Saga Sementsins

Tvö elstu gerviefnin hafa breytt sögu mannkynsins. Það gerðist með uppgötvun glersins og sements.  Hvar væri íslenskur arkitektúr staddur ef steinsteypan hefði ekki verið uppgötvuð?  Ennþá í torkofunum?  Ég fjalla hér um sögu sementsins, sem byrjar reyndar með uppfyndingunni á aðferð til að búa til kalk.   Árið 2008 var ég að vinna við rannsóknir á norður strönd eyjarinnar Krítar í Miðjarðarhafi, ásamt grískum fornleifafræðingi.  Ströndin er nokkur hundruð kílómetrar á lengd og fjölbreytt.  Öðru hvoru rakst ég á leifar af fornum byggingum frá Bronzöld við ströndina,  sem voru reistar fyrir um þjú til fjögur þúsund árum fyrir Krists burð.  Þetta voru litlir turnar eða hringlaga ker, sem líktust helst gömlum súrheysturnum á Íslandi.  Litlu turnarnir eru rústir af kalkofnum, þar sem forn-Grikkir brenndu kalkstein til að búa til kalk.   Ofnarnir voru yfirleitt um 4 metrar í þvermál, sívalir og fjórir til fimm metrar á hæð.  Þegar ég var á ferð í Indónesíu í nóvember 2009 rakst ég á nokkra kalkofna sem enn eru virkir, eins og þessi hér fyrir ofan á eynni Sumbawa.    Eins og oft gerist, þá hefur aðferðin til að búa til kalk sennilega verið hrein tilviljun eða slys. Kalksteinn er mjög alengur víða um heim, þótt hann sé ekki til í neinu magni á Íslandi.  Kalksteinn myndast aðallega úr leifum skeldýra  og kórals á hafsbotni, en efnasamsetning hans er að mestu leyti CaCO3. Stundum er töluvert af Mg í stað Ca, en þá nefnist steinninn dólómít.  Ef kalksteinn er malaður niður og  hitaður allt að 1000 stig C verða eftirfarandi efnahvörf CaCO3 + hiti  ----- CaO + CO2

Kalksteinninn hverfur við brennsluna en eftir verður kalkduft (CaO) og koldíoxíð rýkur út í loftið.  Kalkið tekur strax í sig vatnsraka úr andrúmsloftinu og myndar steindina portlandít eða Ca(OH)2.  Þegar kalkduftinu er blandað saman við vatn þá myndast leðja sem harðnar í stein vegna efnhvarfa og virkar sem ágætt steinlím.   Bæði forngrikkir á Krít og Egyptar voru byrjaðir að brenna kalk og nota sement  fyrir um 2500 fyrir Krist, en það voru rómverjar sem gerðu sement og notuðu steinsteypu í stórum stíl um og eftir 300 fyrir Krist.  Ein elsta og merkasta bygging úr steinsteypu er Pantheon musterið í Róm á Ítalíu, en mynd af steinsteyptu hvelfingunni er hér til hliðar.  Það var byggt árið 27 fyrir Krist, og loftið er steinsteypt hvelfing sem er um 43 metrar í þvermál. Þetta er enn í dag stærsta hvelfing á jörðu sem gerð var úr steinsteypu sem ekki er járnbundin. Í miðri hvelfingunni er gat sem er níu metrar í þvermál, og það er ógleymanleg tilfinning að standa inní Pantheon á rigningardegi í Róm, og leita skjóls um leið og regnið streymir niður um mitt gatið, niður á gólfið.  Steypan í hvelfingunni er um 6 metrar á þykkt á jöðrunum en um 1,2 metrar við gatið í miðri hvelfingunni.   Rómverjar uppgötvuðu að þegar eldfjallaösku var blandað út í kalkið og hrært með vatni, þá myndaðist frábær steinsteypa sem var miklu sterkari.   Öskuna fengur þeir í grennd við Vesúvíus og önnur eldfjöll nálægt Napólí, einkum nálægt bænum Puteoli, sem í dag nefnist Pozzuoli (fæðingarstaður leikkonunar  Sofíu Loren).  Af þeim sökum nefnist slík steypa pozzolana, en rómverjar gátu jafnvel beitt henni við byggingu á mannvirkjum neðansjávar, eins og höfnina í Ostia. 

