Bloggfærslur mánaðarins, febrúar 2010
Bakkus og Spartakus á Vesúvíusi
28.2.2010 | 12:20
Vísindi og fræði | Breytt 21.3.2010 kl. 14:41 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (0)
Stóri Skjálftinn í Síle
27.2.2010 | 17:12
Fréttir berast af mjög stórum jarðskjálfta í Síla í dag, 27 febrúar 2010. Að minnsta kosti 900 hafa farist. Hann mældist með styrkleika 8,8 Mw og á 35 km dýpi undir hafsbotninum um 100 km fyrir vestan borgina Chillan í Síle, þar sem allt hristist í meir en tvær mínútur. Til samanburðar var skjálftinn í Haítí 7,0 Mw. Takið eftir að ég gef styrkleikann í Mw, en á Mw (moment magnitude) skala er skjálfti sem er einu stigi hærri um 31,6 sinnum kraftmeiri. Til dæmis er 7,0 skjálfti 31,6 sinnum sterkari en 6,0 skjálfti, og um þúsund sinnum stærri en 5,0 skjálfti.
Stærsti skjálfti sem mælst hefur síðastliðin eitt hundrað ár varð í Síle árið 1960, og hann var 9,5. Þá rifnaði um 900 langt belti með strönd Síle og 1655 manns fórust í Síle en 61 manns fórust á Hawaí, Japan og Filipseyjum af völdum flóðbylgju sem skall á strönd Japan næsta dag.
Myndin til hliðar sýnir dreifingu á jarðskjálftum undir Síle, og eru litir dílanna mælikvarði á dýpi skjálftanna. Með 14 skjálfta stærri en 7,0 síðastliðin 100 ár er Síle eitt virkasta jarðskjálftasvæði jarðar. Skýringin er tengd sibeltinu sem liggur við vestur strönd Suður Ameríku. Hér sígur Nazca flekinn til austurs og niður undir Suður Ameríku flekann á um 80 mm hraða á ári. Kortið til hliðar sýnir sigbeltið undir Síle, og eru litirnir tengdir dýpi Nazca flekans undir meginlandi Suður Ameríku, í hundruðum kílómetra. En það er ekki hraðinn sem skiftir öllu máli, heldur viðnám flekanna þar sem þeir skella saman. Viðnámið er háð eðlisþyngd, hita og aldri flekans sem sígur niður, eða Nazca flekans. Hann er mjög ungur, og hefur myndast og hlaðist upp við eldvirkni tiltölulega nýlega á Kyrrahafshryggnum fyrir vestan. Smát og smátt kólnar 100 km þykkur flekinn, og um leið og hann kólnar þá dregst hann dálítið saman og eðlisþyngdin vex. Sá hluti Nazca flekans sem sígur undir Síle er aðeins um 30 miljón ára gamall. Hann hefur kólnað töluvert en er enn tiltölulega léttur og af þeim sökum rekst hann illa á Suður Ameríkuflekann. Myndin til hliðar sýnir Nazca flekann undir Suður Ameríku, og eru litirnir mælikvarði á dýpi flekans undir meginlandinu. Svarti hringurinn eru upptök 8,8 Mw skjálftans hinn 27. febrúar 2010. Áreksturinn getur stöðvað sigið um tíma og "læst" sigbeltinu, en mikil spenna hleðst þá upp í sigbeltinu, alveg eins og ef við tökum trjágrein og sveigjum hana. Fyr eða síðar kemur að því að spennan er meiri en greinin þolir og hún brotnar. Á sama hátt hleðst krafturinn upp í sigbeltinu undir Síle, þar til krafturinn er meiri en styrkleiki jarðskorpunnar og hún brotnar og jarðskjálfabylgjur dreifast út. Það er aðeins partur af sigbeltinu sem rifnar í hvert sinn. Þess vegna er mikilvægt að kortleggja þau svæði sem hafa rifnað, og enn meira atriði að kortleggja svæðin sem hafa EKKI rifnað. Þar verða stóru skjálftarnir í framtíðinni. Að lokum: það má skýra flest (en ekki allt) í jarðsögunni með flekakenningunni, sem er góður mælikvarði á það að þessi vísindakenning er nokkð næri lagi að vera rétt, þótt hún sé tiltölulega ung ennþá (frá 1963).
