Hvernig leit Ísland út á Ísöldinni?

Árið 2007 töldu Van Vliet-Lanoë og félagar að jökulþekjan hefði verið nokkuð takmörkuð yfir Íslandi þegar Ísöld stóð sem hæst. Líkan þeirra er sýnt sem svörtu svæðin á myndinni.  Ísskjöldurinn er yfir miðju landinu, annar skjöldur á Vestfjörðum og svo smærri jöklar í fjöllum á Snæfellsnesi.  Takið eftir að gráa línan markar landgrunnið í dag, eða 200 metra dýpið.   Árið 2006 lögðu þeir Hubbard og félagar til að jökulþekjan hefði verið miklu utar á landgrunninu, og þeirra Ísaldarjökull er afmarkaður af púnktalínunni á myndinni.  Þetta líkan fyrir útbreiðslu jökulsins verður að telja miklu líklegra, ef dæma skal út frá dreifingu jökulgarða eða mórena á hafsbotni. Það eru þrír jökulgarðar sýndir á myndinni, merktir með feitri svartri línu.  Einn er nokkuð langt undan Breiðafirði, annar út af Húnaflóa og sá þriðji undan Suðurlandi.  Jökulgarðar myndast þar sem skriðjökullinn nemur staðar. Samkvæmt þessu virðist Ísaldarjökullinn hafa náð yfir nær allt landgrunnið.  

Nýlega birti norska fyrirtækið Olex ný kort af hafsbotninum, sem má nálgast hér: http://www.olex.no/dybdekart_e.html#isofiler  Kortin eru sérstök og mjög nákvæm, en þau eru byggð að miklu leiti á gögnum sem togarar og aðrir fiskibátar senda inn til Olex.  Næmi kortanna er um 5x5 metrar, sem þýðir að stór rúta eða vörubíll myndi sjást á hafsbotninum á slíku korti.  Íslandskortið frá Olex er sýnt hér til hliðar. Hér koma fjölmörg fyrirbæri fram á hafsbotninum, sem við höfðum ekki hugmynd um áður, og þar á meðal margir jökulgarðar sem sýna fyrri stöðu stóra jökulsins yfir Íslandi á Ísöldinni.  Þessi nýju gögn styrkja mjög þá mynd af Íslandi sem ser sýnd af púnktalínunni í fyrri myndinni hér fyrir ofan.  Ískjöldurinn var svo stór að hann náði út á ystu mörk landgrunnsins víðast hvar. En takið eftir að á Ísöldinni var sjávarstaða miklu lægri en hún er í dag og landgrunnið var því um 100 metrum grynnra en í dag, vegna þess að mikið af vatnsforða hafsins var  geymt í jöklum heimsskautanna.

Kirkjufell og Aldur Grundarfjarðar

Kirkjufell er fjall eitt í Grundarfirði á Snæfellsnesi, 463 m á hæð. Það stendur eistakt í landslaginu og er einnig einstakt fyrir fagurt form sitt, eins og myndin eftir Sig Holm sýnir.  Einnig er jarðfræði þess merkileg.  Talið er að landnámsmenn hafi nefnt fjallið Firðafjall og væri réttast að taka það forna nafn upp aftur.  Þetta er einmit fjallið milli fjarða.  Fyrrum nýlenduherrar vorir, Danir, kölluðu fjallið því lágkúrulega nafni Sukkertoppen, en á þeim tíma var sykur fluttur til landsins í stórum stykkjum sem voru eins og spírur í laginu.   Yfirleitt er Kirkjufell klifið upp suður hlíðina, enda minnstur brattinn hér.  

Talið er að jarðfræðingurinn Helgi Pjéturss hafi klifið Kirkjufell árið 1906, en er upp kom réðst á hann grimmur örn, enda er suður toppur fjallsins nefndur Arnarþúfa.   Ég kleif Kirkjufell sumarið 1967 ásamt Þorleifi Einarssyni jarðfræðingi og tveimur bandarískum jarðfræðingum.  Ferðin er mér mjög eftirminnileg en ekki hef ég hug á að endurtaka hana nú.  Verst þótti mér að klífa upp rennandi blautar og sleipar torfur af grasi og mold,  þar sem fótfesta var lítil, og hengiflug fyrir neðan.  Ekki veit ég fjöldann af dauðsföllum í Kirkjufelli, en alltaf öðru kvoru koma fréttir af mönnum sem hrapa þar niður og bíða ávallt bana.   Nýlega rakst ég á gamla frétt í Morgunblaðinu frá 21. júní 1945.  “Frá fréttaritara vorum,  Stykkishólmi, miðvikudag:  Það hörmulega slys vildi til í Grundarfirði í fyrra dag, að ungur maður hrapaði í Kirkjufelli og beið bana af.   Maður þessi var Ragnar  Steinþórsson, Bjarnareyjum,  Breiðafirði, 20 ára gamall.  Hann hafði gengið með félaga sínum sér til skemmtunar  upp á Kirkjufell og mun hafa farið svo tæpt á fjallið, að  hann hrapaði. Félagi hans gerði þegar aðvart á næstu bæjum, ennfremur var lækni gert aðvart. Þegar komið var að Ragnari var hann enn með lífsmarki,  en er læknirinn kom var hann  örendur.”  

