Eru aðeins um 8 km niður á möttul undir Reykjanesi?

  Fjöldi spurninga vakna í sambandi við umbrotin undir Reykjanesi. Það eitt er stórmerkilegt að allir jarðsjálftarnir sem nú koma fram við Grindavík eru grunnir, eins og myndin sýnir.  Það eru nær engir jarðskjálftar mældir á meira dýpi en 7 til 8 km undir Reykjanesi.  Jarðskorpan undir Reykjanesi virðist því vera frekar þunn, eins og úthafsskorpa. 

Hvaða upplýsingar höfum við um þykkt skorpunnar og hita undir henni á Reykjanesi ?  Við vitum til dæmis út frá jarðborunum að það hitnar mjög rækilega í neðri hluta jarðskorpunnar á utanverðu Reykjanesi.  Þegar djúpa Reykjanes borholan var komin niður í um 4.5 km dýpi árið 2017 var hitinn kominn upp í um 535 oC og var hratt vaxandi þegar borun var hætt.  Bergfræðirannsóknir sýna að hiti hafi jafnvel náð upp í 650  oC nærri botninum, en berg þarf að fara vel yfir 1000 oC til að byrja að bráðna.   

Flest eðliseinkenni bergs breytast þegar hitinn hækkar og vísindin fjalla mikið um breytingu á eiginleikum bergs þegar það hitnar og breytist úr hörðu og föstu bergi í heitt og lint eða mjúkt berg. Þetta nefna vísindamenn brittle to ductile transition.  Sumir segja að breytingin hefjist við um 550 oC, en aðrir telja að berg verði mjúkt fyrst við um 700 til  800°C, sem er líklegra. Um leið og berg hitnar að þessu marki og verður mjúkt, þá hættir bergið alveg að bera jarðskjálftabylgjur. Þær deyja út og hverfa í þessum hita og dýpi.  

Snúum okkur þá aftur að jarðskorpubrotinu og sigdalnum við Grindavík. Hvers vegna koma engir skjálftar fram á meira dýpi?  Það getur stafað af tvennu.  Við vitum að undir jarðskorpunni tekur möttullinn við og hann er of heitur til að brotna og valda jarðskjálftum. Undir skorpunni, á meir en 8 km dýpi, er því allt annar heimur, sem er heimur möttulsins, sem nær um 2900 kílómetra niður í jörðina, eða allt niður að yfirborði kjarnans.  Hinn möguleikinn er sá að undir 8 km skorpu sé lag af basalt kviku, en allir skjálftar kafna í slíku lagi.

Það er eiginlega sláandi, finnst mér, að allir skjálftar deyja út þegar komið er niður á um 8 km dýpi. Mörkin milli jarðskorpu og möttuls eru ótvíræð undir Reykjanesi, sem minnir okkur rækilega á að höfuðpaurinn í öllum þessum látum hlýtur að vera möttullinn og hann er of heitur til að brotna eins og venjulegt berg.  Það er jú hreyfing og þrýstingur í jarðskorpunni, sem veldur því að skorpan brotnar og sendir frá sér jarðskjálfta. Möttullinn er hins vegar partbráðinn, sem þýðir að hann er blautur af heitri kviku. Það er ef til vill ekki mjög góð samlíking, en það má hugsa sér möttulinn eins og blautan sand í flæðarmáli í fjörunni, þar sem örþunn himna af sjó liggur milli sandkornanna. Á sama hátt er möttullinn blautur, en það er örþunn himna af hraunkviku sem smýgur á milli sandkornanna eða kristallanna í partbráðnum möttlinum. Þar verður hraunkvikan til. 

