Magnús Blöndal og Surtseyjargosið

Þar sem ég fjallaði nýlega um eldgosatónlist Jóns Leifs í bloggi mínu http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1142495/, þá ber mér skylda til að minnast á frábæt verk Magnúsar Blöndal Jóhannssonar í tilefni Surtseyjargossins. Þegar Osvaldur Knudsen setti saman fyrstu heimildarkvikmynd sína um Surtseyargosið (1963-1967), þá fékk hann Magnús til að semja tónlist fyrir myndverkið. Myndin nefnist Surtur fer sunnan (1965, 23 mín.), en enska útgáfan ber heitið Birth of an island.   Magnús beitti hljóðum úr gosinu sjálfu og blandaði þeim saman við raftónlist sína.  Ef til vill er þetta í fyrsta sinn þar sem hljóð úr náttúrunni eru sett inn í tónverk. Magnús Blöndal (1925-2005) er sennilega fyrsti Íslendingurinn sem samdi raftónlist og er því frumkvöður á sviði raf- og tölvutónlistar á Íslandi. Sagt hefur verið að tónverk Magnúsar hafi valdið  straumhvörfum í umfjöllun um raftónlist hér á landi.  Hann sagði þetta um verkið:  "Ég samdi tónlistina með náttúruhamfarirnar í huga og skyndilega gat fólk tengt hana við eitthvað, bæði hljóðrænt og myndrænt."  Brot úr tónverkinu og kvikmyndinni má sjá og heyra hér: http://www.youtube.com/watch?v=42H2znxGyhg

Mynd Osvaldar Knudsen er stórkostleg á margan hátt og merkileg heimild um mikilvægt gos.  Hér koma fram nokkrir karakterar sem voru nátengdir rannsóknum á gosinu. Sigurður Þórarinsson samdi textann og má sjá honum bregða fyrir öðru hvoru í myndinni, með sitt vörumerki á höfði: rauðu skotthúfuna.  Einnig kemur Þorleifur Einarsson fram, til dæmis að fá sér sígarettu úti á eynni, eða að borða kex um borð í varðskipinu á meðan gosið geysar í bakgrunni.  Sennilega hefur Guðmundur Kjartansson jarðfræðingur verið sá sem gladdist mest yfir þessu gosi, þar sem Surtsey færði sönnun á móbergskenningu hans.  Á myndinn hér til hliðar er Ósvaldur lengst til hægri, en lengst til vinstri er Guðmundur Kjartansson og Þorleifur Einarsson í bakgrunni fyrir miðju.  Ég var erlendis við jarðfræðinám þegar gosið hófst, en komst á vígvöllinn í desember 1963 á varðskipi umhverfis Surtsey í nokkrar ógleymanlegar ferðir. Það var fyrsta eldgosið sem ég kannaði. Árið 1965 tók ég þessa mynd af gosinu í Syrtlingi, en hann var ein af  eldeyjunum sem mynduðust umhverfis Surtsey. Syrtlingur hætti að gjósa eftir nokkra mánuði og hvarf skömmu síðar fyrir áhrif hafrótsins. 