Hvað gerist þegar kalk og sement mynda steinsteypu?  Algengasta sementið í dag er svokallað portland sement.  Það er einnig framleytt  við brennslu á kalksteini í blöndu við steinefni sem inniheldur kísil.  Þegar sementsdufti er blandað við vatn þá myndast steypa, sem harðnar vegna efnahvarfa í einhverskonar kalsíum sílikat hydrat: Ca –Si - OH. En það var ekki fyrr en alveg nýlega að menn uppgötvuðu hvað virkilega er að gerast við hörðnun steinsteypunnar.  Steindin sem myndast þegar sement harðnar er sýnd í myndinni til hliðar, þar sem atóm skipan eða innri bygging efnisins kemur vel fram.  Hér eru vetnisatóm sýnd hvít á lit, súrefni fjólublá,  kalsíum grá, kísilatóm gul og súrefni rauð.  Nú þegar að innri gerð sementsins er orðin þekkt, þá má gera ráð fyrir að í framtíðinni verði miklar framfarir í gerð nýrra og betri sementstegunda.  Framleiðsla sements á jörðinni er um 3 miljarðar tonna á ári og fer nær öll framleiðslan til Kína, eins og myndin fyrir ofan sýnir.  En sementsframleiðslan hefur mikil neikvæð umhverfisáhrif.  Eins og efnajafnan efst í pistlinum sýnir, þá myndast koldíoxíð þegar kalk er brennt, og rýkur  það út í andrúmsloftið.  Sementsiðnaðurinn í heiminum myndar um 5% af allri losun á koldíoxíði, bæði vegna gas myndunarinnar og vegna koldíoxíðs frá eldsneytinu sem er notað við brennsluna.  Við hvert tonn af sementi myndast um 222 kg af kolefni sem rýkur út í loftið. Þannig er sementsframleiðsla  nokkuð stór þáttur í loftslagsbreytingum. 

Kalk er til á Íslandi en er fremur sjaldgæft. Flestir kannast við silfurberg, sem er afbrigði af steindinni kalsít.  Hvítar æðar af kalsíti myndast í sprungum í blágrýtismynduninni  víða um land, vegna forns jarðhita, og geta slíkar æðar veriða allt að 50 sm á breidd.  Það mun hafa verið um 1863 að kalkæðar fundust í Esjunni hjá Mógilsá, og framkvæmdir hófust til að vinna kalksteininn og brenna hann í kalk.  Þetta var tilraun til að koma Reykvíkingum út úr torfbæjunum og í hús sem væru hlaðin úr steini sem var límdur saman með kalki.   Egill Egilsson kaupmaður  í verzluninni Glasgow  stýrði verkinu,  og lét byggja kalkofn í Reykjavík 1876. Hann var reistur nálægt ósnum á Læknum sem rann frá Tjörninni, og við Batteríið. Slóðinn sem lá að kalkofninum varð Kalkofnsvegur.  Sjö menn störfuðu í námunni í Esjunni, hestar fluttu grjótið til sjávar og bátur kom því til Reykjavíkur í kalkofninn.  Myndin til hliðar sýnir gamla kalkofninn,  við fjöruna á bak við hús Siemsens kaupmanns.  Ekki þótti íslenska kalkið samkeppnisfært og kalkvinnslan lagðist niður árið 1879.  Nú er kalkofninn horfinn fyrir löngu, en þessum merkilegu menningarminjum var sennilega rutt á brott þegar hús Seðlabanka Íslands var byggt.  Hin forna staðsetning kalkofnsins var þar sem rauði díllinn er á myndinni fyrir ofan. Hér fyrir neðan er gamalt Reykjavíkurkort frá 1876, þar sem kalkofninn er merktur inn (rauður hringur) fyrir neðan Arnarhól. 

