Þrjú Eldgos mynda þrjú Stöðuvötn

Eitt heimsmet í viðbót á Íslandi – og þetta er ekki miðað við fólksfjölda!  Hvergi á jörðu er landmótun hraðari en hér,  en það orsakast vegna hraðrar upphleðslu lands af völdum eldfjalla og niðurrifs lands af völdum skriðjökla.  Ég tek hér sem dæmi eitt fyrirbæri landmótunar á Snæfellsnesi, en það er tengt myndun stöðuvatnanna Baulárvallavatns, Hraunsfjarðarvatns og Selvallavatns.   Eftir að þjóðvegurinn var færður til frá Kerlingarskarði yfir á Vatnaheiði, þá hefur þetta landsvæði orðið vel aðgengilegt ferðamönnum.  Í næstu ferð þinni yfir heiðina er því upplagt að velta fyrir sér myndunarsögu veiðivatnanna og fjallanna sem skilja þau að: Vatnafells og Horns.   Vötnin og fellin á milli þeirra eru tiltölulega ung.  Um miðja ísöld  lá mikill dalur þvert í gegnum Snæfellsnes fjallgarðinn, og var hann opinn til norðurs, til Hraunsfjarðar í norðvestri og Breiðafjarðar í norðaustri.  Dalurinn hefur verið skorinn af verkan skriðjökla á ísöld.  Vatnaskil í dalnum voru þar sem nú er útrennslið eða ósinn í Baulárvallavatni, upptök Straumfjarðarár.  Nú í dag myndar Horn   vatnaskilin, langt fyrir norðan.   Sennilega hefur Bjarnarhafnarfjall verið eyja á þeim tíma, en síðari eldsumbrot á nútíma áttu eftir að  tengja þessa háu og myndarlegu eyju við meginlandið.  Á síðasta hlýskeiði ísaldarinnar, fyrir um það bil eitt hundrað og tuttugu þúsund árum, hófst mikið eldgos í suður hluta dalsins. Hér gaus grágrýtishraunum og gosið hlóð upp eldfjallinu sem við nefnum Vatnafell (345 m).  Grágrýtið í Vatnafelli er mjög sérkennilegt, en það inniheldur stærstu steindir eða kristalla af biksvörtu pyroxen sem ég hef séð á Íslandi, allt að 5 sm í þvermál.   Hið nýja eldfjall myndaði mikla stíflu í dalinn og þar á bak við safnaðist fyrir stöðuvatnið Baulárvallavatn, sem í dag er um 47 metra djúpt og um 193 metrar yfir sjávarborð.   Á síðasta jökulskeiði gaus aftur í dalnum, en nú norðar.  Þetta gos hófst undir jökli og ég giska á að það hafi  orðið fyrir um fimmtíu þúsund árum.  Fjöldi sprenginga varð vegna samspils heitrar kviku og vatns í jöklinum, og móbergsfjallið Horn (406 m) hlóðst upp.  Það myndaði enn aðra stíflu í dalnum, og bak við það safnaðist Hraunsfjarðarvatn, um 84 metra djúpt og 207 metrar yfir sjó.  Þegar ísöld lauk fyrir um tíu þúsund árum var mjög grunnt sund eða vogur milli Bjararhafnarfjalls og lands fyrir sunnan.  Hér opnaðist sprunga með vest-norðvestur stefnu í vestasta hluta goskerfisins sem við kennum við Ljósufjöll.  Gos hófst á sprungunni fyrir um fjögur þúsund árum, og hér rann Berserkjahraun.  Gígarnir voru margir, en stærstir þeirra, frá austri til vesturs, eru Rauðakúla, Gráakúla, Smáhraunskúla og Kothraunskúla vestast.  Gjallgígarnir og hraunið myndaði eina stífluna enn, og þar á bakvið er Selvallavatn, sem hét Svínavatn á landnámsöld.  Þð er örgrunnt og aðeins 62 metrar yfir sjó.   Þannig hefur rof og eldvirkni mótað þetta fagra svæði, skapað veiðivötnin og sérstæða náttúru.  En því miður voru mestu náttúruspjöll sem gerst hafa á Snæfellsnesi framin hér þegar Múlavirkjun var reist.  Þá voru gerðir tveir stíflugarðar, annar í Vatnsána á milli Hraunsfjarðarvatns og Baulárvallavatns og hinn við ósinn á Baulárvallavatni.  Garðarnir eru allt að 5 metrum hærri en fyrra vatnsborð og hækkuðu vötnin sem því nemur.  Af þeim sökum hefur orðið mikið bakkarof og hrygningarstöðvar urriðans í vötnunum skemmdar.  Aku þess varð mikið rask á svæðinu vegna vegagerðar og annara framkvæmda. Af einhverjum undarlegum ásæðum var ekki látið fara fram mat á umhverfisáhrifum  áður en þessar framkvæmdir hófust.   

 

