagar hans.  Samkvæmt mælingum þeirra hefur hiti undirstraumsins hækkað um 0,4 gráður og flæði hans minnkað um 20% á þremur árum.    Myndin til hliðar sýnir mælingar á straumnum, en flæðið er gefið upp í einingunni Sverdrup (eitt Sverdrup er ein miljón rúmmetrar á sekúndu).  Er þetta bara stutt sveifla, eða er flæði straumsins að minnka að verulegu leyti?  Þetta er mjög mikilvæg spurning, ekki aðeins fyrir svæðið umhverfis Ísland, heldur fyrir hringrás strauma í heimshöfunum og fyrirbærið sem kallað er færiband heimshafanna.    Sjórinn sem myndar djúpa undirstrauminn í Grænlandssundi  myndast við vissar aðstæður í Grænlandshafi og Íslandshafi,  norðan Íslands.  Hér kólnar þessi sjór á yfirborði Íshafsins, verður eðlisþyngri og sekkur. Þá streymir hann til sðururs og flæðir meðal annars í gegnum Grænlandssund. Hvað gerist ef  það dregur úr kólnun á þessum sjó, og ef við hann bætist ferskari sjór vegna bráðnun Grænlandsjökla? Þá minnkar eðlisþyngd hans og flæðið um Grðnlandssund minnkar.  Það er ein hugsanleg afleiðing loftslagsbreytinga.  Hvað er að gerast á svæðinu þar sem þessi eðlisþungi sjór myndast?  Myndin til hliðar sýnir hitamælingar í Íshafinu á mismunandi dýpi, á svæði milli Svalbarða og Grænlands frá 1950 til 2005.  Kvarðinn í miðjunni sýnir hita í sjónum.  Takið eftir hvernig myndin breytist frá vinstri til hægri,  vegna hlýjunar hafsins.  Getur þessi hlýjun stöðvað flæði djúpa straumsins suður um Grænlandssund?   Framtíðin mun skera úr um það, en ein afleiðingin gæti  verið  mjög alvarleg fyrir loftslag á norður slóðum.  Eins og ég minntist á í upphafi, þá er djúpstraumurinn sem flæðir suður um Grænlandssund oft kallaður “mótorinn” í færibandi heimshafanna. Síðasta myndin sýnir aðeins hluta af færibandi heimshafanna, en þar eru tveir straumar sýndir: Golfstraumurinn sem flæðir norður, og kaldur Atlantshafsstraumur, sem flæðir með botninum til suðurs.  Golfstraumurinn er AFLEIÐING af flæði kalda botnstraumsins, og allar breytingar á botnstraumnum geta því haft bein áhrif á Golfstrauminn.   En hvernig myndaðist skarðið í Grænlandssund?  Þegar Norður Atlantshafið byrjaði að opnast fyrir meir en 50 miljón árum  var Grænland nær áfast við Norður Evrópu.  Þegar landrekið færði Grænland frá meginlandinu hlóðst upp mikið magn af basalt hraunlögum, bæði á austur strönd Grænlands og í hafinu fyrir austan.  Þessi eldvirkni hélt áfram þar til fyrir um 33 miljón þarum, en þá dró verulega úr henni og mjög lítið kvika barst upp á yfirborðið. Þá myndaðist skarðið í neðansjávarhrygginn milli Íslands og Grænlands, þar sem nú er Grænlandssund.  Eldvirkni hóst á ný með miklum krafti fyrir um 25 miljón árum, og hlóð upp landgrunninu út af Vestfjörðum og svo blágrýtismynduninni sem myndar allan Vestfjarðakjálkann.  Þannig hefur myndun og upphleðsla landsins og jarðmyndana neðansjávar haft mikil og afdrifarík áhrif á hafstrauma umhverfis Ísland. 

Metan Gas frá Hafsbotni

Ég las nýlega blogg grein þar sem fyrirsögnin var á þessa leið:  Nýjustu rannsóknir sýna að hættulegt gas lekur nú uppúr sífreranum á heimskautasvæðnunum. Undirfyrirsögnin segir: En hafið engar áhyggjur – þetta eru bara vísindi.   Svona er tortryggni varðandi vísindin komin á hátt stig í dag.  Ég leyfi mér nú þrátt fyrir það  að fjalla um þetta gas, sem heitir metan eða mýragas.   Einu sinni var ég að vinna á hafrannsóknaskipi við að taka sýni af setinu á hafsbotni í Norður Atlantshafi. Við notuðum bor eða kjarnarör til að ná sýninu. Eitt sinn þegar rörið kom upp, þá var ís í setinu.  En þetta var ekki venjulegur vatnsís heldur ís af metan hydrat, sem er blanda af vatni og efninu sem við nefnum oft mýragas: CH4.  Metan gas sem er unnið með jarðborunum djúpt niður í gamlar myndanir af setlögum er eitt mikilvægasta eldsneyti á jörðu. Til dæmis í Bandaríkjunum er það gas um einn fjórði af allri orkuneyslu. 

Metan myndast þegar lífræn efni rotna, hvort sem er í setinu á hafsbotni, í mýrum eða í maganum á kúm. Það eru bakteríur sem þrífast við þessi skilyrði, sem brjóta niður lífræn efni og framleiða gasið.