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:30 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (10)
Anortósít í Hrappsey og á Tunglinu
25.2.2010 | 22:35
Það mun hafa verið Tómas Tryggvason jarðfræðingur sem fyrst tók eftir því að bergið í Hrappsey er stórmerkilegt. Hann hvatti því Hrefnu Kristmannsdóttur jarðfræðing til að gera frekari rannsóknir á eynni, og birti hún niðurstöður sínar árið 1971 í bandaríska jarðfræðiritinu Journal of Geology. Kortið sem Hrefna gerði sýnir jarðfræði Hrappseyjar, Purkeyjar og nærliggjandi eyja í stórum dráttum, og kortið er sýnt hér til hliðar. Lykillinn að kortinu er: 1. Dólerít (krossar), 2. Anortósít (svart á kortinu), 3. Innskotsbreksía, 4. Basalt hraun, 5. Basalt gígtappi, 6. Basalt breksía, 7. Líparít breksía, 8. Gerggangur. Takið eftir svörtu svæðunum á kortinu, sem sýna útbreiðslu anortósítsins á eynni. Hrappsey hefur verið talin um 7 miljón ára gömul, en hún er rótin af fornri eldstöð og það sem við sjáum nú á yfirborði hefur myndast á nokkra kílómetra dýpi í jarðskorpunni undir þessu forna eldfjalli. Jökullinn sem skreið út Breiðafjörðinn til vesturs á ísöld rauf jarðmyndunum ofan af og afhjúpaði rætur eldstöðvarinnar. Þessar bergtegundir sem sjást á kortinu, eins og dólerít, hafa storknað í kvikuþró eldstöðvarinnar, og myndað innskotsberg. Dólerítið er náskylt gabbrói, en í Purkey og Hrappsey myndar dólerít stórkostlegt stuðlaberg og einstakt. Eins og sést best í sjávarklettum við suðaustur hluta Purkeyjar, er stuðlabergið furðulega röndótt, og sumir hafa kallað þetta berg bárujárnskletta. Stuðlarnir eru mjög reglulegir og lóðréttir, en láréttar gárur skera þá einnig á mjög reglubundinn hátt, eins og myndin eftir Eyþór Benediktsson sýnir. Gárurnar spegla lagskiftingu sem myndaðist í kvikuþrónni áður en kvikan kólnaði og stirðnaði í dólerít. Hvert lag hefur visst hlutfall steinda eða kristalla, og lögin eru því mishörð og veðrast misjafnlega hratt. Eins og myndin sýnir, þá er anortósít ljósgrátt, en það stafar af því að það er samansett nær eingöngu af einni tegund af steindum: litlausu eða hvítu steindinni plagíóklas eða feldspati. Myndin til hliðar er tekin af anortósíti í smásjá, og reglulegu gráu steindirnar eru plagíóklas. Anortósít hefur einnig myndast í kvikuþrónni djúpt niðri í jarðskorpunni. Ein vinsælasta kenningin um myndun anortósíts, og sú sem Hrefna aðhylltist á sínum tíma, er að steindir af plagíóklas myndist í kvikunni og fljóti upp í efri hluta kvikuþróarinnar og safnist þar saman til að mynda lag sem er nær hreint plagíóklasbeg: anortósít. Til þess að þessi kenning geti staðist, þá verður steindin plagóóklas að vera aðeins eðlisléttari ekn hraunkvikan. Tilraunir sýna að svo er við háan þrýsting á nokkra kílómetra dýpi í jarðskorpunni. Hrefna stakk uppá að anortósítið hefði myndast á um 15 til 35 km dýpi, eða nærri botninum á skorpunni, og risið svo upp nær yfirborði. Myndin