Bloggfærslur mánaðarins, desember 2014
Mesti útdauði jarðar markar uppruna Íslenska heita reitsins.
29.12.2014 | 19:40
Eins og ég hef fjallað um hér í pistlum á undan, þá er það álit margra jarðvísindamanna að heiti reiturinn sem nú er virkur undir Íslandi eigi sér langa sögu, sem byrjar undir Síberíu fyrir um 250 milljón árum. Hann er þá langlifasti heiti reiturinn á jörðinni í dag. Enn merkilegra er sú kenning að þegar heiti reiturinn fyrst kom upp á yfirborðið í Síberíu, þá hafi hann orskað mesta útdauða lífríkis á jörðu, á mótum Perm og Trías timabila í jarðsögunni. Það er almennt talið að heitir reitir séu kraftmestir í fyrstu en síðan dragi úr gosmagninu og raftinum. Það getur vel passað í þessu tilfelli.
Lífríki jarðar hefur verið að þróast í um 500 milljón ár. En það hefur ekki alltaf verið dans á rósum, því á þessum tíma hafa orðið fimm stóratburðir, sem hafa eytt nær öllu lífríki á jörðu í hvert sinn. Sá þekktasti varð fyrir um 65 milljón árum, þegar risaeðlurnar og mest allt lífríki jarðar dó út í risastórum loftsteinsárekstri. Fyrsta mynd sýnir fjölda tegunda sem dóu út við hvern útdauða jarðsögunnar. En stærsti og mesti útdauði lífríkis jarðar varð fyrir um 252 milljón árum, þegar um 96% af öllu lífríki fórst. Áhrifin voru svo djúptæk að jafnvel kóralrifin í hafinu dóu og engir kórallar þrifust í um tíu milljón ár á eftir. Allt lífríki sem nú lifir á jörðu eru afkomendur hinna útvöldu 4% sem lifðu þessar hamfarir af. Þessi mikli útdauði markar skilin milli Perm og Trías tímabila í jarðsögunni.
Hvað er það sem gerðist í jarðsögunni á þessum tíma, sem kynni að hafa valdið þessum mikla útdauða? Var það stórkostlegur loftsteinsárekstur, mikil eldgos eða einhverjar aðrar náttúruhamfarir? Vísindamenn hafa lengi velt því fyrir sér og ekki enn komið með nægilega sannfærandi svör.
Það hefur ekki fundist nein vitneskja um stóran loftsteinsárekstur á þessum tíma, en hins vegar verður útdauðinn eiginlega nákvæmlega á sama tíma og mesta eldgosatímabil jarðar tekur yfir, þ.e.a.s. gos blágrýtismyndunarinnar í Síberíu. Þessi blágrýtismyndun nær yfir meir en 2,5 ferkílómetra, er víða meir en 3 km á þykkt og með rúmmál um eða yfir 4 milljonir rúmkílómetra. Myndin til vinstri sýnir hraunstaflann. Ofan á allt saman bætist að þetta ótrúlega magn af basaltkviku gubbaðist upp á mjög stuttum tíma. Steingervingafræðin sýnir að útdauðinn varð á mjög stuttum tíma, sennilega innan 200 þúsund ára. Um 90% af öllum tegundum í hafinu fórst og um 70% af öllum tegundum á landi. Sömu leiðis sýna steingervingarnir að útdauðinn varð samtíma eldgosunum. Það tók meir en 5 milljón ár áður en lífríkið tók að ná sér.
Þetta er nú gott og blessað, en hver eru þá tengslin milli eyðingu lífríkis og eldgosanna ? Eða er það einungis tilviljun? Hraunrennslið hefur auðvitað haft engin áhrif, en þá er að leita skýringa í sambandi við magn og tegundir af gasi, sem kom upp í þessum gosum. Það eru fyrst og fremst gastegundirnar CO2, H2O, SO2 HF og HCl. B,A, Black og félagar (2012) hafa mælt magn þessara gastegunda í kvikunni sem gaus í Síberíu á þessum tíma.