Hvernig myndast metan hydrat ísinn í setinu á hafsbotni?  Það er háð því hvað sjórinn er oft ískaldur, eða rétt fyrir ofan frostmark, við hafsbotninn í norðurhöfum.  Kortið fyrir ofan sýnir að metan hydrat setmyndanir eru mjög útbreiddar í heimshöfunum.  Myndin til hliðar er “fasa diagram” sem sýnir ástand efnis eins og metans við mismunandi hita og þrýsting eða dýpi. Við ástand eins og ríkir fyrir neðan feitu línuna er metan hydrat í jafnvægi.  En ef botnsjórinn hlýnar, þá leysist metan hydrat upp og metan gas streymir út, upp í sjóinn og að lokum upp í andrúmsloftið.   Í dag kom út merk grein í vísindaritinu Science um metan eftir hóp vísindamanna frá Alaska og Rússlandi.  Mælingar á botnsjó á landgrunninu fyrir utan austur hluta Síberíu sýna að hann er mettaður af metan gasi, og er hér miklu meira ústreymi af metan gasi en áður var talið.  Þessi nýuppgötvaða losun af metan undan Síberíu er jafn mikil og var þekkt áður í öllum heimshöfunum.  Breskir og þýskir vísindamenn hafa gert svipaða uppgötvun á hafsbotninum í 150 til 400 m dýpi fyrir vestan Svalbarða.  Þar fundu þeir að metan gas streymir upp um litil göt úr botninum og upp í hafið, eins og myndin til hægri sýnir.  

Metan getur haft 30 sinnum meiri áhrif á hlýnun jarðar en koldíoxíð, og er því mikilvægt að fylgjast með magni þess í andrúmslofti. Myndin til hliðar sýnir að metan hefur stöðugt vaxið í andrúmslofti jarðar.  Það er talið að í dag séu gróðurhúsaáhrifin af völdum metan gass í lofthjúpnum um fimmti hluti, en koldíoxíð afgangurinn.  Byrgðir af metan, bæði í sífreara á landi og í setinu á hafsbotni, eru gífurlegar, og ekki þarf mikla breytingu á hita botnsjávar til að þær birgðir sleppi út í lofthjúpinn og valdi mikilli hlýjun um jörð alla.  Enn ein ástæðan til að fylgjast vel með hvað er að gerast í vísindunum í dag. 

Allt að verða vitlaust undir Eyjafjallajökli

Eins og rætt er um í fjölmiðlum, þá hefur skjálftavirkni aukist mjög mikið undir Eyjafjallajökli.  Þetta er með stærri hrinum, en virðist vera tengd kvikuhreyfingum í miðri jarðskorpunni.  Eins og sjá má á vef Veðurstofunnar, er skjálftunum dreift undir allan Eyjafjallajökul.  Fyrri myndin sýnir uppsafnaðan fjölda skjálfta undir Eyjafjallajökli (blár ferill),  Goðabungu (grænn ferill), Torfajökli og Myrdalsjökli.  Sjálftum hefur fjölgað stöðugt allan janúar mánuð, en keyrt hefur um þverbak í gær og í dag, 4. marz.  Neðri myndin sýnir strainútlausn í skjálftum sem fall af tíma síðan í maí 2009.  Strainútlausn er mælikvarði á afmyndun jarðskorpunnar og því mælikvarði á orkuna sem felst í þessum jarðskorpuhreyfingum. Það kann að koma á óvart að uppsöfnuð strainútlausn í skjálftum hefur undanfarið verið miklu meiri í Goðabungu (græna línan) árið 2009, vegna þess að skjálftar þar hafa verið stærri þótt þeir væru færri,  en nú er Eyjafjallajökull búinn að ná sama gildi af heildar strain útlausn eða orku.   Þriðja myndin sýnir stærð (bláir dílar) og dýpt (rauðir) fyrir þá  250 skjálfta sem hafa orðið undir Eyjafjallajökli síðustu daga, frá 2. marz til  4. marz 2010.  Lóðrétti ásinn sýnir stærð og dýpið í kílómetrum í skorpunni á upptökum skjálftanna.  Það er áberandi hvað skjálftarnir eru djúpt niðri í skorpunni, flestir á bilinu 6 til 10 km.  Einnig er eftirtektarvert að skjálftarnir hafa stækkað nokkuð stöðugt í dag, eins og blái ferillinn sýnir.  Enn er ekkert sem bendir til þess að gos sé í aðsigi, em mikið magn af hraunkviku er að brjótast um jarðskorpuna undir Eyjafjallajökli. 

Vísindamenn eru Mannlegir og geta verið Hættulegir

Sumir vísindamenn geta verið slæmir, eins og annað fólk,  gráðugir, jafnvel ræningjar, morðingjar og svikarar, sem sagt mannlegir.  Stundum reyna þeir að blekkja fólk, eins og til dæmis í sambandi við svokölluðu uppgötvunina um “cold fusion” árið 1989, þegar eðlis-efnafræðingarnir Martin Fleischmann og Stanley Pons reyndu að telja heiminum trú um að þeir gætu komið af stað kjarnaklofa við venjulegan herbergishita og framleitt óendanlega og ódýra orku.  Engum vísindamanni tókst að endurtaka tilraunir þeirra.  Læknarnir sem gerðu tilraunir á föngum nazista í Þýskalandi voru sannir glæpamenn vísindanna.   Albert Einstein vissi að til voru hætulegir vísindamenn og hann varaði Roosevelt forseta Bandaríkjanna  í sendibréfi árið 1939 við hættunni af því að hugmyndin um kjarnorkusprengjuna kæmist í hendur illvilja vísindamanna. 

Vísindin sem varða lofslagsbreytingar og hugsanleg áhrif þeirra eru mikilvægur snertiflötur milli mannkynsins og vísindanna, og geta niðurstöðurnar haft áhrif á allt mannkyn.   Nú hafa nokkrir vísindamenn sem stunda loftslagsrannsóknir verið óvarkárir í bréfasendingum  sín á milli og tölvupóstur þeirra lekið út.  Afleiðingin er algjör tortryggni almennings gagnvart kenningunni um loftslagsbreytingar af völdum losunar koldíoxíðs út í andrúmsloftið.  Í einu tilfellinu eru það um eitt þúsund tölvupóstsendingar breska vísindamannsins Phil Jones, sem er forstöðumaður við Loftslagsrannsóknastöðina í East Anglia háskóla í Bretlandi.  Tölvupósturinn sem lak út er ósmekklegur, en gögn stofnunarinnar, sem hafa verið birt í vísindaritum eftir viðeigandi ritrýni, eru á engan hátt í vafa, og  því full áreiðanleg heimild um loftslagsbreytingar. 

