Kólnun og Storknun Kviku í Jarðskorpunni

Lesendur hafa spurt um kólnun kviku. Hvað er kvikuþró lengi að kólna? Eða kvikuinnskot eins og berggangur, eða gúll?  Svarið er flókið, en við skulum reyna að finna einfaldað svar og viðeigandi dæmi.  Kvika sem situr djúpt inni í jarðskorpunni tapar hita fyrst og fremst vegna varmaleiðingar út í bergið umhverfis.  Það sem skiftir máli er upprunalegur hiti kvikunnar, og varmaleiðni bergsins umhverfis kvikuinnskotið.  Einnig skiftir máli hvort jarðvatn myndar hringrás frá yfirborði og djúpt niður í jarðskorpuna, þar sem jarðvatnið hitnar og rís.  (Við köllum þetta fyrirbæri jarðhita). Mismunandi efni hafa mjög ólíkan stuðul fyrir varmaleiðni.  Einangrunarefni, eins og einangrunarplast, hefur mjög lága varmaleiðni, eða aðeins um 0,04 W/mK.  Varmaleiðni íslenska basaltsins er miklu hærri, eða á bilinu 1,6-2,0 W/mK.  Þar sem basalt er aðal efnið í jarðskorpunni á Íslandi, þá er jarðskorpan hér frekar lélegur varmaleiðari og verður kólnun kviku með varmaleiðni því mjög hægfara.Tökum til dæmis kvikuþró af basaltkviku inni í jarðskorpunni sem er 1700 metra djúp.  Þetta gæti til dæmis verið kvikuþróin undir Kötlu, sem er svipuð á dýpt.  Línuritið fyrir ofan sýnir kólnun kvikunnar sem fall af tíma.  Þið sjáið á myndinni að jafnvel eftir fjögur þúsund ár er kvikan enn um eitt þúsund stiga heit.  Kvikuþró með þessa stærð getur því verið virk í mjög langan tíma.Annað dæmi er kólnun á kviku er berggangur sem er 8 m á breidd. Myndin til hliðar sýnir kólnun hans, þar sem “contact” er veggur bergins öðru megin við ganginn, og núllið er miðja gangsins. Eftir um 1200 daga er kvikan í ganginum búin að storkna og komin nokkurn veginn í hitajafnvægi við jarðskorpuna umhverfis.  Kónun þessa berggangs er dæmigert tilfelli fyrir lítil kvikuinnskot inn í jarðskorpuna. Þau storkna sem sagt fremur hratt.   Þetta eru aðeins tvö einfölduð dæmi af óendanlega mörgum mögulegum.  En, eins og ég minntist á í upphafi, getur streymi jarðvatns umhverfis kvikuþró eða berggang ráðið miklu um kólnunarhraðann og flækt málið.  Til að reikna út slík dæmi þurfum við meðal annars að hafa upplýsingar um það hversu bergið í jarskorpunni umhverfis kvikuþróna er lekt, og hvort jarðvatn geti streymt þar í gegn.

Athugasemdir

[Guðmundur Ásgeirsson, 12.4.2010 kl. 03:16]

Takk fyrir afar fróðlegar greinar eins og þessa.

Hversu mikið er vitað um hegðun möttulstróksins undir Íslandi og hugsanleg áhrif hans á kvikuhólf í jarðskorpunni í samhengi við gosvirkni?

[Haraldur Sigurðsson, 12.4.2010 kl. 06:16]

Möttulstrókurinn er efni í heilmikuð blogg, og kem ég fljótlega að því hér.

[Guðmundur Ásgeirsson, 12.4.2010 kl. 10:11]

Spennandi, ég fylgist með því.