Heiti reiturinn undir Íslandi er yfir 1600oC heitur

Ísland rís upp úr hafinu sem allstórt landsvæði og eitt höfuð einkenni þess er mikil eldvirkni.  Ísland er þá það sem jarðvísindamenn kalla “hotspot” eða heitan reit.  Lengi hefur verið deilt um uppruna og eðli heitra reita, en þeir eru nokkrir á jörðu, þar á meðal Hawaii, Galapagos, Páskaeyja og Yellowstone.  Eru rætur heitu reitanna djúpar, langt niðri í möttlinum, jafnvel á mörkum möttuls og kjarna,  eða eru þetta fremur yfirborðsfyrirbæri?  Deilan meðal jarðvísindamanna um það hefur varið í nær fimmtíu ár.  Nú vitum við tvennt um íslenska heita reitinn , sem skiftir miklu máli:  (1) hann nær meir en 660 km niður í möttul jarðar og sennilega mun dýpra, og (2) hann er um 165 oC heitari en venjulegur möttull umhvefis.  Gögn sem jarðskjálftafræðingar hafa safnað undir Íslandi gera kleift að teikna nýtt þversnið af möttlinum undir Íslandi. Það er Yang Shen, prófessor í University of Rhode Island, sem teiknar.  Hann er með skrifstofu á hæðinni fyrir ofan mína skrifstofu í Rhode Island í Bandaríkjunum.   Þversniðið hans Yang nær niður fyrir 660 km dýpi á myndinni.  Í möttlinum eru greinileg skil, sem koma fram á skjálftabylgjum. Þau neðri eru á  660 km dýpi en hin efri á 410 km dýpi undir yfirborði.  Bogar  á þessum skilum sýna staðsetingu heita reitsins.  Hann er sem sé eins og hallandi strókur í möttlinum undir landinu, en honum virðist halla dálítið til norðurs.  Hann er um 200 km í þvermál í möttlinum.  Tökum eftir, að möttulstrókurinn  er fastur og óbráðinn.  Hann er mjög heitur, en vegna þrýstings í jörðu helst hann óbráðinn þar til hann rís grynnra.  Hann byrjar að bráðna og kvika myndast á línunum sem eru merktar “solidus”.     Basalt kvikan, sem gýs á yfirborði, getur veitt okkur upplýsingar um hitann í möttulstróknum undir Íslandi.  Keith Putirka  hefur rannsakað basaltið á Íslandi með þetta í huga og hann kemst að þeirri niðurstöðu, að möttulstrókurinn undir okkur sé yfir 1600 oC heitur.  Hann er þá um 165 oC heitari en “venjulegur” möttull jarðar.  Neðri myndin sýnir samanburð á hitanum á "venjulegum" möttli (til vinstri), möttlinum í heita reitnum undir Hawaií (í miðju) og lengst til hægri möttlinum í heita reitnum undir Íslandi.  Þetta er nú gott og blessað, en vakna þá ekki aðrar spurningar?  Hvers vegna er möttullinn heitari hér undir okkur?   Er það ef til vill vegna þess, að möttulstrókurinn, sem rís undir Íslandi, kemur af mjög miklu dýpi, úr heitari lögum jarðar, og jafnvel frá mörkum möttuls og kjarna jarðar?  Hversvegna er strókurinn hallandi, en ekki lóðrétt súla undir landinu?  Eins og venjulega, þá vekja nýjar upplýsingar nýjar og erfiðari spurningar í jarðfræðinni og reyndar í öllum vísindum.  Það er einmitt málið, sem gerir vísindin og alla fróðleiksleit svo dásamlega spennandi.