Háhitasvæðin og Grænsteinn

Hafið þið tekið eftir því hvað Hafnarfjall er skriðum orpið? Og hvað bergið í sumum fjöllunum í Staðarsveit á Snæfellsnesi, eins og Þorgeirsfelli, er furðulega blágrænt?  Þessi fyrirbæri eru mjög algeng í blágrýtismynduninni á Íslandi og eiga sér eina og fremur einfalda skýringu, en hún er ummyndun eða  myndbreyting bergsins.   Megineldstöðvar á Íslandi eru flestar háhitasvæði, þar sem kvikuinnskot og hiti sem leitar út frá kvikuþró undir eldfjallinu orsakar mjög virkan jarðhita. Hringrás jarðvatns milli heitra innskota og kaldari jarðmyndana nær yfirborði flytur hita og uppleyst efni í vatninu, og með tímanum  breytist efnasamsening bergsins af þessum sökum, og einnig gerð og tegundir steinda eða kristalla í berginu. Við ræðum um ummyndun bergsins eða myndbreytingu.  Nær allt bergið á háhitasvæðunum var basalt í upphafi, en eftir langvarandi breytingar í háhitasvæðinu á eins til tveggja kílómetra dýpi ummyndast basalt í berg sem kallast greenstone eða greenschist á máli jarðfræðinga og mætti þýða sem grænstein.  Í basalti myndast kristallar eða frumsteindir  strax og basaltið kólnar og stirðnar úr bráðinni hraunkviku. Í háhitasvæðinu eru frumsteindir basaltsins ekki í jafnvægi við nýjar eðlis- og efnafræðilegar aðstæður,  og frumsteindir breytast í aðrar steindir, sem kallast síðsteindir.  Þanig valda efnahvörf myndbreytingu og ummyndun bergsins í aðra bergtegund, grænstein.  Meðal síðsteinda er klórít, sem myndast við um 230oC og er grænt á lit.  Einnig myndast steindin epídót við hærri en 250oC hita, og er einnig græn, eins og myndin sýnir.  Steinninn sem myndin er af er frá Axlarhyrnu á sunnanverðu Snæfellsnesi.  Af þessum sökum breytist svart eða dökkgrátt basalt í grænleitt metabasalt eða grænstein við myndbreytingu bergsins djúpt  undir háhitasvæðinu.  Það er fjöldi annarra seinda sem myndast við þessar aðstæður, og þar þa meðal granat, sem finnst í grænsteininum í Eyrarsveit og Staðarsveit.  En um leið og begið myndbreytist, þá tekur það í sig vatn og verður veikara fyrir. Þá veðrast bergið auðveldar á yfirborði jarðar, springur greiðlega vegna áhrifa frosts, molnar og myndar miklar skriður í fjöllum.  Flestar fornar og útkulnaðar megineldstöðvar í blágrýtismynduninni á Íslandi hafa orðið fyrir miklu rofi af völdum jökla á ísöld.  Rofið hefur tekið einn eða tvo kílómetra ofan af elstöðinni og afhjúpað rætur megineldstöðvarinnar, sem er aðallega grænsteinn og innskotsberg, eins og gabbró og dólerít, og stundum granófýr.

Þegar ég bloggaði hér fyrir neðan um jarðskorpuna hinn 20. janúar 2010 þá fjallaði ég lítið eitt um myndbreytingu bergs undir Íslandi og hitaferilinn, eða hvernig hitinn eykst eftir því sem dýpra er farið. Myndin hér sýnir aftur hlutfallið milli hita og dýpis í skorpunni, og rauðu breiðu línurnar sýna hugsanlegan hitastigul undir Íslandi. Annar hitastigullinn á myndinni fer einmitt í gegnum reit á myndinni sem er merktur greenschist, eða grænsteinn. Samkvæmt því ætti hitinn á um 2 km dýpi að vera 250 til 400oC, sem er nákvæmlega það sem steindirnar af epídót og klórít segja okkur um grænsteininn á Snæfellsnesi og víðar. 

Takið eftir að þar undir, á enn meira dýpi og við hærri hita, ætti að vera mikið belti af bergtegundinni amfibólít, sem er einnig myndbreytt afbrigði af basalti.  Ef myndin er rétt, þá er amfíbólít ein mikilvægasta bergtegund Íslands hvað varðar magnið, en samt er hún nær algjörlega óþekkt hér á landi.  Ef til vill mun djúpborun varpa ljósi á það í framtíðinni hvort amfíbólít er ein aðal uppistaðan undir landinu.

Berghlaup úr Drápuhlíðarfjalli - í fortíð og í framtíð

Berghlaup nefnist það fyrirbæri þegar stór spilda eða fylling fellur eða skríður skyndilega fram úr fjallshlíð og myndar mikla breiðu af stórgrýti og moluðum jarðmyndunum á sléttlendi fyrir neðan. Forfeður okkar kölluðu slíkt fyrirbæri hraun, sem er sennilega dregið af orðinu hrun eða að hrynja. Yfirborð á berghlaupum er reyndar mjög líkt og yfirborð á hraunum þeim sem myndast við eldgos, og hafa forfeður okkar sennilega ekki gert mikinn greinarmun þar á. Sennilega eru Vatnsdalshólar mesta berghlaup á Íslandi, en það hlaup náði fram um 6,5 kílómetra. Eitt stærsta berghlaup á jörðu varð í Kaliforníu fyrir um 300 þúsund árum, þegar hlíð eldfjallsins Shasta hrundi, og þá fór berghlaup í allt að 45 km fjarlægð frá fjallinu og þakti um 450 ferkílómetra svæði. Berghlaup myndast í bröttum hlíðum þegar styrkur bergs eða jarðmyndana er ekki nægilegur til að vinna á móti hallanum og þyngdarlögmálinu. Sennilega hafa flest berghlaup á Íslandi myndast skömmu eftir eða um leið og skriðjöklar hopuðu í lok ísaldarinnar, fyrir um tíu þúsund árum. Úr norðvestur hluta Drápuhlíðarfjalls hefur orðið berghlaup, sennilega rétt eftir að ísöld lauk. Það myndar um eins km langa, bratta og ljósa skriðu út brotnu líparíti, sem er nokkrir tugir metra til eitt hundrað metrar á þykkt. Upptök berghlaupsins er hamar norðan í fjallinu, þar sem tvö þykk líparít lög hafa brotnað fram. Berghlaupið úr Drápuhlíðarfjalli var lengi notað sem náma fyrir hið landsþekkta Drápuhlíðargrjót: fallegar stórar flögur af gulu eða rauðleitu líparíti, sem voru fluttar í stórum stíl til Reykjavíkur á sjötta og sjöunda áratugnum, til að klæða veggi umhverfis arinninn í stofunni eða við útidyrnar í nýbyggingum í fúnkis stíl hjá efnuðum borgurum. Á þeim tíma var arinn í stofu og Drápuhlíðargrjót stöðutákn hinna nýríku. Nú er fjallið friðað og efnistaka bönnuð, enda hefur tískan víst breytst. Nú virðist að annað berghlaup kunni að falla úr Drápuhlíðarfjalli í framtíðinni. Um eins meters víð sprunga hefur myndast í fjallinu um eitt hundrað metra innar en hamarsbrúnin þar sem fyrra berghlaupið varð. Sjá mynd hér til hægri af sprungunni. Undir hamrinum, sem er mjög þykkt líparít hraun, er um 20 til 30 metra þykkt lag af gjóskuflóði. Það er um 3,5 miljón ára að aldri og hefur með tímanum og vegna áhrifa jarðhita breytst í mjúkan leir.  Í leirlaginu finnast oft leifar af steingerðum trjám, sem bera vitni um gróðurfar á Snæfellsnesi í lok Tertíera tímans. Hamarinn hvílir því á sleipu leirlagi og allar aðstæður eru því tilbúnar að hamarinn kastist fram og myndi nýtt berghlaup. Nú er kominn tími til að fylgjast með sprungunni, til að kanna hvort hér sé hreyfing á bergfyllingunni og hversu hröð hún er.

