Ef Jörðin væri Hnöttótt

Jörðin okkar er ekki alveg hnöttött. Þvermál jarðar á milli pólanna er 12713,5 km, en um miðbaug er þvermálið töluvert meira, eða 12756,1 km. Munurinn á þvermálinu er því 42,6 kílómetrar. Þetta er reyndar aðeins 0,3%, en munurinn hefur samt sem áður mjög mikla þýðingu fyrir jarðvísindin og allt lífríki á jörðu. Jörðin er því alls ekki alveg hnöttótt, og það er töluverð bunga við miðbaug. Þversnið af jörðu, frá norðri til suðurs, er því ekki hringur heldur sporbaugur.  Ástæðan fyrir því að jörðin er flatari til pólanna og „feitari‟ um miðbaug er möndulsnúningurinn. Jörðin snýst einn hring á sólarhring, og hraðinn á snúningnum er um 1670 km á klst. við miðbaug, en hér norðan til á jörðu er snúningshraðinn minni, eða um 950 km á klukkustund. Það er snúningurinn og tog tunglsins sem veldur bylgjunni á jörðinni umhverfis miðbaug. Orkan sem fer í tog tunglsins og flóðkraft tunglsins veldur því að möndulsnúningur jarðar hægir á sér og einnig að tunglið færist fjær jörðu um 4 cm á ári. Þótt jörðin sé stöðugt að hægja á sér, þá er hér engin hætta á ferðum á næstunni. Það mun taka milljarða ára að stoppa möndulsnúninginn með sama áframhaldi. En samt sem áður er fróðlegt að velta því fyrir sér hvernig heimur okkar mundi líta út ef (þegar) jörðin hætti að snúast. Myndin er eftir Witold Fraczek og sýnir kort af jörðinni eftir að hún hættir að snúast og þegar jarðskorpan og hafið er búið að ná jafnvægi aftur. Þá hefur miðflóttaafl eða miðsóknarkraftur ekki lengur áhrif á lögun jarðar, og smátt og smátt breytist form hennar í alveg hnöttótta kúlu. Þar með breytist þyngdarafl jarðarinnar. Hafið gjörbreytist, streymir til pólanna og flæðir inn á landssvæði á norður og suðurhveli. Umhverfis allan miðbaug myndast samfellt meginland, sem nefna má Hringland. En ef jörðin hættir að snúast, þá er önnur og enn alvarlegri afleiðing sem kemur í ljós: önnur hlið jarðar snýr að sólu í hálft ár, en á meðan er hin hliðin er í myrkri. Lengd dagsins verður sem sagt hálft ár. Á hliðinni sem snýr að sólu verður hitinn óbærilegur, en á myrkvuðu hliðinni er eilífur fimbulkuldi. Slíkar vangaveltur um framtíð jarðar eru ekki alveg út í hött, en hafa rök við að styðjast í vísindunum. Mælingar sýna að snúningur jarðar er að hægja á sér. Það er þess vegna sem við bætum við einni sekúndu við árið örðu hvoru, svokallaðri hlaupsekúndu. Fyrir 400 milljón árum snérist jörðinn fjörutíu sinnum oftar á möndulásnum á meðan hún fór eina hringferð umhverfis sólu. Þá voru sem sagt um 400 dagar í árinu. Dögum í árinu fækkar á meðan möndulsnúningurinn hægir á sér, þar til allt stoppar …. eftir nokkra milljarða ára.