Steinblómin í Drápuhlíðarfjalli

Þegar ég var að alast upp í Stykkishólmi gafst mér stundum tækifæri til að sjá stein, sem átti hug minn allan. Þetta var nokkuð stór steinn úr Drápuhlíðarfjalli, sem stillt var upp í stofu þeirra hjóna Sigurðar Ágústssonar og Ingibjargar Helgadóttur í Clausenshúsi.  Yfirborð steinsins var eins og heill blómagarður, þar sem brúnar greinar kvíslast og breiðast út.  Allir sem skoðuðu steininn voru á einu máli um að hér væru steingerðar plöntur.  Að vísu finnast plöntusteingervingar í Drápuhlíðarfjalli, og jafnvel steinrunnin tré, 4 milljón ára gömul.  En steinblómin þeirra Sigurðar og Ingibjargar eru ekki steingervingar, heldur kristallar af mángan oxíði.  Steinninn er alveg jafn fagur og merkilegur fyrir það, en skreytingin er ekki af lífrænum uppruna.  Steinninn mun hafa fundist þegar gullleitin var gerð í Drápuhlíðarfjalli árið 1939.  Síðan hef ég rekist á nokkra steina af svipaðri gerð í fjallinu, en þó engan jafn stóran og fagran. Hér með fylgja nokkrar myndir af þeim.  Mángan oxíð kristallar með þetta form eru nefndir dendrítar vegna þess að þeir skifta sér sífellt í ýmsar greinar í vexti.  Með því myndar kristallinn einskonar blað, sem líkist helst margskiftu laufblaði af burkna.  Sennilega berst mángan oxíð upp í sprungur í berginu með jarðhita og við vissar aðstæður fellur vökvinn út MnO2 og myndar kristalla af ýmsum tegundum af mangan oxíði, eins og hollandít, romanechit, cryptomelan og todorokít. 

Elsta jarðskorpan er eins og Ísland

 

Í norðvestur hluta Kanada eru bergmyndanir, sem eru um 4.02 milljarðar ára að aldri.  Þetta berg nefnist Idiwhaa Gneiss  og er meðal elsta bergs, sem finnst á jörðu.  Til samanburðar er aldur jarðar talinn vera 4.54 milljarðar ára. Mikið af þessu bergi í Kanada er kallað greenstone, eða grænsteinn, en það er ummyndað basalt.  Ummyndunin er af völdum jarðhita, eins og gerist í jarðskorpunni undir Íslandi. Reyndar er grænsteinn bergtegund sem er algeng á Íslandi.  Við finnum til dæmis grænstein í Hafnarfjalli á móti Borgarnesi og í fjöllunum fyrir ofan Staðarsveit á Snæfellsnesi. Ransóknir á jarðefnafræði og steinafræði þessara fornu myndana í Kanada sýna að þessi jarðskorpa hefur myndast á alveg sama hátt og Ísland.  Frumkvikan er basalt, sem hefur myndast við bráðnun í möttli jarðarinnar.  Basalt gosin hafa hlaðið upp miklum stafla af hraunum, sem er margir kílómetrar eða jafnvel tugir km á þykkt.  Basalt hraunstaflinn  varð svo þykkur, að neðri hluti hans grófst djúpt og breyttist vegna jarðhitans í grænstein. Á vissum svæðum í djúpinu bráðnaði ummyndaða bergið og þá varð til líparítkvika.   Jarðefnafræði gögnin á forna berginu frá Kanada eru nauðalík niðurstöðum á jarðskorpunni frá Íslandi.  Þetta skýrðist allt þegar Kanadískir jarðfræðingar beittu skilningi á myndun Íslands við að túlka Kanadíska fornbergið.  Það má segja að myndun Íslands skýri á nokkurn hátt myndun meginlandsskorpu af vissri tegund. Myndin sem fylgir er túlkun Kanadamanna á þeirra elstu jarðskorpu.  Takið eftir að jafnvel landakortið, sem þeir teikna á yfirborðið er hermt eftir útlínum Íslands.  Það er langt síðan að jarðfræðingar fóru að bera saman gömlu jarðskorpuna í Kanada og Ísland.  Robert Baragar var þegar kominn á sporið í kringum 1970.