 

Maðurinn sem mældi aldur Íslands

Vinur minn Stephen Moorbath er látinn. Ég kynntist Stephen þegar ég var við doktorsnám í Bretlandi og það leiddi til þess að við gerðum út leiðangur til Íslands til að ákvarða hvað íslenska blágrýtismyndunin væri gömul. Stephen rak merkilega rannsóknastofu við Oxfordháskóla, þar sem aðstæður voru frábærar til að mæla aldur bergs með því að ákvarða magn geislavirkra efna í berginu. Hann hafði hlotið heimsfrægð vegna aldursgreininga hans á elsta bergi Grænlands, sem er nærri fjórir miljarðar ára að aldri, og var langi vel talið elsta berg á jörðu (nú finnst enn eldra berg í Kanada).

Þegar við Stephen byrjuðum verkefnið á Íslandi, þá var augljóst að elstu hraunlögin í blágrýtisstaflanum væri að hitta fyrir austast og vestast á landinu, ef dæma má út frá legu og halla jarðlaganna. Við stefndum því á Vestfirði sumarið 1967 og tókum mörg sýnishorn af blágrýti einkum á Breiðdalsheiði, en þar reyndist bergið mjög ferskt og ekki ummyndað af jarðhita. Þá var næst stefnt á Austfirðina og þar fylgdum við jarðlögunum þar til við vorum komnir neðst í staflann við Gerpi á Austfjörðum. Auk þess tókum við sýni úr klettum bak við naglaverksmiðjuna í Borgarnesi, en jarðlagahallinn benti til að þar ætti að vera tiltölulega fornt berg (Borganes andhverfan).  Ári síðar birtust niðurstöður okkar í vísindaritinu Earth and Planetary Science Letters. Það kom í ljós að elsta bergið á Vestfjörðum ern nokkurn veginn jafn gamalt og á Austfjörðum, eða um 16 milljón ára, og að beglögin yngjast inn til landsins í báðar áttir. Andhverfan í Borgarnesi reyndist vera um 12.5 milljón ára. Þetta voru spennandi tímar, því grundvöllur þekkingar okkar á uppbyggingu Íslands var að fæast, einkum með tilliti til Mið-Atlantshafshryggjarins.

Stephen Moorbath var tvímælalaust í fremstu röð jarðvísindamanna í Bretlandi. Hann starfaði í mörg ár við rannsóknir á geislavirkum efnum í jörðu og þróaði tækni til að kanna og mæla þau. En hann var fæddur í gyðingafjölskyldu í Þýskalandi árið 1929. Hann slapp naumlega frá Þýskalandi nasista árið 1939, en móðir hans og systir voru brenndar í helförinni miklu í herbúðum nasista árið 1942. Hann fékk vinnu sem aðstoðarmaður í lífefnafræðideild Oxfordháskóla sem unglingur, en einstakir hæfileikar hans komu fljótt í ljós og kjarnorkustofnunin Harwell sendi hann beint á skólabekk í Oxford til framhaldsnáms árið 1948. Ferill hans sem vísindamanns var glæsilegur, en það voru margar aðrar merkilegar hliðar á þessum gáfaða sérvitring: tónlist, listir, bókmenntir og allt hitt var á hans valdi, en kímnigáfan meiri og betri en hjá nokkrum öðrum sem ég hef kynnst.

Loftsteinar til sölu!

Loftsteinar berast til jarðar öðru hvoru, en eru mjög sjaldgæfir og dýrmætir hlutir. Þeir veita okkur mikilvægar upplýsingar um ástand og gerð pláneta og um uppruna heimsins okkar, en þeir eru einnig mjög fagrir hlutir, sem hafa farið í gegnum hreinsunareldinn við það að komast klakklaust inn í gegnum lofthjúp jarðar. Mig hefur alltaf dreymt um að finna loftstein á göngu minni um óþekkt svæði víðs vegar á jörðu, en hef ekki enn orðið svo heppinn. Uppboðshaldarinn Christie´s heldur fremur óvenjulegt uppboð frá 3 til 10. maí á loftsteinum. Þar er margt merkilegt að finna. Þar á meðal eru loftsteinar sem eru nær algjörlega úr járni, og eru þeir taldir koma úr kjörnum pláneta sem hafa brotnað. Þá er hægt að gera tilboð í pallasít loftsteina, sem eru að hálfu úr járni og nikkel og að hálfu úr risastórum kristöllum af ólivín (mynd). Þeir eru uppáhaldssteinarnir mínir, en þeir mynduðust á mörkum kjarnans og möttuls í einhverri plánetu sem nú er brotnuð í smælki. Nú, ef það er ekki nógu gott, þá getur þú fengið þér loftsteina, sem hafa borist til jarðar frá mars eða frá tunglinu. Mars loftsteinar eru ´serstkir, og hafa efnasamsetningu sem bendir eindreigið til uppruna á mars. Það er vitað um aðeins 150 kg af mars loftsteinum, svo þessi er fágætur, enda er áætlað verð á honum $50,000. Frekari upplýsingar um uppboðið má sjá hér