Þeir finna að kvikan sem kom upp í sumum gosunum hefur ótrúlega hátt magn af gastegundum, með allt að 0,5% S (brennistein), upp undir 1% Cl (klór), og nær 2% F (flúór). Magnið af þessum gastegundum sem kann að hafa borist út í andrúmsloftið skiftir þúsundum gígatonna (Gt), en eitt Gt er einn milljarður tonna. Þeir telja að magnið af brennisteinsgasi hafi verið um 5300 til 6100 Gt S, af klóri 100 til 2700 Gt Cl og af flúóri á bilinu 3800 til 5400 Gt Cl. Brennisteinn veldur kólnun á loftslagi jarðar ef gasið berst hátt upp í heiðhvolf. Klór gasið gæti eytt ósón laginu í heiðhvolfi, sem ver jörðina fyrir hættulegum geimgeislum. Það kann þá að orskaka stökkbreytingar og ill áhrif á erfðefni í öllu lífríki. Flúór orsakar gadd eða flúorósis og fall búpenings, eins og við þekkjum vel hér eftir Skaftárelda 1783. Það er því af nógu að taka í þessu dæmi varðandi hugsanlegar hættur út af þessum stórgosum.
Eru upptök Íslenska heita reitsins í Síberíu?
29.12.2014 | 07:50
Jarðskorpuflekarnir eru á hreyfingu á yfirborði jarðar, en heitu reitirnir eru nokkurn veginn kyrrir, og fastir eins og þungt akkeri langt niðri í möttlinum. Þetta er ein höfuð kenningin, sem jarðvísindamenn hafa stuðst við undanfarin ár. Þessu fylgir, að heitu reitirnir skilja eftir slóð eða farveg sinn á yfirborði flekanna. Við vitum hvernig flekarnir hreyfast í dag og getum komist mjög nærri því hvernig þeir hafa hreyfst í sögu jarðar, hundruðir milljónir ára aftur í tímann. Í dag er miðja Íslenska heita reitsins staðsett nokkurn veginn á 64.5° N og 17° W, undir Vatnajökli norðanverðum. Þar undir, djúpt niðri í möttlinum, á þessari breidd og lengd, hefur hann ætíð verið, milljónir ára. En hver er saga hreyfinga fleka yfir þessum reit í gegnum jarðsöguna? Það hefur verið kannað all náið, til dæmis af Lawrene Lawver og félögum (2000) í jarðeðlisfræðistofnun Texas Háskóla. Saga heita reitsins síðustu 50 til 60 milljón árin er nokkuð skýr, en þá rak Grænland yfir heita reitinn, á þeim tíma sem Norður Atlantshaf var að opnast. Þá var Grænland hluti af fleka Norður Ameríku og á leið sinni til norðvestur fór Grænland yfir heita reitinn og þá gaus mikilli blágrýtismyndun, fyrst á vestur og síðar á austur Grænlandi. Heiti reiturinn eða möttulstrókurinn undir honum, var grafkyrr, staðsettur nokkurn veginn á á 64.5° N og 17° W, þegar Grænland rak framhjá. En Lawver og félagar hafa rakið söguna miklu lengra aftur í tímann. Þeir telja að fyrir um 250 milljón árum hafi Síbería verið fyrir ofan möttulstrókinn eða heita reitinn sem við nú kennum við Ísland. Myndin sem fylgir sýnir útlínur meginlandanna fyrir 200 milljón árum, og er staðsetning heita reitsins (64.5° N og 17° W) sýnd með rauðum hring. Glöggir menn átta sig fljótt á landakortinu: Ameríka er hvít, Grænland er fjólublátt, Bretlandseyjar gular, Skandínavía, Rússland og Síbería eru græn. En Ísland er að sjálfsögðu ekki til (kom fyrst í ljós fyrir um 20 milljón árum) og Norður Atlantshaf hefur ekki opnast. Nú vill svo til að mesta eldgosaskeið í sögu jarðar hófst í Síberíu fyrir um 250 milljón árum og þá myndaðist stærsta blágrýtismyndun sem við þekkjum á jörðu: Síberíu basaltið. Í dag þekur það landflæmi sem er um 2,5 milljón ferkílómetrar. Samkvæmt þessum niðurstöðum markar sá atburður upphaf Íslenska heita reitsins. Hann er þá ekki Íslenskur eftir allt saman: Hann er reyndar Rússneskur að uppruna, ef kenning Lawvers og félaga stenst.