Stóra gosið í Tianchi eldfjalli var samtíma Eldgjárgosinu

 

Ég hef fjallað hér fyrir neðan um Tianchi eldfjall, sem er á landamærum Kína og Norður Kóreu. Risastóra sprengigosið, sem varð þar hefur verið talið frá árunum um 965 til 1000 Anno Domini.  Nú hafa verið gerðar fimmtíu góðar aldursgreiningar með geislakolaaðferð  á koluðum trjábút, sem finnst í gjóskuflóði frá gosinu.  Þær gefa aldur frá 921 til 941 AD.  Þrjátíu og tvær aðrar aldursgreiningar á öðrum trjábút gefa aldurinn 921 til 942 AD.  Nú er því talið að gosið hafi orðið annað hvort um haustið 938 eða vorið 939 AD.  Gosið mikla, sem myndaði Eldgjá og Landbrotshraun er talið hafa orðið árið 934 AD en hefur aldrei verið nákvæmlega tímasett.   Þetta er eitt af stórgosum Íslandssögunnar, ef til vill það stærsta, með allt að 18 rúmkílómetra af kviku. Það er um helmingur af gosmagni  því, sem kom upp úr Tianchi á sama tíma.  Í ískjörnum, sem boraðir hafa verið á Grænlandi, kemur fram mikið brennisteinslag í ísnum á um 272 metra dýpi undir yfirborði jökulsins.   Brennisteinsmagnið og einnig klór innihald íssins á þessu dýpi er sýnt í fyrstu myndinni fyrir ofan. Þar er greinilegur tindur í línuritinu, sem er vafalaust tengdur eldgosi – eða eldgosum.  Lóðrétti ásinn á línuritinu er magn af brennisteini og klór í ísnum.  Hæsti toppurinn er í kringum árið 938 e.Kr. Jöklafræðingar telja að brennisteinslagið sé frá eldgosi, sem var árið 938 og er skekkjan talin aðeins um 4 ár á þessari aldursákvörðun.  Þeir skelldu skuldinni beint á Eldgjá, en nú verður að endurskoða það í ljósi nýrra upplýsinga um Tianchi gosið mikla.  Allar líkur eru á, að Tianchi og Eldgjá hafi gosið nær samtímis. Er því brennisteinstoppurinn í ískjörnum sennilega frá báðum þessum gosum.  Það skýrir einnig fremur kísilrík glerkorn, sem finnast í þessu lagi í ísnum og passa ekki við efnasamsetningu kvikunnar úr Eldgjá.  Nú er ekki lengur hægt að kenna Eldgjá einni um óvenjulegt veðurfar á norðurhveli á miðri tíundu öldinni, heldur er líklegt að Tianchi sé sökudólgurinn. Hvað segir sagan um þetta tímabil? Michael McCormick og félagar hafa einmitt kannað það mál. Þar kemur í ljós að vetrarnir árin 939 og 940 voru með þeim hörðustu í Hollandi, Belgíu, Svisslandi, Írlandi og víðar.  Hungursneyð ríkti, búpeningur féll, ár og vötn lagði.  Þetta er ekki í fyrsta sinn, sem við höfum kennt einu íslensku gosi um, þegar annað og fjarlægt stærra gos átti sökina, eða var meðsekt. Ofarlega í huga er sprengigosið í Asama eldfjalli í Japan árið 1783.  Það var samtíma Skaftáreldum, þegar jarðsprungan mikla myndaðist sem skapaði Lakagígana.  Þegar Móðuharðindin ríktu á Íslandi þá gekk mesta hungursneyð sögunna yfir Japan vegna áhrifa Asama gossins þar í landi. Það er Temmei hungursneyðin. 