https://onlineonly.christies.com/s/deep-impact-martian-lunar-other-rare-meteorites/lots/346

 

Dílar í bergi skrá sögu kvikunnar

Hraunkvika myndar stórar kvikuþrær í jarðskorpunni, en við vitum mjög lítið um hvað er að gerast þarna niðri í kvikunni fyrir eldgos. En það fljóta kristallar af ýmsum gerðum í kvikunni, og þeir eru ýmist að vaxa og stækka, eða bráðna og minnka í kvikuþrónni. Þessir kristallar eru nú að færa okkur upplýsingar um sögu kvikunnar, sem við getum lesið með efnagreiningum á hinum ýmsu lögum kristalla, eins og árhringir segja okkur sögu trjánna.  Hraungrýti sem við finnum á yfirborði jarðar inniheldur nær alltaf ýmsa stóra kristalla, sem við köllum díla. Algengastir eru ljosgráir eða hvítir kristallar af feldspati, en einnig grænleitir ólivín kristallar og svo svartir kristallar af pýroxen. Berg sem er mjög ríkt af stórum kristöllum er kallað dílaberg, eins og fyrsta mynd sýnir. Þegar við skerum kristallanna og skoðum þá í sérstakri smásjá, þá keur í ljós að innri gerð hvers kristalls er flókin. Þar skiftast á lög af mismunandi efnasamsetningu. Í smásjánni birtast þessi lög sem mismunandi litir. Þeir sem hafa kíkt í slíka smásjá verða vitni af hinu ótrúlegru fegurð og dýrð, sem býr í kristöllum og innri gerð hraungrýtis.   En það merkilega við þessi litbrigði og þessar sveiflur í efnasamsetningu kristalla er, að þær eru skrár fyrir breytingar í kvikuþrónni. Þessar breytingar eru margvíslegar. Þær geta til dæmis stafað af því að ný og heitari kvika berst inn í þróna úr djupinu. Þær geta einnig merkt eldgos, þegar hluta af kvikuþrónni gýs á yfirborði og þrýstingur eða hiti í þrónni lækkar. Við erum á frumstigi með að lesa sögu kvikuþrónna með þessari aðferð, en nú er ljóst að sveiflur í innir gerð kristalla, eins og sýnt er á myndinni, eru ef til vill að skrá breytinar í þrónni sem vara í nokkra daga eða vikur. Það er því mikilvægt að þróa frekar slíkar bergfræðirannsóknir til að skilja kvikuna betur.

