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.

Mayon á Filipseyjum

Undanfarna daga hefur Mayon eldfjall á Filipseyjum verið í fréttum. Fjallið byrjaði að gjósa 10. ágúst 2009, og virðist krafurinn fara sívaxandi. Mayon, sem er á eynni Luzon, er 2460 metrar á hæð og er sennilega formfegursta eldfjallskeila á jörðu, jafnvel reglulegri en Fuji í Japan. Sjá myndina til vinstri úr Eldfjallasafni, en hún er tekin af Mayon árið 1915. Hér hafa orðið 48 gos síðan sögur hófust (þ.e. eftir að spánverjar komu til Filipseyja). Stærsta gosið var 1814 en þá fórust 1200 manns í gjóskuflóðum. Myndin til hægri sýnir gjóskuflóð í gosinu 1984. Mayon er virkasta eldfjall Filipseyja og gaus síðast 2006. Nær öll gosin hafa verið út toppgíg fjallsins, og mynda oftast hraunstrauma niður hlíðarnar, en einnig myndast hraungúll í toppgígnum. Gúllinn verður stór og hrynur úr honum mikið af glóandi heitu bergi, sem myndar mjög skaðleg gjóskuflóð niður hlíðarnar og jafnvel niður í byggð, eins og sýnt er á myndinni frá 1984. Gjóskuflóðin eru lang hættulegust, vegna þess að þau fara hratt, eru glóandi heit og ná fjær fjallinu en hraunstraumar. Auk þess verða heitir eðjustraumar eða lahar, þegar mikið rignir á fjallinu. Mayon er aðeins 16 km frá borginni Legaspi. Nú síðustu daga hafa hafist sprenginar og lítil öskugos, sem senda mökk upp í allt að 1 km hæð yfir fjallinu. Hraunstrumurinn nær nú 3 km niður hlíðarnar. Fjöldi jarðskjálfta hefur aukist í um 248 á dag, og sumir þeirra benda til að hraunkvika sé á uppleið í fjallinu. Nú dælir Mayon um 1000 tonnum af brennisteini út í andrúmsloftið á dag. Eldfjallastofnun Filipseyja, PHIVOLC, hefur lagt bann við allri umverð innan 7 km frá fjallinu og vill færa það út til 8 km. 

  Alls hafa nú um 50 þúsund manns verið fluttir frá hættusvæðinu, en margir bændur hafa snúið aftur til að sinna ökrum sínum og búpeningi. Það er engin leið að spá um framvindu mála, en goskraftur getur vaxið, og stórgos kann að verða á borð við það sem skall yfir byggðina 1814. Nú er mun fleira fólk í þéttbýli sem er í hættu. Þegar Mayon byrjaði að gjósa, þá hvarf hugur minn til gamals vinar míns, Raymundo Punongbayan, sem var forstöðumaður PHIVOLC í mörg ár. Árið 2005 fórst Raymundo í þyrluslysi á einu eldfjallanna í heimalandi sínu, ásamt 4 öðrum eldfjallafræðingum. Það var mikið áfall fyrir rannsóknir á eldfjöllum í Filipseyjum.

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.