Annað tilfelli varðar indverska verkfræðinginn Rajendra Pachauri, sem er formaður IPCC nendarinnar (Intergovernmental Panel on Climate Change) og reyndar störf nefndarinnar allrar.  Nefndin var sett á laggirnar árið 1988 af Alþjóða Veðurstofunni (WMO) og Sameinuðu Þjóðunum  til að rannsaka hættuna á því að verk mannsins kynnu að orsaka loftslagsbreytingar.   Myndin til hliðar er af Pachauri formanni, og nú getur hver spurt sjálfan sig: treysti ég þessum manni? Mundi ég kaupa bíl af honum?  Hann tók við Nóbelsverðlaunum fyrir hönd nefndarinnar árið 2007.   Sama árið birtist ný skýrsla frá IPCC nefndinni og annað hneyksli spratt upp úr henni.  Nú kom í ljós að í skýrslunni voru ýkjur um hraðann á bráðnun jökla í Himalayafjöllum.  Einnig kom í ljós að sá sem veitti rangar upplýsingar um jöklana starfaði við rannsóknarstofnun í Indlandi sem var í eigu Pachauri, formanns nefndarinnar.

Það er ljóst að traust nenfdarinnar er horfið eins og dögg fyrir sólu.  Það er einnig greinilegt að nefndin hefur starfað meir sem pólitískur þrýstihópur en vísindaleg rannsóknarnefnd.  Dagar hennar eru sennilega taldir.

Hverjum og hverju má þá trúa í heimi vísindanna?  Mín reynsla er sú, að ekki sé alltaf hægt að trúa yfirlýsingum frá nefndum, og er IPCC gott dæmi um það.  Þótt á þriðja þúsund vísindamenn hafi komið nærri skýrslunni, þá hefur hún ekki verið ritrýnd á vísindalegan hátt og er því tortryggileg.  Aftur á móti er hægt að taka fullt mark á flestum vísindagreinum.  Yfirleitt eru ritgerðir sem birtast í merkustu vísindaritunum, eins og til dæmis í Nature og Science,  áreiðanlegar vegna þess að þær hafa gengið í gegnum strangt ritrýni. Aðferðin varðandi birtingu vísindaathugana er venjulega sú, að ritstjóri, ef hann telur ritgerðina áhugaverða, sendir hana í ritýni til þriggja til fimm vísindamanna til að dæma um það  hvort handritið sé birtingarhæft og fara þeir yfir styrkleika og veikleika rannsóknarinnar og handritsins.  Þeir sem eru valdir sem ritrýnar eru oftast þeir vísindamenn sem starfa á sama sviði og því oft keppinautar höfundsins.  Það er því þeim í hag að  benda á allar villur og bókstaflega reyna að rífa greinina niður og helst að koma í veg fyrir að hún sé birt.  Ég sendi handrit til Nature sem var 6 síður á lengd.  Ég fékk til baka fax með ummælum fimm ritrýna sem voru fjórtán síður á lengd. Mér tókst þó að sannfæra ritstjórann um að ég hafði á réttu að standa.  Þannig er samkeppnin oft blóðug, en sannleikurinn og áreiðanleg gögn komast oftast í gegnum þessa eldraun og birtast, stundum um seint og síðir, í merku og virtu vísindariti. Ólíkt er með skjöl sem koma frá nefndum, og auðvitað allt sem birtist á netinu, en í báðum tilfellum er ekkert ritrýni.  Verið ávalt tortryggin, og kannið hvaðan upplýsingarnar koma, áður en þið trúið á gildi þeirra. 

Þegar Kanar vildu kaupa Ísland og Grænland

Þegar Abraham Lincoln var forseti  Bandaríkjanna, þá var William H. Seward (1801-1872) utanríkisráðherra hans. Þá var Monroe yfirlýsingin í hávegum höfð, nefnilega að öllum frekari tilraunum ríkja í Evrópu til að komast yfir lönd eða landsvæði í Norður eða Suður Ameríku yrði mætt með valdi af hendi Bandaríkjanna. Monroe yfirlýsingin, sem var sett fram árið 1823,  staðfesti að engar nýlendur Evrópuþjóða væru heimilar í vesturheimi, og í staðinn lýstu Bandaríkin því yfir að þau muni ekki skifta sér af millilandadeilum innan Evrópuþjóðanna.  Í þessum anda vildu Bandaríkin komast yfir þau landsvæði sem Evrópuþjóðir réðu yfir í Norður Ameríku.  Þeir byrjuðu á því að kaupa Alaska af rússum árið 1867 fyrir aðeins 7,2 miljón dali og það var William H. Seward sem stýrði þeim kaupum fyrir Bandaríkin.   Á sama tíma vildu Bandaríkin eignast lönd í Karíbahafi og höfðu lengi augastað á Kúbu. Á þessum tíma átti Danmörk nokkrar eyjanýlendur í Vestur Indíum, eða eyjarnar Saint Croix, Saint Thomas og Saint John. Altalað er að danir voru mestu harðstjórarnir og harðskeytir þrælahaldarar í Karíbahafi á þeim tíma. Árið 1867 byrjaði Seward að semja við dani um kaup á eyjunum, en ekki gekk það dæmi upp. Aftur var reynt árið 1902 en frumvarpið féll í danska þinginu.  Í fyrri heimsstyrjöldinni fór málið að færast í annað horf, og danir féllust loks á sölu eyjanna fyrir 25 miljón dali, en gengið var frá sölunni árið 1917.  Síðan hafa eyjarnar verið kallaðar Jómfrúareyjar, eða the Virgin Island of the United States.  Um leið og kanar festu kaupin, þá féllust þeir á að viðurkenna Grænland sem hluta af Danmörku. Það var mjög snjallt bragð hjá dönum að setja þau skilyrði fyrir kaupunum.   Það er ekki eins þekkt staðreynd að Seward vildi einnig kaupa Grænland og Ísland fyrir hönd Bandaríkjanna.   Hann faldi Strand- og Sjómælingastofnun Bandaríkjanna, U.S. Coast Survey, að ganga frá skýrslu um hlunnindi Grænlands og Íslands, en þá var Charles S. Peirce (1839-1914)  forstöðumaður stofnunarinnar.  Peirce eldri var ekki aðeins frábær vísindamaður, heldur merkur heimspekingur.  Hann kom fyrstur manna fram með kenninguna um pragmatism, sem heldur því fram, að ef einhver kenning passar vel við athuganir og staðreyndir, þá er kenningin sennilega rétt.  Peirce fékk son sin Benjamin M. Peirce til að vinna að skýrslunni, sem var afhent Seward í desember 1867 og gefin út í bókarformi ári síðar af Utanríkisþjónustunni.  Peirce yngri var námuverkfræðingur. Bókin heitir A Report on the Resource of Iceland and Greenland. Bókin er 72 síður,  myndskreytt og gefur fróðlega mynd af Íslandi á þeim tíma, en ekkert bendir til að Ben Peirce hafi sótt heim Ísland eða Grænland við undirbúning bókarinnar.  Bókina má til dæmis lesa á vefnum hér.  Ekki er mér kunnugt um gang málsins milli yfirvalda dana og bandaríkjamanna  á þessum tíma, en svo virðist sem bandaríska þingið hafi ekki fylgt málinu eftir frekar að sinni.  Svo gerist það árið 1946 að Bandaríkin gera formlegt tilboð í Grænland uppá eitt hundrað miljón dali, eins og komið hefur fram í leyniskjölum sem voru birt nýlega.  Ekkert varð úr þeim kaupum heldur, en bandaríkjamenn náðu  auðvitað fótfestu í báðum löndum ókeypis með því að beita aðstöðu sinni í Norður Atlantshafs bandalaginu eða NATO.  Hvernig liti Ísland út í dag, ef úr kaupunum hefði orðið?