Heiti reiturinn okkar er 1480°C

Ég hef fjallað hér áður um heita reitinn undir Íslandi, og bent á að reyndar er þetta fyrirbæri miklu mikilvægara fyrir jarðfræðilega þróun Íslands heldur en Mið-Atlantshafshryggurinn. Það kom fyrst fram árið 1954 að eitthvað óvenjulegt væri í gangi undir Íslandi, þegar Trausti Einarsson birti niðurstöður sínar um þyngdarmælingar. Hann sýndi fram á að efri möttull jarðar, sem er lagið undir íslensku jarðskorpunni, væri frábrugðinn öðrum svæðum Atlantshafs. Þyngdarmælingarnar sýna mikla skál undir miðju landinu, eins og fyrsta myndin sýnir.  Trausti stakk uppá að undir landinu væru setlög með fremur lága eðlisþyngd. Mælingar hans eru grundvallarverk í könnun á jarðeðlisfræði Íslands, en túlkun hans reyndist röng. Byltingin gerðist árið 1965, þegar Martin Bott birti niðurstöður um frekari þyngdarmælingar á Íslandi. Hann komst að þeirri niðurstöðu að mötullinn undir Íslandi væri mjög frábrugðinn, með tiltölulega lága eðlisþyngd. Það skýrði hann með því að efstu 200 km íslenska möttulsins væri part-bráð, þ.e.a.s. berg sem inniheldur um 10% af kviku. Skálin er sem sagt ekki full af kviku, heldur er hún möttulsberg, sem er part-bráðið, eins og svampur. Vökvinn sem rís uppúr þessum svampi er kvikan, sem gýs á yfirborði landsins.

Nú vitum við að heiti reiturinn undir Íslandi er um 1480 °C heitur, og þá um 160 stigum heitari en möttullinn almennt í kring. Með því að mæla magn af ál í olivín cristöllum, hafa Simon Matthews og félagar í Cambridge ákvarðað þennan hita. En kristallarnir eru úr basalt hraunum frá Þeystareykjum. Þetta skýrir að hluta til hvers vegna eldvirkni er svo mikil á Íslandi. Undir okkur er heitur reitur, sem sennilega nær langleiðina niður að kjarna jarðar. Hann bráðnar fyrr og meir en möttullinn umhverfis, og framleiðiðr mikið magn af kviku, sem berst í átt að yfirborði landsins.

Nornahár og seigja kvikunnar

Ég hef sýnt fram á hér í síðasta bloggi að kvikan sem kemur upp í Holuhrauni er á um 1175 oC hita og hefur mjög lága seigju, eða um  1.54 til 2 Pas.  http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1443833/

Þessar tölur koma frá útreikningum, sem byggjast á efnasamsetningu kvikunnar.  Þessi aðferð er styrkt af bræðslutilraunum á basalt bergi og  hún er alls ekki umdeild aðferð meðal bergfræðinga.  En það er rétt að taka strax fram, að þessar tölur um hita og seigju eiga við þegar kvikan er inni í jarðskorpunni og þegar hún er að gjósa, en ekki í hrauninu sjálfu.  Meiri hluti kvikunnar gýs í kvikustrókum, sem eru 30 til 50 metrar á hæð. Í kvikustróknum mætir kvikan andrúmsloftinu og kólnun byrjar.  Síðan fellur kvikan til jarðar og safnast þar fyrir umhverfis gígana þar til hún rennur á braut sem hraun. Hraunið er samansafn af hraunkleprum og hraunslettum, sem klessast saman í samfellt hraun.  Það getur verið rautt og glóandi heitt, þótt hitinn hafi  lækkað niður fyrir 1000oC.  Glóðin lifir í hrauninu allt niður undir 500oC.   Nornarhár eru eitt fyrirbæri sem styrkir mjög vel útreikning minn á seigju kvikunnar.  Fyrri myndin sýnir dæmigerð nornarhár.  Nornarhár eru glernálar, oft aðeins brot af mm á þykkt en geta verið tíu cm langar.  Þær myndast í kvikustróknum, þegar kvikan er svo lapþunn að hún dreifist og sprautast upp í loftið.  Þá snöggkólna strengir af kvikunni og mynda gler, sem við köllum nornarhár. Þetta efni er reyndar alveg eins og steinull.  Seinni myndin sýnir mikið stækkuð nornarhár. 

Á Hawaii eru nornarhár mjög algeng og nefnd Pele´s hair.  Það er almennt vitað að nornarhár geta aðeins myndast úr kviku sem hefur seigju undir 10 Pas og passar það mjög vel við kvikuna í Holuhrauni.  Ég hef borið þessa seigju saman við seigju hunangs, en þar á ég við ekta hunang við stofuhita, en ekki hunang, sem er víða selt hér á landi og þynnt út með vatni eða sykurupplausn. 