Bromo - Eldfjall Guðanna

Ég kleif Bromo eldfjall nýlega, en til að kunna að meta mikilvægi þess fjalls, þarf að hafa stuttan formála varðandi mannkynssöguna. Á miðöldum var mikið ríki á eynni Jövu í Indónensíu sem kallað var Majapait keisaraveldið. Áhrifa þess gætti um allar eyjarnar, en hornsteinn Majapait voru hindú trúarbrögðin. Senilega hefur Majapait ríkið átt uppruna sinn að rekja til Indlands, en trúin, siðir og hættir voru allir á indverska vísu. Hápúnktur Majapai veldisins var undir stjórn Hayam Wuruk, frá 1350 til 1389, en þá náði veldið yfir alla Indónesíu, Filipseyjar, Malaísíu, Singapore, og víðar. Á elleftu öld fóru kaupmenn frá Arabíu fyrst að verzla í Indónesíu og byrjuðu að setjast að í helstu hafnarborgum eyjanna. Með þeim barst múslimatrúin og breiddist ótrúlega hratt út.  Á sextándu öld voru áhrif múslima orðin svo mikil, að Majapait veldið hrundi. Aðallinn flúði til eyjarinnar Bali, en þar er hindú trúin og menning Majapait veldisins enn varðveitt meðal 95% eyjarskeggja. Á Jövu tóku múslimar öll völd, en lítill hópur frá gamla Majapait og hindú trúandi manna flúði til fjalla og setist að í grennd við eldfjallið Bromo og þar eru þeir enn. Þjóðsagan segir, að Majapait prinsessan Roro Anteng og maður hennar Joko Seger hafi stofnað þar lítið ríki undir nafninu Tengger, sem er samansett úr nöfnum þeirra hjóna, en hálenda svæðið Tengger er eitt stærsta eldfjall í Indónesíu. Veldi þeirra hjóna í Tengger var í miklum blóma en í fyrstu var þeim ekki barna auðið. Þau klifu þá eldfjallið Bromo og báðu guðina að veita þeim frjósemi. Guðirnir urðu við bæninni, en með því skilyrði að þau fórnuðu síðasta barninu í gíginn. Þau eignuðust 25 börn, og þegar hið síðasta fæddist, þá varð prinsessan ekki við skipan guðanna. Guðirnir hefndu sín með miklu eldgosi, sem varði þar til hún fórnaði barninu. Síðan færa Tengger búar árlega fórnir á barmi Brómo gígsins enn í dag, þar sem þeir varpa nautum, geitum og öðru góðgæti niður í hyldýpið. Enn búa afkomendur Tengger fólksins umhverfis Bromo og stunda aðallega akuryrkju og reka ferðaiðnað. Þeir leigja út hesta fyrir reiðtúra um öskjuna, og veita leiðsögn um fjöllin. Tengger askjan er 16 km í þvermál, en hún er óvenjuleg, þar sem hún er ekki hringlaga, eins og flestar öskjur, heldur eins og tígull í laginu. Sjá loftmynd og gervitunglsmynd sem hér fylgir. Askjan hefur myndast í kjölfar á miklu sprengigosi, og er talið að það hafi orðið fyrir um 2000 árum. Myndin til hliðar sýnir jarðlag á öskjubrúninni, sem er aska og vikur frá sprengingunni. Bromo er virkt eldfjall, og er stöðugt strókur af gufu og brennisteinsgasi uppúr gígnum. Bromo gýs með fárra ára millibili. Öðru hvoru verða stærri sprengingar, en sú síðasta varð í júní 2004. Þá fórust tveir sem voru á gígbrúninni og sjö aðrir særðust illa. Skammt fyrir sunnarn Tengger öskjuna er eldfjallið Semeru sem er hæsta fjall á Jövu, eða 3676 metrar.  Semeru er einnig virkasta eldfjall Indónesíu og gýs með um 20 mínútna fresti. Semeru er mikilvægasta fjall í Indónesíu að áliti hindú trúarmanna. Hér er mynd sem sýnir hindú dýrkun í hlíðum Semeru, á meðan á gosi stendur. Oft farast prestarnir við þesskonar athöfn. Eldfjallið Agung á Bali er mikið dýrkað, en Smeru er talið vera faðir Agung, og því lang merkast. Það er ógleymanleg sjón að sjá sólina koma upp yfir Tengger öskjunni, en þa gerist um kl. 5 að morgni. Smátt og smátt breiðist birtan yfir gígana, hvern á eftir öðrum, fyrst Semeru, þá Batok, og síðan Bromo. Við hliðina á Bromo er útkulnað eldfjall sem nefnist Batok. Eins og sjá má á myndinni til hliðar er Batok óvenjulegt fjall, vegna rofs og veðrunar sem hefur myndað djúpar rákir og rennur í hlíðar fjallsins. Það stafar af því að Batok er myndað af eldfjallsösku, sem regn og vindar veðra og rífa niður á skipulegan hátt. Hér fyrir neðan er mynd af Bromo og Tengger öskjunni sem ég tók í nóvember, 2009. Það var ógleymanleg sjón að sjá sólaruppkomu yfir eldfjöllunum. Besta mynd sem ég hef séð af öskjunni var reyndar tekin af John Stanmeyer 2007, og má finna hana hér:http://ngm.typepad.com/our_shot/november-30-2007.html