Járnsteinn úr Kjarnanum

Í pistli hér fyrir neðan fjallaði ég um járnsteininn mikla sem féll á Thulesvæðinu á Grænlandi endur fyrir löngu. Fyrir Inúíta var steinninn dýrmæt náma af járni sem féll að himni. En fyrir vísindin er það mikilvægasta í sambandi við slíka steina að túlka þær upplýsingar, sem þeir gefa okkur um kjarna á plánetum, eins og jörðinni okkar. Myndun þeirra tengist því hvernig efni plánetunnar skiljast að eftir eðlisþyngd. Járnsteinn er að sjálfsögðu að mestu leyti gerður úr járni, en hann inniheldur einnig um 8% nikkel og dálítið kobalt. Þungu málmarnir eins og járn, nikkel og kóbalt, með eðlisþyngd um 7 til 8 grömm á rúmsentimeter, sökkva niður að miðju plánetunnar strax í upphafi. Fyrsta myndin gefur hugmynd um hvernig hinir þungu málmar skiljast að samkvæmt eðlisþyngd og aðdrátarafli og leita niður í kjarnann, en létt efni, eins og kísill, verða eftir nær yfirborði og mynda möttul og skorpu. Nú, kannske ekki alveg strax, en innan við þrjátíu milljón ára eftir að plánetan okkar myndaðist fyrir um 4,5 milljörðum ára. Innri gerð járnsteinsins segir líka sína sögu. Þegar sneið er skorin af járnsteininum og hún slípuð, þá kemur í ljós merkilegt munstur í járninu, eins og myndin sýnir. Munstrið kemur fram þegar járnið kólnar og kristallast, en þá myndast textúr sem við nefnum Widmanstätten. Það eru kristallar af járn og nikkel blöndu, sem nefnast kamacite (lítið nikkel) og taenite (hátt nikkel). Þetta er eitt af höfuðeinkennum járnsteina, eins og þeirra sem finnast á Thulesvæðinu.

Demantsgluggin sem sér djúpt inn í Jörðina

Jarðskorpan undir fótum okkar á Íslandi er um 20 til 40 km á þykkt. Undir henni er möttullinn, sem nær niður á 2900 km dýpi, en þar undir tekur kjarninn við. Við vitum ekki mikið um þessi innri lög jarðarinnar og sjáum þau aldrei. Jafnvel skorpan er ekki vel könnuð. Á Íslandi ná dýpstu borholur aðeins um 3 km niður í skorpuna, og hvergi í heimi hefur verið borað niður í möttulinn. Til allrar hamingju kastast upp stykki af möttlinum í sumum eldgosum, eins og þetta á myndinni til hliðar. Dæmi um það eru möttulstykki sem ég hef fundið í gígum í Kameroon í Vestur Afríku og einnig á Hawaii, en þessi möttulstykki má sjá í Eldfjallasafni í Stykkishólmi. Þar sem borun niður í möttul og kjarna er útilokuð, þá beita vísindamenn öðrum aðferðum til að kanna þessi innri lög jarðarinnar. Það eru tilraunir, þar sem líkt er eftir hita, þrýstingi og öðrum aðstæðum sem ríkja djúpt í jörðinni. Það er hér sem demantar koma við sögu. Fyrir um þrjátíu árum fengu jarðfræðingar þá snjöllu hugmynd að líkja eftir þeim háa þrýstingi sem ríkir djúpt í jörðinni með því að þrýsta tveimur demöntum saman, eins og myndin til hliðar sýnir. Demantar myndast í möttlinum, á um 150 til 300 km dýpi, og eru því vanir miklum þrýstingi. Það er sennilega best að ræða þrýsting í sambandi við einingu eins og kg/cm2 eða kílógrömm á fersentimeter. Þegar 50 kg þung kona stígur niður á annan hælinn á háhæla skóm (þvermál hælsins 1 cm), þá er þrýstingurinn á þann púnkt á gólfinu um 63 kg á fersentimeter. Hins vegar er þrýstingurinn undir einum fæti á 4 tonna fíl aðeins um 2.5 kg/cm2. Þetta minnir okkur rækilega á, að í tilraunum er þrýstingurinn (þ) í hlutfalli við flatarmál (F) yfirborðsins sem þrýst er á: þ = A/F, þar sem A er aflið. Þrýstingurinn í kjarnanum eða miðju jarðar er alveg ótrúlega há en samt vel útreiknanleg tala, sem er um 330 GPa eða 3.3 milljón kg/cm2. Þrýstingur sem hægt er að ná með demantspressu í dag er jafn mikill og þrýstingurinn í miðri jörðinni, eða 364 GPa, og hitinn í slíkum tilraunum getur einnig verið mjög hár, eða allt að 5500 stig Celsíus.  Myndin sýnir hvernig hiti breytist í jörðinni með dýpinu, og einnig mörkin á milli hinna ýmsu megin laga jarðar. Slíkar tilraunir með demnatspressum hafa varpað ljósi á innri gerð jarðar og frætt okkur um hvaða steindir eða mineralar eru ríkjandi innst inni í plánetu okkar.