Kvikan úr Bárðarbungu rennur eins og hunang og er um 1175 stiga heit

Ein helstu einkenni hraunkviku er hitastigið og seigjan. Þessi atriði ráða miklu um hegðun kvikuhreyfinga í jarðskorpunni og eldgosa.  Það er hægt að reikna út bæði seigju og hita út frá efnasamsetningu kvikunnar.  Ég hef notfært mér efnagreiningar Jarðvísindastofnunar Háskólans af Holuhrauni hinu nýja til að ákvarða þessa eðlisþætti kvikunnar. Fyrri myndin sýnir að hitinn á nýja hrauninu er um 1175 til 1180 oC (púnktarnir innan rauða hringsins).  Til samanburðar sýnir myndin hita á kvikum, sem komu upp á Fimmvörðuhálsi (basalt) og úr toppgíg Eyjafjallajökuls (trakí-andesít) í gosinu árið 2010.  Brotna örin sýnir að kvikan úr Eyjafjallajökli var fjölbreytt hvað varðar efnasamsetningu og flókin.   Í samanburði er Holuhraun einfalt dæmi.    Önnur myndin sýnir seigju kvikunnar.  Hún er reiknuð í einingunni Pascal-second eða Pas fyrir seigju.   Önnur eining fyrir seigju er Poise, en ein Pas er jafnt og 10 Poise. Kvikan sem kemur upp í Holuhrauni nú er með seigju um 1.54 Ln Pa Second = 15.4 poise eða 1540 centipoise.  Hvað þýðir það?   Hér á eftir fylgja  nokkur dæmi um seigju, í Pascal-second.   Hunang 2-10 Pas, tómatsósa 50-100 Pas, hnetusmjör um 250 Pas. Sem sagt:  kvikan sem kemur upp í Holuhrauni er nálægt seigjunni á hunangi eða jafnvel enn meira fljótandi.  Þetta er seigjan á kvikunni þegar hún kemur út úr kvikuþrónni og rennur í ganginum.  Strax og hún kemur upp á yfirborðið þá kólnar hún og verður mun seigari, eins og bláa örin á  línuritiinu til hægri sýnir.   Ég hef bloggað um seigju í kvikunni á Fimmvörðuhálsi og úr Eyjafjallajökli hér, til samanburðar: http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/category/2670/

 

Efnasamseting kvikunnar úr Bárðarbungu

 

 