Einn merkasti Hafstraumur Jarðar er undir Grænlandssundi

Siglingin frá Íslandi  til austur strandar Grænlands er um 220 sjómílur.  Forfeður okkar gáfu þessu svæði nafnið Grænlandssund, enda er lógískt að  skýra sund eftir því landi sem þú siglir til.  Af einhverjum orsökum hefur nafnið Denmark Strait samt festst á því á alþjóðavettvangi.  Sjálfsagt er það leiðinda nafn einhverjar leifar af gamla nýlendutímanum.  Þarna úti á hafinu eru hin frægu og gjöfulu Halamið, en fáir átta sig á því að djúpt undir Grænlandssundi er einn merkasti og mikilvægasti  hafstraumur jarðarinnar.  Þessi straumur er  aðal mótorinn í hringrás þeirri sem við nefnum færiband heimshafanna.  Lítum á kortið fyrir ofan.  Það er greinilegt að landgrunn Íslands og Grænlands, sem markast  af 500 m dýptarlínunni, koma næstum saman undir Grænlandssundi og aðeins þröngur og djúpur áll skilur á milli.  Það er jarðfræðileg skýring á þessu sundi, og skarðinu í því, eins og ég fjalla um neðst í þessum pistli.   Þarna flæðir í gegnum sundið og til suðurs, meðfram botninum, harður straumur sem er um þrjú miljón rúmmetrar á sekúndu og fer á hraða sem er um 55 sm á sekúndu. Straumurinn, sem við getum kallað undirstraum Grænlandssunds, er eins og stórfljót, sem er um 300 metrar á dýpt.  Sjórinn í straumnum er mjög sérstakur. Hann hefur háa eðlisþyngd, og þess vegna fylgir hann botninum, en minnsta dýpi í rennunni á botni Grænlandssunds er um 650 metrar. Þessi straumur er sjór sem hefur myndast  lengra í norðri,  í  Íslandshafi.   Fyrir flest okkar er sjór bara sjór.  En haffræðingar hafa greint margar tegundir af sjó, og beita mælingum á hita og seltu til að skilgreina hinar ýmsu gerðir af sjó sem finnst í heimshöfunum. Hlutföllin af hita og seltu ákvarða eðlisþyngd sjávar, eins og myndin fyrir ofan  sýnir.   Djúpi straumurinn undir Grænlandssundi  er rauði hringurinn á myndinni. Hitinn á þessum sjó er rétt við frostmark.  Það eru tveir aðrir straumar í Grænlandssundi, en þeir eru báðir á yfirborði, eins og næsta mynd sýnir.   Annar þeirra er Irminger straumurinn sem flæðir á yfirborði til norðurs með vestur ströndum Íslands.  Hann er hlýr, enda  angi af Golfstraumnum.   Einkenni Irminger straumsins eru sýnd sem blár hringur á myndinni fyrir ofan.  Takið eftir að eðlisþyngd hans er miklu lægri en undirstraums Grænlandssunds.  Þriðji straumurinn er Austur Grænlandsstraumurinn  (grænn hringur á myndinni fyrir ofan), en hann er fremur eðlisléttur yfirborðsstraumur,  sem fer í suður átt  meðfram austurströnd Grænlands.   Einn af þeim sem hefur mest rannsakað hafsstrauma í Grænlandssundi er þýski haffræðingurinn Andreas Macrander og félagar hans.  Samkvæmt mælingum þeirra hefur hiti undirstraumsins hækkað um 0,4 gráður og flæði hans minnkað um 20% á þremur árum.    Myndin til hliðar sýnir mælingar á straumnum, en flæðið er gefið upp í einingunni Sverdrup (eitt Sverdrup er ein miljón rúmmetrar á sekúndu).  Er þetta bara stutt sveifla, eða er flæði straumsins að minnka að verulegu leyti?  Þetta er mjög mikilvæg spurning, ekki aðeins fyrir svæðið umhverfis Ísland, heldur fyrir hringrás strauma í heimshöfunum og fyrirbærið sem kallað er færiband heimshafanna.    Sjórinn sem myndar djúpa undirstrauminn í Grænlandssundi  myndast við vissar aðstæður í Grænlandshafi og Íslandshafi,  norðan Íslands.  Hér kólnar þessi sjór á yfirborði Íshafsins, verður eðlisþyngri og sekkur. Þá streymir hann til sðururs og flæðir meðal annars í gegnum Grænlandssund. Hvað gerist ef  það dregur úr kólnun á þessum sjó, og ef við hann bætist ferskari sjór vegna bráðnun Grænlandsjökla? Þá minnkar eðlisþyngd hans og flæðið um Grðnlandssund minnkar.  Það er ein hugsanleg afleiðing loftslagsbreytinga.  Hvað er að gerast á svæðinu þar sem þessi eðlisþungi sjór myndast?  Myndin til hliðar sýnir hitamælingar í Íshafinu á mismunandi dýpi, á svæði milli Svalbarða og Grænlands frá 1950 til 2005.  Kvarðinn í miðjunni sýnir hita í sjónum.  Takið eftir hvernig myndin breytist frá vinstri til hægri,  vegna hlýjunar hafsins.  Getur þessi hlýjun stöðvað flæði djúpa straumsins suður um Grænlandssund?   Framtíðin mun skera úr um það, en ein afleiðingin gæti  verið  mjög alvarleg fyrir loftslag á norður slóðum.  Eins og ég minntist á í upphafi, þá er djúpstraumurinn sem flæðir suður um Grænlandssund oft kallaður “mótorinn” í færibandi heimshafanna. Síðasta myndin sýnir aðeins hluta af færibandi heimshafanna, en þar eru tveir straumar sýndir: Golfstraumurinn sem flæðir norður, og kaldur Atlantshafsstraumur, sem flæðir með botninum til suðurs.  Golfstraumurinn er AFLEIÐING af flæði kalda botnstraumsins, og allar breytingar á botnstraumnum geta því haft bein áhrif á Golfstrauminn.   En hvernig myndaðist skarðið í Grænlandssund?  Þegar Norður Atlantshafið byrjaði að opnast fyrir meir en 50 miljón árum  var Grænland nær áfast við Norður Evrópu.  Þegar landrekið færði Grænland frá meginlandinu hlóðst upp mikið magn af basalt hraunlögum, bæði á austur strönd Grænlands og í hafinu fyrir austan.  Þessi eldvirkni hélt áfram þar til fyrir um 33 miljón þarum, en þá dró verulega úr henni og mjög lítið kvika barst upp á yfirborðið. Þá myndaðist skarðið í neðansjávarhrygginn milli Íslands og Grænlands, þar sem nú er Grænlandssund.  Eldvirkni hóst á ný með miklum krafti fyrir um 25 miljón árum, og hlóð upp landgrunninu út af Vestfjörðum og svo blágrýtismynduninni sem myndar allan Vestfjarðakjálkann.  Þannig hefur myndun og upphleðsla landsins og jarðmyndana neðansjávar haft mikil og afdrifarík áhrif á hafstrauma umhverfis Ísland. 