Súðir á Grænlandssiglingu
28.12.2014 | 09:38
Afi minn, Oddur Val, lóðs eða hafnsögumaður, stýrði oft strandferðaskipinu Súðinni inn Breiðafjörð og til hafnar í Stykkishólmi. Ég hafði ekki mikið velt fyrir mér þessu sérstaka nafni súðin, fyrr en ég fór að grúska í Grænlandsferðum á miðöldum. Súð er auðvitað gamalt norrænt nafn fyrir skip, sem sum bestu skáld okkar hafa nýtt sér í kveðskap á nítjándu öldinni eins og til dæmis Einar Benediktsson í siglingavísum:
Siglir dýra súðin mín,
sveipuð himinbjarma,
yfir heimsins höf til þín,
hrundin bjartra arma.
Strandferðaskipið Súðin var seld úr landi árið 1949 og var um tíma við Grænland. Það á einkar vel við, því á miðöldum sigldu mörg skip milli Noregs og Grænlands, sem báru súðarnafnið. Sagt er að Ólafssúðin hafi verið stærsta skip sem til Íslands kom á miðöldum, en hún fórst í hafi á leið til Noregs árið 1361 og með henni Gyrðir Ívarsson Skálholtsbiskup. Enn eitt skip sem bar nafnið Ólafssúðin sigldi til Grænlands árið 1381 og sneri aftur til Noregs 1383. Það var meðal síðustu siglinga sem þekktar eru til Grænlands um þær mundir. Nafnið Ólafssúð kemur einnig fram fyrir eldra herskip. Í sjóorustu í Sogni milli Sverris konungs (1151-1202) og Magnúsar konungs voru það Birkibeinar Sverris konungs sem mönnuðu Ólafssúðina. Það mun hafa verið stærsta skipið í þeirri orustu en þá féll Magnús og um 2000 af hans mönnum. Súðarnafnið var því mjög vinsælt á miðöldum. Maríusúðin sem Sverrir konungur lét smíða í Niðarósi veturinn 1182-1183 var með 33 rúm eða áraraðir á borð.
Íslenski Heiti Reiturinn á Metið!
26.12.2014 | 11:32
Þegar ég var að stíga mín fyrstu spor í jarðfræðinni, í kringum 1963, þá var stærsta málið að Ísland væri hluti af Mið-Atlantshafshryggnum. Þetta eitt skýrði þá alla eldvirkni hér á landi. Myndun og saga landsins var fyrst og fremst skýrð sem hryggjarstykki, orðið til við gliðnun skorpufleka. Úthafshryggir voru stóra málið, enda nýuppgötvaðir. Það er mér sérstaklega minnistætt þegar Sigurður Þórarinsson kom heim af fundi í Kanda árið 1965 og sýndi okkur bókina The World Rift System. Þar var meir að segja mynd af Almannagjá og Þingvöllum á kápu bókarinnar, eins og sjá má af mynd af kápunni, sem fylgir hér með. Sigurður var uppveðraður af hinum nýju fræðum, en ekki voru allir af hinum eldri (og einnig sumum af þeim yngri) jarðvísindamönnum á Íslandi tilbúnir að taka á móti hinum nýju kenningum. Sigurður var alltaf fljótur að átta sig á því hvað var rétt og snjallt í vísindunum. En það voru þeir Gunnar Böðvarsson og George Walker sem birtu merkustu greinina á þeim árum um stöðu Íslands í samhengi við Mið-Atlantshafshrygginn, árið 1964. Þá var aðeins eitt ár liðið frá uppruna hugmyndarinnar um úthafshryggi, og Gunnar og George voru einnig fljótir að átta sig á því hvað skifti máli. Kenningin um eldvirkni á flekamótum var og er stórkostleg framför í jarðvísindum, en hún skýrði ekki allt langt því frá. Mörg eldfjallasvæði, eins og til dæmis Hawaíieyjar, eru fjarri flekmótum og krefjast annarar skýringar. Þetta eru heitu reitirnir: svæði, þar sem mikil eldvirkni á sér stað, sem er ekki endilega tengd flekamótum. Það var árið 1971 að Ameríski jarðeðlisfræðingurinn W. Jason Morgan kom fram með kenninguna um möttulstróka (mantle plumes) undir heitu reitunum. Þar með var komið fram hentugt líkan, sem gæti skýrt eldvirkni utan flekamóta. Rætur þessarar eldvirkni eru miklu dýpri en þeirrar sem gerist á flekamótunum. Sumir halda að möttulstrókarnir sem fæða heitu reitina komi alla leið frá mörkum möttuls og kjarna, þ.e. á um 2900 km dýpi.