Leirgos á Jövu

Í lok nóvember 2009 átti ég leið um eyna Jövu í Indónesíu, en hún er töluvert stærri en Ísland (um 133 þúsund ferkílómetrar) og hér búa að minnsta kosti 150 miljón manns. Eitt af mörgum furðuverkum á Jövu er leirgosið sem hefur kaffært bæinn Sidoarjo síðan 2006 og heldur stöðugt áfram að ausa út heitum leir. Myndin til vinstri er tekin úr geimfari.  Leirgosið í Sidoarjo er klassískt dæmi um hamfarir af manna völdum, orsakaðar af algjörum klaufaskap, en djúptæk spilling meðal yfirvalda Indónesíu hefur leyft sökudólgunum að sleppa til þessa. Forsagan er sú, að olíufyrirtækið og gasrisinn Lapindo Brantas boraði holu eftir jarðgasi í maí 2006 nálagt bænum Sidoarjo á austur hluta Jövu. Þegar holan var orðin rúmlega einn km á dýpt, þá fóðruðu þeir holuna með stálpípum. Borun hélt áfram og enn dýpra, en án fóðrunar á neðri hluta holunnar. Þá streymdi heitt vatn, leðja og gas upp holuna, bæði innan stálrörsins og utan þess og þeir misstu alveg stjórn á holunni.  Auk þess byrjaði að gjósa leir og gasi 200 m frá holunni og siðar einnig í um 800 metra fjarlægð.Holan víkkaði mikið og er nú orðin stór gígur, þar sem gýs stöðugt upp heitt vatn og gufa, leðja, gas og olía. Gufustrókarnir ná nokkur hundruð metra hæð, og svartar leðjuslettur kastast tugi metra í loft upp. Talið er að um ein miljón rúmmetrar af leðju komi upp úr gígnum á degi hverjum. Allt umhverfið er þakið leðju, sem hefur myndað leirlag sem er meir en tuttugu metrar á þykkt. Leðjan hefur umlukið íbúðarhús í bænum og fært mörg þeirra í kaf. Ennig eru margar verksmiðjur farnar undir leirinn. Meir en fimmtíu þúsund manns hafa orðið að yfirgefa heimili sín og leirfjallið er nú orðið meir en tuttugu metrar á hæð, og þekur svæði sem er meir en 24 ferkílómetrar. Yfir áttatíu þúsund manns búa rétt utan við varnargarðana og eru í stöðugri hættu ef þeir bresta. Tjón og kostnaður við aðgerðir er nú metið á um $4 milljarða.  Allt hefur veri reynt til að stöðva leirgosið og sumt örvæntingarfullt. Ein tilraunin var að láta þúsundir af meter-stórum steinsteyptum kúlum síga niður í gíginn, í von um að það kynni að reka tappann í gosið, en ekkert breyttist við það. Flóðgarðar hafa verið reistir allt í kringum svæðið, og eru þeir tíu til tuttugu metrar á hæð. Það er furðuleg sjón að líta á risastóra leirtjörnina liggja fast að brúnum garðanna, en íbúðarhús í næstu þorpum eru rétt við vegginn, og eru miklu lægri en varnargarðarnir.Framkoma stjórnvalda í þessu máli hefur verið mjög umdeild í Indónesíu og er gott dæmi um spillingu hér í landi. Aðal eigandi olíu og gas félagsisns Lapindo Brantas er Aburizal Bakrie, en hann er einn af fremstu ráðherrum í stjórn Indónesíu. Forseti landsins vill að Lapindo greiði allan kostnað sem hefur orðið af leirgosinu, varðandi byggingu varnargarða, aðstoð við flóttafólk og fleira.  En Lapindo harðneitar og segir að hér sé um náttúruhamfarir að ræða, og að gosið hafi orsakast af jarðskjálfta sem var í meir en 300 km fjarlægð. Jarðfræðingar telja það fráleitt og hafa sýnt framá að leirgosið orsakaðist af lélegum aðferðum við borun, en yfirvöldin hafa ekki enn gengið hart á eftir Lapindo með greiðslu. Aðgangur að svæðinu er mjög takmarkaður, en flóttafólk úr þorpunum sem eru farin í kaf hafa reist búðir við þjóðveginn. Reyndar er þjóðvegurinn lokaður, þar sem um 10 km kafli er kominn undir leir. Þegar við nálguðumst svæðið, þá vorum við strax umkringdir af flóttamönnum, sem voru reiðir, illir viðureignar og heimtuðu greiðslu fyrir að hleypa okkur inn á svæðið. Þegar við nálguðumst flóðgarðinn þá tók á móti okkur öryggisverðir Lapindo Brantas félagsins og neituðu okkur um frekari inngang. Yfirmaður öryggisvarðanna var þó viljugur að fara með mig einan á mótorhjóli inná svæðið til að taka myndir, þegar hann frétti að ég væri jarðfræðingur. Við ókum eftir slóða í sleipum leirnum efst á varnargarðinum og inn á þann hluta svæðisins þar sem leirinn hefur þornað og harðnað eins og steinsteypa. Þegar nær kom gígnum þá var leirdrullan rennandi blaut, og streymdi fram 60oC heit blanda af vatni, olíu og leir. Það var strek lykt af brennisteinsgasinu H2S. Mér skildist að hver fjölskylda flóttamanna af svæðinu hafi fengið um $200 í bætur, sem er skammarlega lítið. Nú hafa fjögur þorp farið undir leirinn, og fjórtán manns hafa farist. Mér var sagt að 25 verksmiðjur hefðu farið í kaf, og atvinnuleysi er mjög mikið. Ekkert lát virðist enn vera á leirgosinu og jarðfræðingar spá að það muni vara í um 30 ár. Nú er miðjan á leirfjallinu byrjuð að síga niður, vegna þess að svo mikið magn af jarðefnum hefur komið upp á yfirborðið.