Ný Eyja í Rauðahafinu

Það er ekki á hverjum degi að ný eyja myndast á Jörðu. Einn þekktasti atburður á tuttugustu öldinni var fæðing Surtseyjar árið 1963, og var eldgosið í hafinu undan Vestmannaeyjum mikil lyftistöng fyrir vísindin á margvíslegan hátt. Ný eyja hefur nú komið í ljós í Rauðahafinu, í kjölfar á eldgosi sem hófst um miðjan desember 2011. Fyrsta myndin er frá gervihnetti NASA og sýnir gosmökkinn yfir nýju eynni. Það sama gerðist hér undan ströndum Yemen og við Vestmannaeyjar: það voru sjómenn sem uppgötvuðu gosið. Nú er eyjan orðin um 530 metrar á breidd og 710 metrar á lengd, og heldur áfram að stækka vegna stöðugra sprenginga, sem hlaða upp ösku umhverfis gíginn. Einnig hefur basalthraun runnið frá gígnum. Þessi tegund af spregigosi er nefnd surtseyjan á máli vísindanna, til heiðurs Surtseyjar, þar sem þetta fyrirbæri var fyrst kannað. Önnur mynd sýnir sprengivirknina og gosmökkinn.  Hvers vegna er eldgos í Rauðahafinu? Undir hafinu eru um 2000 kílómetra löng flekamót milli Afríkuflekans fyrir vestan og Arabíuflekans í austri. Flekarnir gliðna sundur á um 20 millimetra hraða á ári, eða svipað og hreyfing flekanna undir íslandi. En hreyfingin er ekki eingöngu gliðnun, heldur flóknari, eins og kortið sýnir. Arabíuflekinn mjakast til norður en Afríkuflekinn til vesturs. Fyrir jarðvísindin er Rauðahafið besta dæmið um það, hvernig meginlandsskorpa rifnar og gliðnar, og úthaf myndast. Það er því gliðnun og samfellt gosbelti eftir botni Rauðahafs endilöngum, en beltið kemur upp á yfirborð hafsins aðeins í suður hlutanum, þar sem það myndar Jebel Zubair eyjar. Nýja eyjan sem kom í ljós í desember 2011 liggur á milli Haycock og Rugged eyja, en í suðri er Saddle eyja, sem gaus á nítjándu öldinni. Fjórða myndin er kort af eyjaklasanum. Gosbelti Rauðahafsins er nátengt eldvirkni í vestur hluta Arabíu og alla leið til Sínaí skaga.  Ég hef bloggað um þau eldfjöll áður hér http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/991740/

Friður í jarðskorpunni

Lítið á skjálftakortið frá Veðurstofunni í dag. Aðeins örfáir skjálftar, og flestir frá aðfangadeginum. Ég man ekki eftir að hafa séð svo mikinn frið í jarðskorpunni á Íslandi. Getur það verið? Hefur hinn almáttugi gefið jarðöflunum frí yfir jólin? Nei, þetta er ekki nóg til að gera mig trúaðan! Ein skýringin er að starfsmenn Orkuveitu Reykjavíkur eru í jólafríi og hættir í bili að dæla niður pækli í borholur umhverfis Hellisheiðarvirkjun. En hvað þá með restina af Íslandi? Er Veðurstofan líka í jólafríi? Ég held að það sé einhver á vakt. Við sjáum bara að það er mikil sveifla í skjálftavirkni undir landinu frá degi til dags.

Mesti viðburður ársins

Það fer ekki milli mála, að langmerkasti viðburður ársins hér á Jörðu var skjálftinn mikli í Japan hinn 11. mars 2011. Hann er ekki merkur vegna mikils mannfalls („aðeins¨ tuttugu þúsund látnir), heldur einfaldlega vegna þess að þá leystist úr læðingi gífurlegt magn af orku, sem hlaðist hafði upp í jarðskorpunni í fjölda ára. Orkan sem baust út jafnast á við 500 megatonna kjarnorkusprengingu, sem er jafngildi fimm hundruð milljón tonna af sprengjuefni. Til samanburðar var "Tsar Bomba", stærsta kjarnorkusprengja Sovíetríkjanna árið 1961, um 50 megatonn að stærð. Orkan á uppruna sinn í flekahreyfingum, þegar Kyrrahafsflekinn fyrir austan sígur niður í sigbeltinu undir Asíuflekann fyrir vestan. Það tók 150 sekúndur fyrir Asíuflekann og austur strönd Japans að flytjast um 5 metra til austurs. Samtímis lyftist upp svæði sem er um 15000 ferkílómetrar um 5 metra. Á misgenginu á hafsbotni voru lóðréttar hreyfingar um 60 til 80 metrar, og þessar hreyfingar orsökuðu flóðbylgjuna miklu. Skjálfti af þessari stærð, sem er 9,0 á (moment magnitude) skalanum, er til allrar hamingju sjaldgæft fyrirbæri. En á sama svæði í Japan varð einmitt slíkur skjálfti árið 869. Tohoku-oki skjálftinn í ár er einstakur í sögunni fyrir það, að hreyfingin og áhrifin voru mjög snögg. Þetta kemur fram á seinni myndinni, sem sýnir að hreyfingin (rauða línan) gerðist nær öll í upphafi, á fyrstu 100 sekúndunum, ólíkt því sem gerðist í öðrum stórskjálftum. Þeir stóru eru Alaska 1964 (stærð 9,2), Sumatra 2004 (9,2), Síle 2010 (8,8) og Japan 2003 (8,3). Hvað gengur eiginlega á, nú á síðasta áratug? Það er talið að á síðustu tíu árum hafi komið fram um 2,5 sinnum meiri orka í jarðskjálftum heldur en á „venjulegum¨ tímum.