Tíðni Eldgosa og Jarðskjálfta

Eftir hamfarirnar í Haítí og í Síle spyrja margir: er tíðni jarðskjálfta að aukast? Er heimurinn loksins að farast?  Er endirinn nærri?  Sumir spyrja hins sama varðandi tíðni eldgosa.  Þessar spurningar koma alltaf upp þegar stórar náttúruhamfarir skella yfir okkur á jörðu.   Lítum fyrst á eldgosin um heim allan. 

Bláa línuritið sýnir fjölda eldfjalla á jörðu sem hafa verið virk á ári hverju frá 1790 til 1990. Það er greinilegt að fjöldinn hefu aukist stöðugt og verulega, eða þrefaldast.  En við verðum að hafa það í huga að þetta er fjöldi virkra eldfjalla sem hafa verið SKRÁÐ. Línuritið er eiginlega betri mælikvarði á fjölgun mannkynsins, og betri skráningu og vöxt fjölmiðla, heldur en fjölda gosa.  Takið einnig eftir því hvað tíðni virkra eldfjalla dettur niður  í fyrri og seinni heimsstyrjöldunum.  Þá voru fjölmiðlar og allur almenningur of uppteknir af stríðinu til að skrá sum eldgos, einkum lítil gos í fjarlægum löndum.  Auðvitað er einhver sveifla í tíðni gosa ár frá ári, en hún er lítil.   Það virðist að að meðaltali séu um sextíu til sextíu og fimm eldfjöll virk á ári hverju, að meðaltali.  Myndin er önnur ef við lítum bara á stærri gosin, þau sem gjósa meir en 0,1 rúmkílómetrum af kviku, eins og neðri og græna myndin sýnir.

Þá er tíðnin nokkuð stöðug í gegnum tvær aldir, og  jafnvel á átjándu öldinni voru flest stærri gos skráð.

Síðan 1960 hefur verið fylgst nokkuð vel með eldvirkni í heiminum. Næsta línurit í hvítum glugga hér fyrir ofan  sýnir  fjölda af virkum eldfjöllum á ári hverju frá 1960 til ársins 2000.  Það er eingin mælanleg breyting á þessum tíma.  Sem sagt:  tíðni eldgosa er nokkuð stöðug á sögulegum tíma.  En ef við lítum á lengri tíma, jarðsögulegan tíma, þá er sagan önnur, eins og ég mun fjalla um í síðari pistli.

 En jarðskjálftar?  Er þeim ekki virkilega að fjölga?  Það er svipuð saga og með eldfjöllin.  Línuritið í hvíta glugganum  til hliðar sýnir fjölda ALLRA jarðskjálfta sem MÆLDIR hafa verið á jörðu  frá árinu 1973 til 2006.  Það er greinileg mikil aukning í fjölda mældra skjálfta.  En á sama tíma hefur orðið gífurlegur vöxtur í fjölda jarðskjálftamæla sem er komið fyrir í löndum um allan heim og einnig bylting í samgöngum og skiftum á upplýsingum. Árið 1931 voru til dæmis aðeins 350 jarðskjálftastöðvar virkar, en í dag eru meir en átta þúsund virkar stöðvar sem senda gögn samstundis um vefinn.  Af þeim sökum hefur orðið bókstafleg sprenging í fjölda skráðra jarðskjálfta, sem skýrir þetta línurit. Við erum sennilega að komast á það stig núna að allir jarðskjálftar eru skráðir, og einnig öll eldgos.  Kerfið er orðið mettað.   Nú eru um tuttugu þúsund skjálftar skráðir í heiminum af alþjóðajarðskjálftastöðinni ár hvert, eða um fimmtíu á dag.  