Fimm hundruð ára gömul eldgosamynd frá Mexíkó

Mexíkó er mikið eldfjallaland og Mexíkanar hafa lengi gert frábærar myndir af eldgosum.  Árið 1519 kom spánski hershöfðinginn Hernan Cortes til austurstrandar Mexíkó með flota sinn, 11 skip, 500 hermenn, 13 hesta, og nokkrar fallbyssur.    Í ágúst sama ár skundaði hann inn í Mexókóborg, sem þá hét Tenochtitlan og var höfuðborg Aztecríkisins.  Þetta voru fyrstu alvarlegu kynni Mexíkana af Evrópubúum.  Spánverjar gjöreyddu menningu Aztecanna og aðeins brot af fornri frægð eru eftir.  Eitt af þeim er handrit, sem er í eftirriti, og ber heitið Codex Telleriano Remensis.  Í þessu handriti er merkileg mynd og texti sem varðar tímabilið frá 1507 til 1509. Myndin er hér til hliðar.  Textinn sem fylgir lýsir miklu ljósi eða birtu, sem reis upp frá jörðu og til himins.  Birtan varði í meir en fjörutíu daga og sást um allt Mexíkó.  Sennilega er þetta lýsing á eldgosi í fjallinu Popocateptl eða Orizaba.  Annað listaverk frá Mexíkó sem sýnir eldgos er frá árinu 1671, og er það í Eldfjallasafni í Stykkishólmi.  Árið 1671 gaf  Arnoldus Montanus út merka bók í Amsterdam: Die nieuwe en onbekende Weereld, eða Nýji og óþekkti heimurinn.   Ameríka var þá sannarlega nýji heimurinn, enda uppgötvuð aðeins um 77 árum áður.  John Ogilby “stal” verkinu og prentaði aðra útgáfu af bókinni sama ár undir sínu nafni.   Myndin sýnir  viðbrögð hinna innfæddu Mexíkana við því þegar tvö eldfjöll gjósa í einu, en Spánverjar horfa undrandi á hátterni hinna innfæddu.  Þriðja myndin her frá Mexíkó er máluð á trébörk, og er hugmynd Mexíkanans í dag af eldgosi. Hún er einnig í Eldfjallasafni í Stykkishólmi. 

 

Jarðskjálftinn undir Christchurch

  Ein mest ógnvekjandi mynd sem ég hef séð nýlega er hér fyrir ofan, en hún sýnir borgina Christchurch á Nýja Sjálandi hinn 22. febrúar síðastliðinn.  Rykský rís upp frá borginni, þar sem þúsundir húsa eru að hrynja og grafa hundruðir manna undir rústunum.  Jarðskjálftinn var 6,3 að stærð, en þessi stórkostlega eyðing og tjón varð vegna þess að upptök hans voru aðeins 5 km beint undir borginni. 

Nýja Sjáland er á flekamótum og það er grundvallarorsök jarðskjálftans sem varð beint undir  borginni Christchurch í gær. En hér eru flekarnir á rekast saman, þvert öfugt og á Íslandi, þar sem flekar jarðskorpunnar togna í sundur.  Þarna á suðurhveli jarðar er Kyrrahafsflekinn að síga hægt og hægt niður og til vesturs, undir Ástralíuflekann og hraðinn í þessu sigbelti er um 5 til 6 sm á ári.   Tengt þessu sigbelti er eldvirknin og nokkur mjög virk eldfjöll á norðureynni.  En á suðureynni eru jarðskorpuhreyfingar allt aðrar. Hér er það risastórt misgengi, Alpamisgengið,  sem sker eynna endilanga, og hreyfingar á því orsaka jarðskjálfta, eing of 7,1 skjálftann hinn 3. september í fyrra, og 6,3 skjálftan sem nú gerðist.  Þannig breytist sigbeltið undir norðureynni í sniðmisgengi undir suðureynni.  Stærsta borgin á suðureynni er Christchurch, með um 350 þúsund íbúa.  Fyrri skjálftinn var um 45 km fyrir utan borgina, en sá síðari beint undir henni.  Talið er að seinni skjálftinn hafi verið eftirskjálfti, eða aftershock, í kjölfar á þeim stóra.

 

 

Hvernig ég drap risaeðlurnar

Næsti fyrirlestur Haraldar Sigurðssonar í Eldfjallasafni í Stykkishólmi er laugardaginn 36. febrúar kl. 13. Allir velkomnir og aðgangur ókeypis.  Erindið ber titilinn:  Hvernig ég drap risaeðlurnar.  Hér fjallar Haraldur um uppgötvun sína á tektítum eða glerperlum á eynni Haítí í Karíbahafi. Þessi uppgötvun hafði mikil áhrif á að sanna loftsteinsárekstur og skýra útdauða lífríkis á jörðu fyrir 65 milljón árum og þar á meðal útdauða risaeðlanna.