Jarðlögin sem eru í miðju Kirkjufelli innihalda mikilvægar upplýsingar um jarðfræði á norður hluta Snæfellsnes á jökultíma og þróun í hafninu þar sem nú er Breiðafjörður.  Skammt fyrir norðvestan Kirkjufell er fjallið Stöð, en ég hef áður fjallað um jarðlögin í því fjalli hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1060932/   Einnig bloggaði ég um Búlandshöfða hér: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1021036/.  Jarðmyndanir í þessum þremur fjöllum eru náskyldar, eins og Helgi Pjéturss benti fyrst á.    Guðmundur G. Bárðarson (1880-1933) menntaskólakennari hélt áfram rannsóknum á norðanverðu Snæfellsnesi árið 1922 og birti grein um þær árið 1929.  Hann benti á að í 140 til 160 metra hæð í fjallinu er lag af völubergi og lagskiftum sandsteini, sem hann taldi skylt setlögum af völubergi og sandsteini í 160 metra hæð í Mýrarhyrnu fyrir sunnan Kirkjufell, í Hyrnudal, og lagi sem er í 130 til 150 metra hæð í Skerðingsstaðafjalli, þar sem hann fann sjávarskeljar af ýmsum tegundum (Saxicava rugosa , Scalaria grønlandica, Balanus).  Hann rakti setlagið enn vestar, í Höfðakotsgil í 150 til 165 metra hæð, en þar er það lagskiftur leirsteinn, sandsteinn og völuberg með sjávarskeljum (Saxicava rugosa).  Enn vestar, rétt áður en leið liggur fyrir Búlandshöfða, fann Guðmundur leirsteins- og völubergslagið með ýmsar sjávarskeljar í 150 til 160 metra hæð (Cardium ciliatum, Astarte borealis, Astarte elliptica, Astarte Banksii, Saxicava  rugosa, Acmæa, Scalaria grønlandica).   Hann áleit þetta lag halda áfram til vesturs í Búlandshöfða.  

Skipan jarðlaga í Kirkjufelli er sýnd í stórum dráttum í annari mynd, sem er af  fróðlegu upplýsingaskilti við þjóðveginn skammt fyrir vestan kaupstaðinn Grundarfjörð.  Neðsta jarðmyndunin er merkt Tertíer hraun og er sýnd dökkblá á myndinni, upp undir um 130 metra hæð.  Þessi fornu hraunlög eru sennilega um 5 til 10 milljón ára að aldri, og tilheyra þeirri fornu blágrýtismyndun sem skapar sökkul Snæfellsness.  Eins og myndin sýnir, þá koma setlög (sýnd græn) ofan á blágrýtismyndunina í um 130 metra hæð og náupp í um 160 metra hæð.  Þetta eru setlögin sem Guðmundur Bárðarson fjallaði um. Hann fann ekki steingervinga eða skeljar í þessum lögum, en ég hef heyrt um að minnsta kosti einn hrúðurkarl sem fundist hefur í því.  Þess vegna er nokkuð víst að þessi setmyndun varð til í sjó eða rétt við sjávarmál. 

En hvað með aldur á setlaginu í Kirkjufelli?  Ameríkanarnir tveir sem ég kleif Kirkjufell með árið 1967, Richard Doell og David Hopkins, voru sérfræðingar í að ákvarða segulsvið jarðar á ýmsum tímum, og greina aldur bergs.  Þeir sýndu fram á að öll jarðlögin fyrir ofan setið í 160 metra hæð eru öfugt segulmögnuð.  Það er að segja: segulstefna þeirra stefnir í þveröfuga átt miðað við núvernadi segulsvið jarðar.  Þetta er sýnt með litlum hvítum hringjum við hlíð jarðlaganna á myndinni fyrir ofan.  Nú er vitað að segulsvið jarðar snérist við fyrir um 700 þúsund árum.  Öll efri jarðlögin í Kirkjufelli eru því eldri en um 700 þúsund ár. 

Efst á Kirkjufelli er um 50 metra þykkt lag af móbergi, sem hefur gosið þegar þykkur ísaldarjökull lá yfir öllu landinu og Breiðafirði.   Þegar ég rakst á móbergið árið 1967 þá vakti það furðu mína hvað það var líkt móberginu sem myndar kolinn á fjallinu Klakki (380 m) austan við Grundarfjörð. Það kom reyndar í ljós að þetta er sama móbergslagið, en upptök þess eru í sívölum gígtappa sem ber nafnið Steinahlíðarhaus, sunnan til í Eyrarfjalli.  Fyrir um einni milljón árum var samfellt landsvæði milli Kirkjufells og Klakks, þegar móbergslagið breiddist út við gos undir jökli. Skömmu síðar rifu skriðjöklar lagið niður og skáru út Grundarfjörð og núverandi landslag umhverfis Kirkjufell.Þegar fjörðurinn var fullmyndaður varð nokkuð stæort eldgos í fjallgarðinum fyrir sunnan Grundafjörð.  Mikið grágrýtishraun rann til norðurs og finnast leifar þess nú í Melrakkaey og í Krossnesi. Sennilega var þetta gos á síðasta hlýskeiði, fyrir um eitt hundrað þúsund árum, en þá var Grundarfjörður fullmyndaður.