Brennisteinsnáman í Ijen

Á ferð minni um eyna Jövu í Indónesíu í síðastliðinni viku komst ég í kynni við námurekstur af brennisteini sem á engann sinn líka í heiminum, en þetta minnti mig á brennisteinsnámur sem voru reknar á Íslandi fyrir um tvö hundruð árum. Brennisteinn var eftirsótt hráefni í Evrópu strax á miðöldum, bæði til framleiðslu á byssupúðri og sprengiefni og ekki síður sem brennisteinssýra sem var nauðsynlegur þáttur í efnaiðnaðinum sem þá var að hefjast. Helstu brennisteinsnámurnar var þá að finna í eldfjallaeyjunum undan ströndum Ítalíu og á Sikiley. Danakonungar háðu styrjaldir við svía og aðra nágranna sína í Evrópu um þetta leyti og höfðu því mikla þörf fyrir brennistein, en hann er ein aðal uppstaðan í byssupúðri, sem er blanda af 75% saltpétri, 15% koli og 10% brennisteini. Þegar kveikt er í þessari blöndu verða efnahvörf sem breyta púðrinu í þrjár gastegundir sem hafa mörgum sinnum meira rúmmál en púðrið og valda því sprengingu:2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2Brennisteinn var lengi unninn á Íslandi, og fyrstu heimildir um það eru frá þrettándu öld. Þannig er til dæmis getið um brennistein og kol í Konungsskuggsjá um 1250, sem mikilvægt efni í sjóorustum.   Danakonungur áttaði sig snemma á verðmæti þessarar auðlindar á Íslandi og reyndi að ná undir sig einkarétti á námurekstri, útflutningi og verslun með brennistein frá Íslandi. Brennistein er að finna á háhitasvæðum Íslands en þar myndar hann skán við eða rétt undir yfirborði jarðar umhverfis hverasvæðin og var hann þar grafinn úr jörðu við mjög erfiðar aðstæður. Niels Horrebow, danskur ferðamaður á Íslandi á 18. öld, lýsti aðförunum við moksturinn: 
"Þegar heitt er í veðri þola menn ekki að vinna að brennisteinsgreftrinum á daginn. Þá er unnið á nóttunni, sem á sumrin er nægilega björt til þess. Menn þeir, sem að greftrinum eru, vefja vaðmálsdruslum um skó sína, því að annars myndu þeir brenna þegar í stað, en brennisteinninn er svo heitur, þegar hann kemur úr jörðinni að ekki er unnt að snerta á honum, en hann kólnar fljótt." Aðal námusvæðin voru í Þingeyjarsýslu og á Reykjanesi, eins og fjölmörg örnefni benda til í dag. Í Þingeyjarsýslu eru Reykjahlíðarnámur á sléttu fyrir neðan Námafjall og einnig nokkrar utan í fjallinu og fyrir vestan það. Við Kröflu er og nokkuð af brennisteini, einnig við Þeistareyki, og Fremri Námur uppi á Öræfum, fyrir sunnan Mývatnssveit. Á Reykjanesi eru til dæmis Brennisteinsfjöll og Brennisteinsnámur. Um 73 tonn af brennisteini frá Krísuvík voru flutt út á árunum 1755-1763, og árin 1764 til 1786 voru 24 skipsfarmar af brennisteini fluttir út á ári frá Húsavík. Yfirmaður brennisteinsverksins á Húsavík frá 1783 til 1791 var norðmaðurinn Nikulás Arent Buck, einn forfaðir minn. Mér var hugsað til