Magn og flæði gosefna frá Holuhrauni

Blámóðan, sem kemur upp í gosinu í Holuhrauni inniheldur mikið magn af brennisteinstvíoxíði (SO2).   Þessi móða berst yfir landið og getur verið hvimleið þegar hún berst í byggð.   Hvað er mikill brennisteinn í basalt kvikunni?  Ég hef ekki séð neinar greiningar á því ennþá, en við getum farið nærri um það út frá efnasamsetningu kvikunnar. Fyrsta myndin sýnir hlutfallið milli járns í basalti og brennisteins.  Basalt af því tagi, sem nú gýs í Holuhrauni inniheldur yfirleitt um 13% járn oxíð, en það bendir til að brennisteinsmagn uppleyst í kvikunni sé um 1500 ppm  S, eins og myndin sýnir, eða 0,15%.  Til að áætla flæði af brennisteini, þá þurfum við að vita hraunflæðið.

Meðalhraunflæðið hefur verið áætlað á bilinu 230-350 m³/s.  Þetta getur verið nærri lagi. Við vitum að flatarmál hraunsins er um 56 ferkílómetrar, og gosið hefur staðið yfir í um 46 daga. Þá ætti að vera komið upp á yfirborðið um eða yfir 914 milljón rúmmetrar.  Samkvæmt þessum tölum ætti þykkt hraunsins að vera um 16 metrar að meðaltali.  Þetta er nokkuð há tala fyrir hraunþykkt, en sennilega er hraunflæði um 230 m³ á sekúndu samt nærri lagi.

Eðlisþyngd kvikunnar er um 2,75 g/cm³, en eðlisþyngd hraunsins er töluvert minni, vegna holrýmis og gasblöðrumyndunar. Sennilega er eðlisþyngd hraunsins um eða rétt rúmlega  2 g/cm³.  Þá er hraunrennsli um 500 til 700 tonn á sekúndu.  Hraunrennsli er því um 500,000 til 700,000 kg á sekúndu.  Brennisteinn S, sem leysist  úr læðingi úr kvikunni þegar hún kemur upp á yfirborðið í gosinu er sennilega um helmingur af öllum brennisteini.  Þá berst út í andrúmsloftið um 0,08% af 500 til 700 þúsund kg af kviku á sekúndu. Þá er brennisteinsmagnið S sem fer út í andrúmsloftið í mesta lagi 0,37 til 0,5 þúsund kg á sek., eða  0,7 til  1 þúsund kg af SO2.  Það er um 60 til 86 þúsund tonn af SO2 á dag. 

TOMS gervihnötturinn frá NASA mælir SO2 magn í lofthjúpnum daglega yfir Íslandi og síðan gosið hófst eru tölurnar eins og myndin sýnir, frá 5 og upp í 20 þúsund tonn af SO2 á dag.     Vefsíða Veðurstofunnar og Háskóla Íslands telur hinsvegar að SO2 sé allt að 35 þúsund tonn  á dag.  Við höfum því tölur um flæði á brennisteinstvíoxíði frá þremur stöðum: (1) líklegu brennisteinsmagni í kvikunni, (2) frá TOMS gervihnetti, (3) frá áætlun Veðurstofu og Háskólans. Tölurnar sýna að losun brennisteinstvíoxíðs er tugþúsundir tonna á dag.  Ég treysti tölunni, sem er byggð á uppleysanleika brennisteins í kvikunni, best: losun af SO2 um 60 þúsund tonn á dag.

Gasið brennisteins tvíoxíð (SO2) breytist á endanum í brennisteinssýru (2 H2SO4), eins og þessi jafna sýnir:

2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 H2SO4

En það er flókin keðja af efnahvörfum og þar á meðal myndast brennisteins þríoxíð (SO3) á þeirri leið.  Þessi keðja efnahvarfa tekur eina til þrjár vikur í lofthjúpnum, en að lokum myndast svifryk eða aerosol af ögnum eða dropum af brennisteinssýru H2SO4 sem  getur svifið nokkuð lengi, valdið sárindum í augum og fleiri vandamálum.   

