Lesbók Morgunblaðsins - 10.10.1992, Side 12

RANNSOKN I R
I S L A N D I
Urasjón: Sigurður H. Rich ICI
Hitamælingar úr þremur borholum. Ein er frá Akranesi þar sem jarðhiti er hvergi nálægt en hinar eru frá jarðhitasvæð-
unum á Leirá í Leirársveit og Seltjarnarnesi. Allir þessir staðir eru í ámóta fjarlægð frá gosbeltinu og í öllum tilvikum er
því álíka djúpt á bráðna lagið. Holan utan jarðhitasvæðisins sýnir jafnan og stöðugan hitastigul, um 130°C/km. Með því
að framlengja hitastigul holunnar kæmum við í 1200°C á um 9 km dýpi sem er bráðna lagið. Holurnar á jarðhitasvæðun-
um sýna mjög háan hitastigul efst en síðan vex hiti mjög lítið með dýpi niður á botn holanna. Neðan 500 m dýpis á
Seltjarnarnesi og neðan 1300 m í holunni á Leirá er hiti orðinn lægri en í holunni á Akranesi. Ástæðan er sú að lóðrétt
hringrás vatns flytur varma úr neðri hluta jarðlaga til þeirra efri.
Hitastigull og jarðhitaleit
U
ndanfarna áratugi hafa verið boraðar fjölmargar
holur víðsvegar um land til að leita að heitu
vatni í jörðu. Jarðhitadeild Orkustofnunar ann-
ast mælingar og rannsóknir í þessumholum til
að fá upplýsingar um jarðhitannog hitaástand
jarðskorpunnar á íslandi.
HlTASTIGULL
Hluti þessara hola hefur eingöngu verið
boraður í þeim tilgangi að mæla hitastigul,
þ.e. hve ört hiti vex með dýpi í jörðinni.,
Hitastigull er oftast gefinn upp í gráðum
Mælingar á hitastigli í
borholum eru mikið
notaðar við jarðhitaleit
og til að meta dýpi á
bráðið berg undir
landinu.
Eftir Ólaf G. Flóvenz
Celsius á kílómeter (oC/km). Hér er rétt
að taka fram að þótt hitastigull mælist t.d.
100°C/km í 100 m djúpri holu þarf það
ekki að þýða að á 1 km dýpi ríki 100°C
hiti því ekki er víst að hitastigullinn haldist
óbreyttur ef við dýpkum holuna í 1000 m.
Orsakir Hitastiguls
A meginlöndum jarðar er algengast að
hitastigull nærri yfirborði sé á bilinu 20 til
70°C/km og lækkar hann yfirleitt eftir því
sem neðar dregur. Það er vegna þess að
varminn, sem veldur hitastiglinum á megin-
löndunum, er einkum tilkominn vegna
l JHOJE08000ÖQF
L r I 80.120060 Oyð«
Hitastigull í borholum
utan jarðhitasvæða. Á
myndinni sést hvernig Hm"c
hitastigullinn minnkar
eftir því sem fjær dreg-
ur gosbeltunum. Inni í
sjálfum gosbeltunum
mælist engimi' hitasti-
gull nærri yfirborði af
því að jarðlög eru þar
mjög opin og vatn leikur
þar greiðlega um og ber
burtu hitann sem berst
að neðan. Sjá má tvö
meiriháttar frávik frá
hinni almennu mynd um
minnkandi hitastigul
með fjarlægð frá gos-
beltunum. Frá miðju
Snæfellsnesi teygir sig
svæði með háum hita-
stigli til norðausturs yfir
Breiðafjörð. Þessi hái
hitastigull er talinn
stafa af því að gosbeltið
lá þarna í gegn þar til
fyrir um 6 milljónum ára
að það fluttist í núver-
andi stöðu sína um
Hengil, Þingvelli og
Langjökul. Hins vegar
er líklegt að heiti blett-
urinn á Austfjörðum starfi af hringrás vatns þannig að líkur eru á að þar megi
finna nýtanlegt heitt vatn víðar en hingað til hefur fundist. Það er einnig athygl-
isvert að hitastigull virðist ekkert vaxa er nær kemur syðri hluta eystra gosbelt-
isins. Ástæðan gæti verið sú að þessi hluti gosbeltisins er það ungur að hita frá
honum gætir lítið í jarðskorpunni í næsta nágrenni þess.
geislavirkni í jarðlögum. Geislavirk efni eins
og úran finnast í nokkru magni í efri hluta
jarðskorpu meginlandanna. Við geislunina
myndast varmi sem safnast fyrir og leitar
til yfirborðs og veldur hitastiglinum.
