Bloggfærslur mánaðarins, desember 2011

Uppruni Lofthjúps Jarðar

HadesHades er hið forngríska goð undirheimanna og ríki Hadesar var helvíti. Þannig var Jörðin í upphafi: glóandi heitur bolti, sem var umlukinn miklum hafsjó af bráðinni bergkviku. Hadean er elsta tímabil jarðsögunnar, og nær það yfir tímann frá myndun jarðar fyrir um 4,568 milljörðum ára og þar til fyrir um 3,85 milljörðum ára, þegar fyrsta jarðskorpan, sem hefur varðveist, myndast. Tímabilið frá 3,85 til 2,5 milljörðum ára nefnist Archean eða Upphafsöld. Elsta bergið frá þessum tíma finnst á Grænlandi, Kanada og í Ástralíu. En þótt við höfum ekki berg frá Hadean tíma, þá höfum við samt litlar steindir eða kristalla frá Hades, sem finnast í yngra bergi. 424px-Zircon_microscopeÞetta eru steindir af zirkon, og nú benda rannsóknir til að ef til vill hafi Hades kólnað fyrr og hraðar en áður var haldið. Þessi kristallategund hefur efnasamsetninguna ZrSiO4, og zirkon er nokkuð algengt í íslensku líparíti. Elstu zirkon kristallarnir sem finnast til dæmis í Ástralíu hafa verið aldursgreindir og eru 4,404 milljarðar ára. Það hefur lengi verið deilt um hvenær súrefni hafi orðið ríkjandi þáttur í lofthjúp jarðar. Lengi ríkti sú skoðun að forni lofthjúpurinn hefði verið mjög súrefnissnauður og því ekki beint lífvænlegur. Nú benda rannsóknir á zirkon kristöllum hins vegar í aðra átt. Inni í kristöllunum finnast litlir dropar af kviku, sem nú er gler, en gefur vísbendingu um efnasamsetningu kviku á þessum tíma. Niðurstöðurnar sýna, að súrefnisástand kvikunnar á Hades tíma var svipað og í kviku í dag. Það bendir til að eftir aðeins 150 milljon ar frá myndun Jarðar hafi verið kominn lofthjúpur ekki mjög frábrugðinn þeim sem nú er á Jörðu. AÐEINS 150 milljón ár kann að virðast nokkuð langur tími, en nú lítur málið þannig út, að ótrúlega hröð þróun á jarðskorpunni og lofthjúp hafi átt sér stað á þessu tímabili, og þær aðstæður myndast hér, sem voru einkar hagstæðar fyrir myndun lífs.

Dýpi skjálfta undir Kötlu

DýpiIngþór Friðriksson spyr hvort það hafi orðið breyting á dýpi jarðskjálfta undir Kötlu. Myndin sem fylgir er úr Skjálftavefsjá Veðurstofunnar, og nær yfir tímabilið frá í júní til desember 2011.  Reyndar vantar alla minni skjálfta á myndina, en það breytir sennilega engu. Hún sýnir, að langflestir stærri skjálftarnir eru grynnra en 5,5 km í jarðskorpunni. Ekki get ég séð að það sé nein breyting á dýpinu með tímanum. 

Koltvíoxíð straumar á Mars

figure_S1Mars er töluvert minni en jörðin og nokkuð fjær sólu. Enda er kalt á Mars, og meðal hiti á yfirborði í kringum −55 °C. Á heimskautunum fer kuldinn alla leið niður í −143 °C. En samt sem áður er fjöldi af merkjum á yfirborði Mars um að einhvers konar vökvi hafi runnið hér, myndað gil, gljúfur og margskonar farvegi. Fyrsta mynd sýnir slíkt landslag á Mars. Takið eftir mælikvarðanum. Nú getum við vel séð öll smáatriði á plánetunni. Margir töldu að hér væru merki um að vatn hefði runnið á yfirborði rauðu plánetunnar áður fyrr, en síðan hefði allt frosið. Nýjustu upplýsingar eins og þessi mynd benda til þess, hins vegar, að enn sé rof í gangi á Mars, og jafnvel á heimskautasvæðunum, þar sem fimbulkuldi ríkir. Vísindaritið Physics Today telur að ein af sjö merkustu uppgötvunum ársins 2011 sé fundur af miklu magni af frosnu koltvíoxíði í jörðu á Mars. Getur það verið, að farvegirnir á Mars séu ekki eftir vatn, heldur strauma af koltvíoxíði? co2 phase diagramVið skulum líta á seinni myndina, sem sýnir fasaskifti í koltvíoxíði, þegar breytingar á hita og þrýstingi eiga sér stað. Við erum vön því að fast efni, eins og ís, breytist í vökva við hitun. En eins og myndin sýnir, þá breytist frosið koltvíoxíð í gas undir kringumstæðum eins og þeim, sem nú ríkja á Mars -- sjá rauðu örina á myndinni. Frosið koltvíoxíð breytist beint í gas við lágan þrýsting (minni en 5 loftþyngdir - atm.), þegar hitastig er undir mínus 56 stigum á Celsíus. Ein stórkostleg hugmynd sem nú er vinsæl er sú, að fasaskiftin á koltvíoxíði breyti efninu beint úr frosnu ástandi og yfir í gas á Mars. Við það getur gasið myndað strauma á yfirborði, sem orsaka rof og flytja með sér sand og grjót. Það er rétt að minnast þess, að koltvíoxíð gas er fremur þungt. Á Jörðu er það til dæmis töluvert eðlisþyngra en andrúmsloftið okkar. Það er erfitt að hugsa sér hvernig slíkir straumar líta út. Sennilega eru þeir líkastir gjóskuflóðum á Jörðu, en munurinn er sá, að á Mars eru straumarnir ískaldir.

