Jökull


Jökull - 01.12.1983, Síða 77

Jökull - 01.12.1983, Síða 77
thermal system with a replenishable magma re- servoir at depth (Bjömsson et al. 1982). CHEMICAL GEOTHERMOMETRY AND THE GRÍMSVÖTN SYSTEM In this paper an independent approach is tried for deriving information about the Grímsvötn system from the chemistry of the hlaup water. The method of approach will first be conceptually described in this chapter and then enlarged upon in subsequent sections. The well-researched Krafla area in N-Iceland (Bjömsson et al. 1979) may be used as a model for the Grímsvötn volcanic and geothermal system, the chief difference between the two being that one is submerged and the other one not. The Kraíla caldera is traversed by a dike swarm extending N-S. Below the caldera a magma chamber has been delineated between 3 and 7 km depth, supplying heat to the overlying hydrothermal system. In Grímsvötn the caldera lake and the hydrothermal system may be viewed as two convection cells, transporting the magmatic heat from depth to the bottom of the íloating glacier. The lower system receives cold water down fissures from the overlying caldera lake, and probably also from the general ground water stream flowing toward SW from the Bárdarbunga — Kverkfjöll high (Bjömsson 1974). The cold water is heated up and convected toward the surface. In the upper convective system, that of the caldera lake, the hot water ascends in a plume above the geothermal areas to melt the sole of the floating ice. Chemical analyses of the flood water of 1972 show that the bulk of the caldera lake is of extremeiy uniform comp>osition, indicating effective mLxing in the more than 3 km! body of water. The average temperature in the lake must be 4°C. Melting of the floating ice will be the most effective directly above thermal vents and, since near its melting point ice has very little mechanical strength the surface would stand lowest where the ice is thinnest. In Grímsvötn there is such an indication of thinner ice cover along the south-eastem margin of the caldera, where the surface of the ice slopes towards the south and SE, and is lowest at a point near the SE-comer (Thorarinsson 1974, pp. 227-233). This slope is some 20 m in height, indicating a 200 m thick ice cover in Grímsvötn (Thorarinsson 1974). Apparently the major area of thermal upflow is along the southern part of the marginal fault in Grímsvötn, with its most effective part at the SE- end, near the subglacial outlet of the caldera lake. Cold water probably percolates down the cooler parts of the fissure system towards the north to be convected up again along the southern margin. Chemical geothermometers have been developed in recent years and used successfully to evaluate temperature conditions in geothermal systems (e.g. Amórsson 1980; Amórsson et al. 1982). The basic assumption is that water in the hydrothermal system reaches a temperature-dependent equil- ibrium with various minerals in the surrounding rock - in particular that the concentration of dis- solved silica reaches equilibrium with quartz or chalcedony at a given temperature at depth and that the ascending water does not appreciably lose silica upon cooling. Likewise, the ratio Na/K is governed by a temperature-dependent exchange reaction between the minerals albite and micro- cline. Unlike simple concentrations like [H4 Si04] the ratio [Na+]/[K+] is not disturbed by dilution with pure water. It will be shown in the following that by using certain correction procedures thc Na/K - ratio of the Grímsvötn reservoir can be reconstruct- ed, and the temperature ofthe hydrothermal comp- onent derived. Then the concentration of silica in equilibrium with quartz or chalcedony at that temp- erature is obtained, and by comparison with that analysed in the hlaup-water the degree of dilution is calculated. Since the temperature ofthe Grímsvötn reservoir is maintained at 4°C the heat carried by the thermal water is used to melt ice, according to the equation Ns = NL * Cp (w)/AH[“ * AT where Ns is the number of moles of solid (ice) that NL moles of liquid (water) at (4 + AT) °C will melt, Cp (w) being the heat capacity af water, and AH,1"/ the latent heat of melting for ice. The difference between the dilution due to melt- ing and that obtained through the analysis of the hlaup water must be accounted for by other melt water, percolating from the surface through the glacier, or from the continuous melting of the glacier outside the geothemal system but within the water basin of Grímsvötn. THERMAL VVATER IN THE GRÍMSVÖTN CALDERA At the end of a jökulhlaup the ice cover of Gríms- vötn stays flat and smooth, showing that water is left JÖKULL 33. ÁR 75
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161
Síða 162
Síða 163
Síða 164
Síða 165
Síða 166
Síða 167
Síða 168
Síða 169
Síða 170
Síða 171
Síða 172
Síða 173
Síða 174
Síða 175
Síða 176
Síða 177
Síða 178
Síða 179
Síða 180
Síða 181
Síða 182
Síða 183
Síða 184

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.