Uppruni Nafnsins Basalt

Basalt er algengasta bergtegund á Jörðu, og hún er einnig útbreitt á tunglinu, á Mars og hinum innri plánetum sólkerfisins. Basalt hraun mynda nær allan hafsbotninn umhverfis Jörðu. Hvaðan kemur þá þetta mikilvæga nafn? Það er sennilega upprunnið í Egyptalandi fyrir meir en fimm þúsund árum. Egyptar nota nafnið basanos fyrir svartar og vel slípaðar steinplötur, sem voru notaðar til að greina gæði málma, einkum gulls. Basanos er krotsteinn (touchstone), en þegar gull eða annar málmur var dreginn yfir svörtu plötuna, þá skildi gullið eftir sig gyllta rák, eins og fyrsta myndin sýnir. Litur rákarinnar sem myndaðist á plötunni var mælikvarði á gæði gullsins.  Úr orðinu basanos í Egyptalandi kom síðan orðið basants í Grikklandi hinu forna og enn síðar orðið basalt í latínu Rómarveldis. Egyptar höfðu annað og mun mikilvægara brúk fyrir basalt, en það var sem hráefni í fagarar höggmyndir, ker og skálar. Hér til hliðar er til dæmis fögur mynd úr basalti af sjálfri Kleópötru frá því um 40 fyrir Krist. Maður skilur vel að hann Markús Antóníus hafi fallið fyrir henni … og einnig Júlíus Keisari. Basalt hefur verið eftirsótt hráefni fyrir listamenn í Egyptalandi, í fyrsta lagi vegna þess að það er nær svartur steinn, og í öðru lagi vegna þess hvað bergið er fínkornótt. Þess vegna verður áferðin óvenju jöfn og vel slípuð, eins og sjá má á styttunni af Kleópötru, þar sem allur búkurinn glansar af fegurð. Nú er búið að finna grjótnámunar þar sem basaltið var unnið til að skapa þessar frábæru myndarstyttur af Kleópötru og faróum Egyptalands. Námurnar eru flestar í einu basalthrauni, sem er um 25 milljón ára gamalt. Það er Haddadin basalt hraunið, fyrir vestan og norðvestan Kaíró borg, eins og kortið til hliðar sýnir. Engin eldvirkni hefur verið í Egyptalandi síðan þetta hraun rann.

Maðurinn sem uppgötvaði íslandít

Hinar ýmsu bergtegundir sem myndast á Jörðu bera hver sitt nafn, og fjallar bergfræðin m.a. um þá nafngift.  Þannig höfum við nöfn eins og basalt, líparít, gabbró, granít ofl. Það er ekki oft að nafn bætist við í þessa mikilvægu nafnaröð vísindanna, en árið 1958 kom út doktorsriterð í Bretlandi með nýtt nafn, icelandite eða íslandít.  Það var jarðfræðingurinn Ian Carmichael sem gaf bergtegundinni þetta nafn, en hann uppgötvaði íslandít auðvitað á Íslandi, í fjallinu Þingmúla uppaf Reyðarfirði.  Ian starfaði við jarðfræðirannsóknir á Þingmúla og nágrenni undir handleiðslu George Walker´s, sem kenndi þá við Imperial College í London. Ian tók eftir því að í Þingmúla voru forn hraun, sem höfðu marga eiginleika andesíts (hraunkvika með um 55 til 65% kísil), en bergið í Þingmúla hafði aðra efnafræðilega eiginleika, svo sem mjög hátt járn innihald, og hann lagði til að það væri svo sérstakt að bergið þyrfti nýtt nafn.  Þessi bergtegund er reyndar nokkuð algeng á Íslandi, til dæmis í Grundarmön á Snæfellsnesi, og hana má einnig finna á nokkrum öðrum eldfjallsvæðum Jörðu, einkum á Galapagos eyjum.  Íslandít er mjög dökkt berg, oftast fínkornótt, næstum eins og gler, og mjög stökkt. En þetta var aðeins ein af mörgum uppgötvunum Ians Carmichael.  Hann átti mjög glæsilegan feril sem vísindamaður, og starfaði í fjölda ára sem prófessor við Berkeley Háskóla í Kalíforníu. Hann gaf út kennslubækur og grundvallarrit í bergfræði, ól upp mikinn hóp af frábærum stúdentum sem nú skipa veglegar stöður bergfræðinga í mörgum háskólum heims.  Ian skifti sér ekki mikið meir af jarðfræði Íslands eftir doktorsritgerðina, heldur rannsakaði lengi eldfjöll í Mexíkó, Nýju Gíneu og víðar.  Hann lést árið 2011, og þar með féll frá einn merkasti jarðvísindamaður tuttugustu aldarinnar ... sem kom nafni Íslands inn í kennslubækurnar á sínu sviði.  Eintök af íslandíti frá Grundarmön má meðal annars skoða í Eldfjallasafni í Stykkishólmi.