Jón Leifs og eldgosið

Stórkostlegir náttúruviðburðir hvetja listamenn til dáða.  Það á einnig við í tónlist og hér fjalla ég um eitt slíkt dæmi:  Jón Leifs og Heklugosði árið 1947. Þetta stórkostlega gos byrjaði með mikilli sprengingu, sem sendi öskumökk í allt að 27 km hæð. Þá tók Sæmundur A. Þórðarson á Storu Vatnsleysu á norðanverðu Reykjanesi þessa mynd í marz 1947, á einfalda kassavél, þar sem sólin skín á bakvið mökkinn.  Jón Leifs (1899-1968) hreifst af gosinu og samdi tónljóð sem hann nefndi Hekla Opus 52. Jón, sem var tvímælalaust fyrsta stóra íslenska tónskáldið, samdi hér háværasta verk tónsögunnar. Þegar það var frumflutt í Finnlandi árið 1964, þá vakti verkið strax mikla undrun og deilur, sem voru álika og viðbrögðin við hinu fræga verki Stravinskys: Vorblóti.  Það hafði enginn nokkurn tíma heyrt annað eins og Heklu Jóns Leifs.  Hávaðinn var svo mikill, að margir í hljómsveitinni settu bómull í eyrun.  Jón  beitti nítján manns með ýmiss ásláttarhljóðfæri. Sumir lömdu steina, járnstóla, járnkeðjur, og fleira.  Með tímanum höfum við lært að meta Heklu hans Jóns Leifs að verðleikum. Hann túlkar tvímælalaust á áhrifamikinn hátt hin stórkostlegu öfl – og hávaða – sem fylgir miklu eldgosi. Hekla má vera háværasta tónverk tónlistasögunnar, en það er stórkostlegt.

Gosið var svo tignarlegt að gefin var út heil syrpa af fallegum frímerkjum. Eitt þeirra, sýnt hjér sem 50 aura frímerkið, var byggt á ágætri ljósmynd sem Pálmi Hannesson tók af gosinu hinn 29. marz 1947. Þá var mökkurinn í tíu km hæð. 

Seigja kviku

Seigja (viskositet) er eiginleiki efnis sem við hugsum oftast ekkert um, en hún er mjög mikilvæg varðandi hegðun allra vökva, eins og til dæmis hraunkviku.  Berum til dæmis saman tvö vökva sem þið þekkið vel: vatn og tómatssósu.  Seigja tómatssósunnar er einmitt  eitt hundrað sinnum hærri en vatnsins, þegar við berum þessa vökva saman með seigjumælingu og notum seigjugildi vísindanna, en það nefnist Pa s eða paskal-sekúndur. Tjara er ótrúlega seigur vökvi, og lengsta tilraun vísindanna er tilraun með seigju tjöru.  Þessi tilraun er enn í gangi í Queensland háskólanum í Brisbane í Ástralíu, eftir 84 ár, enda á tilraunin metið í Guinness Book of Records.  Prófessor Thomas Parnell setti tjöru í trekt árið 1927 og beið síðan eftir því að dropar af tjöru læku niður úr trektinni. Hann sá fyrsta dropann falla árið 1938, og annan dropann árið 1947, rétt áður en hann dó.  Tilraunin er enn í gangi í Brisbane (vonandi hafa flóðin þar nýlega ekki haft nein slæm áhrif) en nú hafa alls átta dropar fallið, sá síðasti í nóvember árið 2000.  Seigja tjöru hefur verið reiknuð út á grundvelli þessar tilraunar, og reyndist hún 230 milljörðum hærri en seigja vatns, eða 2,3x10⁸ Pa s.   Eðlisfræðideild Queensland Háskóla í Brisbane hefur vefmyndavél á tjörutilrauninni, svo þið getið, kæru lesendur, fylgst með því þegar næsti dropi fellur, ef þið þafið mikla þolinmæði og góðan tíma og yfirleitt nennið að bíða eftir þeim merka atburði.  Vefmyndavélin er hér http://www.smp.uq.edu.au/pitch/