til hliðar sýnir að eðlisþyngd hraunkviku stígur stöðugt þegar þrýstingur eykst. Vökvinn þjappast saman og verður þyngri. En eðlisþyngd steindarinnar plagíóklas (línurnar sem eru merktar An) breytist lítið og á vissu dýpi er plagíóklas fljótandi í kvikunni. Anortósít er ekki algengt á jörðu, en þa´er ein aðal bergtegundin á tunglinu. Menn lentu fyrst á tunglinu hinn 20. Júlí, 1969, og í sex Apollo leiðangrum var safnað 2415 steinum, sem vigtuðu alls 382 kg. Það var fljótt ljóst, jarfræðingum til mikillar furðu, að mikið af yfirborði tunglsins er gert úr bergtegundinni anortósít. Ef við skoðum tunglið með berum augum, þá er ljóst að yfirborð þess skiftist í ljós og dökk svæði. Ljósu svæðin eru kölluð hálöndin, og eru að mestu úr anortósít. Dökku svæðin eru stórir gígar eftir mikla árekstra loftsteina og þar er einnig að finna mikið af dökkum basalt hraunum. Sem sagt: elsta og eitt algengasta berg á tunglinu er anortósít, eins og í Hrappsey. Vinsælasta kenningin um myndun anortósítslagsins á tunglinu er sú, að í upphafi hafi ytra borð tunglsins verið einn hafsjór af bráðinni kviku, sem var meir en 1200 stiga heit. Myndin til hliðar sýnir þetta ferli. Steindir af plagíóklas byrjuðu að myndast í kvikunni, en þær voru lettari og flutu upp á yfirborðið og mynduðu hálöndin eða ytri skorpuna, þegar tunglið kólnaði og storknaði að lokum. Þannig er anortósít í Hrappsey náskylt hálöndum tunglsins. Til þessa hefur fallega bergið í Hrappsey fengið að vera í friði fyrir þeim sem leita að óvenjulegum steinum til að gera legsteina og eldhúsborðplötur. Það er mikilvægt að vernda þessa merkilegu eyju.
Vísindi og fræði | Breytt 6.12.2011 kl. 16:38 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (2)
Daginn sem Demöntum ringdi yfir Ísland
24.2.2010 | 18:53
Áður en við snúum okkur að þeirri kenningu, þá vil ég fjalla aðeins meir um þetta merkilega stig í jarðsögunni. Fyrir um 15 þúsund árum var ísöld að ljúka og þá tók við hlýtt stig sem nefnist Bolling/Alleröð, með loftslag svipað og er í dag. En fyrir um 12.900 árum kólnaði mjög skyndilega aftur á öllu norðurhveli jarðar, og yngra holtasóleyjarstigið gekk í garð, með loftslag líkt og á ísöld. Nýjustu rannsóknir á ískjörnum frá Grænlandsjökli sýna að kólnunin var ótrúlega hröð, eins og myndin frá Steffensen og félögum (2000) sýnir. Í gluganum sem er merktur B á myndinni sést að kólnunin þegar holtasóleyjastigið hefst hefur orðið á aðeins einu eða tveimur árum og þá hefur kólnað um tíu gráður. Gluggi A á myndinni til vinstri er frá Steffensen og sýnir að hlýnun í lok holtasóleyjastigsins var einnig mjög hröð, eða sennilega um þrjú ár. Byrjun og endir á holtasóleyjarstiginu eru dýpstu og hröðustu loftslagssveiflur þem þekktar eru. Á Íslandi gengu jöklar fram á þessu stigi og þá mynduðust jökulgarðar á Suðurlandi sem eru nefndir Búðagarðar og kenndir eru við Búðastig. Skriðjökull mun þá hafa gengið niður Fossárdalinn.