Friður í jarðskorpunni

KortLítið á skjálftakortið frá Veðurstofunni í dag. Aðeins örfáir skjálftar, og flestir frá aðfangadeginum. Ég man ekki eftir að hafa séð svo mikinn frið í jarðskorpunni á Íslandi. Getur það verið? Hefur hinn almáttugi gefið jarðöflunum frí yfir jólin? Nei, þetta er ekki nóg til að gera mig trúaðan! Ein skýringin er að starfsmenn Orkuveitu Reykjavíkur eru í jólafríi og hættir í bili að dæla niður pækli í borholur umhverfis Hellisheiðarvirkjun. En hvað þá með restina af Íslandi? Er Veðurstofan líka í jólafríi? Ég held að það sé einhver á vakt. Við sjáum bara að það er mikil sveifla í skjálftavirkni undir landinu frá degi til dags.

Norðurheimskautið

 GrænlandsjökullVið búum ekki á Norðurheimskautssvæðinu, nema þeir, sem hafa tekið sér ból á nyrsta odda Grímseyjar, í grennd við Köldugjá. Samt sem áður hafa allir íslendingar gagn af fróðleik um næsta nágrenni okkar, norður slóðir og Íshafið. Bandaríska loftslags- og hafrannsóknastofnunin NOAA hefur nýlega birt ítarlega skýrslu um málið. Þetta er ekki skýrsla um áhrif mannkyns á loftslagsbreytingar, heldur ískaldar staðreyndir um sjáanlegar og mælanlegar breytingar umhverfis okkur. http://www.arctic.noaa.gov/reportcard HafísVið skulum byrja á Grænlandi, þar sem gögn eru mjög góð. Fyrsta myndin sýnir breytingar á Grænlandsjöklum síðasta áratug, mælt í gígatonnum af ís (eitt gígatonn = einn milljarður tonna). Breytingarnar eru miðaðar við frávik frá árinu 2007. Yfirleitt minnkar íshellan um 250 gígatonn á ári hverju, en síðasta árið er bráðnunin enn hraðari, eða um 430 gígatonn. Þessi bráðnun síðastliðna tólf mánuði er nægileg til að hækka vatnsborð heimshafanna um 1,1 millimeter. En breytingar á borði sjávar eru háðar mörgum öðrum þáttum, eins og sveiflum á hita sjávar. Næst lítum við á hafísbreiðuna umhverfis Norðurheimskautið. Hún er stærst að flatarmáli í mars hvert ár, en minnst í september. Gervihnettir hafa fylgst náið með þróun hafísbreiðunnar síðan árið 1979. Eins og seinni myndin sýnir, þá heldur hafísbreiðan áfram að minnka stöðugt. Í september er hún um 40% minni en árið 1979 og í mars um 5 til 10% minni.  septAfleiðingin er sú, að nú eru þrjár siglingaleiðir opnar yfir Norðurheimskautið í september, eins og þriðja mynd sýnir: bæði syðri og nyrðri Norðvesturleiðin, og einnig leiðin meðfram strönd Síberíu. Að lokum: auðvitað hefur hlýnað á Norðurheimskautinu.  Fjórða og síðasta myndin sýnir hlýjun í lofti frá árinu 1900. Það eru miklar sveiflur frá ári til árs, en ferlið í heild er greinilega uppávið. temp