Hvað klikkaði í Japan?

Það var rétt eftir klukkan 2:46 eftir hádegi að síminn hjá prófessor Kensuke Watanabe í borginni Sendai sendi út neyðarkall. Hann skipaði öllum nemundunum í bekknum að skríða undir borð. Skömmu síðar lögðu þau á flótta út úr byggingunni.  Japan hefur fullkomnasta jarðskjálftakerfi á jörðu, sem kostar um einn milljarð dollara, og er með meir en eitt þúsund jarðskjálftastöðvar.  Upptök skjálftans voru klukkan 2:46:45 en neyðarkallið fór út klukkan 2:46:48.  Það eru tvær tegundir af bylgjum sem myndast í jarðskjálfta. P bylgjan fer hraðar, en S bylgjan fylgir á eftir og veldur mestum usla. S bylgjan fer á um 4 km hraða á sekúndu í gegnum jarðskorpuna.  Nemendur Watanabe höfðu því þar til klukkan 2:47:17 eða 32 sekúndur til að koma sér á öruggari stað.  S bylgjan náði til Tókíó eftir um 90 sekúndur.  Samt sem áður verður að telja að kerfið hafi ekki virkað í Japan í þetta sinn. Í fyrsta lagi var flóðbylgjan miklu hærri en nokkur hafði gert ráð fyrir og flóðgarðar voru að mestu gagnlausir.  Í öðru lagi höfðu jarðskjálftafræðingar áætlað aðeins 30 til 40% hættu á að sigbeltið undan austur strönd norður Japan myndi rifna næstu tíu árin, og 60 til 70% næstu tuttugu árin.  Þetta voru  helstu niðurstöður á jarðskjálftahættukorti sem var gefið út í marz 2009.  Myndin til hliðar sýnir tvö kort af norður hluta Japan. Kortið til vinstri er spá um hreyfingu jarðskorpunnar vegna jarðskjálfta í sigbeltinu.  Hreyfing eða hristingur er að sjálfsögðu mest í grennd við upptökin en minnkar hratt með fjarlægð.  Hreyfingarskalinn er sýndur lengst til hægri, frá 1 til 7.  Kortið til hægri er hreyfingin sem var mæld í kjölfar skjálftans 11. marz.  Hér er notaður sami skalinn og sömu litir til að sýna hreyfinguna. Það er greinilegt að spáin var röng og hreyfing miklu víðtækari og meiri.  En stærstu mistökin voru tengd flóðbylgjuhættunni.  Stærsti varnargarður heims var vígður þvert fyrir Kamaishi flóa árið 2009, eftir framkvæmdir í þrjátíu ár sem kostað hafa um 1,4 milljarðar dollara.  Garðurinn er 20 metrar á þykkt,  nær frá hafsbotni á 63 metra dýpi og stendur 8 metra upp úr sjó.  Almenningur og sérfræðingar  héldu að garðurinn væri svo stór að hann mundi örugglega verja byggðina.  Hann reyndist gagnlaus þegar meir en 20 metra há flóðbylgjan skall á. Þegar Fukushima kjarnorkuverið var reist árið 1965 var gert ráð fyrir að flóðbylgjuhættan væri minni en 6 metrar. Niðurstöður eru þær, að enginn hafði gert ráð fyrir versta tilfelli.  Nú verðum við því miður að endurskoða allar spár um náttúruhamfarir á jörðu og taka sík verstu tilfelli inn í reikninginn.