Það er annars upplagt að rannsaka seigju einmitt heima í eldhúsinu, og gera sjálfur tilraunir varðandi áhrif hita á seigjuna. Eftirfarnadi gildi eru fyrir seigju ýmissa efna við 20 stiga hita, gefin í pascal-sekúndum eða Pa s: vatn  0,001, hunang 10, tómatsósa 100, bráðið súkkulaði 130, hnetusmjör 250.  Myndin til hliðar sýnir seigju á nokkrum tegundum rúðuglers, eða réttara sagt heita vökvans eða kvikunnar sem myndar  rúðugler.  Svarta kúrvan sýnir áhrif hita á seigju fyrir “venjulegt” rúðugler, en einingarnar eru í log Pa s.   Seigja glerkvikunnar við um 700 stiga hita er sem sagt mörgum milljörðum sinnum hærri en við 1100 stiga hita, samkvæmt línuritinu. 

Það sem við köllum föst efni, eins og ís, hafa líka seigjueiginleika, þegar litið er á efnið í nógu miklu magni.  Heill skriðjökull af ís rennur, og er seigja jökuls um 10¹³ Pa s.   Möttlull, jarðar, lagið undir jarðskorpunni, er enn seigari.  Venjulegur möttull, eins og undir meginlöndunum, er um 10²¹ Pa s.  Möttullinn undir Íslandi er alls ekki venjulegur, þar sem hann er óvenju heitur.  Seigja okkar möttuls er um það bil 10¹⁸ Pa s og þessi lága seigja hefur þau áhrif að  lóðréttar jarðskorpuhreyfingar eru mun hraðari á Íslandi en víðast hvar á jörðu.

En snúm okkur nú að aðalefninu: seigju hraunkviku.  Það er gífurlegur munur á seigju á ýmsum tegundum af kviku, en seigjan er háð bæði hita og efnasamsetningu og einnig innihaldi vatns og annara reikulla efna í kvikunni.  Seigja kviku  getur verið allt frá 100 Pa s fyrir mjög heita basalt kviku, og allt til 10¹¹ Pa s fyrir mjög kísilríka líparít kviku, og nær sviðið á seigju kviku því yfir um ellefu stærðargráður!  Auk þess er seigjan háð þrýstingi, og er seigja kviku djúpt í jörðu, undir háum þrýstingi, því enn lægri en á yfirborði.  Heitasta og þynnsta kvikan sem við þekkjum er kölluð komatiít, og hefur hún seigjugildi um 0,1 til 10 Pa s, eða álíka og hunang.  Komatiít hraun runnu á frumöld jarðar, fyrir meir en 2,5 milljörðum ára. Síðan hefur þessi kvika ekki komið upp á yfirborð hér á okkar plánetu.  En hins vegar gýs kómatiít hraunum á plánetunni Io, eins og ég hef bloggað um hér: http://vulkan.blog.is/admin/blog/?entry_id=997761

Ég hef mælt seigju kvikunnar sem kom upp í gosinu á Fimmvörðuhálsi í fyrra, og einnig kvikunnar sem gaus í toppgíg Eyjafjallajökuls.  Aðgerðin byggist á efnagreiningu glerdropa, sem finnast inni í kristöllum.  Þessir kristallar eða steindir  hafa myndast í kvikunni á miklu dýpi, og berast upp á yfirborðið með kvikunni. Þessar mælingar á efnasamsetningu veita upplýsingar um hita, sem ég hef einnig bloggað um hér http://vulkan.blog.is/blog/vulkan/entry/1141566/

og er þá hægt að reikna út seigjuna. Niðurstöðurnar eru sýndar á myndinni til hliðar. Alkalí basalt kvika frá Fimmvörðuhálsi hefur seigju frá 5 til 50 Pa s, og hún er sem sagt lapþunn.  Hins vegar er trakíandesít kvikan sem kom upp úr toppgíg með seigju á bilinu 1000 til 4000 Pa s, eða um eitt hundrað sinnum seigari!  Þessi mikli munur á seigju er að nokkru leyti skýringin á því, hvers vegna þessi tvö eldgos voru svo gjörólík í hegðun.  Alkalí basalt kvikan var heitari, mjög þunnfljótandi og myndaði hraun.  Hins vegar var trakíandesít kvikan svo seig, að gasbólur sem mynduðust í kvikunni gatu ekki risið og sloppið út, heldur bárust upp með kvikunni og sprungu á yfirborði.  Að sjálfsögðu átti samspil kviku og bráðnandi jökuls og gufusprengingar einnig mikinn þátt  í sprengivirkninni í Eyjafjallajökli, en seigja kvikunnar er mikilvægt atriði, sem taka verður inn í reikninginn.