Metan Gas frá Hafsbotni

Ég las nýlega blogg grein þar sem fyrirsögnin var á þessa leið:  Nýjustu rannsóknir sýna að hættulegt gas lekur nú uppúr sífreranum á heimskautasvæðnunum. Undirfyrirsögnin segir: En hafið engar áhyggjur – þetta eru bara vísindi.   Svona er tortryggni varðandi vísindin komin á hátt stig í dag.  Ég leyfi mér nú þrátt fyrir það  að fjalla um þetta gas, sem heitir metan eða mýragas.   Einu sinni var ég að vinna á hafrannsóknaskipi við að taka sýni af setinu á hafsbotni í Norður Atlantshafi. Við notuðum bor eða kjarnarör til að ná sýninu. Eitt sinn þegar rörið kom upp, þá var ís í setinu.  En þetta var ekki venjulegur vatnsís heldur ís af metan hydrat, sem er blanda af vatni og efninu sem við nefnum oft mýragas: CH4.  Metan gas sem er unnið með jarðborunum djúpt niður í gamlar myndanir af setlögum er eitt mikilvægasta eldsneyti á jörðu. Til dæmis í Bandaríkjunum er það gas um einn fjórði af allri orkuneyslu. 

Metan myndast þegar lífræn efni rotna, hvort sem er í setinu á hafsbotni, í mýrum eða í maganum á kúm. Það eru bakteríur sem þrífast við þessi skilyrði, sem brjóta niður lífræn efni og framleiða gasið.

Hvernig myndast metan hydrat ísinn í setinu á hafsbotni?  Það er háð því hvað sjórinn er oft ískaldur, eða rétt fyrir ofan frostmark, við hafsbotninn í norðurhöfum.  Kortið fyrir ofan sýnir að metan hydrat setmyndanir eru mjög útbreiddar í heimshöfunum.  Myndin til hliðar er “fasa diagram” sem sýnir ástand efnis eins og metans við mismunandi hita og þrýsting eða dýpi. Við ástand eins og ríkir fyrir neðan feitu línuna er metan hydrat í jafnvægi.  En ef botnsjórinn hlýnar, þá leysist metan hydrat upp og metan gas streymir út, upp í sjóinn og að lokum upp í andrúmsloftið.   Í dag kom út merk grein í vísindaritinu Science um metan eftir hóp vísindamanna frá Alaska og Rússlandi.  Mælingar á botnsjó á landgrunninu fyrir utan austur hluta Síberíu sýna að hann er mettaður af metan gasi, og er hér miklu meira ústreymi af metan gasi en áður var talið.  Þessi nýuppgötvaða losun af metan undan Síberíu er jafn mikil og var þekkt áður í öllum heimshöfunum.  Breskir og þýskir vísindamenn hafa gert svipaða uppgötvun á hafsbotninum í 150 til 400 m dýpi fyrir vestan Svalbarða.  Þar fundu þeir að metan gas streymir upp um litil göt úr botninum og upp í hafið, eins og myndin til hægri sýnir.  

Metan getur haft 30 sinnum meiri áhrif á hlýnun jarðar en koldíoxíð, og er því mikilvægt að fylgjast með magni þess í andrúmslofti. Myndin til hliðar sýnir að metan hefur stöðugt vaxið í andrúmslofti jarðar.  Það er talið að í dag séu gróðurhúsaáhrifin af völdum metan gass í lofthjúpnum um fimmti hluti, en koldíoxíð afgangurinn.  Byrgðir af metan, bæði í sífreara á landi og í setinu á hafsbotni, eru gífurlegar, og ekki þarf mikla breytingu á hita botnsjávar til að þær birgðir sleppi út í lofthjúpinn og valdi mikilli hlýjun um jörð alla.  Enn ein ástæðan til að fylgjast vel með hvað er að gerast í vísindunum í dag. 