Við skulum þá líta á tíðni stórra jarðskjálfta á jörðu, því meiri líkur eru á að  mælingar og skrár yfir þá séu áreiðanlegar vegna þess að þeir mælast um heim allan.  Myndin til hliðar sýnir gögn frá jarðvísindastofnun Bandaríkjanna yfir stærri skjálfta á síðasta áratug. Eins og þar kemur fram, og ef litið er á fyrri áratugi, þá er engin mælanleg sveifla í tíðni stðrri skjálfta á jörðu. Við getum andað léttara. Heimsendir er ekkert nær.

 

Eldgígar eru Listaverk

Árið 1970 skapaði Robert Smithson bryggju sem myndaði eins kílómeters langan spíral út í Saltavatn í Utah í Bandaríkjunum. Það er eitt fyrsta og þekktasta verkið sem má nefna landlist  eða jarðverk, þar sem listaverkið er stór og nátengdur hluti af landslaginu.  Auðvitað eru píramídarnir í Egyptalandi einnig stórkostleg jarðverk á sína vísu.  Annað frægt verk af þessu tagi er enn í byggingu, en það er Roden Crater eftir James Turrell.  Hann byrjaði á því að kaupa 400 ferkílómetra af landi árið 1979 í jaðri eyðimerkurinnar sem kölluð er Painted Desert  í Arizona fylki í Bandaríkjunum.  Á landi hans eru nokkrir gígar, sem tilheyra San Francisco Peaks gígaþyrpingunni, og einn þeirra er gígurinn Roden, sem er um 390 þúsund ára gamalt og útdautt eldfjall, um 200 metrar á hæð.  Gígar eru auðvitað listaverk frá náttúrunnar hendi, en Turrell vildi gera enn betur og nota gíginn sem  umgerð fyrir listaverk sitt, en það fjallar um ljós og áhrif þess.  Turrell hafði lengi starfað sem flugmaður, og flaug meðal annars njósnavélum fyrir CIA, en varð þekktur fyrir að smygla múnkum út úr Tíbet til Indlands í lítilli flugvél sinni, þegar Kína gerði innrás í Tíbet.  Hann dáði landslagið, eins og það lítur út úr lofti, og byrjaði að velta því fyrir sér hvernig hann gæti tengt listaverk sitt nánar landslaginu.   Vinna hófst fyrir alvöru í Roden árið 1980, og enn í dag er verið að starfa að verkinu. Gestir ganga inn í eldfjallið í gegnum löng göng, þar til þeir koma í sal undir gígnum. Í loftinu fyrir ofan, sem er botn gígsins, er stór sporöskjulagað gat, sem Turrell kallar auga gígsins, þar sem gestir horfa upp til himins og sjá stjörnurnar fyrir ofan.  Það er mikið tæknilegt vandamál að gera göng í gegnum vikur og gjall, sem þarf að fóðra með steinsteypu. Kostnaður hefur orðið gífulegur  og er kominn langt yfir 10 miljón dollara.   Erfitt hefur reynst að fá fjármagn til að ljúka verkinu og er Roden gígur ekki enn opinn almenningi. 