Nikulásar þegar ég kannaði brennisteinsnámuna í Ijen eldfjalli á eynni Jövu í lok nóvember 2009. Austast á Jövu er mikil eldstöð með nokkrum gígum og raða gígarnir sér upp á brúnir öskju sem er um 20 km í þvermál, en hæsti gígurinn er 2799 m. Austast er gígurinn Ijen, sem gaus síðast 1999 og er 2386 metrar yfir sjó. Í Ijen er gígvatn sem er um einn km í þvermál og um 200 metra djúpt, en vatnsborðið er um 200 metrum fyrir neðan gígbrúnina og mjög bratt niður að fara. Vatnið er heitt, oftast um 40oC, marglitt og gruggugt, en sýrustig vatnsins er um 0.5 pH. Vatnið er nokkuð sterk blanda af brennisteinssýru, sem tærir flesta málma og brennir strax göt á fatnað og húð. Á einum stað niður við vatnið er mikið háhita hverasvæði, þar sem fjöldi hvera myndar stóran mökk af gufu og brennisteinsgasi. Hitinn í hverunum er frá 150 til 500oC. Námumenn hafa komið fyrir rörum úr eldföstum leir á hverasvæðinu og leiða heita gasið nokkra metra frá stærstu hverunum. Gasið þettist í rörunum og út úr þeim rennur bráðinn brennisteinn, rauður eins og blóð, á um 200oC hita. Hann storknar strax og myndar skæra gula skán umhverfis hverasvæðið. Hér ráðast námumennirnir á kólnandi brennisteininn með járnkarla, brjóta hann upp og hlaða stykkjunum í körfur, sem þeir bera síðan upp úr gígnum og niður af eldfjallinu. Aðstæður við námuna eru mjög erfiðar og reyndar stórhættulegar. Mesta hætta námúmannanna eru eldgos, en það síðasta var 1999. Gasmökkurinn sem námumennirnir vinna í daglega er heitur og erfitt að ná andanum. Einnig er mikið af SO2 gasi, sem fer í andfærin og brennir slímhúðina í nefinu og lungum og augum. Sumir eru með gas grímu en flestir eru bara með vasaklút fyrir vitum. Ég þoldi ekki við lengur en fimm mínútur hjá þeim í mökknum. Þeir eru flestir ungir, og segja að þeir elstu, em eru um fertugt, séu orðnir slappir og veikir. Allir eru síhóstandi og á stígnum upp úr gígnum má víða sjá blóðbletti vegna blæðinga í lungum. Hver þeirra ber tvær körfur fylltar af brennisteini á bambus slá yfir öxlina. Farmurinn er oftast 60 til 80 kíló á mann, en sumir taka allt að 100 kíló í ferð. Það tekur um einn tíma að komast upp úr gígnum, og aðra tvo tíma niður af fjallinu til að afhenda farminn og reykja nokkrar sígarettur fyrir næstu ferð. Þeir fara tvær ferðir á dag, en vinna yfirleitt annan hvorn dag.  Alls munu vera um 300 námumenn starfandi í Ijen, og að meðaltali flytja þeir alls um 20 tonn af brennisteini á dag upp úr gígnum. Þegar niður af fjallinu kemur, fær námumaðurinn 600 rupia eða um $0.06 fyrir kílóið af brennisteini. Það er um 7 krónur, og tekjur yfir daginn hjá þeim sterkustu og hraustustu, sem burðast með allt að 100 kg í hverri ferð, eru þá í mesta lagi um 700 krónur. Okkur íslendingum finnst þetta ótrúlega lág laun, en þau eru