Allt að verða vitlaust undir Eyjafjallajökli

Eins og rætt er um í fjölmiðlum, þá hefur skjálftavirkni aukist mjög mikið undir Eyjafjallajökli.  Þetta er með stærri hrinum, en virðist vera tengd kvikuhreyfingum í miðri jarðskorpunni.  Eins og sjá má á vef Veðurstofunnar, er skjálftunum dreift undir allan Eyjafjallajökul.  Fyrri myndin sýnir uppsafnaðan fjölda skjálfta undir Eyjafjallajökli (blár ferill),  Goðabungu (grænn ferill), Torfajökli og Myrdalsjökli.  Sjálftum hefur fjölgað stöðugt allan janúar mánuð, en keyrt hefur um þverbak í gær og í dag, 4. marz.  Neðri myndin sýnir strainútlausn í skjálftum sem fall af tíma síðan í maí 2009.  Strainútlausn er mælikvarði á afmyndun jarðskorpunnar og því mælikvarði á orkuna sem felst í þessum jarðskorpuhreyfingum. Það kann að koma á óvart að uppsöfnuð strainútlausn í skjálftum hefur undanfarið verið miklu meiri í Goðabungu (græna línan) árið 2009, vegna þess að skjálftar þar hafa verið stærri þótt þeir væru færri,  en nú er Eyjafjallajökull búinn að ná sama gildi af heildar strain útlausn eða orku.   Þriðja myndin sýnir stærð (bláir dílar) og dýpt (rauðir) fyrir þá  250 skjálfta sem hafa orðið undir Eyjafjallajökli síðustu daga, frá 2. marz til  4. marz 2010.  Lóðrétti ásinn sýnir stærð og dýpið í kílómetrum í skorpunni á upptökum skjálftanna.  Það er áberandi hvað skjálftarnir eru djúpt niðri í skorpunni, flestir á bilinu 6 til 10 km.  Einnig er eftirtektarvert að skjálftarnir hafa stækkað nokkuð stöðugt í dag, eins og blái ferillinn sýnir.  Enn er ekkert sem bendir til þess að gos sé í aðsigi, em mikið magn af hraunkviku er að brjótast um jarðskorpuna undir Eyjafjallajökli. 

Vísindamenn eru Mannlegir og geta verið Hættulegir

Sumir vísindamenn geta verið slæmir, eins og annað fólk,  gráðugir, jafnvel ræningjar, morðingjar og svikarar, sem sagt mannlegir.  Stundum reyna þeir að blekkja fólk, eins og til dæmis í sambandi við svokölluðu uppgötvunina um “cold fusion” árið 1989, þegar eðlis-efnafræðingarnir Martin Fleischmann og Stanley Pons reyndu að telja heiminum trú um að þeir gætu komið af stað kjarnaklofa við venjulegan herbergishita og framleitt óendanlega og ódýra orku.  Engum vísindamanni tókst að endurtaka tilraunir þeirra.  Læknarnir sem gerðu tilraunir á föngum nazista í Þýskalandi voru sannir glæpamenn vísindanna.   Albert Einstein vissi að til voru hætulegir vísindamenn og hann varaði Roosevelt forseta Bandaríkjanna  í sendibréfi árið 1939 við hættunni af því að hugmyndin um kjarnorkusprengjuna kæmist í hendur illvilja vísindamanna. 

Vísindin sem varða lofslagsbreytingar og hugsanleg áhrif þeirra eru mikilvægur snertiflötur milli mannkynsins og vísindanna, og geta niðurstöðurnar haft áhrif á allt mannkyn.   Nú hafa nokkrir vísindamenn sem stunda loftslagsrannsóknir verið óvarkárir í bréfasendingum  sín á milli og tölvupóstur þeirra lekið út.  Afleiðingin er algjör tortryggni almennings gagnvart kenningunni um loftslagsbreytingar af völdum losunar koldíoxíðs út í andrúmsloftið.  Í einu tilfellinu eru það um eitt þúsund tölvupóstsendingar breska vísindamannsins Phil Jones, sem er forstöðumaður við Loftslagsrannsóknastöðina í East Anglia háskóla í Bretlandi.  Tölvupósturinn sem lak út er ósmekklegur, en gögn stofnunarinnar, sem hafa verið birt í vísindaritum eftir viðeigandi ritrýni, eru á engan hátt í vafa, og  því full áreiðanleg heimild um loftslagsbreytingar. 