Bygging og þróun jarðskorpunnar undir Íslandi hefur verið rannsökuð nú í um fimmtíu ár aðallega í ljósi hugmynda um eldvirkni á flekamótum. Ég held að nú séu að gerast tímamót á þessu sviði. Því meir sem ég hef kynnst jarðfræði Íslands, því meir er ég nú sannfærður um mikilvægi heita reitsins.
Möttulstrókurinn er sennilega um 100 til 200 km breið súla af heitu möttulbergi, sem rís undir Íslandi. Hiti súlunnar erða stróksins er um 150oC hærri en umhverfið og nálægt því um 1300 til 1400oC en ekki bráðinn fyrr en hann kemur mjög nærri yfirborði. Hár þrýstingur í dýpinu kemur í veg fyrir bráðnun.
Nú hafa þeir Ross Parnell-Turner og félagar sýnt framá að virkni möttulstróksins gengur í bylgjum á 3 til 8 milljón ára fresti, eins og sýnt er á mynd þeirra. Streymi efnis í möttulstróknum telja þeir hafa verið allt að 70 Mg s snemma í sögu Norður Atlantshafsins, en nú er rennslið um 18 Mg s, eða um 18 tonn á sekúndu. (Mg er megagramm, sem er milljón grömm, og er það jafnt og eitt tonn). Þetta er ekki streymi af kviku upp í gegnum möttulinn, heldur magn af möttulefni, sem rís upp til að mynda heita reitinn. Og rennslið er sífellt, sekúndu eftir sekúndu, ár eftir ár, öld eftir öld, milljón árum saman. Aðeins lítill hluti af möttulefni skilst frá sem kvika nælægt yfirborði og gýs eða storknar sem jarðskorpa. Til samanburðar er straumurinn af efni í möttulstróknum undir Hawaíi um 8,7 tonn á sekúndu, eða um helmingi minna en undir Íslandi. Við getum því státað okkur nú af því að búa á stærsta heita reit jarðar. Eldvirknin sem nú er í gangi og er tengd Bárðarbungu og Holuhrauni er einmitt yfir miðju möttulstróksins og minnir okkur vel á hinn gífurlega kraft og hitamagn sem hér býr undir.
Vísindi og fræði | Breytt s.d. kl. 11:35 | Slóð | Facebook | Athugasemdir (5)
Þorskurinn og hlýnun hafsins
24.12.2014 | 14:23
Aflaverðmæti þorsks á Íslandi er enn á bilinu fra 45 til 50 milljarðar króna á ári og er hann því lang mikilvægasta tegundin, sem dregin er hér úr sjó. Við lítum á það sem sjálfsagðan hlut að þorskurinn skili sér áfram á land sem ein meginstoð í hagkerfi landsins, en svo kann ekki að vera. Er þorskurinn nú í hættu vegna hnattrýnnar hlýnunar hafsins? Ef til vill getum við nú lært af afdrifum þorsksins á fjarlægum miðum langt fyrir vestan okkur, einkum á Georgesbánka og Maine flóa. Eins og kunnugt er, þá var þorskur veiddur í miklu magni af Evrópumönnum undan Nýfundnalandi allt frá sextándu öld og miðin í Maineflóa og á Georgesbánka hafa verið nýtt í stórum stíl af Ameríkönum frá átjándu öldinni. Hér voru tekin um 300 þúsund tonn á ári í mörg ár og árið 1968 náði aflinn hámarki í Maineflóa og Gergesbánka, þegar 800 þúsund tonnum var landað. En uppúr því hrundi stofninn og nú er öll þorskveiði bönnuð í Maineflóa og á Georgesbánka. Fyrsta myndin sýnir þessa risastórtu sveiflu í þorskaflanum á þessum slóðum, samkvæmt Kanadamanninum Ghistain Couinard. Það er enginn vafi að ofveiði átti mikinn þátt í hruni stofnsins, en hefur hlýnun sjávar einnig sett strik í reikninginn hin síðustu ár? Önnur mynd er hiti á botni sjávar í Maineflóa, samkvæmt Andy Pershing. Hér hefur átt sér stað langtíma hlýnun, en takið eftir hinni snöggu hlýnun, sem er að gerast nú síðsta áratuginn. Nú virðist sjór hlýna um fjórðung gráðu á hverju ári! Ef til vill er þetta tímabundin sveifla, en ekki er útilokað