Af hverju er meiri kvika á ferðinni en nemur sigi öskjunnar?

 

 

Einfaldsasta líkan af virkni í Bárðarbungu er eftirfarandi:

1.     Kvika streymir út úr kvikuþró á einhverju dýpi undir öskjunni og út í ganginn til norðurs.

2.     Askjan sígur niður í samræmi við rennsli út úr kvikuþrónni og jarðskjálftar verða við sigið.  Ef kvikustreymi út úr kvikuþrónni er jafnt og sigið, þá er það um 0,8 rúmkílómetrar. 

3.     Kvika streymir út í kvikuganginn til norðurs, en hann inniheldur um 1,0 rúmkílómeter af kviku.

4.     Hluti af kvikunni kemur upp á yfirborð í hinu nýja Holuhrauni, sem er nú um 0,5 rúmkílómetrar.

Samkvæmt þessum tölum er sigið og þar með kvikurennsli út úr þrónni aðeins um helmingur af rúmmáli kviku, sem hefur komið upp í gosinu og plús þeiri kviku, sem er í ganginum.  Dæmið gengur því ekki upp.  En það er alls ekki óvenjulegt, og reyndar næstum regla í hegðun eldfjalla.  Rúmmál kviku sem fer út úr kvikuþróm er oftast aðeins hluti af rúmmáli kviku sem kemur upp á yfirborð og er eftir í ganginum.  Margir jarðvísindamenn hafa fjallað um þetta vandamál eða ráðgátu, til dæmis Eleonora Rivalta, og það má kalla þetta ráðgátuna um aukakvikuna.  Af hverju virðist vera meiri kvika í gangi og hrauni til samans, en hefur komið út úr kvikuþrónni? Tvær tilgátur koma fram til að skýra málið.  Önnur er sú, að kvikan komi upp úr kvikuþrónni á miklum þrýstingi, þar sem hún er þjöppuð saman.  Hér er átt við gaslausa kviku.  Síðan þenst hún út nær yfirborði við minni þrýsting.  Þetta dugar ekki, því kvika þenst út um til dæmis aðeins 2% þegar hún berst frá 100 km dýpi og upp á yfirborð.   Hin kenningin er sú, að gas þenjist út í kvikunni við lágan þrýsting nær yfirborði.  Við þær aðstæður losnar gasið úr læðingi, bólur af gasi myndast í kvikunni við lægri þrýsting (minna dýpi í jarðskorpunni) og rúmmál kvikunnar vex mikið.  Þetta er líklegasta skýringin á því, að rúmmál kvikunnar í ganginum er miklu meiri en hefur streymt út úr kvíkuþrónni. Þetta sýnir okkur að það er eiginlega villandi að ræða um kvikuflæði í einingum rúmmáls.  Við eigum að fjalla um það í einingum massa, eins og til dæmis vigt, kíló eða tonn  (milljónir tonna í þessu tilfelli).  En rúmmálið er eina einingin sem við höfum upplýsingar um, þar sem við vitum ekki um eðlisþyngd kvikunnar í ganginu, þegar gasbólur byrja að myndast.   Það er augljóst að það er töluvert gas í kvikunni, sem styrkir þessa kenningu. Gasið er sennilega blanda af koltvíoxíði, brennisteinstvíoxíði, vatnsgufu, klór og flúorgasi.  Mig grunar að koltvíoxíð sé þó mikilvægast en greiningu vantar. 

Athugasemdir

[Kjartan Pétursson (IP-tala skráð) 26.9.2014 kl. 22:44]

Gæti ekki verið um að ræða að kvika streymi að neðan frá mötli samtímis og "endurnýji" þar með hluta af birgðum kvikuhólfsins?

[Haraldur Sigurðsson, 27.9.2014 kl. 06:30]

Jú, kvika streymir stöðugt upp úr möttlinum og inn í kvikuþrónna.  En almennt er álitið að slíkt streymi sé mjög lítið brot af streymi, sem er út úr þrónni á tímum eldgoss eða  óróa, eins og nú er.  Þetta stöðuga streymi úr möttlinum er hins vegar mikilvægur þáttur í að fylla kvikuþróna aftur milli gosa.

[Kjartan Pétursson (IP-tala skráð) 27.9.2014 kl. 06:56]

En gæti verið að við eldgos verði skyndileg þrýstingsminnkun í kvikuhólfi þannig að kvika úr möttli hafi þannig (tímabundið) greiðari leið en áður upp í kvikuhólf?

[Haraldur Sigurðsson, 27.9.2014 kl. 07:41]

Kvika úr möttli rís upp vegna þess að hún er eðlisléttari en möttullinn.  Kvikan er í kringum 2,75 til 2,8 að eðilsþyngd, en möttullinn er um 3,3. Það er drifkrafturinn sem færir kvikuna upp.  Ef til vill eru einhverjar sveiflur á hægu streymi frumstæðrar kviku úr möttlinum, en ég tel þær ekki hafa nein snögg áhrif á kvikuhólfið í efri hluta jarðskorpunnar.