Annað tilfelli varðar indverska verkfræðinginn Rajendra Pachauri, sem er formaður IPCC nendarinnar (Intergovernmental Panel on Climate Change) og reyndar störf nefndarinnar allrar.  Nefndin var sett á laggirnar árið 1988 af Alþjóða Veðurstofunni (WMO) og Sameinuðu Þjóðunum  til að rannsaka hættuna á því að verk mannsins kynnu að orsaka loftslagsbreytingar.   Myndin til hliðar er af Pachauri formanni, og nú getur hver spurt sjálfan sig: treysti ég þessum manni? Mundi ég kaupa bíl af honum?  Hann tók við Nóbelsverðlaunum fyrir hönd nefndarinnar árið 2007.   Sama árið birtist ný skýrsla frá IPCC nefndinni og annað hneyksli spratt upp úr henni.  Nú kom í ljós að í skýrslunni voru ýkjur um hraðann á bráðnun jökla í Himalayafjöllum.  Einnig kom í ljós að sá sem veitti rangar upplýsingar um jöklana starfaði við rannsóknarstofnun í Indlandi sem var í eigu Pachauri, formanns nefndarinnar.

Það er ljóst að traust nenfdarinnar er horfið eins og dögg fyrir sólu.  Það er einnig greinilegt að nefndin hefur starfað meir sem pólitískur þrýstihópur en vísindaleg rannsóknarnefnd.  Dagar hennar eru sennilega taldir.

Hverjum og hverju má þá trúa í heimi vísindanna?  Mín reynsla er sú, að ekki sé alltaf hægt að trúa yfirlýsingum frá nefndum, og er IPCC gott dæmi um það.  Þótt á þriðja þúsund vísindamenn hafi komið nærri skýrslunni, þá hefur hún ekki verið ritrýnd á vísindalegan hátt og er því tortryggileg.  Aftur á móti er hægt að taka fullt mark á flestum vísindagreinum.  Yfirleitt eru ritgerðir sem birtast í merkustu vísindaritunum, eins og til dæmis í Nature og Science,  áreiðanlegar vegna þess að þær hafa gengið í gegnum strangt ritrýni. Aðferðin varðandi birtingu vísindaathugana er venjulega sú, að ritstjóri, ef hann telur ritgerðina áhugaverða, sendir hana í ritýni til þriggja til fimm vísindamanna til að dæma um það  hvort handritið sé birtingarhæft og fara þeir yfir styrkleika og veikleika rannsóknarinnar og handritsins.  Þeir sem eru valdir sem ritrýnar eru oftast þeir vísindamenn sem starfa á sama sviði og því oft keppinautar höfundsins.  Það er því þeim í hag að  benda á allar villur og bókstaflega reyna að rífa greinina niður og helst að koma í veg fyrir að hún sé birt.  Ég sendi handrit til Nature sem var 6 síður á lengd.  Ég fékk til baka fax með ummælum fimm ritrýna sem voru fjórtán síður á lengd. Mér tókst þó að sannfæra ritstjórann um að ég hafði á réttu að standa.  Þannig er samkeppnin oft blóðug, en sannleikurinn og áreiðanleg gögn komast oftast í gegnum þessa eldraun og birtast, stundum um seint og síðir, í merku og virtu vísindariti. Ólíkt er með skjöl sem koma frá nefndum, og auðvitað allt sem birtist á netinu, en í báðum tilfellum er ekkert ritrýni.  Verið ávalt tortryggin, og kannið hvaðan upplýsingarnar koma, áður en þið trúið á gildi þeirra. 