Hvað var að gerast erlendis á þessum tíma? Myndin fyrir ofan sýnir snið af jarðvegi í Arizona fylki í Bandaríkjunum, en jarðvegurinn er frá yngra holtasóleyjarstiginu. Undir svarta laginu fannst hér heil beinagrind af fullorðnum mammút eða loðfíl. Einnig fannst hér eldstóð, örvaroddar og ýmsar minjar frá Clovis fólki sem var uppi á þeim tíma. Um þetta leyti verður mikill útdauði á stóru spendýrunum í Norður Ameríku, og tegundir eins og sverðkettir, loðnir nashyrningar, mammútar eða loðfílar, mastódonar og toxódonar hurfu af sjónarsviðinu. Alls hurfu 35 tegundir af stórum spendýrum á þessum tíma. Orsök þessa mikla útdauða hefur lengi verið mikil ráðgáta. Mannfræðingar héldu fram þeirri kenningu að dýrin hefðu orðið veiðimönnum að bráð þegar menn fluttust fyrst úr Síberíu og yfir landbrúna á Bering sundi milli Alaska og Síberíu í lok ísaldar til Norður Ameríku fyrir um fjórtán þúsund árum. Þarna á ferðinni voru forfeður Clovis manna, en þeir gerðu einhver fegurstu vopn sem um getur. Örvar og spjótsoddar þeirra voru gerð úr tinnu og eru mikil listaverk, eins og myndin fyrir neðan sýnir.
En snúum aftur af myndinni fyrir ofan, sem sýnir jarðvegssniðið í Murray Springs í Arizona. Svarta lagið er áberandi, en það finnst víða í jarðvegi í Norður Ameríku. Rannsóknir sem R.B. Firestone og félagar birtu árið 2007 sýna að svarta lagið er 12.900 ára að aldri, sem sagt frá byrjun yngra holtasóleyjastigsins. Grein þeirra má finna hérna. Svarta lagið inniheldur sót, örsmáar glerkúlur, mikið magn af málminum iridíum, og einnig af örsmáum demöntum. Það er viðat að árekstrar loftsteina eða halastjarna á jörðu geta myndað svo háan þrýsting að örsmáir demantar, eða nanódemantar myndast, og þeir hafa einmitt fundist í seti á mörkum Krítar og Tertíera tímabilsins, þegar risaeðlurnar urðu útdauðar vegna loftsteinsáreksturs. Jöklafræðingurinn Paul Mayewski og félagar héldu næst til Grænlands og tóku sýni af ísnum sem myndaðist á yngra holtasóleyjarstiginu. Viti menn: í ísnum á Grænlandi fundu þeir töluvert magn af nanódemöntum, alveg eins og þeim sem fundust í Norður Ameríku.
Halastjörnukenningin sem er að þróast meðal vísindamanna er því sú, að fyrir 12.900 árum hafi halastjarna rekist á norðurhvel jarðar, sennilega í Norður Ameríku. Efni sem kastaðist upp í andrúmsloftið við áreksturinn dró úr sólargeislun til jarðar og orsakaði mjög snögga kólnun. Við áreksturinn breyttist karbon eða kolefni í halastjörnunni í nanódemanta, sem rigndi niður yfir allt norður hveli jarðar, en samkvæmt því ætti að vera mögulegt að fina slíka nanódemanta í jöklum Íslands. Loftslagsbreytingin og önnur áhrif árekstursins á gróðurfar og umhverfið orsökuðu útdauða stóru spendýranna. Ekki eru allir sáttir við þessa kenningu, langt því frá. Hvar er gígurinn eftir áreksturinn? Var árekstur, sem ekki skilur eftir sig gís, nógu kraftmikill til að orsaka loftslagsbreytingar og útdauða? Vísindamenn eru að eðlisfari íhaldssamir, varkárir og tortryggnir gagnvart nýjum kenningum. Það mun því taka nokkur ár í viðbót að finna gögnin sem kunna að styðja eða þá að rífa niður að grunni halastjörnukenninguna, en þetta er óneitanlega spennandi tími í rannsóknum á þessu sviði. Bloggheimurinn er fullur af heitum deilum varðandi yngra holtasóleyjarstigið og halastjörnuna, til dæmis hérna og hérna.