Uppruni Íslands liggur undir Baffinseyju

Það er ekki oft sem við heyrum minnst á Baffinseyju, en samt er hún um fimm sinnum stærri en Ísland, og rétt vestan Grænlands. Ef til vill komu forfeður okkar við á Baffinseyju á leið sinni vestur til Vínlands hins góða á söguöld, og nefndu eynna þá Helluland. Nálægt suðaustur odda Baffinseyjar er Nanook, en fornleifarannsóknir þar árið 2002 hafa hugsanlega leitt í ljós minjar af norrænum uppruna. Það eru þó ekki þessi fornsögulegu þættir sem tengja okkur íslendinga við Baffinseyju, heldur er það uppruni landsins. Nú hefur nefnilega komið í ljós, að möttulstrókurinn sem liggur undir Íslandi hóf sögu sína undir Baffinseyju fyrir um sextíu og tveimur milljón árum síðan. Eldvirknin á Baffinseyju var basalt kvika sem átti uppruna sinn í möttulstrók djúpt í jörðu. Myndin fyrir ofan sýnir eitt af þeim svæðum á Baffinseyju, þar sem þykkar myndanir af basalthraunum hafa gosið fyrir um sextíu og tveimur milljón árum. Nú hefur komið í ljós, að basaltið hér er upprunnið úr möttulsbergi undir eynni, sem er um 4500 milljón ára gamalt. Þar með er þessi möttull undir Baffin nú elsta berg sem hefur fundist til þessa á jörðinni. Það er mjög ólíklegt að eldra berg finnist nokkurn tíma á jörðu, þar sem aldur jarðar og sólkerfisins er nú talinn 4568 milljón ár, og er skekkjan á þessari aldursgreiningu talin aðeins ein milljón ára, plús og mínus. Það er jarðefnafræðin sem hefur sýnt fram á mikilvægi basaltsins á Baffinseyju. Í basaltinu finnst til dæmis óvenju mikið af gasinu helíum-3. Helíum gas er mjög ríkt í sólkerfinu, en mest af því hefur þegar tapast út úr jörðinni. Varðandi jarðefnafræðina er rétt að geta þess, að atóm eða frumeindir efnis geta haft mismargar nifteindir. Slíkar frumeindir nefnast samsætur. Helíum hefur tvær samsætur: He3 og He4. He3 samsætan einkennir sólkerfið, en nú hefur fundist helíum í basaltinu á Baffinseyju með 3He/4He hlutfall sem er 50 sinnum hærra en í andrúmslofti jarðar. Þetta helíum undir Baffinseyju er því óbreytt allt frá fyrstu milljónum ára jarðarinnar. Frekari greiningar jarðefnafræðinganna sýna að önnur frumefni eða samsætur gefa aldur möttulsins undir Baffinseyju sem um 4500 miljón ár. Þessi hluti möttuls jarðar tók að bráðna fyrir um 62 milljón árum, og bráðin er basaltkvikan, sem þá gaus á Bafinseyju.  Ekki er enn ljóst hvað kom þessum möttli á hreyfingu til að mynda möttulstrók, en hann hefur verið virkur æ síðan, og nú er þessi möttulstrókur staðsettur undir Íslandi. Saga hans er merkileg á ýmsan hátt. Með tímanun færðust flekarnir til vesturs fyrir ofan möttulstrókinn, og Baffinseyja rak frá, en Grænland lenti beint fyrir ofan hann. Þá tók að gjósa á Diskóeyju með vesturströnd Grænlands, og síðar færðist virknin enn austar, þegar möttulstrókurinn var staðsettur undir austur strönd Grænlands fyrir um 50 milljón árum, eins og myndin sýnir. (Á myndina hef ég dregið rauða ör, sem sýnir lauslega feril möttulstróksins sl. sextíu milljón ár, en takið eftir að það er ekki möttulstrókurinn sem hreyfist, heldur jarðskorpuflekarnir fyrir ofan.) Þá klofnar Evrasíuflekinn fyrir ofan möttulstrókinn, og Grænland rekur með restinni af Norður Ameríku flekanum til vesturs, og Norður Atlantshafið opnast. Þótt staðsetning möttulstróksins sé stöðug í möttlinum, þá mjakast flekamótin smátt og smátt til vesturs, og af þeim sökum hefur strókurinn myndað mjög víðtækt belti af basaltmyndunum, allt frá Baffin, til Diskó, undir allt Grænland frá vestri til austurs, og loks undir Norður Atlantshafið og myndað Ísland. Þannig eigum við margt og mikið sameiginlegt með Baffinseyju, þótt það séu meir en sextíu milljón ár líðin síðan við vorum í nánu jarðbundnu sambandi.