Náttúruhamfarir í ríkum og fátækum löndum

Það eru tveir heimar hér á jörðu. Í öðrum þeirra er mikil tækni ríkjandi og næg orka fyrir hendi. Í hinum heiminum, sem er miklu fjölmennari, skortir þessi gæði að mestu.  Náttúruhamfarir hafa gjörólík áhrif á þessa tvo heima.  Nú er talið að skaði vegna jarðskjálftans í Japan sé allt að $300 milljarðar, og að 28 þúsund hafi farist í þessu auðuga landi.  Jarðskjálftinn sem átti upptök sín í Indónesíu árið 2004 orsakaði tjón í fátækum löndum umhverfis allt Indlandshaf  (Indónesia, Sri Lanka, Indía, Taíland, Maldiveyjar) sem nemur $14 milljörðum og meir en 226 þúsund fórust. Það er merkilegt að munurinn á manntjóni og skaða er tífaldur á milli þessara landsvæða, en áhrifin víxlast.  Fyrsta myndin er línurit yfir tjón af völdum náttúruhamfa í milljörðum dollara. Tölurnar lengst til hægri sýna hundraðshlutfall tjónsins sem prósent af þjóðarframleiðslu.  Takið eftir að jarðskjálftinn árið 2004 kemst ekki á blað!  Löndin sem uðru fyrir áhrifum skjálftans voru einfaldlega of fátæk til að komast á blað.  Sama er að segja um skjálftann í Haíti.  Mynd númer tvö sýnir hlutfallið milli manntjóns á lóðrétta ásnum og efnahaglegs tjóns á lárétta ásnum, í milljörðum dollara.  Skjálftinn í Japan í marz er stóri krossinn, en hann er rétt við hliðina á skjálftanum sem reið yfir San Francisco árið 1906 (24 þúsund fórust, og tjón um $500 milljarðar).   Mikið af því tjóni var vegna eldsvoða í borginni.  Munurinn milli dauðsfalla í ríkum og fátækum löndum er beinlínis tengdur húsagerð.  Hús í Japan eru vönduð og  stóðu sig vel,  en í Haíti hrundu hreysin og fókið grófst í rústunum. 

Bera jarðvísindamenn ábyrgð?

Ég vann lengi við rannsókn á virku eldfjalli í þriðja heiminum.  Íbúar í þorpum umhverfis fjallið kölluðu mig eldfjallsdoktorinn.  Ég var maðurinn sem hafði menntun, tæki og útbúnað til að fylgjast með fjallinu.  Þeir spurðu mig oft á förnum vegi:  „Er ekki allt í lagi með fjallið okkar?” Ég svaraði alltaf: „Jú, allt í lagi núna.”  Nema einn daginn, þá glopraði ég þessu því miður út úr mér: „ Já, það er allt í lagi meðan ég er hérna.”    Nokkrum dögum síðar þurfti ég að skreppa frá og var rétt að stíga upp í litla flugvél, sem lenti á túni við eitt þorpið.   Allt í einu vorum við umkringdir stórum hóp, sem spurði:  „Af hverju ert þú að fara burt? Er fjallið að fara að gjósa?”  Ég hafði brotið af mér siðferðilega gagnvart fólki sem treysti mér.   Hvaða ábyrgð hvílir á vísindamönnum, sem kunna að hafa upplýsingar varðandi vá eða hættu sem getur stafað af náttúruhamförum? Yfirleitt höfum við litið á þetta mál sem siðferðilega ábyrgð hingað til, en nú kann málið að snúast í þá átt í framtíðinni að jarðvísindamenn beri lagalega ábyrgð.  Tökum dæmið um jarðskjálftann í grennd við miðaldaborgina L´Aquila á Ítalíu,  rétt fyrir norðaustan Rómarborg.  L´Aquila jarðskjálftinn 6. apríl 2009 var af stærðinni 6,3.  Hann var á aðeins 9,5 km dýpi og að minnsta kosti 308 manns fórust, og borgin var lögð í rúst, eins og fyrsta myndin sýnir. Myndin til hliðar er gerð með radar, og er tekin úr gervihnetti nokkrum dögum eftir skjálftann.  Hún sýnir hvernig jörðin í grennd við L´Aquila hreyfðist í sambandi við skjálftann.  Stóri græni kassinn sýnir upptökin.  Ítalskur vísindamaður, Giampaolo Giuliani,  gaf út tilkynningu mánuði áður að hætta væri á stórum jarðskjálfta á þessu svæði í Ítalíu.  Myndin til hliðar er af Giuliani, með rústirnar af borginni á bakvið.  Hann byggði spá sína á radon gas mælingum.  Fyrri reynsla sýnir, að radon gas streymir í auknu magni upp úr jörðinni rétt fyrir jarðskjálfta.  Myndin sem er neðst er línurit fyrir radon gas í grennd við Japönsku borgina Kobe. Þar varð stór skjálfti árið 1995, um 7,0 að stærð.  Það er ljóst að radon gasið gat í þessu tilfelli gefið aðvörun um yfirvofandi skjálfta.  Mælingar Giulianis á Ítalíu sýndu að vaxandi magn af radon gasi streymdi upp úr jarðskorpunni í grennd við L´Aquila dagana áður en skjálftinn skall á.   Hann lét vini og nágranna vita af yfirvofandi hættu, en yfirmenn hans og stjórnendur jarðskjálftarannsókna á Ítalíu höfðu sett bann á það að hann gæfi út formlega yfirlýsingu um yfirvofandi skjálfta, af ótta við að algjört öngþveiti yrði á svæðinu. Sex dögum fyrir skjálftann héldu sjö vísindamenn opinberan fund um ástandið,  en gáfu ekki út viðvörun, þrátt fyrir upplýsingar Giulianis. Tveimur mánuðum síðar sakaði ítalskur dómstóll þessa sjö jarðskjálftafræðinga um manndráp, fyrir það að hafa ekki sent út viðvörun um yfirvofandi hættu.  Aðeins viku fyrir skjálftann höfðu þessir vísindamenn gert allt til að róa fólk á svæðinu og telja því trú um að halda sig heima í borginni L´Aquila.  Félagar sjömenninganna um allan heim söfnuðu þá 5165 undirskriftum þeim til stuðnings (þar á meðal á lista eru tuttugu íslenskir jarðvísindamenn), og staðfesta í bréfi sem sent var til forseta Ítalíu að það sé enn engin vísindaleg aðferð til að gefa út spá um yfirvofandi jarðskjálftahættu.   Réttarhöldum var frestað þar til hinn 28. febrúar 2011, en ég hef ekki frétt frekar af gangi málsins, né hvað hefur orðið um hetju fóksins: Giancampo Giuliani.