að hér sé á ferðinni langtíma hlýnun sjávar á þessu svæði. Það getur verið fyrir sterkum áhrifum Golfstraumsins. Það er botnhitinn sem skiftir öllu máli varðandi þorskinn. Blátt er meðal árshitinn á botninum, en rautt er september-október botnshitinn. Ken Drinkwater hefur haldið því fram, að í sjó með bothita um eða yfir 8 stig dragi verulega úr ástandi og fjölgun þorsksins. Þegar hitinn er kominn í 10 til 12 stig þá sérst þorskur varla. Hlýnandi sjór dregur úr framleiðslu á svifi og öðru næringarefni þorsksins. Hvað er að gerast með hitafar í sjó umhverfis Ísland? Vinir mínir, sem synda nær daglega í sjó, telja að hann sé að hitna. Ég hef engin góð gögn um það, en vil til dæmis benda á sjávarhita í hafinu vestan Látrabjargs, sem Ólafur K. Pálsson ofl. (2012) hafa birt. Það er á þriðju myndinni fyrir 0 til 150 m dýpi (rautt er ágúst en blátt er febrúar). Hlýnun hafsins vestan Látrabjargs er hér greinileg síðan 1995. Hvenær fer hún að hafa áhrif á þorskstofninn? Þetta er Atlantssjór en auðvitað er botnhitinn töluvert lægri en þessar yfirborðsmælingar sýna.
Hverjum var það að kenna að þessar fornminjar glatast?
23.12.2014 | 02:26
Í dag lesum við í Fréttablaðinu um að fornminjar hafi glatast við Gufuskála á utanverðu Snæfellsnesi vegna ágangs sjávar. Það er dapurt að frétta af þessum skaða, en er ekki rétt að kanna málið frekar? Uppgröftur á þessu svæði hefur afhjúpað fornminjar, sem síðan voru skildar eftir óvarnar. Ef aldrei hefði verið ráðist í þessar aðgerðir þá hefðu þessar minjar varðveist í jörðu. Jörðin geymir best. Það er algjörlega á ábygð fornleifafræðinganna að þessar minjar spilltust og fóru í hafið. Ég fór um þetta svæði í haust og furðaði mig á hvernig rústirnar voru skildar eftir, auðar og óvarnar. Skammist ykkar!
Einkunnabók Norðurskautsins
23.12.2014 | 02:09
Í lok hvers árs gefa vísindamenn út einkunnabók um ástand norðurskautsins. Sú nýjasta var að koma út fyrir árið 2014, en hana má finna hér: http://www.arctic.noaa.gov/reportcard/sea_ice.html
Hér er magt merkilegt að sjá, en í stuttu máli er ástand norðurskautsins stórvarasamt. Mest áberandi eru breytingar á ísþekju hafíss á norðurslóðum. Eins of fyrsta myndin sýnir, þá hefur hafísþekjan dregist saman um meir en helming síðan mælingar hófust (1978). Þar á ég við flatarmál hafíss á norðurskauti í september (rauða línan á myndinni), en þá er hafísinn í lágmarki á hverju ári. Sama er að segja með mars (svarta línan), en þá er útbreiðsla hafíssins í hámarki ár hvert. Ísinn sem er eftir er yfirleitt ungur og þunnur og getur því horfið fljótt. Hafísinn getur verið horfinn að mestu eftir nokkur ár. Þá mun verða grundvallarbreyting á hitafari jarðar, þegar dökkt yfirborð hafsins drekkur í sig sólarhitann, sem áður endurvarpaðist út í geiminn frá hvítum hafísnum. Við erum nú vitni af stöðugri hlýnun jarðar, en sumir vísindamenn telja að framundan sé mjög hröð hlýnun í vændum þegar hafísinn hverfur, einkum ef hafísþekjan umhverfis suðurskautið fer sömu leið. Við erum öll vitni af einhverjum stórkostlegustu loftslagsbreytingum, sem orðið hafa á jörðu síðan ísöldinni lauk. Hverjar verða afleiðingarnar fyrir fiskveiðar og lífríki í sjónum umhverfis Ísland, fyrir vatnsforða og vatnsbúskap, fyrir akuryrkju? Ég verð varla var við að Íslenskir ráðamenn eða stofnanir sinni þessu mikilvæga máli á nokkurn hátt.