samt betri en kennari í barnaskóla fær í Indónesíu. Einnig er atvinnuleysi mjög mikið, og þegar tekið er tillit til þess, þá er námuvinnan í Ijen gígnum bara góð uppgrip fyrir unga menn. Gasið sem streymir út úr Ijen gígnum losar um 300 tonn af SO2 á dag út í andrúmsloftið, um 720 tonn af CO2 og 4000 tonn af vatnsgufu. Eldfjallið er því fljótt að bæta upp það magn af brennisteini sem námumenn fjarlægja yfir daginn, og náman er með öðrum orðum sjálfbær og ótæmandi. Ég dvaldi einn dag í gígnum og fylgdist með starfinu. Mér var strax ljóst að enginn staður á jörðu er sennilega líkari hugmyndum manna um víti eða Inferno. Hér niðri í iðrum jarðar fór saman ofsalegur hiti, stækja, sífelldur reykmökkur, hávaði frá hvæsandi hveraholum, og mikill fjöldi fáklæddra manna sem gengu inn og út úr reyknum, vopnaðir löngum járnkörlum sem þeir brutu brennisteininn með. Jörðin umhverfis okkur var algjörlega skærgul á lit, og ég hef aldrei séð svo mörg afbrigði af gula litnum. Öðru hvoru glitti í blóðrauðann leka, þar sem bráðinn brennisteinn rann frá hvernum, kólnaði, storknaði og varð gulur. Við fætur okkar var rjúkandi heitt og undarlega litað gígvatnið, sem er hvorki hægt að drekka úr né að baða sig í. Mér fannst ég vera kominn í annan heim.  Hér var hinn sanni raunveruleiki, en tilveran utan eldfjallsins var eitthvað fjarstætt og langt í burtu. Mennirnir unnu látlaust, og eyddu engum tíma í hangs, því enginn vildi vera lengur í mökknum og á hættusvæðinu en nauðsyn krefur. Strax og körfurnar voru fullar, þá var lagt af stað upp þverbratta brekkuna og uppúr gígnum. Eins og áður getur, þá hefur brennisteinn verið mikilvægt hráefni um alda raðir. Það var árið 1777 að Antoine Lavoisier sýndi fram á að brennisteinn er eitt af frumefnunum en brennisteinn var þá þegar orðinn nauðsynlegur í ýmsum iðnaði. Í dag er framleiðsla á brennisteini um 40 milljón tonn á ári, og er eftirspurnin mest í háþróuðum löndum. Brennisteinn er ekki bara í byssupúðri, en er mikið notaður við hreinsun á olíu, til gerðar á þvottaefni og sem mikilvægur þáttur í áburði. Um 85% af brennisteini fer í að búa til brennisteinssýru, sem er nauðsynleg í pappírsgerð og öllum efnaiðnaði. Í Bandaríkjunum er um 38 milljón tonn af brennisteinssýru framleidd á hverju ári. Í upphafi var allur brennisteinn unninn úr eldfjöllum, eins og í Námaskarði eða á Ijen á Jövu. Nú er öldin önnur, og lang mest af brennisteini er unnið uppúr borholum, þar sem heitu vatni er dælt niður til að bræða brennisteinsrík jarðlög, og bráðinni síðan dælt upp á yfirborðið. Jarðlögin eru að mestu leyti gifs (CaSO4) sem hefur myndast við uppgufun á sjó. En á meðan vinnuaflið á Jövu er enn ódýrt, þá borgar sig fyrir Indónesíu að vinna brennisteininn á hefðbundinn hátt, með námugreftri í Ijen eldfjallinu.