Jarðvísindamenn fá miklar upplýsingar um uppruna kvikunnar og innri gerð eldfjalla með því að efnagreina sýni úr hraunum og öðru gosefni, alveg á sama hátt og læknirinn safnar ýmsum vökvum (blóði, þvagi osfrv.)  frá sjúklingnum og efnagreinir til að dæma um innra ástand hans.  Nú hefur Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands  birt efnagreiningar á fimm sýnishornum af hrauni úr hinu nýja Holuhrauni.  Það er sýnt í töflunni hér fyrir ofan.  Það eru tvö efni, sem segja mikilvæga sögu.  Annað er kísill (SiO2), sem er um 50 til 50,8% af kvikunni.  Hitt er magnesíum oxíð (MgO), sem er um 6,8 til 7,1%.   Þetta er efnasamsetning basalt kviku, sem hefur setið í grunnu kvikuhólfi inni í jarðskorpunni nokkuð lengi og þróast þar.  Þetta er ekki efnasamsetning frumstæðrar kviku, sem kemur  beint úr möttli jarðar, af miklu dýpi.  Þar með er kenning sumra vísindamanna dauð, að gangurinn sé kominn beint úr möttli.  Jarðskorpan er ca. 30 til 40 km þykk undir þessu svæði og þar undir er möttullinn, sem er 2900 km þykkur.   Frumkvikan myndast í möttlinum og berst upp í jarðskorpuna, þar sem hún þróast.  Hver er efnasamsetning kviku í möttlinum?  Önnur mynd er tekin frá Kresten Breddam og sýnir  dæmi um efnasamsetningu kviku sem kemur beint frá möttlinum.  Þetta dæmi er basalt, sem gaus til að mynda stapann Kistufell, sem er rétt norðan við Bárðarbungu.  Basaltið í Kistufelli er óvenju ríkt af magnesíum, og er MgO í gleri (kvikunni) á bilinu  10 til 12%.   Eins og Breddam sýnir framá er þetta efnasamsetning kviku (blái kassinn á myndinni fyrir neðan), sem er í kemísku jafnvægi við möttulinn og hefur því komið upp beint úr möttlinum.   Þetta er gjörólíkt kvikunni, sem nú gýs (rauði hringurinn á myndinni) og er hún greinilega ekki komin beint úr möttli.   Hins vegar getur frumstæð kvika, eins og sú sem myndaði Kistufell, borist upp úr möttlinum, safnast fyrir í kvikuhólfi og breytst með tímanum í þróaða kviku, eins og þá, sem nú gýs.  Þetta er sýnt með rauðri brotalínu á myndinni.  Þessar upplýsingar um efnasamsetningu styðja því eftirfarandi einfalda mynd um virkni Bárðarbungu:  (1)  Frumstæð kvika (MgO um 10 til 12%) streymir upp úr möttlinum og fyllir kvikuhólf grunnt í jarðskorpunni undir öskju Bárðarbungu.  Slíkur straumur er sennilega alltaf í gangi og gerist ef til vill án nokkurra merkja á yfirborði. (2)  Frumstæða kvikan breytir efnasamsetningu vegna diffrunar, þegar vissir kristallar skiljast frá kvikunni. Við það verður kvikan þróuð og MgO lækkar í ca. 6 til 7%.   Ef til vill er kvikuþróin þá lagskift, með lag af þróaðri kviku ofaná hinni frumstæðu, sem kemur upp úr möttlinum.  (3)  Kvikuþrýstingur í grunnri kvikuþró fer vaxandi og þróuð kvika brýst út úr þrónni, inn í sprungukerfi, fyrst til austurs og síðan til norðurs og myndar  hin margumtalaða kvikugang.  (4)  Sprungugos hefst þar sem gangurinn sker yfirborð jarðar norðan jökulsins.  (5)    Streymi kviku úr kvikuþrónni út í ganginn og upp á yfirborð veldur því að þrýstingur fellur inni í kvikuþrónni og  þak hennar, eða botn öskjunnar byrjar að síga.  Nú nemur sig um 15 metrum.   Í dag hefur hraunbreiðan náð 19 ferkílómetrum að flatarmáli.  Sennilega var því kvikuhólfið fullt þegar skjálftavirkni hófst.  Gosið hófst með fullan tank.  Það getur hæglega innihaldið tugi ef ekki hundrað rúmkílómetra af kviku, en sennilega kemur aldrei nema lítið brot af þessari kviku upp á yfirborðið.

Stærsti kristall jarðar

 