Þegar Kanar vildu kaupa Ísland og Grænland

Þegar Abraham Lincoln var forseti  Bandaríkjanna, þá var William H. Seward (1801-1872) utanríkisráðherra hans. Þá var Monroe yfirlýsingin í hávegum höfð, nefnilega að öllum frekari tilraunum ríkja í Evrópu til að komast yfir lönd eða landsvæði í Norður eða Suður Ameríku yrði mætt með valdi af hendi Bandaríkjanna. Monroe yfirlýsingin, sem var sett fram árið 1823,  staðfesti að engar nýlendur Evrópuþjóða væru heimilar í vesturheimi, og í staðinn lýstu Bandaríkin því yfir að þau muni ekki skifta sér af millilandadeilum innan Evrópuþjóðanna.  Í þessum anda vildu Bandaríkin komast yfir þau landsvæði sem Evrópuþjóðir réðu yfir í Norður Ameríku.  Þeir byrjuðu á því að kaupa Alaska af rússum árið 1867 fyrir aðeins 7,2 miljón dali og það var William H. Seward sem stýrði þeim kaupum fyrir Bandaríkin.   Á sama tíma vildu Bandaríkin eignast lönd í Karíbahafi og höfðu lengi augastað á Kúbu. Á þessum tíma átti Danmörk nokkrar eyjanýlendur í Vestur Indíum, eða eyjarnar Saint Croix, Saint Thomas og Saint John. Altalað er að danir voru mestu harðstjórarnir og harðskeytir þrælahaldarar í Karíbahafi á þeim tíma. Árið 1867 byrjaði Seward að semja við dani um kaup á eyjunum, en ekki gekk það dæmi upp. Aftur var reynt árið 1902 en frumvarpið féll í danska þinginu.  Í fyrri heimsstyrjöldinni fór málið að færast í annað horf, og danir féllust loks á sölu eyjanna fyrir 25 miljón dali, en gengið var frá sölunni árið 1917.  Síðan hafa eyjarnar verið kallaðar Jómfrúareyjar, eða the Virgin Island of the United States.  Um leið og kanar festu kaupin, þá féllust þeir á að viðurkenna Grænland sem hluta af Danmörku. Það var mjög snjallt bragð hjá dönum að setja þau skilyrði fyrir kaupunum.   Það er ekki eins þekkt staðreynd að Seward vildi einnig kaupa Grænland og Ísland fyrir hönd Bandaríkjanna.   Hann faldi Strand- og Sjómælingastofnun Bandaríkjanna, U.S. Coast Survey, að ganga frá skýrslu um hlunnindi Grænlands og Íslands, en þá var Charles S. Peirce (1839-1914)  forstöðumaður stofnunarinnar.  Peirce eldri var ekki aðeins frábær vísindamaður, heldur merkur heimspekingur.  Hann kom fyrstur manna fram með kenninguna um pragmatism, sem heldur því fram, að ef einhver kenning passar vel við athuganir og staðreyndir, þá er kenningin sennilega rétt.  Peirce fékk son sin Benjamin M. Peirce til að vinna að skýrslunni, sem var afhent Seward í desember 1867 og gefin út í bókarformi ári síðar af Utanríkisþjónustunni.  Peirce yngri var námuverkfræðingur. Bókin heitir A Report on the Resource of Iceland and Greenland. Bókin er 72 síður,  myndskreytt og gefur fróðlega mynd af Íslandi á þeim tíma, en ekkert bendir til að Ben Peirce hafi sótt heim Ísland eða Grænland við undirbúning bókarinnar.  Bókina má til dæmis lesa á vefnum hér.  Ekki er mér kunnugt um gang málsins milli yfirvalda dana og bandaríkjamanna  á þessum tíma, en svo virðist sem bandaríska þingið hafi ekki fylgt málinu eftir frekar að sinni.  Svo gerist það árið 1946 að Bandaríkin gera formlegt tilboð í Grænland uppá eitt hundrað miljón dali, eins og komið hefur fram í leyniskjölum sem voru birt nýlega.  Ekkert varð úr þeim kaupum heldur, en bandaríkjamenn náðu  auðvitað fótfestu í báðum löndum ókeypis með því að beita aðstöðu sinni í Norður Atlantshafs bandalaginu eða NATO.  Hvernig liti Ísland út í dag, ef úr kaupunum hefði orðið?

Tíðni Eldgosa og Jarðskjálfta

Eftir hamfarirnar í Haítí og í Síle spyrja margir: er tíðni jarðskjálfta að aukast? Er heimurinn loksins að farast?  Er endirinn nærri?  Sumir spyrja hins sama varðandi tíðni eldgosa.  Þessar spurningar koma alltaf upp þegar stórar náttúruhamfarir skella yfir okkur á jörðu.   Lítum fyrst á eldgosin um heim allan. 

Bláa línuritið sýnir fjölda eldfjalla á jörðu sem hafa verið virk á ári hverju frá 1790 til 1990. Það er greinilegt að fjöldinn hefu aukist stöðugt og verulega, eða þrefaldast.  En við verðum að hafa það í huga að þetta er fjöldi virkra eldfjalla sem hafa verið SKRÁÐ. Línuritið er eiginlega betri mælikvarði á fjölgun mannkynsins, og betri skráningu og vöxt fjölmiðla, heldur en fjölda gosa.  Takið einnig eftir því hvað tíðni virkra eldfjalla dettur niður  í fyrri og seinni heimsstyrjöldunum.  Þá voru fjölmiðlar og allur almenningur of uppteknir af stríðinu til að skrá sum eldgos, einkum lítil gos í fjarlægum löndum.  Auðvitað er einhver sveifla í tíðni gosa ár frá ári, en hún er lítil.   Það virðist að að meðaltali séu um sextíu til sextíu og fimm eldfjöll virk á ári hverju, að meðaltali.  Myndin er önnur ef við lítum bara á stærri gosin, þau sem gjósa meir en 0,1 rúmkílómetrum af kviku, eins og neðri og græna myndin sýnir.

Þá er tíðnin nokkuð stöðug í gegnum tvær aldir, og  jafnvel á átjándu öldinni voru flest stærri gos skráð.