Dýpi skjálfta undir Jöklinum

Fyrstu niðurstöður um dreifingu jarðskjálfta undir Snæfellsjökli sýna, að þeir eru aðallega á dýpinu 9 til 13 km og mest 28 km. Þetta er tiltölulega djúpt og þess vert að velta fyrir sér frekar hvað kann að vera að gerast undir Jöklinum. Jarðskjálftar gerast fyrst og fremst þegar berg eða jarðskorpa brotnar, en einnig kunna þeir að vera af völdum kvikuhreyfinga, alveg eins og titringur sem verður stundum í vatnslögnum í húsinu hjá þér. Styrkleiki jarðskorpunnar er breytilegur eftir dýpi. Fyrsta myndin sýnir styrk jarðskorpu, ekki endilega undir Íslandi, en þetta er gott dæmi. Styrkurinn eykst með dýpinu að vissu marki. Þessi aukning á styrk er tengd þrýstingi, sem þjappar og gerir bergið þéttara og sterkara, lokar glufum og sprungum. En fyrir neðan viss mörk (brittle-ductile transition) verður bergið veikara, fyrir neðan 15 km dýpi í þessu tilfelli. Styrkleiki bergsins minnkar hér vegna vaxandi hita, og heldur áfram að minnka með dýpinu þar til bergið byrjar að bráðna. Það er viðbúið að mikið af skjálftum eigi upptök sín á því svæði þar sem bergið er sterkast. Það er búið að brotna fyrir ofan og neðan, en harðasti parturinn heldur lengst, þar til hann brestur líka. Á þetta við um Snæfellsjökul? Eru þessir skjálftar á 9 til 13 km dýpi einmitt á þessum púnkti í jarðskorpunni? Eða eru þeir vegna kvikuhreyfinga? Skjálftinn sem mældist á 28 km dýpi er sennilega of djúpur til að orsakast af því að skorpa brotnar, og ef til vill vegna kvikuhreyfinga í dýpinu. Jarðefnafræðingar hafa rannsakað hraunin úr Snæfellsjökli, og eru þær rannsóknir komnar miklu lengra á veg heldur en könnun á jarðeðlisfræði Jökulsins. Sjá blogg mitt um það efni hér. http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/991763/  Gögnin um jarðefnafræðina sýna að það er eða hefur verið þar til nýlega ein eða fleiri kvikuþrær undir Jöklinum, eins og myndin sýnir. Hugsanlega verður hægt í framtíðinni að áætla dýpið á kvikuþrónni út frá bergfræðirannsóknum á hraununum, en efnasamsetning þeirra er nokkuð háð dýpinu þar sem kvikan myndast eða þar sem kvikan dvaldist síðast í jarðskorpunni.

Silfurberg -- sólarsteinn?