Verður næsti stóri skjálftinn í Ameríku?

Flestir einbína á  suður Kaliforníu sem mesta hættusvæðið í sambandi við jarðskjálfta í Ameríku, en sennilega er rétt að líta töluvert norðar.  Árið 1700, hinn 26. janúar um kl. 9 að kvöldi rifnaði eitt þúsund km löng sprunga í jarðskorpuna í sigbeltinu undir vestur hluta Norður Ameríku og jarðskjálfti af stærðargráðunni  9 skók alla Kyrrahafsströnd Bandaríkjanna og Kanada.  Það var Juan de Fuca flekinn sem var að síga undir Norður Ameríku flekann.  Flekahreyfingin í þessu sigbelti er nokkuð erfið, því Jan de Fuca flekinn er ungur, heitur, tiltölulega eðlisléttur, og sígur því treglega undir Norður Ameríku með meðalhraða um 3 sm á ári. Af þeim sökum er halli á sigbeltinu lítill, eða um 20 gráður frá láréttu, og mikil spenna hleðst upp í skorpunni milli stórra skjálfta. Myndin fyrir ofan sýnir þversnið af sigbeltinu, þar sem skjálftinn mikli gerðist.  Þá skrapp flekinn um 20 metra niður í möttul jarðar.   Flóðbylgjan gjöreyddi þorp innfæddra á Vancouver eyju, og flóðbylgjan náði alla leið til Japan, hinu megin Kyrrahafsins.  Það eru heimildir frá Japan sem gera okkur kleift að tímasetja þennan mikla skjálfta.  Þar í landi var þetta fyrirbæri kallað “munaðarlausa flóðbylgjan“ þar sem hún birtist án þess að nokkur jarðskjálfti gengi yfir á undan, eins og títt er. Seinni myndin er líkan af dreifingu flóðbylgjunnar yfir Kyrrahaf árið 1700.  Nú telja margir skjálftafræðingar að síkur skjálfti geti gerst í þessu sigbelti á um 500 ára fresti, eða jafnvel oftar, og rifnar þá skorpan frá norður hluta Kaliforníu og allt norður til vestur strandar Kanada.  Nú eftir stóra skjálftann í Japan hafa íbúar Oregon og Washington fylkja vaknað við illan draum,  og áttað sig á því að strandlengja þeirra gæti ef til vill verið  næsta hamfarasvæðið.  Hingað til hefur áherzlan  verið mest á jarðskjálftahættuna í Los Angeles og suður Kaliforníu, en nú kann það að breytast.  Sigbelti sem ekki hafa rifnað lengi, og legið í dvala í nokkur hundruð ár,  eru mjög líklegir vígvellir stóru skjálftanna í framtíðinni.  Cascade sigbeltið og vestur strönd Oregon, Washington og Bresku Columbíu eru því í víglínu. 