Kristall eða steind myndast þegar frumefni raða sér þétt saman á mjög reglubundinn hátt, þannig að úr verður steind eða hart efni með ákveðnar útlínur og form.  Flestir kristallar eru nokkrir millimetrar á stærð.  Stærstu kristallar, sem vitað er um í jarðskorpunni finnast í námu í Mexíkó.  Naica náman í norður hluta Mexíkó hefur verði rekin síðan árið 1794 og þar hafa menn grafið blý, silfur og sínk úr jörðu.  Náman er í  kalksteini frá Krítartíma, en fjöldi af berggöngum úr líparíti hafa skotist inn í kalkið. Af þeim sökum er hitastig nokkuð hátt hér í jarðskorpunni.  Árið 2000 sprengdu námumenn sig inn í stórt holrými eða helli, sem var fullur af um 58 stiga heitu vatni.  Síðan var hellirinn tæmdur, en jarðvatni er dælt uppúr námunni, sem samsvarar um 60 þúsund lítrum á mínutu.  Vatnið er reyndar saltur vökvi eða pækill, sem inniheldur ýmis efni í upplausn.  Þegar hellirinn var tæmdur af vatni, þá komu í ljós undurfagrir og risastórir kristallar, sem hafa vaxið úr gólfi og veggjum hans.  Þetta eru mest kristallar af gifsi, eða kalsíum súlfati, CaSO4.   Rannsóknir sýna að kristallarnir hafa verið að vaxa hér í meir en 200 þúsund ár.  Á þessum tíma hafa gefist kjöraðstæður fyrir kristalvöxt: stöðugur hiti, jöfn efnsamsetning pækilsins og algjör friður fyrir kristallana að ná risastærð. Sumir eru allt að 15 metrar á lengd og yfir meter í þvermál.  Til að komast í hellinni þaf að fara 300 metra niður í jarðskorpuna.  Þegar farið er inn í hellinn er nauðsynlegt að klæðast sérstökum búning, sem hefur innbyggt kælikerfi til að verjast 58 stiga hitanum og 100% raka.  Yfirleitt helst enginn þar við meir en 30 mínútur.  Nýlega fór vinur minn Carsten Peter niður í hellinn og tók þá þessa mynd.  Hér í dýpinu er ótrúleg fegurð, þar sem risavaxnir kristallar vaxa þvers og kruss um hellinn og dreifa ljósinu á töfrandi hátt.

Sennilega eru þetta stærstu kristallar sem finnast í jarðskorpunni, en þó ekki endilega stærstu kristallar í jörðinni  -- þeir finnast miklu dýpra.  Sumir jarðvísindamenn telja, að stærstu kristalla jarðar  sé að finna í innri kjarnanum.  Það var Inge Lehmann sem uppgötvaði innri kjarna jarðar árið 1936 út frá dreifingu jarðskjálftabylgna. Síðan var sýnt fram á að hann er heill, óbráðinn, ólíkt ytri kjarnanum, sem er fljótandi járn.  Kjarninn í heild er mjög heitur, eða um 6000 stig, en þegar þrýstingurinn eykst með dýpinu, þá storknar járnið í kristalla og myndar þannig innri kjarnann, með þvermál um 2440 km.  Innri kjarninn vex stöðugt, þegar járnbráðin úr fljótandi ytri kjarnanum kristallast utanum innri kjarnann.  Talið er að innri kjarninn stækki um það bil  0,5 mm á ári vegna mjög hægfara kólnunar jarðar. 

  Jarðskjálftabylgjur berast í gegnum innri kjarnann, en þær fara töluvert hraðar í norður-suður átt, en austur-vestur átt.  Jarðskjálftabylgjan fer um fjórum sekúndum hraðar milli pólanna en þvert í gegnum jörðina við miðbaug.  Þetta er um 3% hraðamunur.  Hvað veldur því að bylgjur berast hraðar frá norðri til suðurs en í austur-vestur átt?  Yfirleitt er talið að slíkt fyrirbæri sé vegna þess, að kristallar hafa vissa stefnu í jörðinni, en jarðskjálftabylgjur berast hraðar um einn ás kristalla en í aðrar áttir.   Það eru nokkrar gerðir af járn kristöllum sem koma til greina í innri kjarnanum.  Myndin sýnir innri gerð  þeirra, eða röðun atóma í kristalgerðinni.  Það er í járni með kristalgerðina hcp, sem jarðskjálftabylgjur berast hraðast í eina áttina.   Er þetta kristatltegundin, sem myndar innri kjarnann?  Lars Stixrude og Ronald Cohen hafa rannsakað þetta manna mest og telja að hægt sé að útskýra hraðamuninn á jarðskjálfatbylgjum í gegnum innri kjarnann aðeins með því að gera ráð fyrir að hann sé gerður úr einum stórum kristal eða mjög fáum samhliða kristöllum.  Þarna er þá ef til vill að finna stærsta kristal jarðar – í innri kjarnanum.