Bakkus og Spartakus á Vesúvíusi

Frægasta eldfjall heims er tvímælalaust Vesúvíus á Ítalíu. Þar varð frægasta gosið í mannkynssögunni, er borgirnar Pompeii og Herkúlaneum grófust undir gjóskuflóðum, ösku og vikri í miklu þeytigosi hinn 24. ágúst árið 79 e.Kr.  Ég byrjaði að rannsaka jarðlögin frá þessu merka gosi árið 1976, og birti mína fyrstu grein um það í ritinu American Journal of Archaeology árið 1979.  Síðan hef ég starfað mikið á Vesúvíusi og við uppgröft í rómversku borgunum sem fóru í kaf, og ritað um þau störf.   Ein grein mín, sem er hentug almenningi til lestrar varðandi þetta merka eldgos, fylgir hér með sem PDF skrá fyrir neðan þessa bloggfærslu. Hér með fylgir gouache mynd af Vesúvíusi sem er úr Eldfjallasafni í Stykkishólmi, en hjá okkur eru tugir gosmynda af Vesúvíusi frá ýmsum tímum. Hér er rjúkandi eldfjallið séð yfir rústirnar í Pompeii, en myndin er máluð á átjándu öldinni.  Það er af miklu að taka þegar maður byrjar að fjalla um Vesúvíus og borgir hans, en ég vil byrja á að fjalla hér aðeins um ástand fjallsins fyrir gosið.   Upplýsingar um Vesúvíus FYRIR gosið mikla árið 79 eftir Krist koma frá ólíklegustu stöðum.  Í fyrsta lagi eru það tvær myndir varðveittar frá dögum rómverja, sem eru taldar sýna fjallið.  Í öðru lagi eru það sögulegar heimildir tengdar uppreisn skylmingarþræla á Ítalíu undir stjórn Spartakusar.  Í þriðja lagi eru upplýsingarnar sem við fáum við jarðfræðiathuganir á fjallinu og nágrenni.    Hér til hliðar er mynd sem fannst í rústunum í glæsilegu húsi í borginni Pompeii, og er talið að hún sýni eldfjallið Vesúvíus og guðinn Bakkus.  Húsið er ávalt kallað  Casa de Centenario eða Aldarhúsið, þar sem það var grafið upp einni öld eftir að borgin Pompeii var aftur “uppgötvuð” og uppgröftur hófst.    Húsið var grafið upp árin 1879, 1881 og 1902. Reyndar eru þetta tvær byggingar, sem eru tengdar og má vera að ér hafi búið tvær fjölskyldur þeirra  Rusti og Tiberíusar: Domus A Rustii Veri e Tiberius Claudi Veri.  Húsið er í miðri borginni  (Regio  IX. Insula 8. Casa 3 og 6), eins og kortið af Pompeii sýnir.  Á vegg í einum ganginum eða atríum er myndin máluð sem allstórt freskó, en eftir fundinn var myndin tekin af veggnum og flutt í Fornminjasafnið í Napólíborg.  Hér er eldfjallið Vesúvíus sýnt með fremur reglulegri lögun og einum toppi.  Í dag hefur fjallið hins vegar tvo toppa, síðan form þess breyttist við gosið mikla 79 e. Kr.  Neðri hluti fjallsins er vafinn vínekrum á myndinni. Einnig sýnir myndin guðinn Bakkus, og ef til vill hefur hann verið höfuð ástæðan fyrir því að myndin var gerð. Bakkus var grísk-rómverskur guð víns og lífsnautna og mikið dýrkaður í Pompeii.  Bakkus er hlaðinn stórum kippum af vínberjum. Fyrir framan hann eru fléttur úr gróðri, og snákur nálgast frá altarinu til vinstri. Bakkus gefur hlébarðanum vín að drekka.     Vínmenning er enn í dag stór þáttur í lífi íbúa héraðsins Campania, umhverfis Vesúvíus.  Eitt þekktasta og besta vín Ítalíu ber nafnið Lacryma Christi, eða tár Krists, og það er vínið sem er einungis ræktað í hlíðum Vesúvíusar,  þar sem vínekrur með vínberjategundunum Coda di Volpe, Caprettone,  Falanghina og Piedirosso vaxa og þrífast vel í vikrinum og öskunni.     Einn sá fyrsti sem getur um Vesúvíus var arkitektinn Vitrúvíus um 16 fyrir Krist:  “Hér með er skráð að mikill hiti var undir Vesúvíusi í fornöld, og þar kom upp eldur sem breiddist yfir landið.”   Árið 62 f.Kr. varð mikill jarðskjálfti undir fjallinu og kann að vera að hann merki forspil fyrir gosið mikla 17 árum síðar.  Fræðimaðurinn Seneka ritaði mikið verk, Naturales Questiones, eða Spurningar um náttúruna, árið 65 e. Kr. Þar segir: “Við höfum frétt að Pompeii, fjöruga borgin í Campaníu, hafi orðið fyrir miklu tjóni vegna jarðskjálfta sem hafði áhrif á allar sveitir umhverfis. “   Í húsi bánkastjórans í Pompeii, Lucius Caecilius Jucundus, er musteri með veggmynd úr marmara sem sýnir á kátlegan hátt áhrif jarðskjálftans, eins og myndin til hiðar sýnir.  Hús eru að hrynja og jafnvel riddarinn á styttunni er að detta af baki!  Viðgerðum á húsum var ekki lokið þegar gosið mikla reið yfir Pompeii sautján árum síðar.  Frekari upplýsingar um Vesúvíus koma fram í sambandi við þrælauppreisn á Ítalíu árið 73 f. Kr. Til 71 f.Kr., en forsprakki þrælanna var skylmingaþrællinn Spartakus.  Kvikmyndin Spartacus, sem Stanley Kubrick gerði árið 1960, segir söguna mjög vel og hún er ein af mínum mestu uppáhaldskvikmyndum.  Uppreisnarher Spartakusar gerði virki sitt í gígnum á Vesúvíusi.  Samtíma sagnir segja að þá var aðeins ein leið upp fjallið. Uppreisnarmenn notuðu reiði til að komast aðarar leiðir niður hamrana og komu rómverska hernum á óvart og sigruðu þá.  Sögnin um Spartakus, um 150 árum fyrir gosið mikla 79 e. Kr. bendir til þess að fjallið hafi verið  vel gróið og skógur náð langt upp hlíðarnar. Spartakus var frá Grikklandi, en á nítjándu öldinni varð hann ein af stóru hetjunum fyrir Karl Marx og tákn fyrir marxista í baráttu gegn harðræði og einveldi.     Íslendingar hafa lengi vanið komur sínar til Vesúvíusar og næsta nágrennis.  Ég tel víst að Hrafn Sveinbjarnarson (1166 -1213)  annálaðasti læknir  Íslands á þjóðveldisöld, hafi séð Vesúvíus á leið sinni suður frá Rómarborg. Talið er að Hrafn hafi sótt heim háskólann og lækningasetrið í Salernóborg á Ítalíu, sem er skammt fyrir sunnan Vesúvíus.  Fjölnismaðurinn Tómas Sæmundsson ferðaðist um Ítalíu árið 1833 og dvaldi í Napólí um skeið.   Hann segir frá eldfjallinu og ferð sinni í Skírni:  “Þannig hagar landi fyrir vestan og norðan Napoli, en í austri þaðan er einstakt á sléttunni eldfjallið Vesúvíus, og er úr borginni til fjallsrótanna svo sem vegarstika en meira en helmingi  lengra upp á það. Það er nokkuð lægra en Hekla og í lögun áþekkt og önnur eldfjöll, ávalt að ofan með eldvörpu í kollinn, bratt  nokkuð niður til miðs, en þaðan af aflíðandi til allra hliða, hvar hrauneðjan og vikurinn hefir staðar numið. Kringum alt fjallið eru nú fagrar bygðir  og vaxa langt upp eftir því ber, sem af sér gefa hin ágætustu vín. Sunnanvert við það lá forðum Pompeji   en vestanvert og á sjávarbakkanum Hercúlanum ; liggur þar nú  hraun yfir og er nú bygt ofan á hraunleðjunni, hvar borgin var  undir, og slitnar ei húsarunan með sjónum þaðan til Napoliborgar.  Eldfjallið er til ógnunar og þær  byltingar, sem jarðeldarnir hafa til leiðar komið, gera héruð þessi  enn fýsilegri og eftirtektaverðari fyrir hvern þann, sem ann skoðun náttúrunnar, og þeim sem fræðast vill um fornaldirnar, getur  ekkert verið betur að skapi, eu að líta svo margar menjar þeirra,  sem hér bera fyrir augu, er jafnvel heilar borgir, sem týndar hafa  verið fram undir 2000 ár, koma upp úr jörðunni.”   Síðast en ekki síst ber að geta þess að Einar Magnússon, skemmtilegasti kennari Menntaskólans í Reykjavik, gekk á Vesúvíus árið 1921 og ritaði þar um.  Ég lýk þessum pistli um Vesúvíus með mynd úr Eldfjallasafni, sem sýnir gosið mikla 1631, stærsta gosið eftir 79 e.Kr.  Meira um þetta merka fjall síðar. 