Ástæðan fyrir því að Katla er ekki stærsta títannáma heims

Þegar Katla gýs, þá þeytir hún upp ógrinni af kviku, sem inniheldur meira títan en nokkur önnur kvika á jörðinni.  Títanríka gjóskan úr Kötlugosum safnast fyrir í miklu magni á suður strönd Íslands, aðallega sem vikur og sandur á Mýrdalssandi og Skógasandi, sem inniheldur á milli 4 og 5% af títanoxýði. Títan er mjög merkilegur og nokkuð dýr málmur.  Árið 2000 keypti ég mér Apple Titanium fartölvu.  Hún hefur reynst mér vel, enda er málmkápan utan um tölvuna úr málminum títan.  Títanmálmurinn er sterkari en stál, og nær helmingi léttari.  Hann hefur hæsta hlutfall af styrk á móti eðlisþyngd af nokkrum málmi. Títan er af þeim sökum notað í allskyns hluti, einkum í flugiðnaðinum, og meðal annars er títanoxyð einnig merginefnið í hvítri málningu.  Birgðir af títan finnast í jörðu í ýmsum löndum, og þar á meðal Ástralíu, Kanada, Kína, Indlandi, Nýja Sjálandi, Noregi og  Úkraínu.  Ársfamleiðslan er um 90 þúsund tonn af títan málminum og um 4,8 milljón tonn af  títan oxýði.   Talið er að birgðir séu um 600 milljón tonn.  Einn stærsti þátturinn er eftirspurn fyrir flugiðnaðinn.  Í eina Boeing 777 flugvél fara um 58 tonn af títan, og ein  Airbus A380 vél þarf 77 tonn.  Til dæmis er um 15% af þyngd nýju Boeing 787 Dreamliner farþegaþotunnar títanmálmur.  Vegna mikilvægi títans í flugiðnaðinum er talið að eftirspurn muni hafa vaxið um 40%  árið 2015.  Verð á títan hefur því hækkað nýlega frá $9 til $12 pundið eins og myndin fyrir ofan sýnir, og mun fara hækkandi.  Í stærstu títannámum heims, eins og til dæmis í Tellnes námunni í Noregi og í Kolari námunni í Finnlandi, er um 5 til 7% títanoxíð í berginu.  Það er lítið meira en þau 4 til 5% af títanoxíði sem finnast í gosbergi frá eldstöðinni Kötlu á Íslandi.  Hraunkvikan sem kemur upp úr Kötlugjá, til dæmis í gosinu árið 1918, er títanríkasta kvika sem gýs á jörðinni.  Við verðum að fara til tunglsins til að fá títanríkari hraunkviku, en á tunglinu er basalt sem inniheldur 9 til 13% TiO2.   Mikið af títan er unnið úr sandi meðfram ströndum meginlandanna.  Rútil (TiO2) og ilmenít (FeTiO3 eða ferro-títaníum) mynda korn í sandinum og eru sandkornin af þessum títanríku kristöllum skilin frá sandinum vegna hárrar eðlisþyngdar þeirra.  Eðlisþyngd rútils og ilmeníts er tiltölulega há, eða um 4,3 til 4,7 grömm á hvern rúmsentimetra og geta stórar skilvindur því auðveldlega unnið þessa fágætu kristalla úr sandinum.   Í gjóskunni sem kemur upp úr Kötlu er þessu allt öðru vísi háttað.  Kötluaskan er títanrík, en hér er títan aðallega bundið í glerinu sem myndast þegar hraunkvikan kólnar.  Myndin til hliðar sýnir Kötluösku frá einu stærsta gosi eldstöðvarinnar, sem var fyrir um 11 þúsund árum. Við Christian Lacasse höfum kannað samsetningu kvikunnar sem kom upp í þessu gosi.  Myndin er tekin í gegnum smásjá, og það er strax ljóst að glerið er eins og vel hrærð marmarakaka.  Hér skiftast á lög af ljósgulu líparítgleri, sem er ríkt af kísil, og lög af mjög dökkbrúnu basaltgleri, sem er rikt af títan.  Sem sagt: títanið er bundið í glerinu, en ekki af neinu magni í steindum eða kristöllum.  Af þeim sökum er ekki hægt, með þekktum aðferðum, að ná títani úr Kötluöskunni, þótt mikið sé af því og ógrinni af vikri og sandi meðfram suðurströnd Íslands.  Þetta minnir okkur á, að það er eitt að verðmætu efnin séu fyrir hendi í miklu magni, en það er svo allt annað að mál efnin séu í því formi sem er vinnanlegt með þekktum námuaðferðum.  Þriðja myndin sýnir títan innihald í kvikunni frá Kötlu.  Þar kemur einnig fram, að kvikan er tvennskonar: basalt kvika með hátt títan, og líparítkvika með lagt títan.  Þriðja myndin sýnir títanmagnið í kvikunni úr Kötlu. Þar kemur fram að kvikan er tvennskonar.  Annars vegar er basaltkvika, sem inniheldur allt að 5% TiO2.  Hinsvegar er líparítkvika, sem hefur mjög lágt títaninnihald.

 

 

 

 