Fornskjálftafræði og Dauðahafsmisgengið

Jarðskjálftafræðin byggir fyrst og fremst á upplýsingum sem koma frá jarðskjálftamælum.  Fyrsti nákvæmi jarðskjálftamælirinn var smíðaður af John Milne (1850–1913), sem starfaði lengi í Japan.  Nákvæmar upplýsingar um stærð og staðsetningu jarðskjálfta eru því aðeins til fyrir tuttugustu öldina og það sem af er af tuttugustu og fyrstu öldinni.  Reynslan sýnir, að rúmlega ein öld er allt of stuttur tími til að gefa góða mynd af stærð og dreifingu jarðskjálfta á jörðu.  Jarðvísindamenn hafa því leitað í jarðsöguna til að fá frekari upplýsingar um jarðskjálftavirkni fyrr á tímum, áður en jarðskjálftamælingar hófust.  Það er nefnilega hægt að fá upplýsingar um hvernig jörðin hefur hristst og brotnað áður fyrr, með því að rannsaka gömul jarðlög.  Fornskjálftafræðin (paleoseismology) safnar gögnum um eldri jarðskjálfta með því, að rannsaka ummerki þeirra í setmyndunum og öðrum jarðlögum. Fornminjaskjálftafræðin (archeoseismology) byggir á vísbendingum um forna skjálfta sem fást með því að kanna fornar byggingar og mannvirki.  Við getum tekið Dauðahafssvæðið sem gott dæmi um rannsóknir tengdar báðum greinum þessara nýju aðferða í jarðskjálftafræðum.  Myndin til hliðar er frá Google Earth og sýnir Ísrael og hluta Egyptalands. Litla hafið lengst til vinstri er Galíleuvatn.  Dökka vatnið fyrir miðju er Dauðahafið, en langi og mjói fjörðurinn til hægri er Akabarflói.  Hann skerst inn í landið frá Rauðahafinu. Stóri skaginn sem er fyrir sunnan flóann er Sínaískagi.  Það er augljóst að mikið misgengi í jarðskorpunni tengir Galíleuvatn, Dauðahafið og Akabarflóa, en þetta misgengi er nefnt Dauðahafsmisgengið og er um 600 km á lengd.  Það myndar mörkin milli Arabíuflekans fyrir austan og Sínaíflekans fyrir vestan.  Þetta er vinstra sniðgengi, sem þýðir að jarðskorpan fyrir austan (Arabíuflekinn) færist til vinstri.  Alls hefur Sínaíflekinn færst um 110 km til suðurs á síðustu tuttugu milljón árum.  Nú er hreyfingin um 4 mm á ári að meðaltali, en hreyfikrafturinn er tengdur því að Rauðahafið er að gliðna í sundur.  Árið 1178 byggðu krossfarar frá ríki Franka kastalann Vadum Iacob (Jakobsvað) nétt norðan við Galíleuvatn, þar sem besta vaðið var á ánni Jódan.  Þessir riddarar komu úr Frankaríki því, sem Karlamagnús stofnaði forðum. Þeim var auðvitað ekki ljóst að Dauðahafsmisgengið liggur beint undir miðju kastalans við norður strönd Galíleuvans.  Ekki voru yfirráð krossfaranna lengi hér, því Saladdín konungur múslima tók kastalann ári síðar í mikilli orrustu.  Nú er þetta svæði nefnt Ateret af ísraelum.  Komið hefur í ljós, að misgengið hefur klofið veggi kastalans og fært þá í sundur um 2,1 meter, eins og myndin sýnir.  Undirstöður kastalans eru miklu eldri, eða frá Hellenistiska tímanum, um 400 f.Kr. Þar er hreyfing á misgenginu miklu meiri. Þessar rannsóknir sýna, að árið 1202 varð jarðskjálfti hér, sem var meir en 7 á Richter skalanum, og af sökum hans færðust múrarnir til um 1,6 m beggja vegna við Dauðahafsmisgengið