 

 

Skrár tengdar þessari bloggfærslu:

• Grein Haraldar um Vesúvíus 1985

Stóri Skjálftinn í Síle

Fréttir berast af mjög stórum jarðskjálfta í Síla í dag, 27 febrúar 2010. Að minnsta kosti 900  hafa farist. Hann mældist með styrkleika  8,8 Mw og á 35 km dýpi undir hafsbotninum um 100 km fyrir vestan borgina Chillan í Síle, þar sem allt hristist í meir en tvær mínútur.  Til samanburðar var skjálftinn í Haítí 7,0 Mw.  Takið eftir að ég gef styrkleikann í Mw, en á Mw (moment magnitude) skala er skjálfti sem er einu stigi hærri um 31,6 sinnum kraftmeiri.  Til dæmis er 7,0 skjálfti 31,6 sinnum sterkari en 6,0 skjálfti, og um þúsund sinnum stærri en 5,0 skjálfti.

Stærsti skjálfti sem mælst hefur síðastliðin eitt hundrað ár varð í Síle árið 1960, og hann var 9,5. Þá rifnaði um 900 langt belti með strönd Síle og 1655 manns fórust í Síle en 61 manns fórust á Hawaí, Japan og Filipseyjum af völdum flóðbylgju sem skall á strönd Japan næsta dag.

Myndin til hliðar sýnir dreifingu á jarðskjálftum undir Síle, og eru litir dílanna mælikvarði á dýpi skjálftanna. Með 14 skjálfta stærri en 7,0 síðastliðin 100 ár er Síle eitt virkasta jarðskjálftasvæði jarðar.  Skýringin er tengd sibeltinu sem liggur við vestur strönd Suður Ameríku. Hér sígur Nazca flekinn til austurs og niður undir Suður Ameríku flekann á um 80 mm hraða á ári. Kortið til hliðar sýnir sigbeltið undir Síle, og eru litirnir tengdir dýpi Nazca flekans undir meginlandi Suður Ameríku, í hundruðum kílómetra.  En það er ekki hraðinn sem skiftir öllu máli,  heldur viðnám flekanna þar sem þeir skella saman.  Viðnámið er háð eðlisþyngd, hita og aldri flekans sem sígur niður, eða Nazca flekans.  Hann er mjög ungur,  og hefur myndast og hlaðist upp við eldvirkni tiltölulega nýlega á Kyrrahafshryggnum fyrir vestan.  Smát og smátt kólnar 100 km þykkur flekinn, og um leið og hann kólnar þá dregst hann dálítið saman og eðlisþyngdin vex.  Sá hluti Nazca flekans sem sígur undir Síle er aðeins um 30 miljón ára gamall. Hann hefur kólnað töluvert en er enn tiltölulega léttur og af þeim sökum rekst hann illa á Suður Ameríkuflekann.  Myndin til hliðar sýnir Nazca flekann undir Suður Ameríku, og eru litirnir mælikvarði á dýpi flekans undir meginlandinu. Svarti hringurinn eru upptök 8,8 Mw skjálftans hinn  27. febrúar 2010. Áreksturinn getur stöðvað sigið um tíma og "læst" sigbeltinu, en mikil spenna hleðst þá upp í sigbeltinu, alveg eins og ef við tökum trjágrein og sveigjum hana.  Fyr eða síðar kemur að því að spennan er meiri en greinin þolir og hún brotnar. Á sama hátt hleðst krafturinn upp í sigbeltinu undir Síle, þar til krafturinn er meiri en styrkleiki jarðskorpunnar og hún brotnar og jarðskjálfabylgjur dreifast út.  Það er aðeins partur af sigbeltinu sem rifnar í hvert sinn.  Þess vegna er mikilvægt að kortleggja þau svæði sem hafa rifnað, og enn meira atriði að kortleggja svæðin sem hafa EKKI rifnað.  Þar verða stóru skjálftarnir í framtíðinni.  Að lokum: það má skýra flest (en ekki allt) í jarðsögunni með flekakenningunni, sem er góður mælikvarði á það að þessi vísindakenning er nokkð næri lagi að vera rétt, þótt hún sé tiltölulega ung ennþá  (frá 1963). 

Anortósít í Hrappsey og á Tunglinu

   Í Eldfjallasafni í Stykkishólmi sýnum við grjótborð þar sem vænir hnullungar af flestum bergtegundum Íslands eru til sýnis og til að þukla á. Steinninn sem hefur vakið mesta athygli er ljósgrár að lit, heitir anortósít og er frá Hrappsey í Breiðafirði.   Hrappsey er merkileg fyrir margt. Afi minn Oddur Valentínusson,  fyrrum hafnsögumaður á Breiðafirði, er til dæmis fæddur í Hrappsey árið 1876. Það var rúmum eitt hundrað árum eftir að fyrsta prentsmiðja  og bókaútgáfa Íslands,  sem laut ekki yfirráðum biskupsstólanna, var stofnuð í Hrappsey árið 1773 og starfaði til 1794.   Það mun hafa verið Bogi bóndi Benediktsson sem keypti prentsmiðjuna í Kaupinhöfn og lét flytja til Hrappseyjar. Þar komu út Íslensk Mánaðartíðindi fyrst árið 1773, en það er fyrsta tímarit gefið út á Íslandi. Mestu hvatningamenn varðandi prentsmiðjuna voru þeir Ólafur Olavius og Magnús Ketilsson. Hrappsey var talin stórbýli áður fyrr vegna hlunninda sem fylgdu eynni varðandi sel, eggjatöku, dún, fiskimið og fleira.  Nú er hún í eyði, en Hrappsey er merkileg fyrir fleira en söguna, og á ég þá við jarðfræðina.  Snúum okkur nú aftur að bergtegundinni anortósít. 