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:30 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (7)
Háhitasvæðin og Grænsteinn
23.2.2010 | 18:49
Þegar ég bloggaði hér fyrir neðan um jarðskorpuna hinn 20. janúar 2010 þá fjallaði ég lítið eitt um myndbreytingu bergs undir Íslandi og hitaferilinn, eða hvernig hitinn eykst eftir því sem dýpra er farið. Myndin hér sýnir aftur hlutfallið milli hita og dýpis í skorpunni, og rauðu breiðu línurnar sýna hugsanlegan hitastigul undir Íslandi. Annar hitastigullinn á myndinni fer einmitt í gegnum reit á myndinni sem er merktur greenschist, eða grænsteinn. Samkvæmt því ætti hitinn á um 2 km dýpi að vera 250 til 400oC, sem er nákvæmlega það sem steindirnar af epídót og klórít segja okkur um grænsteininn á Snæfellsnesi og víðar.
Takið eftir að þar undir, á enn meira dýpi og við hærri hita, ætti að vera mikið belti af bergtegundinni amfibólít, sem er einnig myndbreytt afbrigði af basalti. Ef myndin er rétt, þá er amfíbólít ein mikilvægasta bergtegund Íslands hvað varðar magnið, en samt er hún nær algjörlega óþekkt hér á landi. Ef til vill mun djúpborun varpa ljósi á það í framtíðinni hvort amfíbólít er ein aðal uppistaðan undir landinu.
Vísindi og fræði | Breytt 21.3.2010 kl. 14:39 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (1)
Parícutín Eldfjall og David Alfaro Siqueiros
22.2.2010 | 02:55
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:33 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (2)
Leyndardómar Búlandshöfða
21.2.2010 | 17:29
Sagan byrjar sumarið 1902. Dag einn reið í hlað í Mávahlíð á norðanverðu Snæfellsnesi ungur og efnilegur jarðfræðingur. Þetta var dr. Helgi Pjeturss (1872-1949), sem hlaut síðar doktorsgráðu í jarðfræði árið 1905, fyrstur íslendinga. Hann fær fjórtán ára pilt frá bænum í fylgd með sér, Helga Salómonsson, sem síðar varð landsfrægur upplesari í Ríkisútvarpinu og rithöfundur, en hann tók sér síðar nafnið Helgi Hjörvar (1888-1965). Sveitarpilturinn þekkti vel til í Fróðárhreppi og hann mun hafa bent jarðfræðingnum á forn jarðlög með steingerðum skeljum í fjallinu Búlandshöfða, rétt fyrir ofan Mávahlíð. Þeir byrjuðu að grúska í gilinu beint fyrir ofan bæinn Mávahlíð (sjá mynd) en síðar fóru þeir norður fyrir, upp í sjálfan Búlandshöfðann. Þar með hófst rannsókn Helga Pjeturss á Búlandshöfða og nærliggjandi fjöllum, en hér gerði hann eina af sínum merkustu uppgötvunum. Á bergbrún Búlandshöfða í um 130 til 150 m hæð fann Helgi Pjeturss jökulrispur á yfirborði blágrýtismyndunarinnar, og ofar fann hann steinrunna jökulurð, sem var vitnisburður um fyrsta jökulskeið hér. Enn ofar fann hann setslög með skeljaleifum, sem sýndu að sjávarstaða hafði verið miklu hærri. Þar ofaná kom grágrýtishraunlag sem var jökulsorfiða að ofan, og þar með vitneskja um annað jökulskeið. Síðari aldursgreiningar hafa sýnt framá að hraunið er um 1,1 miljón ára gamalt, en setlögun sem liggja undir eru allt að 1,8 miljón ára. Efst fann Helgi móbergsfjöllin eins og Höfðakúlur, sem hafa gosið á síðasta jökulskeiði. En skeljategundirnar í setinu gefa miklar upplýsingar um loftslag og hita sjávar á þessum tímum. Neðri hlutinn á sjávarsetinu inniheldur skeljategundir eins og skelina jökultoddu Portlandia arctica sem bendir til þess að sjór hafi verið mjög kaldur. Efri hluti setsins í