Lesbók Morgunblaðsins - 28.09.1996, Blaðsíða 13

RANNSÓKNIR Á ÍSLANDI
UMSJÓN: SIGURÐUR H. RICHTER
SEGULMÖGNUN I BERGI
EFTIRLEÓKRISTJÁNSSON
Niðurstöður segulmæl-
-------------7---------
ingg ó bergi á Islandi eru
mikilvægur þáttur í jarð-
fræðikortagerð og nýt-
ast jaróvísindamönnum
um allan heim.
RAUNVÍSINDASTOFNUN Há-
skólans á 30 ára afmæli á
þessu ári. Eitt af fyrstu rann-
sóknaverkefnum stofnunar-
innar varðaði segulmögnun
bergs. Trausti Einarsson, pró-
fessor við HÍ, og Þorbjörn Sig-
urgeirsson, sem þá var fram-
kvæmdastjóri Rannsóknaráðs ríkisins, hófust
handa við þær rannsóknir árið 1953.
Bergsegulmagn endurspeglar fernl
jarósegulsvió
Segulsviðið sem mælist við yfirborð jarð-
ar, stafar einkum frá rafstraumum umhverf-
is innsta hluta jarðkúlunnar. Berglög geta
tekið í sig segulmögnun með sömu stefnu
eins og jarðsegulsviðið í kring. Þannig segul-
magnast gosberg á meðan það er að kólna
niður eftir storknun, en setlög á meðan þau
eru að setjast til smátt og smátt. Segulmögn-
unin situr í litlum kornum af járnríkum
steindum í berginu. Við viss skilyrði varðveit-
ist stefna hennar í kornunum í hundruð millj-
óna ára.
Bergsegulmælingar á fyrri hluta aldarinn-
ar sýndu að segulsvið jarðar hefur flökt veru-
lega mikið til og oft snúist alveg við. Þessum
niðurstöðum áttu margir jarðvísindamenn
erfitt með að trúa. Greinar um segulmæling-
ar á íslenskum hraunum sem þeir Trausti,
Þorbjörn og Ari Brynjólfsson birtu á árinu
1957, áttu mikinn þátt í að taka af öll tví-
mæli um umsnúninga sviðsins. Meðal merk-
ustu staða sem þeir rannsökuðu voru Flugug-
il og Húsagil í Brynjudal í Hvalfirði (sjá
mynd). Þar hafa nokkur hraunlög í jarðlaga-
staflanum runnið meðan á einum umsnúninga
jarðsegulsviðsins stóð, og höfðu slík lög
hvergi fundizt áður í heiminum.
Umsnúningar jarðsegulsviðsins verða með
óreglulegu millibili nokkrum sinnum á hvetj-
um milljón árum og hver þeirra tekur fáeinar
þúsundir ára. Margt er enn á huldu um orsak-
ir sviðsins, flökts þess og umsnúninganna en
þessi atriði eru þó mjög áhugaverð fyrir þá
vísindamenn sem leitast við að skilja innri
gerð jarðarinnar. Flestir sem rannsaka berg-
segulmagn hafa einbeitt sér að setmyndunum
enda eru þær mun útbreiddari á meginlönd-
unum en gosberg. Niðurstöður úr setlögunum
hafa hins vegar reynzt ótraustari en úr gos-
bergi, ekki sízt vegna þess að upphaflegu
segulmögnuðu kornin í þeim fyrrnefndu hafa
oft ummyndazt í aðrar steindir eða jafnvel
horfið alveg úr berginu.
Þátlur íslands í timakvaróa fyrir
jarósegulsvióió
Jarðfræðingar vilja vita réttan aldur jarð-
laga sem þeir eru að rannsaka. Til þess nota
þeir einkum mælingar á magni tiltekinna
geislavirkra efna í gosbergi og steingerðar
lífverur í setlögum. Þessar aðferðir duga þó
ekki alltaf og segulmælingar gáfu þarna nýjan
möguleika. Ef mynztur breytinga í segulmögn-
un (t.d. umsnúninga) í syrpu jarðlaga á landi
eða í úthafsbotninum kemur heim við mynztur
breytinga á jarðsegulsviðinu yfir tiltekið tíma-
bil, má draga ályktun um aldur jarðlaganna.