Þegar ég var að alast upp, þá man ég eftir þvi að það var stór og vænn kristall af tæru silfurbergi í stofuglugganum á mörgum heimilum. Í hinum stofuglugganum var oft stytta af rjúpu eftir Guðmund frá Miðdal, sem fullkomnun af íslenskri gluggalist. Silfurberg er merkilegur steinn, enda ber þessi kristall nafn Íslands á alþjóðamáli vísindanna og heitir þar Iceland spar. Nú má vera, að silfurberg hafi verið enn merkilegra á söguöld en nokkurn hefur grunað og er það tengt siglingafræðinni. Leiðarsteinn eða seguljárn var þekktur á þrettándu öld, samkvæmt Hauksbók, sem er rituð um 1300. Seguljárn áttavitans var því þekkt á söguöld um 1300 en óþekkt á landnámsöld. Hverju beittu landnámsmenn til að finna áttir á leið sinni yfir Atlantshaf þegar ekki naut sólar? Í fornbókmenntum er nokkrum sinnum getið um sólarstein í sambandi við siglingar. Þekktast er tilfellið í Ólafs sögu helga, en einnig er getið um sólarstein í Hrafns sögu Sveinbjarnarsonar og í Biskupasögum. Árið 1956 birti Kristján Eldjárn grein í Tímanum um sólarstein. Hann benti á að í máldögum kirknanna í Saurbæ í Eyjafirði, Haukadal, Hofi í Öræfum, Reykholti, Hrafngili og Reynistaðarklaustri, að þær ættu sólarstein og hefur hann greinilega verið dýrmætur kirkjugripur. Elzti máldaginn sem fjallar um sólarstein er frá 1313, en hinn ymgsti frá 1408. Ekki er ljóst hvernig eða hvers vegna sólarsteinn varð kirkjugripur á Íslandi á miðöldum, en Kristján Eldjárn telur að sólarsteinn hafi verið brennigler, nýtt til þess að safna sólargeislum og kveikja þannig eld. Í Ólafs sögu helga er þess getið hins vegar að með sólarsteini væri hægt að finna sólina þótt himinn væri hulinn skýjum. Sólin er auðvitað besti áttavitinn, en hvað gerir maður ef himinn er hulinn miklu skýjaþykkni? Árið 1967 stakk danski fornleifafræðingurinn Thorkild Ramskou upp á að sólarsteinn víkinga hefði verið kristall sem skautar sólarljós.  Ljós frá skýjuðum himni er skautað („pólaríserað“) og skautunin er breytileg eftir því hve nærri sólu er horft. Skautun ljóssins getur því gefið upplýsingar um hvar sólin er á bak við skýin. Er hægt að greina hvar á himni sólin er bak við skýin með því að horfa í gegnum sólarstein? Margar tegundir kristalla skauta ljós, og þar á meðal er kordíerít, sem er nokkuð algengt á Norðurlöndunum, einnig feldspat og svo silfurberg. Nýlega birtu frakkinn Guy Ropars og félagar hans grein í riti breska Vísindafélagsins, þar sem þeir fjalla um rannsókn á silfurbergi og notkun þess sem sólarsteinn. Þeir sýna framá að með silfurbergi er hægt að ákvarða átt til sólarinnar þegar skýjað er, og að skekkjan er um eða innan við fimm gráður. Nú hefur merkilegur fundur í skipsflaki frá sextándu öld aftur vakið umræðu á silfurbergi og siglingalistinni. Það gerðist þegar fallegur silfubergskristall fannst í flaki frá bresku skipi við Alderney, sem er nyrsta eyjan í Ermasundi.  Skipið mun hafa sokkið hér árið 1592, og er talið að silfurbergið hafi verið notað sem sólarsteinn. Skipið er frá dögum Elísabetar I drottningar, og var vel vopnað með stórum fallbyssum. En fallbyssur orsaka segulskekkju á áttavitum sem er allt að 90 gráður, og er talið að sólarsteinn hafi verið mikilvægur til siglinga á skipum vopnuðum fallbyssum, þar sem áttavitinn var gagnlaus. Sólarsteinninn frá Alderney er á myndinni hér til hliðar. Silfurbergsnáman að Helgustöðum í Reyðarfirði er frægasti fundarstaður silfurbergs á Íslandi, en einnig hefur silfurberg verið unnið í Hoffellslandi í Hornafirði. Silfurberg er afbrigði af kalkspati, og er algent í gömlum blágrýtislögum á Íslandi þar sem jarðhiti hefur myndað kristallana sem útfellingar úr heitu vatni. Silfurberg er einnig algengt í öðrum löndum og ef þetta er sólarsteinnin frægi, þá var hann fáanlegur víða í Evrópu.