Stuðlaberg

Eitt fegursta fyrirbæri á eldfjallasvæðum er stuðlaberg. Við höfum ótal dæmi um fallegt stuðlaberg á Íslandi, til dæmis Dverghamrar á Síðu, Kirkjugólf á Kirkjubæjarklaustri, Gerðuberg á Snæfellsnesi, Elliðaey á Breiðarfirði og mörg fleiri. Stuðlarnir geta verið ótrúlega reglulegir, og oft í laginu eins og tröllvaxnir krystallar. Langflestir stuðlar eru sexhyrndir og eru hornin á þeim því oft mjög regluleg og um 120 gráður. Í gamla daga var haldið að stuðlaberg væri myndað þegar setlög myndast í sjó, og að stuðlarnir væru risavaxnir kristallar. Fræðimenn á sextándu öld voru svo sannfærðir um þetta að þeir sýndu stuðlana með fallega toppa, á teikningum sínum, alveg eins og sexhyrndir kristallar af kvarsi.  Myndin til hægri er í Eldfjallasafni í Stykkishólmi og er hún úr riti Konrad Gesners frá 1565. Allt fram á miðja nítjándu öldina var deilt um uppruna stuðlabergs, eins og ég hef fjallað um ýtarlega í bók minni Melting the Earth (Oxford University Press 1999). Þeir sem trúðu að stuðlaberg væri myndað sem kristallar í sjó voru kallaðir Neptúnistar, en þeir sem áttuðu sig á því að það væri myndað við storknun á hraunkviku voru nefndir Vulkanistar. Þetta var ein heitasta deilan í jarðfræðinni á fyrri öldum.Stuðlar eru oftast sexhyrningar, en myndun þeirra er tengd kólnun og storknun hrauns eða hraunkviku, annað hvort á yfirborði jarðar eða í innskotum. Þegar kvikan kólnar og storknar þá minnkar rúmmál hennar um 2 til 5% og við það klofnar kvikan í sexhyrnda stuðla. Kvikan, eins og langflest efni, dregst saman eða minnkar rúmmál sitt við storknun og kólnun. Eitt efni gerið þó þveröfugt, og það er vatn. Þegar vatn kólnar og breytist úr fljótandi ástandi í ís, þá eykst rúmmál þess. Þess vegna flýtur ís á vatni, þvert á við nær öll önnur efni. Við könnumst við mörg önnur dæmi um sexhyrninga í náttúrunni. Hér til vinstri er mynd af moldarflagi, sem hefur þornað upp. Við það að þorna, þegar vatnið gufar upp úr moldarflaginu, þá minnkar rúmmálið, moldarflagið springur og tíglar myndast. Þegar stuðlar myndast í hraunkviku, þá vaxa þeir alltaf þvert á kólnunarflötinn, sem er flöturinn þar sem mestur hitinn streymir út úr kvikunni. Í hrauni er kólnunarflöturinn aðvitað yfirborðið og einnig botninn á hrauninu. Af þeim sökum eru stuðlarnir flestir lóðréttir. Í berggöngum, sem eru lóðrétt innskot af kviku og aðal aðfærsluæðar eldfjallanna, er kólnunarflöturinn oftast lóðréttur veggur, og liggja því stuðlarnir lárétt í göngum. Stundum getur kólnunarflöturinn verið mjög óreglulegur, eins og þegar hraun rennur í sjó fram. Þá myndast stuðlar sem geisla í allar áttir og stórir sveipir af stuðlum verða til, eins og í hraunum hjá Arnarstapa og víðar með ströndum umhverfis Snæfellsjökul.En hvers vegna eru horn stuðlanna oftast 120 gráður? Það er tengt yfirborðsspennu efnis. Minnsta yfirborðsspenna verður í efni þegar það er kúlulagað, eins og dropi eða sápubóla.  En ef við röðum mörgum sápubólum saman, þá skerast þær í 120 gráðu hornum og mynda sexhyrnt mynstur. Þetta horn, 120 gráður, er sterkasta hornið í náttúrunni og einnig í arkitektúr. Þeir arkitektarnir Frank Lloyd Wright, Buckminster Fuller og James W. Strutt áttuðu sig snemma á þessu og notuðu sexhyrninginn sem eina höfuð uppistöðu í húsagerð sinni. Þetta vita býflugurnar líka, en býkúpan samanstedur af sexhyndrum einingum, eins og myndin til vinstri sýnir. Já, og ískristallar eru einnig sexhyrndir. Ef til vill er stærsti sexhyrningur í sólkerfinu á norðurpólnum á plánetunni Satúrn. Hér er risastórt ský, og í miðju þss er fallegur sexhyrningur, sem stjarneðlisfræðingar reyna nú að skýra. Þessi sexhyrningur er svo stór, að öll jörðin kæmist fyrir í honum.

Gullið í Drápuhlíðarfjalli?