Eldfjöllin í Indónesíu kalla

 Á mánudag 12. oktober flýg ég frá Bandaríkjunum til Indónesíu. Það eru orðnar æði margar ferðir mínar í þetta fjarlæga land síðustu 23 árin, en alltaf bíð ég þess með spenningi að komast til Austur Indía. Íslendingar og flestir vestrænir menn vita nær ekkert um Indónesíu, þótt þetta sé fjórða stærsta þjóð í heimi, með yfir 240 miljón íbúa. Indónesíu má með sönnu kalla eyland, en hér eru 6000 eyjar í byggð, sem þekja um tvær miljónir ferkílómetra á miðbaug. Einnig er athyglisvert að hér búa fleiri múslimar en í nokkru öðru landi jarðar. Við heyrum nær daglega fréttir af eldgosum og jarðskjálftum í Indónesíu, enda er þetta mesta eldfjallaland jarðar og stórir jarðskjálftar eru tíðir. Indónesía markar flekamót, eins og myndin fyrir ofan sýnir. Að sunnan er það Indó-Ástralíuflekinn sem skríður stöðugt til norðurs, á um 9 sm hraða á ári. Hann sígur niður undir meginlandsskorpu Asíuflekans, og markar sigbeltið flekamótin. Hér er röð af eldfjöllum, sem eru eins og perlur á streng, um þrjú þúsund km á lengd. Í vestri er Krakatau, sem er fræg af endemum af gosinu mikla 1883, og í austri er Tambora, fræg af stærsta eldgosi jarðar, árið 1815. Ég hef starfað á báðum þessum vígstöðvum og heimsæki þær nú rétt einusinni í viðbót. Það hefur töluvert verið birt á vefnum varðandi rannsóknir mínar á gosinu mikla í Tambora árið 1815 og hér eru nokkur dæmi:http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=15448607http://www.uri.edu/news/tambora/http://www.npr.org/templates/transcript/transcript.php?storyId=15448607

Gosið í Tambora árið 1815 er merkilegt á margan hátt. Það er stærsta gosið, en upp kom um eitt hundrað rúmkílómetrar af kviku. Gjóskuflóð og önnur áhrif frá gosinu drápu um 117 þúsund manns í Indónesíu, sem er mesta dauðsfall í einu gosi. Svo mikið efni barst upp í heiðhvolf jarðar að loftslag breyttist um alla jörðina í þrjú ár, eða mikil kólnun. Við gosið fór um 1.5 km af toppnum og ný askja, 9 km í þvermál og um 1400 metra djúp myndaðist. Myndin til vinstri er eftir franska jarðfræðinginn Jean-Claude Tanguy, tekin árið 1989 úr lofti yfir öskjunni á Tambora.  Myndin til hægri fyrir ofan er úr gervihneti og sýnir öskjuna. Það var vitað að fjöldi fólks bjó í hlíðum fjallsins, og þar var bær eða þorp með um tíu þúsund manns. Það hvarf algjörlega í gosinu 1815, og enginn komst af. Árið 2004 fann ég þorpið loks aftur, en það er undir um 3 til 4 m af vikri og ösku. Myndin fyrir neðan sýnir störf okkar við uppgröft 2004.

Nú hefur uppgröftur hafist á þessum merku minjum, og munum við halda því áfram í haust með fornleifafræðingum frá Bali.Árið 1883 gaus Krakatau eyja, sem er í sundinu milli eyjanna Súmötru og Jövu. Þetta mikla sprengigos myndaði flóðbylgju sem dreifðist í allar áttir. Þegar bylgjan gekk á land á Jövu í austri þá var hún um 30 metrum hærri en venjuleg sjávarstaða. Alls fórust um 36 þúsund manns í flóðbylgjunni. Nær allt gosefnið frá Krakatau er á hafsbotni og á árunum 1990 til 1992 starfaði ég við rannsóknir á hafsbotninum til að fá betri skilning á þessu merka gosi. Við beittum margskonar tækni, og köfuðum á um 65 stöðum til að kanna hafsbotninn og taka sýni. 

Kortin tvö hér til hliðar sýna hafsbotninn fyrir (til vinstri) og eftir gos (til hægri), og hefur landslag hafsbotnsins greinilega breytst mikið við gosið. Þar sem áður var stór eyja, er nú djúp askja á hafsbotni. Krakatau hrundi algjörlega 1883, en nýtt eldfjall, Anak Krakatau, hfur vaxið frá borttni öskjunnar og myndar nú nýja eyju. Anak er mjög virk eins og stendur, og ég hlakka til að fylgjast með nýja gosinu þar.Þessi leiðangur verður um tveir mánuðir, og víða komið við. 

Vonandi get ég bloggað öðru hvoru, en ég verð meiri hluta tímans í tjaldbúðum og fjarri netsambandi. Aðalmiðstöð mín í leiðangrinum verður á eynni Bali, þar sem hollenskur vinur minn Rik Stoetman býr með fjölskyldu sinni í þorpinu Ubud. Á Bali eru einnig nokkur eldfjöll, og er Agung frægast þeirra, enda dýrkað mjög af íbúum, sem eru nær allir hindútrúar á Bali. Gosið í Agung árið 1963 var með stærri gosum á sínum tíma. 

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.