Sjaldgæfu jarðmálmarnir eru gulls ígildi

Kína er með nær algjöra einokun á sjaldgæfu jarðmálmunum, og nú eru gömul móðurborð og  önnur rafeindaborð allt í einu orðin gulls ígildi.  Sjaldgæfu jarðmálmarnir eru sautján frumefni í töflu lotukerfisins, frá númer 57 til 71, og þar á meðal efnin skandíum, yttríum,  samaríum og fimmtán lantaníð efnin.  Sjaldgæfu jarðmálmarnir haga sér allir líkt. Þeir hafa meðal annars mjög góða leiðni.   Þessir málmar eru ómissandi í rafeindaiðnaðinum, og nauðsynlegir við gerð á tækjum sem við reiðum okkur mikið á í daglegu lífi.  Þeir eru til dæmis mikilvægir málmar í tölvum, rafhlöðum, farsímum, bifreiðum, seglum, flúrósent ljósum, videódiskum og yfirleitt í öllum tækjum með rafeindaborðum.  Framleiðslan af sjaldgæfu málmunum árið 2009 var 124 þúsund tonn, en eftirspurnin var um 134 þúsund tonn.   Um 97% af öllum sjaldgæfu málmunum eru grafnir úr jörðu í Kína, eins og myndin fyrir ofan sýnir, og það er eiginlega engin samkeppni á þessu sviði.  Verð á öllum sjaldgæfu málmunum hefur rokið upp úr öllu valdi, eins og myndin til hliðar sýnir.  Verð á samaríum hefur til dæmis hækkað úr um $20 á kíló í fyrrasumar, upp í um $120 á kíló nú í febrúar 2011.  Viðbrögð rafiðnaðarins í Japan og á vesturlöndum er “urban mining” eða námugröftur í borgum.  Nú er byrjað að endurvinna í stórum stíl gamlar og úreltar tölvur, farsíma og annan rafbúnað, til að ná úr þeim sjaldgæfu málmunum.  Það er hægt að vinna sjaldgæfu jarðmálmana úr jörðu í öðrum löndum heims, en talið er að það taki um tíu ár að koma því til leiðar, og á meðan stjórna Kínverjar algjörlega markaðnum.  Kínverjar hafa verið skynsamir í þessu máli og stýrt því vel með sínu volduga efnahagskerfi.  Hvað er eiginlega að hinum kapítaliska heimi, að átta sig ekki á slíkum fremur einföldum atriðum, fyrr en allt er komið í strand?  Það getur orðið dýrt fyrir þjóðfélagið til lengdar að  láta berast undan vindi með  illa upplýsta kapítalista undir stýri. Einokun Kínverja á sjaldgæfu jarðmálmunum er sláandi.  Ég held að það komi ef til vill best í ljós ef við skoðum verð á samaríum undanfarið.  Eins og myndin fyrir ofan sýunir, þá hækkaði kílóið af samaríum úr $20 upp í $120 á sex mánuðum frá marz 2010 til febrúar 2011.   Nú eru iðnríkin að byrja að bregðast við.  Námugröftur mun hefjast í Mountain Pass námunni í Kaliforníu á næstunni og gert er ráð fyrir að hún geti framleitt um 20 þúsund tonn á ári.  En framtíðarnáman fyrir sjaldgæfu jarðmálmana er sennilega á hafsbotni.  Víðs vegar um heimsins höf finnast hnefastórar kúlur af mángan, sem liggja á hafsbotni og bíða eftir því að vélmenni komi til að tína þær upp í körfu, sem er hífð upp og um borð í námuskipið.  Mángankúlur eru útfellingar af ýmsum efnum úr sjónum. Mynd til hliðar sýnir eina slíka.  Þær innihalda töluvert magn af dýrum málmum (gulli og platínu) og einnig eru þær ríkar af sjaldgæfu jarðmálmunum.  Ef til vill er verð á þessum málmum nú orðið það hátt  að námugröftur á hafsbotni borgar sig.  Þá er einokun Kína sprungin.

 

 

 

 