Sprungukerfið í móbergi Kerlingarfjalls

Kerlingarfjall á Snæfellsnesi er móbergsfjall, sem er merkilegt fyrir margra hluta sakir. Ég hef áður bloggað um útilegumannshellin Grímshellir í austanverðu Kerlingarfjalli hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1090938/  Einnig hef ég bloggað um einstakar móbergskúlur, sem koma fyrir víða í fjallinu, hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/951989/ Fjallið er myndað við eldgos undir jökli, sennilega á síðasta jökulskeiði, og þá um fimmtíu þúsund ára að aldri.  Þegar gengið er upp í fjallið frá gamla þjóðveginum í Kerlingarskarði er oftast farið upp gil, sem opnast í víðan og hringlaga dal, umgirtan lóðréttum hömrum að austan verðu. Við norður enda hamranna er mjög þröngt gil, þar sem hægt er að klifra upp til kerlingarinnar, sem gefur fjallinu nafn.  Einnig er besta svæðið til að skoða móbergskúlurnar fyrir ofan gilið. Í gilinu eru nokkrir basalt gangar, og hefur gilið skorist niður með göngunum. Hamrarnir í dalnum fyrir neðan gilið eru mjög sérkennilegir, eins og myndin til hliðar sýnir. Hamarinn er nærri eitt hundrað metrar á hæð og lóðréttur.  Það sem vekur strax athygli er, að hamarinn er þakinn þéttu neti af sprungum í móberginu.  Nærmyndin sýnir sprungunetið vel. Þar kemur fram, að sprungurnar hafa tvær höfuðstefnur: nær lóðréttar og nálagt því láréttar.  Þriðja sprungustefnan er ólósari, og ligur skáhallt niður. Einnig er ljóst, að eftir sprungumyndunina hefur móbergið í sprungunum harðnað meir en móbergið í kring.  Þess vegna stendur sprungunetið út úr hamrinum, og er upphleypt.  Það er ekki óvenjulegt að bergið harðni meir í og umhverfis sprungur. Það sem er óvenjulegt hér er hvað netið af sprungum er þétt og einstaklega reglulegt.  Bilið milli sprungna er aðeins nokkrir cm eða tugir cm.  Ég hef hvergi séð slíkt sprungunet í móbergi eða öðru bergi og er ekki ljóst hvað veldur myndun þess. Ef til vill er það tengt því, að hamarinn er rétt við aðalgíg Kerlingarfjalls og kann að vera, að sprengingar samfara gosum í gígnum hafi valdið sprungumynduninni. Allavega er hér einstakt og mjög óvenjulegt fyrirbæri sem ferðalangar þurfa að taka eftir og skoða náið.

Er elsta Jarðfræðikortið frá 1886?

Eitt þekktasta jarðfræðikort af Íslandi kom út árið 1901, og var gefið út af hinum víðförla jarðfræðingi Þorvaldi Thoroddsen. En það er samt ekki fyrsta jarðfræðikortið af Íslandi. Árið 1881 var haldin alþjóðaráðstefna jarðfræðinga í borginni Bologna á Ítalíu (Second International Geological Congress in Bologna 1881). Í því sambandi var gefið út stórt jarðfræðikort af allri Evrópu, sem kom út nokkrum árum síðar. Þar var birt í fyrsta sinn það jarðfræðikort af Íslandi, sem hér er sýnt til hliðar og er það einnig til sýnis í Eldfjallasafni í Stykkishólmi.  Ég rakst á og eignaðist kortið þegar ég var við jarðfræðinám í Queen´s University í Belfast á Írlandi árið 1963.   Hinar ýmsu jarðmyndanir eru sýndar með litum. Dökkgráu svæðin eru Tertíera blágrýtismyndunin,  en yngstu eldfjallamyndanir eru sýndar með sterkum rauðum lit.  Landafræðileg undirstaða jarðfræðikortsins var landakort Björns Gunnlaugssonar frá 1848. Ekki er vitað hver eða hverjir lögðu fram jarðfræðiupplýsingarnar í kortið frá Bologna, en þetta kortablað mun sennilega hafa komið út árið 1886.  Ísland lenti á fjórum blöðum á kortinu, sem nær yfir alla Evrópu, en það er í skalanum 1:1500000. Kortið má sjá í heild sinni hér http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carte_Geologique_Europe.jpg