Síðan 1960 hefur verið fylgst nokkuð vel með eldvirkni í heiminum. Næsta línurit í hvítum glugga hér fyrir ofan  sýnir  fjölda af virkum eldfjöllum á ári hverju frá 1960 til ársins 2000.  Það er eingin mælanleg breyting á þessum tíma.  Sem sagt:  tíðni eldgosa er nokkuð stöðug á sögulegum tíma.  En ef við lítum á lengri tíma, jarðsögulegan tíma, þá er sagan önnur, eins og ég mun fjalla um í síðari pistli.

 En jarðskjálftar?  Er þeim ekki virkilega að fjölga?  Það er svipuð saga og með eldfjöllin.  Línuritið í hvíta glugganum  til hliðar sýnir fjölda ALLRA jarðskjálfta sem MÆLDIR hafa verið á jörðu  frá árinu 1973 til 2006.  Það er greinileg mikil aukning í fjölda mældra skjálfta.  En á sama tíma hefur orðið gífurlegur vöxtur í fjölda jarðskjálftamæla sem er komið fyrir í löndum um allan heim og einnig bylting í samgöngum og skiftum á upplýsingum. Árið 1931 voru til dæmis aðeins 350 jarðskjálftastöðvar virkar, en í dag eru meir en átta þúsund virkar stöðvar sem senda gögn samstundis um vefinn.  Af þeim sökum hefur orðið bókstafleg sprenging í fjölda skráðra jarðskjálfta, sem skýrir þetta línurit. Við erum sennilega að komast á það stig núna að allir jarðskjálftar eru skráðir, og einnig öll eldgos.  Kerfið er orðið mettað.   Nú eru um tuttugu þúsund skjálftar skráðir í heiminum af alþjóðajarðskjálftastöðinni ár hvert, eða um fimmtíu á dag.  

Við skulum þá líta á tíðni stórra jarðskjálfta á jörðu, því meiri líkur eru á að  mælingar og skrár yfir þá séu áreiðanlegar vegna þess að þeir mælast um heim allan.  Myndin til hliðar sýnir gögn frá jarðvísindastofnun Bandaríkjanna yfir stærri skjálfta á síðasta áratug. Eins og þar kemur fram, og ef litið er á fyrri áratugi, þá er engin mælanleg sveifla í tíðni stðrri skjálfta á jörðu. Við getum andað léttara. Heimsendir er ekkert nær.

 

Eldgígar eru Listaverk

Árið 1970 skapaði Robert Smithson bryggju sem myndaði eins kílómeters langan spíral út í Saltavatn í Utah í Bandaríkjunum. Það er eitt fyrsta og þekktasta verkið sem má nefna landlist  eða jarðverk, þar sem listaverkið er stór og nátengdur hluti af landslaginu.  Auðvitað eru píramídarnir í Egyptalandi einnig stórkostleg jarðverk á sína vísu.  Annað frægt verk af þessu tagi er enn í byggingu, en það er Roden Crater eftir James Turrell.  Hann byrjaði á því að kaupa 400 ferkílómetra af landi árið 1979 í jaðri eyðimerkurinnar sem kölluð er Painted Desert  í Arizona fylki í Bandaríkjunum.  Á landi hans eru nokkrir gígar, sem tilheyra San Francisco Peaks gígaþyrpingunni, og einn þeirra er gígurinn Roden, sem er um 390 þúsund ára gamalt og útdautt eldfjall, um 200 metrar á hæð.  Gígar eru auðvitað listaverk frá náttúrunnar hendi, en Turrell vildi gera enn betur og nota gíginn sem  umgerð fyrir listaverk sitt, en það fjallar um ljós og áhrif þess.  Turrell hafði lengi starfað sem flugmaður, og flaug meðal annars njósnavélum fyrir CIA, en varð þekktur fyrir að smygla múnkum út úr Tíbet til Indlands í lítilli flugvél sinni, þegar Kína gerði innrás í Tíbet.  Hann dáði landslagið, eins og það lítur út úr lofti, og byrjaði að velta því fyrir sér hvernig hann gæti tengt listaverk sitt nánar landslaginu.   Vinna hófst fyrir alvöru í Roden árið 1980, og enn í dag er verið að starfa að verkinu. Gestir ganga inn í eldfjallið í gegnum löng göng, þar til þeir koma í sal undir gígnum. Í loftinu fyrir ofan, sem er botn gígsins, er stór sporöskjulagað gat, sem Turrell kallar auga gígsins, þar sem gestir horfa upp til himins og sjá stjörnurnar fyrir ofan.  Það er mikið tæknilegt vandamál að gera göng í gegnum vikur og gjall, sem þarf að fóðra með steinsteypu. Kostnaður hefur orðið gífulegur  og er kominn langt yfir 10 miljón dollara.   Erfitt hefur reynst að fá fjármagn til að ljúka verkinu og er Roden gígur ekki enn opinn almenningi.