Það mun hafa verið Tómas Tryggvason jarðfræðingur sem fyrst tók eftir því að bergið í Hrappsey er stórmerkilegt.  Hann hvatti  því Hrefnu Kristmannsdóttur jarðfræðing til að gera frekari rannsóknir á eynni, og birti hún niðurstöður sínar árið 1971 í bandaríska jarðfræðiritinu Journal of Geology.   Kortið sem Hrefna gerði sýnir jarðfræði Hrappseyjar, Purkeyjar og nærliggjandi eyja í stórum dráttum, og kortið er sýnt hér til hliðar.  Lykillinn að kortinu er: 1. Dólerít (krossar), 2. Anortósít (svart á kortinu), 3. Innskotsbreksía, 4. Basalt hraun, 5. Basalt gígtappi, 6. Basalt breksía, 7. Líparít breksía, 8. Gerggangur.  Takið eftir svörtu svæðunum á kortinu, sem sýna útbreiðslu anortósítsins á eynni.  Hrappsey hefur verið talin um 7 miljón ára gömul, en hún er rótin af fornri eldstöð og það sem við sjáum nú á yfirborði hefur myndast á nokkra kílómetra dýpi í jarðskorpunni undir þessu forna eldfjalli. Jökullinn sem skreið út Breiðafjörðinn til vesturs á ísöld rauf jarðmyndunum ofan af og afhjúpaði rætur eldstöðvarinnar.   Þessar bergtegundir sem sjást á kortinu, eins og dólerít, hafa storknað í kvikuþró eldstöðvarinnar, og myndað innskotsberg.   Dólerítið er náskylt gabbrói, en í Purkey og Hrappsey myndar dólerít stórkostlegt stuðlaberg og einstakt.  Eins og sést best í  sjávarklettum við suðaustur  hluta Purkeyjar, er stuðlabergið furðulega röndótt, og sumir hafa kallað þetta berg bárujárnskletta.  Stuðlarnir eru mjög reglulegir og lóðréttir, en láréttar gárur  skera þá einnig á mjög reglubundinn hátt, eins og myndin eftir Eyþór Benediktsson sýnir.   Gárurnar spegla lagskiftingu sem myndaðist í kvikuþrónni áður en kvikan kólnaði og stirðnaði í dólerít. Hvert lag hefur visst hlutfall steinda eða kristalla, og lögin eru því mishörð og veðrast misjafnlega hratt.  Eins og myndin sýnir, þá er anortósít ljósgrátt, en það stafar af því að það er samansett nær eingöngu af einni tegund af steindum: litlausu eða hvítu steindinni plagíóklas eða feldspati.  Myndin til hliðar er tekin af anortósíti í smásjá, og reglulegu gráu steindirnar eru plagíóklas.  Anortósít hefur einnig myndast í kvikuþrónni djúpt niðri í jarðskorpunni. Ein vinsælasta kenningin um myndun anortósíts, og sú sem Hrefna aðhylltist á sínum tíma, er að steindir af plagíóklas myndist í kvikunni og fljóti upp í efri hluta kvikuþróarinnar og safnist þar saman til að mynda lag sem er nær hreint plagíóklasbeg: anortósít.  Til þess að þessi kenning geti staðist, þá verður steindin plagóóklas að vera aðeins eðlisléttari ekn hraunkvikan.  Tilraunir sýna að svo er við háan þrýsting á nokkra kílómetra dýpi í jarðskorpunni.  Hrefna stakk uppá að anortósítið hefði myndast á um 15 til 35 km dýpi, eða nærri botninum á skorpunni, og risið svo upp nær yfirborði.   Myndin til hliðar sýnir að eðlisþyngd hraunkviku stígur stöðugt þegar þrýstingur eykst.  Vökvinn þjappast saman og verður þyngri. En eðlisþyngd steindarinnar plagíóklas (línurnar sem eru merktar An)  breytist lítið og á vissu dýpi er plagíóklas fljótandi í kvikunni.  Anortósít er ekki algengt á jörðu, en þa´er ein aðal bergtegundin á tunglinu.   Menn lentu fyrst á tunglinu hinn 20. Júlí, 1969, og í sex Apollo leiðangrum var safnað 2415 steinum, sem vigtuðu alls 382 kg.  Það var fljótt ljóst, jarfræðingum til mikillar furðu,  að mikið af yfirborði tunglsins er gert úr bergtegundinni anortósít.  Ef við skoðum tunglið með berum augum, þá er ljóst að yfirborð þess skiftist í ljós og dökk svæði.  Ljósu svæðin eru kölluð hálöndin, og eru að mestu úr anortósít.  Dökku svæðin eru stórir gígar eftir mikla árekstra loftsteina og þar er einnig að finna mikið af dökkum basalt hraunum.  Sem sagt: elsta og eitt algengasta berg á tunglinu er anortósít, eins og í Hrappsey.   Vinsælasta kenningin um myndun anortósítslagsins á tunglinu er sú, að í upphafi hafi ytra borð tunglsins verið einn hafsjór af bráðinni kviku, sem var meir en 1200 stiga heit.  Myndin til hliðar sýnir þetta ferli. Steindir af plagíóklas byrjuðu að myndast í kvikunni, en þær voru lettari og flutu upp á yfirborðið og mynduðu hálöndin eða ytri skorpuna,  þegar tunglið kólnaði og storknaði að lokum.   Þannig er anortósít í Hrappsey náskylt hálöndum tunglsins. Til þessa hefur fallega bergið í Hrappsey fengið að vera í friði fyrir þeim sem leita að óvenjulegum steinum til að gera legsteina og eldhúsborðplötur. Það er mikilvægt  að vernda þessa merkilegu eyju.