 Hver teiknaði Íslandskortið, og hvaðan komu jarðfræðiupplýsingarnar?  Ef til vill var það þýski jarðfræðingurinn Konrad Keilhack (1858-1944) sem síðar fórst í sprengjuárás á Berlin árið 1944.  Keilhack var prófessor í Berlín í mörg ár og ferðaðist um Ísland árið 1883 í för með Carl. W. Schmidt. Ef til vill var það einnig sænski jarðfræðingurinn Carl W. Paijkull, sem fór um Ísland árið 1867 og gaf þá út lítið jarðfræðikort af Íslandi. Eð af til vill komu upplýsingar í kortið einnig frá Þorvaldi.  Alla vega er hér merkilegt fyrsta framlag af gerð jarðfræðikorts Íslands. 

Keilugangar í Setbergseldstöð

Ég hef fjallað um keiluganga hér fyrir ofan, en hér vil ég gefa frekari upplýsingar um dreifingu þeirra í Setbergseldstöðinni á Snæfellsnesi, fyrir þá sem hafa áhuga á að skoða þessi merkilegu fyrirbæri sjálfir.  Fyrri myndin er lauslegt jarðfræðikort af eldstöðinni.  Litlu strikin eru keilugangar í berggrunni Setbergseldstöðvarinnar.  Strikið sýnir stefnu keilugangsins, en litla hakið sýnir þá hlið sem hallar niður. Það kemur strax í ljós, að þeir mynda hringlaga þyrpingu í kringum eldstöðina, með þvermál um 10 km.  En ef að er gáð, þá kemur í ljós að það er önnur þyrping eða hringlaga myndun af keilugöngum sunnar, og ná þeir yfir fjallgarðinn og suður í Staðarsveit. Þar eru einnig innskot af djúpbergi, gabbró og granófyr, sem fylgja sömu hringlaga myndun.  Hér eru rætur af annari eldstöð, sem ég kallaði  Setberg II.  Hún er aðeins yngri en nyrðri Setbergseldstöðin. Gabbróið og keilugangana má skoða í Þorgeirsfellshyrnu, og granófýrinn er í Lýsuskarði.  Sennilega hefur granofýrinn gefið skarðinu þetta nafn.  Granófýr er ljósleitt berg og gefur skarðinu hinn ljósgráa lit.

Þeir sem kunna að hafa áhuga á að skoða keiluganga er bent á strandlengjuna í botni Grundarfjarðar.  Ég mæli með því að ganga í fjörunni (sætið sjávarföllum) frá Grund og fyrir neðan Hamra.  Þar eru ágætar opnur í nær samfellda þyrpingu af keilugöngum, bæði af þykkum keilugöngum úr líparíti, og þynnri basalt keilugöngum.  Þar sést einnig mjög vel hvað blágrýtismyndunin, gömlu basalt hraunlögin, er mikið ummynduð af háhita hér.  Steindir sem finnast hér í blágrýtismynduninni, á milli keiluganganna, eru meðal annars laumontít (hvítir og frekar mjúkir eða jafnvel loðnir kristallar), og einnig epídót (fallega grænir kristallar) og að lokum granat (smáir og rauðleitir kristallar).  Þessar steindir benda til þess, að hér hafi verið um 400oC hiti í jarðskorpunni, eða virkt og kraftmikið háhitasvæði.  Síðari myndin er hluti af jarðfræðikortinu sem ég birti 1966 af svæðinu.