Fyrirlestrar Eldfjallasafns

Nú eru haldnir fyrirlestrar vikulega í Eldfjallasafni í Stykkishólmi. Þeir eru á laugardögum kl. 13, og aðgangur er ókeypis meðan húsrúm leyfir.  Haraldur Sigurðsson flytur fyrirlestrana. Fyrirlestrar hafa verið þessir:

1. Sprengigos og áhrif þeirra,  29. janúar, 2011

2. Þrjú gos mynda þrjú vötn: myndun Baulárvallavatns, Hraunsfjarðarvatns og Selvallavatns,  5. febrúar, 2011

3. Drekarnir á Komodo,  12. febrúar 2011

4. Leyndardómar Kerlingarfjalls, 19. febrúar 2011

 

Haraldur Heiðursdoktor

Hinn 22. janúar 2011 veitti Háskóli Íslands mér nafnbótina heiðursdoktor, sem ég tók við úr hendi Magnúsar Tuma Guðmundssonar, forseta Jarðvísindadeildar. Hér fyrir neðan er upphaf erindis þess, sem ég flutti við þessa hátíðlegu athöfn í Hátíðarsal Háskólans.  Erindi mitt fjallaði um:  Orsakir sprengigosa og gjóskuflóða.

„Kærar þakkir, Rektor Kristín Ingólfsdóttir og sviðsforseti Kristín Vala Ragnarsdóttir.  Ég vil þakka þennan mikla heiður sem mér er sýndur hér í dag.  Um leið vil ég óska Háskóla Íslands til hamingju með aldarafmælið! Áður en ég flyt erindi mitt, þá langar mig til að minnast stuttlega á þá jarðvísindamenn, sem hafa verið heiðraðir á sama hátt: Þorvaldur Thoroddsen 1921, Sigurður Þórarinsson 1961, Þorbjörn Sigurgeirsson 1986, Gunnar Böðvarsson 1988, GPL Walker 1988, Guðmundur E. Sigvaldason 2000, Kristján Sæmundsson 2006, Sigfús Johnsen 2010. Þeir hafa allir komið nærri eldfjallafræðum.  Það mun hafa verið Groucho Marx, sem sagði: Ég vill ekki vera í klúbb,  sem veitir mönnum eins og mér inngöngu.  En þetta er vissulega félagsskapur sem ég er mjög hreykinn af að taka þátt í.  Þegar ég fór í nám í jarðfræði árið 1962 varð ég að halda til útlanda, þar sem jarðfræði var ekki kennd við Haskóla Íslands, nema sem aukanám innan Verkfræðideildar. Jarðvísindin þróuðust seint, og að mestu leyti innan Verkfræðisviðs Háskólans.  Atvinnudeild Háskólans var stofnuð árið 1937  og er það fyrsta bygging á Háskólalóðinni.  Hún þróaðist síðar í Rannsóknastofnun Iðnaðarins 1965, þar sem ég starfaði á námsárum mínum.    Það tók Háskólann meir en sextíu ár að stofna deild í Jarðvísindum (1968).”  Síðan flutti ég erindi mitt um sprengigos og áhrif þeirra. Það var mikið tekið af myndum við athöfnina, en uppáhaldsmyndin mín er með dætrum mínum, Bergljótu Önnu og Áshildi.  Það kom mér skemmtilega á óvart að Áshildur  tók ríkan þátt í athöfninni með frábærum flautleik.  Sjá frekar um athöfnina á vefsíðu Háskólans hér: http://www.hi.is/verkfraedi_og_natturuvisindasvid_deildir/jardvisindadeild/jardfraedi_og_jardedlisfraedi