Allir eru sammála um að Drápuhlíðarfjall á Snæfellsnesi sé gullfallegt. Svo glóir það stundum eins og gull, í réttu ljósi. Kíkið á myndina hér til vinstri, sem er tekin af Loftmyndum ehf. En það er ekki þar með sagt að það sé gull í því! Árið 1939 hófst gullleit í Drápuhlíðarfjalli. Það voru Magnús G. Magnússon frá Ísafirði, þá útgerðarmaður og skipstjóri í Boston, ásamt Sigurði Ágústssyni kaupmanni í Stykkishólmi sem stóðu fyrir leitinni. Magnús kemur hingað frá Boston með skip sitt og áhöfn, sérfræðinga og allan útbúnað til gullleitarinnar. Þeir fluttu með sér borvél, vigtir, bræðsluofn, kemísk efni og annan úbúnað til að rannsaka bergið í Drápuhlíðarfjalli. Þá stofna þeir Magnús og Sigurður Hartmansfélagið til gullleitarinnar. Magnús útbjó rannsóknarstofu í eldhúsinu í gamla samkomuhúsinu í Stykkishólmi, sem nú er Eldfjallasafn. Mikið var starfað í norðanverðu fjallinu þetta sumar, og aðallega í tveimur giljum fyrir ofan bæinn Drápuhlíð, sem nú er í eyði. Í miðjum klíðum varð Magnús að hætta leitinni í Drápuhlíðafjalli haustið 1939, vegna þess að skipið var kallað aftur til Bandaríkjanna til þátttöku í seinni heimsstyrjöldinni. Magnús varð kapteinn á skipinu Nanok í Landhelgisgæzlu Bandaríkjanna og var við varnir gegn nazistum við strendur Grænlands það sem eftir var af seinni heimsstyrjöldinni. Vitað er að þeir Magnús og Sigurður fengu jákvæðar niðurstöður í gulleitinni. Í sendibréfi frá 1943 segir Magnús að “niðurstöður voru svo góðar að hann taldi að íslenska ríkið gæti greitt allar sínar skuldir með námuhagnaðinum”. Í bréfi Magnúsi frá Bandaríkjunum hinn 20. janúar 1940 ríkir mikil bjartsýni: “Við aðra rannsókn sem ég lét gjöra á því sem ég tók með mér kom í ljós að það er yfir $100 [af gulli] í tonninu.” Ýmsir munir hafa varðveist frá gullleitinni og eru sumir þeirra sýndir í Eldfjallasafni. Það eru vigt, bræðsluofn, panna, deiglur, töng og ýmis kemísk efni sem voru notuð við efnagreiningar á bergi úr Drápuhlíðarfjalli. Einnig er sýndur borkjarni frá borun í fjallið.Magnús var bróðir Kristjáns H. Magnússonar listmálara, en Kristján fór til Boston til náms. Kristján málaði fræga mynd af eldgosi í Vestmannaeyjum, sem einnig er fjallað um í Eldfjallasafni. Sumarið 1941 ferðast bóndinn og jarðfræðingurinn Jakob Líndal um Snæfellsnes og kannar Drápuhlíðarfjall, eins og lýst er í bók hans Með Huga og Hamri (1964). Hann er sannfærður um gullið og lýsing hans er ágæt: “Eins og víða þar sem súrar gufur hafa til lengdar leikið um berg, hefur myndast hér nokkuð af brennisteinskís á dreifingi. En það sér einnig til annarrar bjartari málmíblöndunar, er liggur í örþunnum æðum. Líkt og þær væru ofnar í bergið meðfram ósýnilegum sprungum. Þetta efni er gull, er ég sá nú í fyrsta sinn í bergi, svo ég hefði vissu fyrir. Það hefur leikið orð á gulli á þessum stað, líklega mest vegna brennisteinskíssins, um langan aldur. En nú nýlega hefur verið unnið þarna dálítið af íslenskum málmleitarmanni frá Ameríku, og hafa sum sýnishorn hans gefið góða raun um gullmagn. Við borun hefir komið í ljós að gullmagn þarna niður er mjög mismunandi, á stöku stað allmikið, en með köflum mjög lítið og ekki neitt. Enn mun ekki úr því skorið, hvort tiltækilegt sé að hefja þarna námugröft. Ég veitti því eftirtekt að gullið sést helst þar, sem bergið var hálfsoðið í sundur, en ekkert í því bergi, sem með öllu var ósnert af jarðhitanum, sömuleiðis að gull var engu síður í hnullungum vatnamyndunarinnar en í fasta berginu neðan við, og jafnvel, að þess varð vart í hreinum, lagskiptum vatnaleir, þar sem fannst votta fyrir jurtaleifum og einskonar steinbrandi.” Ég hef kannað Drápuhlíðarfjall töluvert, og er það merkilegt hvað varðar jarðfræðina. Fjallið er myndað að miklu leyti af tveimur þykkum líparít hraunlögum, og eru þau um 3,5 miljón ára gömul, sem sagt frá Tertíera tímanum í jarðsögunni. Neðarlega í norðvestur hluta fjallsins er 20 til 30 metra þykkt lag af völubergi eða mórenu, undir líparítinu. Þetta lag er gegnsoðið af jarðhita, eins og Jakob Líndal benti á, og það er hér sem gullleitin fór aðallega fram 1939, í tveimur giljum fyrir ofan Drápuhlíð. Síðastliðið sumar kannaði ég gilin og tók sýni af berginu, í fylgd með danska námujarðfræðingnum Peter Wolff, en hann er meðal reyndustu gullleitarmanna. Við sendum tólf sýni af bergi og seti til efnagreiningar. Í stuttu máli eru niðurstöður þær, að gull finnst í mælanlegu magni í einu af þessum sýnum, og inniheldur það um 0,1 ppm af gulli (samsvarar einum tíunda úr grammi af gulli í miljón grömmum af grjóti - eða einu tonni af grjóti). Bestu gullnámur í heimi skila allt að 8 til 10 g af gulli í tonni af grjóti. Margar námur eru reknar sem skila aðeins 1 gr á tonnið. Með aðeins um 0,1 g á tonnið er Drápuhliðarfjall greinilega ekki rétti staðurinn til að hefja gullnám, enda fjallið friðað og allt of fagurt til að fara að grafa það í sundur. En hvað þá með athugun Jakob Líndals? Var þetta bara sjálfsblekking og óskhyggja? Það minnir mig á viðkvæði eins vinar míns, sem er þekktur jarðfræðingur: “I would never have seen it if I had not believed it!” Sem sagt, ef þú trúir á eitthvað er öruggt að þú sérð það -- eða heldur að þú sjáir það. Eins og Jakob benti á, þá er mikið af glópagulli í fjallinu. Glópagull er járnkís, FeS2 sem er einnig kallað pýrít eða brennisteinskís. Það myndast við mikinn jarðhita, eins og hefur leikið um rætur Drápuhlíðarfjalls áður fyrr.