Meginvandamálið við beitingu þessarar að-
ferðar er hins vegar að mjög óvíða í heiminum
eru jarðlög sem hægt er að nota til að byggja
upp örugga þekkingu á breytingum jarðsegul-
sviðsins; þau verða að vera bæði vel aðgengi-
leg, óslitin, auðveld að aldursgreina með mik-
illi nákvæmni og gefa traustar niðurstöður
úr segulmælingum.
Þarna stendur ísland öðrum svæðum fram-
ar. Blágrýtishraun halda upprunalegri segul-
Morgunbloóió/Leó Kristjónsson
HÖFUNDUR við sýnasöfnun í Flugugili við Brynjudal í Hvalfirði,
FJÖLL norðan við Seyðisfjörð.
mögnun sinni mjög vel og eru
þolanlega nothæf til aldurs-
greininga. Hraunlagasyrpur
landsins spanna nokkuð sam-
fellt síðasta 15 milljón ára tíma-
bilið í ævi jarðar. A öðrum gos-
bergssvæðum ofansjávar ná
hraunasyrpurnar yfir styttri
tímabil og ýmislegt annað getur
verið þar til vandkvæða svo sem
gróðurþekja og veðrun. Segul-
stefna í aldursgreindu íslensku
bergi er því ein af undirstöðum
tímatals umsnúninga jarðsegul-
sviðsins. Það nýtist við að áætla
aldur jarðmyndana víða um
heim, meðal annars berggrunns-
ins undir öllum úthöfunum.
Rannsóknir hérlendis
1972-79
Stórt átak í bergsegulmæl-
ingum á íslenskum hraunum var
gert á árunum 1972-79, í sam-
vinnu tveggja háskóla í Banda-
ríkjunum og Ástralíu við Raun-
vísindastofnun og Orkustofnun.
Safnað var sýnum til segulmæl-
inga úr um 2500 lögum alls á
Vestfjörðum, í Borgarfírði, á
mið-Norðurlandi, við utanverð-
an Hvalfjörð og víðar. Um 160
hraunlög voru síðan valin úr
þeim til geislavirkni-aldursmæl-
inga, sem eru vandasamar og
3500-
3000-
2500 -f
KAENA
MAMMOTH
332
COCHITI
a
NUNIVAK
SIDUFOALL
THVERA
1000
534
5 37
550
500-
583
6 12
6.27
639
6 54
6.59
SEGULSTEFNUR í hraun-
lagastaflanum í Borgar-
firöi.
aðeins á færi fárra rannsókna-
stofa í heiminum. Eru niður-
stöðumar ómetanleg stoð
margs konar annarra rann-
sókna á jarðfræði íslands og
vel þekktar erlendis. Einkum
hafa segulstefnur í um 400
hraunlaga stafla, sem hallast
inn eftir Borgarfjarðardölum,
(sjá mynd) oft birzt í kennslu-
bókum sem sígilt dæmi um
nytsemi bergsegulmælinga í
jarðvísindum. Tölur til vinstri á
myndinni sýna heildarþykkt
laganna i metrum, talið frá
Norðurá við Hreðavatn og upp
að Húsafelli. Tölur til hægri
gefa aldur samkvæmt geisla-
virknimælingum, í milljónum
ára. Dökkir hlutar staflans
mynduðust þegar jarðsegulsvið-
ið sneri eins og í dag, ljósir
þegar það sneri öfugt. Eins og
sjá má eru tvö tiltekin tímabil
(segulskeið) á alþjóðavettvangi
kennd við borgfirzk örnefni.