Barst Jaspis frá Íslandi til Grænlands og Vínlands?

Gengu allir fornmenn á Íslandi með jaspis í vasanum eða pyngjunni til að kveikja með eld?  Steinninn jaspis er fremur algengur á Íslandi.  Hann myndast þegar jarðhitavatn berst upp sprungur í jarðskorpunni og ber með sér mikið magn af kísil (SiO2) í upplausn í vatninu.  Við vissar aðstæður fellur kísillinn út úr heita vatninu og myndar jaspis í sprungum og holum í berginu.  Jaspis er nær hreinn kísill, en með dálitlu af þrígildu járni, sem gefur því rauða, brúnleita eða græna litinn.  Jaspis er mjög þétt efni, sem brotnar næstum eins og gler og er með gljáandi og fallega brotfleti.  Hann er mjög harður og mun jaspis hafa hörkuna 7 á Mohs skalanum.   Jaspis er alls ekki gegnsær.  Ef slíkur steinn er gegnsær, þ.e.a.s. hleypir einhverju ljósi í gegn, þá er hann nefndur agat, sem hefur nokkuð sömu efnasamsetningu og jaspis.   Það er margt sem bendir til að jaspis hafi verið notaður áður fyrr til að kveikja eld  hér á landi.  Sennilega er það jaspis sem átt er við, þegar tinna er nefnd.  Til dæmis skrifa Eggert Ólafsson og Bjarni Pálsson (1772) um jaspis í Ferðabókinni og segja hann líkjast  „tinnu að hörku, og eins hrökkva auðveldlega neistar úr honum.“  Jaspis var sleginn með eldjárninu til að mynda neista og kveikja eld.  Árið 2000 kom út mikil bók í Bandaríkjunum (Vikings, the North Atlantic Saga), sem fjallaði um víkingana og ferðir þeirra  til Grænlands og Vínlands. Þar kom Kevin Smith fram með upplýsingar um jaspis mola, sem höfðu fundist í víkingabúðum í L´Anse aux Meadows á Nýfundnalandi í Kanada.  Samkvæmt efnagreiningu taldi hann að fimm þeirra væru frá Íslandi, en fjórir frá bergi á Nýfundnalandi.  Því miður hafa gögnin um þessa efnagreiningu aldrei verið birt, svo við hin getum ekki metið hvaða rök Smith og félagar hafa fyrir því að sumir jaspis steinarnir í L´Anse aux Meadows séu íslenskir.  En það er vissulega spennandi að velta því fyrir sér hvort norrænir menn hafi flutt með sér í vasanum jaspis frá Íslandi, til Grænlands og svo síðar til Vínlands.  En leyfið okkur lesendum að sjá gögnin sem eru á bak við slíkar staðhæfingar!  Árið 2004 fannst fornt eldstæði í Surtshelli.  Hellirinn er í hrauni, sem rann sennilega á tíundu öld. Við eldstóna fundust brot af jaspisflögum, sem er sennilega vitneskja um að jaspis hafi verið notaður við að kveikja eld í stónni.   Árið 2008 fundust fleiri jaspis steinar skammt frá rústum norrænna manna í  L’Anse aux Meadows.  Þeir reyndust vera frá bergi í Notre Dame Bay, þar skammt frá.  Seinni myndin sýnir þann jaspis stein.  Jaspis er nokkuð algengur í elstu bergmyndunum Íslands, eða blágrýtismynduninni frá Tertíer tíma. Jaspisinn myndar holufyllingar í gömlum basalt hraunlögum og finnst oft á Vesturlandi og víðar.  Sumir jaspis steinar geta verið allstórir eða allt að 50 kg, eins og sjá má til dæmis í Eldfjallasafni í Stykkishólmi.