Eru leyndardómar Snæfellsjökuls að skýrast?

Hér fylgir mynd af Snæfellsjökli, gerð af danska listamanninum Carl Emanuel Larsen árið 1845. Hana má sjá í Eldfjallasafni í Stykkishólmi. Þetta er koparstunga en sama myndform er til sem olíumálverk af Snæfellsjökli eftir Larsen og hangir það uppi í öndvegi á Bessastöðum. Larsen (1823-1859) sigldi til Íslands árið 1845 og málaði hér víða, einnig málaði hann Heklugosið 1845. Snæfellsjökull er nær einstakt meðal íslenskra eldfjalla að vera í laginu eins og hrein keila, úr hvaða átt sem litið er til fjallsins. Því svipar á þann hátt til Fuji eldfjalls í Japan. Ástæðan fyrir hinu fagra formi er sú, að eldfjallið situr ekki á eiginlegu sprungusvæði, eins og flest eldfjöll hérlendis, heldur hleðst það upp í kringum staðbundna kvikurás í miðri eldstöðinni. Hið fagra form Snæfellsjökuls virðist hafa einskonar aðdráttarafl og dulbúna töfra fyrir marga sem koma þar nærri. Fjallið hlaut heimsfrægð sem gáttin á leið til miðju Jarðarinnar í skáldsögu Jules Verne. Snæfellsjökull er merkilegt fjall á margan hátt. Jökulsins er getið strax við landnám, þegar Bárður Dumbsson nemur hér land. Á efri árum gekk Bárður í jökulinn en var mönnum minnistæður og varð eini heitguð íslendinga. “Var hann tröllum og líkari að afli og vexti en mennskum mönnum og var því lengt nafn hans og kallaður Bárður Snjófellsás því að þeir trúðu á hann nálega þar um nesið og höfðu hann fyrir heitguð sinn. Varð hann og mörgum hin mesta bjargvættur.” Síðan hefur haldist sú trú meðal almennings að sérstakur kraftur búi í Snæfellsjökli, jafnvel himneskur. Eitt er víst, að mikill jarðneskur kraftur býr í jöklinum, enda er hann virkt eldfjall. Síðustu gos hér urðu fyrir um 1750 árum, og ef til vill eru nokkur hraun eins og Væjuhraun jafnvel yngri. Þrátt fyrir heimsfræð sína, þá hefur eldfjallið Snæfellsjökull ekki enn verið rannsakað sem skyldi. Nú hefur verið bætt úr því að hluta til, með merkri grein eftir þýska og bandaríska jarðfræðinga, þar sem þeir fjalla um jarðefnafræði hrauna sem runnið hafa frá Snæfellsjökli. Greinin birtist í Geochimica et Cosmochimica Acta (73, 2009, 1120–1144). Það er ein eða fleiri kvikuþró undir eldfjallinu. Kvika eða glóðheitt bráðið berg streymir upp úr möttli jarðarinnar og safnast fyrir í þrónni, en sú kvika myndar bergtegundina ólivín basalt þegar hún storknar. Með tímanum breytist efnasamsetning heitu kvikunnar í þrónni. Við skulum kalla kvikuna sem kemur beint úr möttlinum frumkviku, en eftir langan tíma (sennilega um 66 þúsund ár) breytist hún í kviku sem er ríkari af kísil og við köllum þróaða kviku, en undir Snæfellsjökli myndar hún bergtegund sem er nefnd trakít. Þeir félagar mældu fimmtíu frumefni í yfir tuttugu hraunum og öðrum gosefnum frá Snæfellsjökli. Eitt merkilegt atriði sem kemur fram við þessar rannsóknir er, að þróaða kvikan gýs oftast úr toppgíg, en frumkvikan gýs fjær fjallinu. Myndin til vinstri sýnir tvö hugsanleg líkön af kvikuþrónni eða kvikuþróm Snæfellsjökuls, sem eru byggð á þessum niðurstöðum úr jarðefnafræðinni. Annars vegar er líkan af stórri kvikuþró, sem er lagskift. Hins vegar er likan af nokkrum smáum kvikuþróm, sem hafa mismunandi efnasamsetningu. Jarðefnafræðin hefur því fært okkur anzi langt í ráðgátunni með innri gerð Snæfellsjökuls, en næsta stig er auðvitað að beita jarðeðlisfræðilegum aðferðum til að leysa leyndardóma Snæfellsjökuls. Á því sviði hefur nær ekkert berið gert, og má til dæmis benda á að enginn jarðskjálftamælir er staðsettur í grennd við jökulinn og reyndar enginn á öllu Snæfellsnesi! Það er mikil nauðsyn að bæta úr því nú, þegar spurninga vakna um hvort ein eða fleiri kvikuþrær séu undir fjallinu og hvort kvikuþróin sé nú storknuð.

Íslenskt Peridótít - hvar er það?

Árið 1864 gaf franski rithöfundurinn Jules Verne út sína ódauðlegu vísindaskáldsögu Voyage au Centre de la Terre. Bókin og kvikmyndin eftir henni, sem kom út 1959, er þekkt sem Journey to the Center of the Earth, en bókin fékk af óskiljanlegum ástæðum titilinn Leyndardómar Snæfellsjökuls í íslenskri þýðingu Bjarna Guðmundssonar árið 1944. Eins og alheimur veit, þá tókst prófessor Lindenbrock og jarðfræðinema hans Alec McEwen að komast niður að iðrum jarðar í gegnum gat á eldfjallinu Snæfellsjökli. Þar með hlaut Snæfellsjökull alþjóða frægð -- sem er meir en Bárður Snæfellsás gat gert og jafnvel meir en Jón Prímus áverkaði. En það er annað mikilvægt atriði, sem kemur fram mjög snemma hjá Jules Verne, sem gerir Ísland að lykilatriði sögunnar. Jarðfræðineminn Alec McEwen kemur í heimsókn á vinnustofu prófessors Lindenbrocks og færir honum gjöf. Hér fyrir neðan eru þeir Pat Boone sem jarðfræðineminn og James Mason í hlutverki prófessorsins, með íslenskt perídótít í höndum. 