Fosfór að þrotum komið – en það er allt í lagi

Jarðefni af ýmsu tagi halda heiminum gangandi:  námur, olíulindir, jarðvarmi og aðrar auðlindir í jörðu.  Lengi höfum við litið á það sem sjálfsagðan hlut, að þær séu flestar óendanlegar: að vandamálið væri leysanlegt bara með því að senda út fleiri jarðfræðinga og námumenn til að finna nýjar námur og grafa upp meiri auðæfi úr jörðu.  Margt bendir nú til þess, að eftirspurn sé nú að fara fram úr framboði á ýmsum jarðefnum.  Ég ætla að fjalla um aðeins eitt efni hér í þessu sambandi, en það er fosfór  (frumefnið er P).   Aðalnæringarefni jurta eru nitur (N), kalí (K), fosfór (P), kalsíum (Ca), magnesíum (Ma) og brennisteinn (S).  Lengi vel notuðu bændur mykju, hland, skít og önnur úrgangsefni búpenings til að bera á akra sína, en svo kom efnaiðnaðurinn til sögunnar. Víðast hvar er nú borinn tilbúinn áburður með þessum efnum á akra heimsins og hráefnið í tilbúinn áburð kemur úr námum, nema nítur, sem er unnið úr loftinu.   Myndin fyrir ofan sýnir hvernig námugröftur eftir fosfór hefur aukist síðustu tvær aldir.  Í dag er eftirspurn eftir fosfati um 148 milljón tonn á ári, og er nú talið að þessar birgðir verði þrotnar eftir 50 til 100 ár. Á nítjándu öldinni voru miklar birgðir af fosfati uppgötvaðar á eyjum undan Kyrrahafsströnd Perú.  Hér var það fugladrit eða gúanó sem innihélt fosfatið. En þær birgðir eru nú fullunnar og þá hófst námugröftur úr jörðu.  Nær allar birgðir og námur af fosfati eru nú í þremur löndum: Marokkó, Kína og Bandaríkjunum.  Marokkó hefur mestar birgðir, en reyndar eru þær alls ekki í Marokkó, heldur í Vestur Sahara, þar sem Marokkó hefur hertekið land.  Eins og er hefur Marokkó einokunaraðstöðu, en hver veit hvað gerist næst í Norður Afríku? Hvenær verður kónginum Mohammed í Marokkó steypt af stóli?  Alla vega er líklegt að þjóðin í Vestur Sahara, Saharawi,  reyni að ná völdum aftur.  Bandaríkjamenn verða búnir með sínar fosfór námur eftir 30 ár, og Kínverjar eru að hætta öllum útflutningi á fosfór til að varðveita sínar verðmætu birgðir af fosfati.  Eftirspurnin er gýfurleg; við mannkynið erum sannarlega fosfórfíklar.  Eins og myndin til hliðar sýnir, var verð á fosfati lengi mjög stöðugt.  En um 2007 og 2008 óx áhugi á að vinna eldsneyti úr jurtum, og eftirspurn eftir fosfati rauk upp og verðið hækkaði um 800% um tíma.  Það er enn hátt, kringum $400 tonnið, og fer stígandi.   Meiri partur af öllu vinnanlegu fosfati kemur úr fornu sjávarseti.  Í Norður Afríku finnast fosfór-rík setlög á svæðinu frá Atlasfjöllum og til Atlantshafsins.  Setlögin hafa myndast á hafsbotni á Eósen tíma, fyrir um 30 til 50 milljón árum.  Fósfórlagið sjálft er aðeins um 3 metrar á þykkt.  Talið er að fosfór hafi safnast saman hér á hafsbotni sem leifar af lífríki, líkt og olíurík lög myndast einnig í sjávarseti.  Aðal steindin eða mínerallinn í fosfatinu er apatít, Ca5(PO4)3(F,Cl,OH),  en við þekkjum það efni vel, þar sem það er ein aðal uppistaðan í tönnum og beinum okkar.    Ef eftirspurn vex eftir lífrænu eldsneyti er hætt við að fosfór verð hækki mikið í náinni framtíð.  Það er auðvitað ein frekar einföld og ódýr lausn á fosfatvandanum:  byrja aftur að bera mykju, skít og hland á akrana, og nýta allan þann úrgang sem nú rennur til sjávar frá klósettum mannkyns.   Taflan til hliðar sýnir innihald af köfnunarefni (N) og fosfór (P) í hlandi og saur fólks í ýmsum löndum.  Tölurnar eru kíló á ári, á mann.  Meðalborgari framleiðir um 500 lítra af hlandi á ári.  Það er nægilegur áburður á milli 300 og 600 fermetra af ökrum á ári.  Meðalborgari framleiðir um 50 lítra af saur á ári.  Það nægir til að bera á 200 til 300 fermetra af ökrum á ári.   Þarna liggur framtíðin, góður borgari.  Þeir hafa þegar gert tilraunir með slíkt í geimförum, og árangurinn er ágætur. 

 

Áhrif skjálftans á efnahag í Japan

Þegar kauphöllin opnaði í Japan í gær, þá hrundi markaðurinn um 6,2 prósent, eins og línuritið fyrir feril Nikkei sýnir.  Áhrif jarðskjálftans á efnahag eru mikil. Hundruðir af verksmiðjum eru lokaðar, víða er rafmagnslaust, og sumir hagfræðingar spá mikilli kreppu.  Toyota og Nissan hafa hætt framleiðslu í tuttugu bílaverum sínum, og Hona hefur lokað tveimur af þremur verum sínum. Sony hefur lokað átta verksmiðjum.  Í einni þeirra sluppu þúsund manns naumlega, þegar þeir flúðu upp á efri hæð til að komast undan flóðbylgjunni.  En ekki eru allir á því að jarðskjálftinn valdi miklu né langvarandi efnahagslegu áfalli.  Árið 1995 varð 6,8 skjálfti undir borginni Kobe, og 6400 létust.  Kobe var sjötta stærsta höfn í heimi og fyrsta mánuðinn eftir skjálftann árið 1995 féll framleiðsla Japana um 2,6 prósent, en reis svo strax næsta mánuð á eftir 2,2 prósent og hélt áfram að vaxa 3,4 prósent fyrir árið.  Efnahagsleg áhrif Kobe skjálftans voru nær strax þurrkuð út.  Kobe var miklu mikilvægari fyrir efnahag Japan en svæðið sem varð fyrir áhrifum jarðskjálftans og flóðbylgjunar síðastliðinn föstudag.    Ef við berum þetta saman við áhrif jarðskjálftans í janúar 2010 í Haítí, þá kemur allt önnur mynd í ljós.  Haíti er fátækasta þjóðin á vesturhveli jarðar.  Skjálftinn var 7,0 eða miklu veikari en skjálftinn í Japan. Samt fórust 250 þúsund manns, þrjú hundruð þúsund voru særðir, ein og hálf milljón heimilislaus, og höfuðborgin er enn í rústum.  Þessi fátæka þjóð réði alls ekki við slíkt áfall. Hins vegar er Japan ein ríkasta þjóð jarðar, og hefur lengi verið að undirbúa íbúa sína og byggingar fyrir stóran skjálfta og miklar hamfarir.   Japanir ráða alveg við þetta, og á þessu svæði munu rísa vandaðri borgir, þar sem enn meira öryggi gætir gagnvart jarðskjálftum og flóðbylgjum þeirra.