Keilugangar

Fyrsta vísindagrein sem ég birti fjallaði um forna eldstöð á norðanverðu Snæfellsnesi, sem ég kenndi við prestssetrið Setberg.  Þar rakst ég fyrst á keiluganga. Greinin kom út í riti Vísindafélags Íslands árið 1966, en þetta var lungað úr BSc ritgerð minni við Queens University í Belfast á Norður Írlandi.   Þar birti ég fyrstu athuganir á Íslandi varðandi fyrirbærið sem ég nefndi keiluganga.   Þegar ég byrjaði að kanna jarðfræði Eyrarsveitar á norðanverðu Snæfellsnesi, þá rak ég strax augun í jarðlög, sem voru eins og berggangar, en höfðu um 20 til 30 gráðu halla, eins og fyrsta mynd sýnir.  Þeir eru frá einum og upp í tugi metra á þykkt. Sumir voru úr líparíti en flestir úr basalti, og nokkrir voru andesít að gerð.  Það kom fljótt í ljós að þessir hallandi gangar mynduðu samfelldan hring umhverfis Setbergseldstöðina, sem var um 10 km í þvermál. Sumsstaðar  voru keilugangarnir svo þéttir að þar var eiginlega ekkert annað berg að finna, en annarsstaðar finnast þunn lög af ummyndaðri blágrýtismyndun milli ganganna.  Hringlaga myndun ganganna sýndi að ég var hér að fást við fyrirbærið sem jarðfræðingar nefna “cone sheets”.  Þeir eru einkum þekktir í rótum fornra eldfjalla á Bretlandseyjum, og ég þýddi jarðfræðiheitið  “cone sheets” sem keiluganga.  Það var greinilegt að keilugangarnir voru hér í rótum eða undirstöðum Setbergseldstöðvarinnar, sem var virk fyrir um 5 til 10 milljón árum.  Rætur eldfjallsins eru nú sjáanlegar og þar á meðal er gabbróið í Kolgrafamúla.  Hringlaga myndun keiluganganna var furðu regluleg, eins og jarðfræðikortið sýnir, og mér var ljóst að hér var vísbending um mjög stór öfl að verki  undir eldfjallinu.  Þetta afl hafði brotið jarðskorpuna eftir keilulaga sprungum, og var broddur keilunnar djúpt undir.

Hér kemur þýzki eðlisfræðingurinn Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894) til sögunnar.  Eins og Mótzart, þá dó þessi snillingur aðeins 36 ára að aldri, en afkastaði miklu á stuttri æfi.  Hann er þekktastur fyrir að sanna bylgjuhegðun rafgeislunar, og er vísindaheitið fyrir tíðni bylgja nefnt í höfuðið á honum.  En Hertz var einnig brautryðjandi í faginu sem nefnist contact mechanics, og  uppgötvaði að þegar lítilli kúlu er þrýst á sléttan flöt, þá myndast keilubrot í efninu sem þrýst er á. Þannig myndast Hertz-keilur.  Hér er mynd af einni slíkri keilu, sem hefur myndast við að slá hrafntinnu með hamri.  Myndast keilugangar á svipaðan hátt?  Getur það verið að mikill kvikuþrýstingur undir eldfjallinu, til dæmis efst í kvikuþrónni, valdi þeim þrýstingi sem orsakar keilubrot í jarðskorpunni fyrir ofan. Þá streymir kvika upp keilusprunguna, og storknar þar, og myndar þar með keilugang.  Ég tók eftir því, að keilugangar sem eru nær miðju eldstöðvarinnar hafa meiri halla, og er keilan þar þrengri, en fjarlægustu keilugangarnir hafa miklu minni halla og nálgast það að vera láréttir.

Það er spennusvið í jarðskorpunni, sem stjórnar hegðun sprungu í bergi. Við erum vanir því víðast hvar á Íslandi, að jarðskorpan sé að gliðna undir fótum okkar, vegna landreks.  Þá myndast gjár og sprungur, sem kvikan leitar upp um og myndar lóðrétta bergganga.  En sum gosbelti Íslands, einkum þau sem eru á jaðri eða utan aðal gosbeltanna, eru ekki endilega í spennusviði sem einkennist af gliðnun.  Ég held að það eigi til dæmis við um Snæfellsjökul í dag, og sennilega einnig um Eyjafjallajökul. Það var mikið rætt um lárétta lagganga undir Eyjafjallajökli þegar kvika var þar á hreyfingu í fyrra. Ég hef þá skoðun að hér hafi einmitt keilugangar verið að myndast í skorpunni undir Eyjafjallajökli.  Þar er gliðnun af völdum landreks ekki teljanleg, en hár þrýstingur kvikunnar getur hins vegar leitt til myndunar á Hertz-keilubrotum, og leitar þá kvikan inn í slíkar sprungur í jarðskorpunni og storknar sem keilugangar. 

Tilvitnun: Sigurdsson, H., l966.  Geology of the Setberg area, Snaefellsnes, Western Iceland. Greinar  IV, 2. Vis. Isl. Reykjavik, 53-l25.