Bergsegulrannsóknir á
■slandi I rá 1980
Síðan 1980 hefur Raunvís-
indastofnun Háskólans unnið
að bergsegulmælingum í
tengslum við almenna kortlagn-
ingu jarðlaga á mörgum svæð-
'um á landinu. Má þar nefna
Mosfellssveit, Langadal í Húnavatnssýslu,
Tjömes, fírðina sunnan ísafjarðardjúps, Gnúp-
verjahrepp og snið frá Stykkishólmi í Hítard-
al. Fáir jarðfræðingar vinna þó að þess háttar
kortlagningu hérlendis og miðar henni því
miklu hægar en æskilegt væri. 1995-96 var
safnað sýnum í innanverðum Fljótsdal (ásamt
japönskum leiðangri), í Eyjafjarðardölum, og
í Skarðsheiði. Lítið hefur fengist gert af geisla-
virkni-aldursgreiningum á íslensku bergi eftir
1980, en erlendis eru nú að ryðja sér til rúms
stórbættar aðferðir við slíkar mælingar. Hafa
aðilar sem standa framarlega í þróun þeirra
mæliaðferða, nýverið aflað sér sýna úr hraun-
lögum á ýmsum þeim stöðum á landinu þar
sem Raunvísindastofnun hefur rannsakað
forna umsnúninga jarðsegulsviðsins.
Hagnýtnol
Jarðgöng gegnum fjöll vegna samgangna
eða vatnsvirkjana verða helst að liggja þar
sem bergið er heillegt og sterkt. Bergtegund-
ir geta verið mjög mismunandi að þessu leyti.
Kort af legu berglaganna í fjöllunum eru
gerð með því að rekja auðþekkjanleg setlög,
hraunasyrpur með sérstæða steindagerð og
snúninga segulstefnu í berginu. Á árunum
1989-93 voru á Raunvísindastofnun segul-
mæld sýni úr 360 hraunum í fjöllum við
Mjóafjörð og Seyðisfjörð eystra, með stuðn-
ingi Vísindasjóðs, Rannsóknasjóðs HÍ og
Vegagerðarinnar. Það átak tengdist um-
fangsmikilli jarðfræðikortlagningu víða á
Austfjörðum sem Jarðtæknistofan hf. í
Reykjavík sá um, vegna hugmynda um göng
milli byggðarlaga þar. Mælingar á 55 hraun-
lögum í 170-910 m hæð í fjallinu Grýtu
norðan Seyðisijarðar (sjá. mynd) sýndu til
dæmis, að segulstefna í fjallinu er „öfug“
upp í 270 m hæð, síðan að mestu „rétt“ upp
að setlagi í 600 m hæð, svo „öfug“ upp að
880 m. Svipað mynztur fínnst einnig í fjöllum
við Mjóafjörð og Norðfjörð. Aldur er um 12
milljón ár.
Þess má að lokum geta, að segulmögnuð
jarðlög valda minniháttar truflunum á jarð-
segulsviðinu. Raunvísindastofnun hefur síðan
á árinu 1968 unnið að mælingum á þessum
segulsviðstruflunum úr flugvélum yfir öUu
landinu og einnig á hluta landgrunnsins. Úr
mælingunum má fá margs konar vísbending-
ar um aldur og gerð bergsins, jafnvel þar sem
það er hulið seti, jöklum eða sjó. Meðal ann-
ars gerði stofnunin nákvæmt flugkort af seg-
ulsviði yfir vinnslusvæði Hitaveitu Reykjavík-
ur haustið 1993, með styrk frá Hitaveitunni.
Höfundur er jarðeólisfræóingur og forstöðu-
maóur jaróeólisfraeóistofu Raunvísindastofnunar
Hóskólans. Rannsóknarróð íslands stendur að
birtingu þessa greinaflokks.
LESBÓK MORGUNBLAÐSINS ~ MENNING/LISTIR 28. SEPTEMBER 1996 1 3