A íslandi er þessu öðruvísi farið. Jarð-
skorpan hér er gjörólík jarðskorpu megin-
landanna. í henni er mjög lítið af geislavirk-
um efnum þannig að hitastigull á íslandi
starfar að langmestu leyti af öðru en geisla-
virkni í jarðskorpunni. Með hliðsjón af eld-
virkni og niðurstöðum rafleiðnimælinga,
sem sýna vel leiðandi lag á 10-20 km dýpi,
er nærtækast að álykta að hinn hái hitasti-
gull stafi af því að undir landinu sé lag
með bráðnu efni þar sem hitastig er um
1200°C, sem er bræðslumark basalts, þess
efnis sem jarðskorpa íslands er að lang-
mestu leyti gerð úr. Frá þessu 1200°C heita
lagi berst varmi jafnt og þétt upp til yfir-
borðs.
VARMAFLUTNINGUR í JÖRÐU
Varmi berist einkum um jarðlög með
tvennum hætti; með varmaleiðni í berginu
sjálfu eða með vatni sem streymir um berg-
ið. Á stöðum þar sem jarðskorpan er svo
þétt að óverulegt vatn streymir um hana
má búast við að allur varmi berist til yfir-
borðs með varmaleiðni í berginu sjálfu. Þá
mælist hitastigull í borholum, grunnum sem
djúpum. Hversu hár hitastigullinn er ræðst
af því hversu djúpt er á varmagjafann (t.d.
bráðið lag) og hversu vel varminn berst
gegnum jarðlögin. Ef mikið grunnvatn leik-
ur um jarðlög berst varminn jafnóðum burt
með vatninu og því mælist lítill sem enginn
hitastigull við slík skilyrði.
Almennt séð er jarðskorpan á íslandi
mjög þétt nema þar sem ung og lítið um-
mynduð hraun eru á yfirborði og í virkum
sprungukerfum sem myndast hafa við jarð-
skorpuhreyfingar síðustu árþúsundin. Lítt
ummynduð hraun eru fyrst og fremst í gos-
beltunum og þar fer því allur varmaflutning-
ur fram með grunnvatni sem streymir mjög
greiðlega eftir hraunlögunum. Því mælist
lítill sem enginn hitastigull í efsta kilómeter
gosbeltanna nema inni á jarðhitasvæðum.
Eftir því sem neðar dregur í jarðlög verður
ummyndun hraunlaganna meiri, en við
ummyndun þeirra fyllist holrými bergsins
af steinefnum sem falla út úr heitu vatni
og þétta bergið.
Utan gosbeltanna eru jarðlög yfirleitt
nægjanlega þétt til að vatnsrennsli um þau
sé óverulegt, nema helst til fjalla, þar sem
ummyndun bergs er minni. Jarðhitavæðin
eru þó undantekningar en þau eru yfirteitt
bundin við nær lóðréttar sprungur sem
myndast hafa við jarðskorpuhreyfingar. í
þessum lóðréttum sprungum á sér stað
hræring; á hluta sprungunnar streymir nið-
ur kalt vatn sem hitnar af snertingu við
heitt berg djúpt niðri og stígur síðan til
yfirborðs annars staðar á sprungunni og
hitar bergið á litlu dýpi. Af þessum sökum
mælist yfirleitt mjög hár hitastigull í efstu
100-200 m jarðar á jarðhitasvæðum en þeg-
ar neðar dregur verður hitastigull mjög lág-
ur og nálægt neðsta hluta spumgnanna er
jörðin mun kaldari en ef jarðhitakerfíð væri
ekki til staðar. Mynd 1 sýnir mismun á hita
í borholum inni á jarðhitasvæði og fjarri
jarðhita.
Hitastigulskort Og
NOTAGILDIÞESS
Ef litið er á hitamælingar sem gerðar
hafa verið í borholum utan jarðhitasvæða
kemur ýmislegt áhugavert í ljóst. Mynd 2
sýnir kort af hitastigli eins og hann mælist
utan jarðhitasvæða. Þetta kort er mjög mik-
ið notað við jarðhitaleit. Tökum dæmi. Land-
eigandi í grennd Skagastrandar vill kanna
hvort líkur séu á nýtanlegum jarðhita í landi
sínu. Hann lætur bora þar 60 m djúpa holu
"g kemst að því að hitastigullinn mælist
30°C/km. Hann lítur á kortið og sér að
Dúast megi við hitastigli upp á 70°C/km í
grennd Skagastrandar ef ekkert jarðhita-
kerfí er nærri. Hann getur því dregi þá
ályktun að jarðhita sé að finna í landareign-
inni. Ef annar landeigandi norður í Aðaldal
leikur sama leikinn og mælir einnig
100°C/km í sinni holu verður hann að draga
þá ályktun að engann jarðhita sé að finna
hjá sér því samkvæmt hitastigulskortinu er
hitastigull upp á 100°C/km dæmigerður
utan jarðhitasvæða í Aðaldal. Skýringarinn-
ar á mismunandi hitastigli er að leita í mis-
miklu dýpi á bráðna lagið undir þessum
stöðum.
Höfundur er jarðeðlisfræðingur og starfar hjá
Orkustofnun.
12