 “Ég fann þetta í skranbúð í Glasgow, og það hvíslaði að mér: Kauptu mig fyrir prófessor Lindenbrock!”

“Þetta er auðvitað hraun”segir prófessorinn, “en undarlega þungt! Þetta hlýtur að vera eðlisþyngsta berg á jörðinni!”

”Þá er það víst íslenskt perídótít!”

Þeir setja steininn inn í bræðsluofn prófessorsins. Ofninn springur í loft upp, en steinninn klofnar.  Síðan finna þeir félagar dularfull merki inni í steininum, sem kemur þeim á slóð hins fræga íslenska fræðimanns, Arne Saknussemm (Árni Magnússon?), sem leiðir þá til Snæfellsjökuls, og svo framvegis.

Íslenskt perídótít?  Það er nú draumur allra íslenskra jarðfræðinga að finna þennan stein hér á landi, en hann virðist vera sjaldgæfari á Fróni en gull og gersemar. Perídótít hefur aldrei fundist á Íslandi.  Þrátt fyrir það segja jarðeðlisfræðingar okkur að möttull jarðar, lagið mikla sem er undir skorpunni,  sé nær eingöngu perídótít.  

Við skulum aðeins staldra við, og athuga möttulinn, sem er sýndur sem rauða lagið á myndinni til vinstri  í þverskurði af jörðinni. Hann er hvorki meira né minna en 84% af rúmmáli jarðarinnar, og nær frá um 50 km dýpi og niður í um 2900 km dýpi, þar sem kjarninn tekur við. Ýmsir eiginleikar jarðarinnar, svo sem hraði jarðskjálftabylgna, eðlisþyngd og fleira, benda til þess að aðal bergið í möttlinum sé perídótít, og til að styrkja þá kenningu kasta sum eldfjöll öðru hvoru upp hnullungum af perídótíti.  Græni liturinn, eins og sést hér á myndini af perídótíti fyrir neðan, er að mestu vegna þess að perídótít inniheldur um 60% steindir af ólivíni.  Þetta er ein fegursta bergtegund á eða réttara sagt í jörðinni, og einnig sú algengasta.  En þar sem möttullinn er ávalt falinn undir skorpunni er þessi bergtegund mjög sjaldgæf á yfirborði.

 Ég var svo heppinn að finna fallega græna perídótít steina á stærð við fótbolta í gígnum Nyos í Kameroon, í vestur Afríku árið 1986.  Þeir komu úr möttlinum á meiren 100 km dýpi undir meginlandsksorpu Afríku, en eru nú til sýnis í Eldfjallasafni í Stykkishólmi. Það kemur sem sagt fyrir á sumum eldfjallasvæðum erlendis að perídótít steinar kastast upp í eldgosum.  En tegundirnar af steindum eða mínerölum í steinunum er sönnun á því að perídótít  kemur af miklu dýpi.  Sumir steinarnir innihalda til dæmis demanta, en þeir myndast aðeins við þrýsting sem samsvarar 150 km dýpi íjörðinni.

En af hverju er perídótít svona spennandi?  Jú, það er bergtegundin sem gefur af sér basalthraunkviku þegar hún byrjar að bráðna.  Hér er kjarni málsins, sem snertir skilning okkar á eldgosum og myndun hraunkvikunnar.  Tilraunir með bræðslu á perídótíti undir háum þrýstingi og um 1300^oC hita sýna að  vökvinn eða kvikan sem myndast eftir um 1 til 10% bráðnun bergsins er alveg eins og basalt kvika að efnasamsetningu.  Við bráðnun myndast fyrst þunn filma af kviku á mótum milli steinda í berginu, eins og myndin fyrir neðan sýnir. Kvikan er eðlisléttari en bergið umhverfis, og leitar því upp í átt að yfirborði jarðar.

Ég held að flestir eða allir jarðfræðingar séu á þeirri skoðun að basalt kvikan myndist á þennan hátt. Ef svo er, þá er blágrýtismyndunin og öll basalt hraunin sem mynda Ísland þá bráð úr perídótíti.  Er það ekki furðulegt að aldrei hafi borist einn einasti perídótít steinmoli upp á  yfirborðið hér?  Það er of djúpt niður á perídótít að hægt sé að bora í það, sennilega um eða yfir 20 km undir Íslandi.  Höfum við ekki leitað nógu vel, eða ekki á réttum stöðum? Að vísu finnast einstakir kristallar í íslenskum basalthraunum, sem kunna ef til vill að vera komnir úr möttlinum, en engir steinar enn.

Er ef til vill einhver grundvallarástæða fyrir því að íslensk eldgos geta ekki borið með sér perídótít hnullunga upp úr möttlinum?  Svo kann vel að vera. Í fyrsta lagi þarf kvikan að vera á mikilli ferð til að bera með sér þunga steina. Prófessor Lindenbrock hafði rétt fyrir sér: perídótít er með allra þyngstu bergtegundum.  Í öðru lagi þarf kvikan að koma BEINT upp úr möttlinum, en ekki stanza á leiðinni. Kvikan sem gýs upp úr mörgum íslenskum eldfjöllum kemur ekki beint úr möttlinum, heldur kemur hún úr kvikuþró sem er ofar í skorpunni.  Ef til vill eru mestu líkurnar á að finna perídótít steina í hraunum frá íslensku dyngjunum, en efnasamsetning á kviku þeirra er oft meira frumstæð, eða nær perídótíti en annarra hrauna.  

 Partbráðnun

Eins og getið var hér fyrir ofan, þá byrjar myndun á basaltkviku í möttlinum með því  að bráðnun verður á mótum kristalla eða steinda. Hér myndast örsmáir pollar eða dropar af bráð, og þegar bráðnun heldur áfram, þá tengjast þessir bræðslupollar í eins konar grind eða net af heitum basaltvökva, eins og myndirnar hér fyrir neðan sýna í stórum dráttum. 