Athugasemdir

[Gísli Norðdahl (IP-tala skráð) 16.10.2014 kl. 21:55]

Er þetta dæmigerð dyngjumyndun í uppsiglingu.

[Haraldur Sigurðsson, 16.10.2014 kl. 22:12]

Nei, ég held ekki. Dyngjur eru úr basalt kviku, sem kemur beint úr möttli og er mun frumstæðari, með hætta MgO innihald.

[Bjarni Daníel Daníelsson, 17.10.2014 kl. 09:18]

Sæll Haraldur,

hvaða aðrar gastegundir geta myndast í einhverju mæli frá gosinu?

[Jón Þórhallsson, 17.10.2014 kl. 10:19]

Ég hef mestan áhuga á að vita hvort að hraunflaumurinn sé búinn að girða fyrir jökulsána og fleyta henni í einhvern allt annan farveg?

Ef ekki; væri hægt að áætla hraunflæðið mánuð fram í tímann?

(Tækniteiknin/loftmynd).

[Jón Þórhallsson, 17.10.2014 kl. 10:36]

Hvernig er staðan í dag?

=Það er oft meira gagn af svona tækniteikningum/loftmyndum heldur en ljósmyndum:

http://www.ruv.is/files/imagecache/frmynd-stor-624x351/myndir/jardfraedikortlagning_isor.jpg

[Júlíus Valsson, 17.10.2014 kl. 11:03]

Kærar þakkir Haraldur fyrir afar fróðlega og skemmtilega pistla um eldgosið o.fl.

Það er stundum erfitt fyrir okkur leikmenn að fylgjast með öllu því upplýsingaflóði sem dynur yfir okkur frá jarðvísindamönnum en mér þykir stundum vera mótsagnir í þeim upplýsingum sem við fáum. Mig langar því til að leggja fyrir þig nokkrar spurningar:

1) Bendir hið háa magn SO2 úr gígnum til þessa að kvikan sé "frumstæð" þ.e. komi beint úr mötlinum en ekki úr kvikuþró?

2) Eru menn farnir að efast um tilvist kvikuþróar undir Bárði þrátt fyrir nánast línulegt samband uppkomins hrauns nú og sigs öskjunnar?

3) Hvaða önnur atriði en kvikuútstreymi úr öskjunni vegna hraunrennslis út í Holuhraun gætu hugsanlega skýrt sig öskjunnar og hvaða afleiðingar per se getur slíkt sig haft?

Kærar þakkir fyrirfram fyrir greinargóð svör.

[Haraldur Sigurðsson, 17.10.2014 kl. 11:40]

Koltvíoxíð, vatnsgufa, H2S, klór og flúrgas.

[Haraldur Sigurðsson, 17.10.2014 kl. 11:42]

Áin flæmist til austur undan hrauninu. Farvegurinn færist smátt og smát, en eingar stórvægilegar breytingar hafa gerst enn.

[Haraldur Sigurðsson, 17.10.2014 kl. 11:53]

Júlíus: (1) Nei, SO2 magnið er eðlilegt fyrir kviku þeð þetta járn innihald. S og Fe fylgjast að í kviku. Þetta er ekki kvika beint úr möttli.  (2) Ég sé enga ástæðu til að efast um að það sé kvikuþró undir Bárðarbungu, en hún liggur nokkuð djúpt (ca. 8 km).  Það er erfitt að skýra stóru skjálftana og sigið án þess að hugsa sér kvikuþró.  (3) Ég sé enga aðra viðhlítandi skýringu á sigi og tengslunum milli Bárðarbungu og Holuhrauns, nema kvikuútstreymi úr þrónni inn í gang og út í Holuhraun.

[Júlíus Valsson, 17.10.2014 kl. 12:26]

Kærar þakkir fyrir greinargóð svör