Mesti viðburður ársins

Tohoku-okiÞað fer ekki milli mála, að langmerkasti viðburður ársins hér á Jörðu var skjálftinn mikli í Japan hinn 11. mars 2011. Hann er ekki merkur vegna mikils mannfalls („aðeins¨ tuttugu þúsund látnir), heldur einfaldlega vegna þess að þá leystist úr læðingi gífurlegt magn af orku, sem hlaðist hafði upp í jarðskorpunni í fjölda ára. Orkan sem baust út jafnast á við 500 megatonna kjarnorkusprengingu, sem er jafngildi fimm hundruð milljón tonna af sprengjuefni. Til samanburðar var "Tsar Bomba", stærsta kjarnorkusprengja Sovíetríkjanna árið 1961, um 50 megatonn að stærð. Orkan á uppruna sinn í flekahreyfingum, þegar Kyrrahafsflekinn fyrir austan sígur niður í sigbeltinu undir Asíuflekann fyrir vestan. Það tók 150 sekúndur fyrir Asíuflekann og austur strönd Japans að flytjast um 5 metra til austurs. Samtímis lyftist upp svæði sem er um 15000 ferkílómetrar um 5 metra. Á misgenginu á hafsbotni voru lóðréttar hreyfingar um 60 til 80 metrar, og þessar hreyfingar orsökuðu flóðbylgjuna miklu. MomentSkjálfti af þessari stærð, sem er 9,0 á (moment magnitude) skalanum, er til allrar hamingju sjaldgæft fyrirbæri. En á sama svæði í Japan varð einmitt slíkur skjálfti árið 869. Tohoku-oki skjálftinn í ár er einstakur í sögunni fyrir það, að hreyfingin og áhrifin voru mjög snögg. Þetta kemur fram á seinni myndinni, sem sýnir að hreyfingin (rauða línan) gerðist nær öll í upphafi, á fyrstu 100 sekúndunum, ólíkt því sem gerðist í öðrum stórskjálftum. Þeir stóru eru Alaska 1964 (stærð 9,2), Sumatra 2004 (9,2), Síle 2010 (8,8) og Japan 2003 (8,3). Hvað gengur eiginlega á, nú á síðasta áratug? Það er talið að á síðustu tíu árum hafi komið fram um 2,5 sinnum meiri orka í jarðskjálftum heldur en á „venjulegum¨ tímum.

Bíður eftir Kötlu

Fjöldi2011Á þessu ári hefur eldstöðin Katla verið mikið í fréttum. Við höfum oft heyrt það sagt, að Katla sé komin á tíma, að nú hljóti að fara að gjósa vegna þess að viss tími sé liðinn síðan síðasta stórgos var, árið 1918. Þetta er misskilningur. Reynslan sýnir, að eldgos eru yfir leitt það sem vísindin kalla stochastic process. Það er að segja: fyrri atburður eða tímalengd milli atburða hefur engin áhrif á tímasetingu næsta atburðar. Það fæst því engin spá að viti með því að mæla tíðni gosa og lengd goshlés. Hins vegar eru jarðeðlisfræðileg merki mikilvæg. Þau gera ekki spá mögulega, en þau mynda kerfi af upplýsingum, sem kunna að gefa viðvörun um yfirvofandi gos. Við skulum kíkja á vef Veðurstofunnar, og sjá hvað hefur verið að gerast í ár. Það er ljóst að mikil breyting varð í eldstöðinni Kötlu í byrjun júlí í ár, eins og rauða linan um uppsafnaðan fjölda skjálfta sýnir (fyrsta mynd). Þá jókst tíðni jarðskjálfta undir Mýrdalsjökli skyndilega. Strain2011Síðan hefur tíðnin haldist nokkuð stöðug, en heldur dregið úr henni síðustu vikur. En jarðskjálftarnir gefa frekari og áreiðanlegri upplýsignar ef við skoðum næstu mynd. Þar er sýnd uppsöfnuð strainútlausn í jarðskjálftum. Þetta er eiginlega mælikvarði á orkuna sem losnar úr læðingi við jarðskjálftana. Þar kemur fram breytingin í byrjun júlí, og enn betur fram, að tímabilið síðan um miðjan nóvember hefur verið nokkuð rólegra en í sumar og haust og að magn af orku frá jarðskjálftum hefur minnkað nokkuð eða staðið í stað síðustu vikur. Þriðja myndin sýnir súlurit, þar sem fjöldi skjálfta á mánuði undir Mýrdalsjökli er rauður. Hér er einnig ljóst, að frekar hefur dregið úr fjöldanum. Nú, síðan um miðjan nóvember, ríkir því lengsta rólega tímabilið síðan virknin undir Kötlu jókst í júlí. Ekkert markvert er að sjá á óróamælum Veðurstofunnar umhvefis Kötlu undanfarið. MánuðiSama er að segja um GPS hreyfingar á mælum umhvefis Kötlu. Þær hreyfingar eru það sem við er að búast vegna landreks. Enginn sér inn í framtíðina í jarðskorpunni, en alla vega virðist ástandið stöðugt … í bili. Að lokum: gleymum því ekki, að umbrot og órói í jarðskorpunni leiðir alls ekki alltaf til eldgosa. Gott er að minna á óróann við Upptyppinga árin 2007 og 2008 í því sambandi. Mikill hluti af óróafyrirbærum í skorpunni eða undir eldfjöllum lognast útaf, án þess að gos verði.

Innskráning

Ath. Vinsamlegast kveikið á Javascript til að hefja innskráningu.

Hafðu samband