 

Magnið af basaltkviku eða bráð sem myndast er aðeins um 1 til 10 %  af rúmmáli perídótítsins, og er viðeigandi að kalla þetta partbráðnun.  Þá er bergið orðið eins og blautur sandur, þar sem bleytan milli sandkornanna er  heit hraunkvika, um 1300oC, og sandkornin eru steindir perídótítsins.  Bráðin hefur eðlisþyngd um 2.8 sm á rúmsentimeter, en til samanburðar er eðlisþyngd perídótíts um 3.3. Þetta er mikill munur, og veldur því að basaltkvikan er “létt” í möttlinum, og leitar uppá við strax og leiðir finnast.   Sennilega rís kvikan upp í mjög mörgum litlum straumum, sem safnast saman er ofar dregur í stærri rásir, eins og myndin hér fyrir neðan sýnir.  Stærstu rásirnar eru gangar, eða aðal aðfærsluæðar eldfjallanna.

 En hvernig kemst hraunkvikan alla leið upp á yfirborðið? Flutningur kvikunnar upp í gegnum möttulinn er atriði sem við vitum lítið eða ekkert um og hugmyndir eru mest byggðar á ágizkunum.  Annars vegar vitum við hvernig bráðin myndast í möttlinum, og á hinum endanum vitum við að bráðin eða hraunkvikan  berst upp í gegnum skorpuna í göngum.   Það sem gerist þar á milli er óþekkt svæði. Gangar eru pípulagnir eldfjallanna, en þeir eru mjög mikilvægir og ég mun fjalla um ganga í seinna bloggi. 

 En á meðan er stóra spurningin:  hver verður fyrstur til að finna perídótít á Íslandi?

 

Móbergskúlur eru jarðfræðilegar náttúruminjar

Það er dálítið undarlegt að mesta gos á Íslandi, og reyndar stærsta hraunflóð á jörðu á sögulegum tíma, er kennt við fjall sem ekki gaus.  Ég á auðvitað við móbergsfjallið Laka í Skaftáröræfum.  Laki klofnaði í gosinu mikla 1783, þegar um 25 km löng sprunga reif öræfin, frá norðaustri til suðvesturs og hið mikla Eldhraun kom upp.  Tvö mikil misgengi mynduðust í Laka umhverfis sprunguna, þar sem innri gerð móbergsins kemur vel fram.  Í austara misgenginu er frábær opna inn í móbergið, sem hefur myndast við gos undir jökli á síðasta jökulskeiði, eða fyr en meir en tíu þúsund árum síðan. Allir sem koma inn í  gilið sem misgengið myndar verða forviða að sjá að móbergið er allt fullt af kúlum sem eru á stærð við fótbolta. Ferðamenn kannast vel við staðinn, og  Kári Kristjánsson, landvörður í Lakagígum,  er lítið hrifinn af því hvernig ferðamenn hafa farið með þessar merku jarðfræðilegu náttúruminjar.  Sumir hlaða móbergskúlunum upp í hrauka eins og hermenn í stórskotaliði gerðu með fallbyssukúlur áður fyrr, en aðrir bregða á leik og rúlla kúlunum um völlinn í keiluspili.  En það keyrir þó um þverbak þegar ferðalangar stinga kúlunum í bakpokann og hverfa á braut með þessa  minjagripi. 

Eins og sjá má af myndinni fyrir ofan, þá eru móbergskúlurnar á víð og dreif inní móberginu,  en við veðrun detta þær úr og liggja lausar á vellinum. Kúlurnar eru sem sagt eittthvað harðari en móbergið og veðrast hægar, en eru annars að öðru leyti alveg eins og móbergið, samansettar af glerkornum, ösku og litlum basalt steinbrotum sem hafa límst saman í berg.  Móberg er reynar ein merkilegasta bergtegund Íslands, og með réttu ætti móberg að vera þjóðarsteinninn.  Það er miklu algengara hér en í nokkru öðru landi á jörðu, og móbergsfjöllin setja sérkennilegan svip á landið.  Að mínu áliti sýnum viðþessari merkilegu bergtegund ekki nægilega virðingu, en það var reyndar ekki fyrr en Surtsey gaus árið 1963 að vísindin fengu fulla mynd af því hvernig móberg myndast.  Við vitum að móberg er hörnuð gjóska eða eldfjalls aska, sem hefur límst saman í berg. Í flestum tilfellum er gjóskan  með efnasamsetningu basalts, og myndast við eldgos þar sem basalt kvika kemur í návígi við vatn, annað hvort undir jökli, í sjó eða vatni. En hvernig verða þessar undarlegu móbergskúlur til?

Sá fyrsti sem lýsir móbergskúlum á prenti var Jón Jónsson, í greinarkorni í Náttúrufræðingnum árið  1987.  Jón hafði rekist á þetta fyrirbæri í Bæjarfelli í Krísuvík, Skiphelli í Mýrdal,  Lambaskörðum í Kerlingardalsheiði og Syðri Stapa við Kleifarvatn.   Jón segir þetta um uppruna móbergskúlanna í grein sinni frá 1987:   “Þær eru einfaldlega öskuboltar, sem orðið hafa til við það að blautt eða hæfilega rakt öskulag rúllaðist upp.”  Þetta er þá það sem við köllum syndepositional í jarðfræðinni: fyrirbæri sem verður til um leið og setlagið myndast.

Besta og stærsta myndun af móbergskúlum sem ég hef rekist á er í vestur hluta Kerlingarfjalls á Snæfellsnesi.  Hér er móbergshamar sem er nokkrir tugir metra á hæð,  alsettur móbergskúlum sem eru flestar um 30 sm í þvermál. Myndin til vinstri sýnir hamarinn, en við réttar aðstæður er þetta einn draugalegasti staður sem ég hef komið á,  einkum þegar fer að rökkva. Þá líta kúlurnar út eins og mörg hundruð mannshöfuð sem kíkja út úr móberginu.  Móbergskúlur af ýmsum stærðum finnast víðar í Kerlingarfjalli og einnig í móbergsfjallinu Valabjörgum, skammt fyrir austan Kerlingarfjall.

Við nánari athugun má sjá að það er dauf lagskifting í móberginu í Kerlingarfjalli, og að lagskiftingin liggur beint í gegnum móbergskúlurnar, eins og myndirnar hér til hægri og fyrir neðan sýna.  Lagskifting verður auðvitað til á meðan á gosinu stendur, og orsakast af því að sprengingar í gosinu framleiða mismunandi gróft set.  Ef lagskiftingin liggur í gegnum kúluna, þá hlýtur móbergskúlan auðvitað að myndast eftir lagskiftinguna,  og er þá móbergskúlan postdepositional fyrirbæri, eða hefur myndast einhvern tíma eftir gosið. 