Búlandshöfða er siltkennt, og inniheldur það nútímaskeljar eins og krækling, kúskel og nákuðung, sem hafa þrifist í heitari sjó. Í þessum sjávarsetlögum koma því vel fram miklar loftslagssveiflur á ísöld. Ári seinna, 1903, birti Helgi Pjeturss niðurstöður sínar varðandi Búlandshöfða: On a shelly boulderclay in the so-called Palagonite formation of Iceland. Greinin kom út í vel þekktu tímariti Jarðfræðafélags Bretlands, en Helgi var metnaðargjarn, og hafði snemma áttað sig á því að það var nauðsynlegt að kynna verk sín í hinum enskumælandi heimi. Fyrir hans daga höfðu flest jarðfræðirit um Ísland verið á dönsku eða þýsku. Helgi teiknaði tvö þversnið til að skýra jarðlagaskipan, annað í fjallinu fyrir ofan Mávahlíð, en hitt af Búlandshöfða, sem fylgir hér með. Í jarðlagasniðinu koma vel fram tvær mórenur eða jökulbergslög í gilinu fyrir ofan Mávahlíð.Doktor Helgi minnist sérstaklega á sveitapiltinn Helga Hjörvar neðanmáls í grein sinni í riti breska jarðfræðifélagssins árið 1903, og tekur fram að Helgi Salómonsson hafi fundið ýmsar skeljar, þar á meðal Portlandia arctica. Þess ber að geta að bræður Helga Hjörvar voru allir mjög sérstakir menn: grásleppubóndinn Pétur Hoffmann í Selsvör, Lárus Salómonsson, frægasta lögga allra tíma, og Gunnar Úrsus Salómonsson, sterkasti maður Íslands. Forspil rannsókna Helga í Búlandshöfða hefur sína sögu, sem er tengt þróun jarðfræðinnar. Á nítjándu öldinni uppgötvuðu jarðfræðingar ísöldina, aðallega vegna rannsókna svisslendingsins Louis Agassiz, og lengi var haldið að hún hefði verið eitt samfellt jökulskeið. Myndin vaf mjög einföld: það kólnaði, jökulskjöldur myndaðist yfir norður og suðurhveli jarðar, og varði í langan tíma, en svo hlýnaði og jökulbreiðan hopaði. En þessi mynd var greinilega of einföld. Í bók sinni The Great Ice Age (1874) taldi skoski jarðfræðingurinn James Geikie að ísöldin skiftist í fimm jökulskeið. Í miklu og útbreiddu riti, sem kom út í þremur bindum árin 1901 til 1909 (Die Alpen im Eiszeitsalter) sýndu þýsku jarðfræðingarnir Albrecht Penck and Eduard Brückner framá að ísöldin var ekki einn samfeldur fimbulvetur, heldur skiftist hún í hlýskeið og fjögur jökulskeið, sem þeir skírðu Günz. Mindel, Riss og Würm það yngsta. Við vitum ekki hvað Helgi Pjeturss var vel lesinn á þessu sviði eða hvort hann hafði greiðan aðgang að erlendum vísindaritum, en alla vega vitnar hann í rit eldfjallafræðingsins Archibald Geikie, sem var bróðir ísaldar-Geikie.
Í framtíðinni munu vonandi fara fram ítarlegar rannsóknir á sögu jarðvísindanna á Íslandi, og ég er fullviss um að þær munu sýna að Helgi Pjeturss var langt á undan sinni samtíð varðandi ísöldina. Umhætti dr. Helga í leiðangri á þessum tíma er fróðlegt að lesa nánar hér
http://www.heimaslod.is/index.php/Blik_1969/Sumardvöl_Dr._Helga_Péturss#
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:31 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (6)
Kvikurennsli og Upptyppingar
19.2.2010 | 22:23
Elstu Sæfararnir? - Fyrstu Túristarnir? Stórkostleg Uppgötvun eða Hvað?
17.2.2010 | 22:32
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:34 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (16)
Eldfjöll sem Mótíf í Arkitektúr
17.2.2010 | 19:59
Vísindi og fræði | Breytt 3.3.2010 kl. 18:34 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (3)