Ef móbergskúlur myndast eftir gos, en ekki í gosinu, eins og Jón Jónsson taldi, þá verðum við að leita annara skýringa varðandi uppruna þeirra.  Kúlur eru algengt fyrirbæri í setlögum um allan heim, og eru oftast nefndar concretions eða setkúlur, en þær eru algjörlega óþekktar í setlögum af gjóskubergi, eins og móberginu á Íslandi -- þar til nú.  Slíkar kúlur myndast í setlögum vegna þess að límefni byrjar að myndast á milli sandkorna á einhverjum púnkti í setinu og  límefnið berst út í allar áttir, til að mynda setkúlu.  Þetta virðist vera tilfellið í íslensku móbergskúlunum, en ennþá vitum við ekki hvað límefnið er.  Lang sennilegast er að það sé palagónít, sem er leirsteind eða míneral sem myndast þegar basalt gler byrjar að myndbreytast yfir í móberg, en sú myndbreyting veldur því að gjóska rennur saman í hart berg.  Surtsey kenndi okkur að sú hörðnun getur gerst furðu hratt, eða á einum áratug eða svo.

 

Kljásteinar og Kljá

Síðastliðið vor kom ég við í garðinum hjá Einari Ragnarssyni, nágranna mínum í Stykkishólmi. Þau hjónn eru miklir steinasafnarar og er mest af safninu úti í garði, bæði steinar sem eru marglitir af náttúrunnar hendi, og einnig steinar sem þau hafa málað á skrautlegan hátt. Ég rak strax augun í basaltstein sem var alsettur löngum og mjóum pípum eða götum, eins og hann hefði verið kyrfilega boraður í gegn.  "Hvar fannstu þennan" spurði ég Einar. "Hann er frá sjávarbökkunum við fossinn Míganda, fyrir neðan Kljá" svaraði hann.  Tvö furðuleg nöfn:  Mígandi og Kljá.  Það minnti mig á söguna um afa minn, Odd Valentínusson, sem var hafnsögumaður í Stykkishólmi til margra ára.  Það var víst þurrkasumarið mikla, 1941, að allir vatnsbrunnar í Hólminum þornuðu upp. Afi tók það þá til ráðs að breiða stórt segl yfir bátinn sinn Golu, og sigldi honum síðan inn undir fossinn Míganda í Helgafellssveit, þar sem hann fellur beint í sjó fram. Þegar báturinn var orðinn hálf-fullur þá bakkaði afi frá landi og sigldi heim í Stykkishólm með mörg hundruð lítra af fersku vatni fyrir heimilið. 

Næsta dag vorum við Einar komnir að Míganda til að skoða jarðlagið með götóttu steinunum. Mér var nú ljóst að þetta var bólstraberg, eða hraun sem haði runnið út í sjó. Myndin til vinstri sýnir einn hraunbólstrann. Við slíkar aðstæður sýður sjórinn undir hrauninu og myndar gufu sem brýtur sér leið upp í gegnum hraunkvikuna og skilur eftir mjóar pípur í steininum.  Mér datt strax í hug kljásteinar þegar ég fór að skoða þessa undarlegu steina, sem voru allir götóttir og með löngum pípum.  Fjaran var bókstaflega þakin af götóttum steinum.  Seinna komst ég að því að þetta er grágrýtishraun sem rann frá Hafrafelli á hlýskeiði fyrir síðasta jökultíma, sennilega fyrir um eitt hundrað þúsund árum.  Hvað eru kljásteinar?  Sögnin að kljá merkir að binda vefstein, kljástein eða vefjarlóð neðst í vefinn eða að binda lóð í neðri brún á neti. Kljásteinn er þá sakka á neti eða vefjarlóð. Þetta á einkum við svokallaða standandi vefi, eins og tíðkusðust á Íslandi til forna, en góð mynd af einum slíkum vef er í ferðabók þeirra Eggerts Ólafssonar og Bjarna Pálssonar frá 1752 til 1757.   Árið 2007 og 2008 vann ég að rannsóknum á jarðlögum frá Bronzöld á eynni Krít í Eyjahafi, sunnan Grikklands. Þar rakst ég tvisvar á kljásteina í setlögum, en þeir höfðu borist í setið þegar flóðbylgja gekk á land og gerði mikinn usla. Flóðbygjan, eða tsunami, myndaðist af völdum mikillar sprengingar í Santorini eldfjalli um 80 km fyrir norðan Krít.  Mynd af þeim er hér fyrir neðan.

 En var þá skrýtna nafnið á sveitabænum Kljá, rétt fyrir ofan sjávarbakkann, ef til vill tengt þessari miklu námu af kljásteinum hér í fjörunni?   Kljá er óvenjulegt nafn fyrir sveitarbæ, en sennilega var góð ástæða til að gefa bænum þetta nafn og ef til vill er hana að finna í jarðfræðinni.  Steinarnir eru götóttir frá náttúrunnar hendi og því tilvaldir sem kljásteinar: auðvelt að þræða band í gengum þá til að binda upp í vefstólinn eða á netið. Á Íslandi var mjög erfitt að finna steina sem hægt var að bora gat í, og því hafa steinarnir frá Kljá verið kærkomnir í standandi vefinn.

Fyrst er getið um bæinn Kljá í máldaga Helgafells klausturs  frá 1378. Kljásteinar af sömu tegund og finnast við fossinn Míganda hafa einnig fundist við uppgröftinn í Suðurgötu 3-5  í Reykjavík, en þar fundust um 50

 kljásteinar saman á sama stað og vefjarskeiðar. Kljásteinar finnast stundum margir saman í uppgröftum og er það yfirleitt talin vísbending um að þar hafi staðið vefstaður.  Myndin til hægri sýnir pípurnar í bólstrabergsbrotum frá sjávarbakkanum fyrir neðan Kljá; fyrirtaks efni í kljásteina.