Tíminn - 19.01.1974, Side 8

8
TÍMINN
Laugardagur 19. janúar 1974.
Þorbjörn Sigurgeirsson:
HRAUN-
KÆLING
Erindi haldið i Norræna
húsinu 4. nóvember 1973
Lítilsháttar breytt
Sandeyjan og LóOsinn dæla sjó á hrauntotuna viO hafnargarOinn.
(Sigurgeir Jónasson 7/3 1973)
Inngangur:
Þegar litió er yfir hraunfláka
þessa lands dylst ekki aó hraun-
rennslió er allmargbreytilegt og
útbreiöslan mismunandi. Til er
aö hraun renni yfir 100 km vega-
lengd. Onnur komast ekki I km.
frá upptökunum.
Meðal atriöa sem ætla má að
einkum hafi áhrif á útbreiðslu
hrauna eru seigja
hraunsins,heildarmagn þess og
myndunarhraði og landslag.
Mikill halli stuðlar að þvi að
hraunið komist langt frá upp-
tökunum, en reynslan sýnir þó, að
hraun geta runnið mjög langt á
hallalitlu landi eins og t.d. i
Flóanum. Allt það hraunmagn,
sem upp kemur i einu eldgosi
verður vitanlega aö setjast ein-
hvers staðar aö, og hefur óhjá-
kvæmilega i för með sér
breytingar á fyrra landslagi. í
sumum tilfellum leggst það yfir
landið sem flöt hraunbreiöa, i
öðrum tilvikum hrúgast það upp i
nánd við giginn.
Hér er það seigja hraunsins,
sem ræöur úrslitum. Hún er háö
efnasamsetningu hraunsins og
hitastigi, og hækkar ört með
lækkandi hitastigi. Basaltkvika
er yfirleitt 1000—1200 gr C þegar
hún kemur upp, en þegar hitastig
hraunsins er komið niöur i 800 gr
C er það örugglega storknað og
hreyfist ekki frekar. Hve langt
hraunið kemst áður en það
storknar er þvi komiö undir
rennslishraöa og hraða kælingar-
innar.
t sumum tilfellum hefst kæling-
in áöur en hraunið rennur úr
gignum. Þetta gerist i neðan-
sjávargosum og gosum undir
jökli, þar sem vatn hefur aðgang
að gignum. Snerting á milli
vatnsins og hraunkvoðunnar er
þá mjög náin vegna þess að gas-
bólur, sem koma upp með hraun-
inu.hræra stöðugt i súpunni. Kæl-
ingin getur þá orðiö svo ör að ekk-
ert bráðið hraun nái að renna frá
uppsprettunni, en gosefnin þeyt-
ist sem gjall eða aska upp úr gos-
opinu. Dæmi um slikt er Surts-
eyjargosið, á meðan sjór náöi til
gigsins, Kötlugos og einnig marg-
ir móbergshryggir, sem myndast
hafa i sprungugosum á isaldar-
timanum. Nokkur kæling getur
einnig orðið þegar hraunflyksur
kastast upp í loftiö og falla svo
aftur i giginn.
Eftir að hraunið hefur runniö úr
<1
gignum og losað sig við gasið
dregur úr umrótinu og kælingin
verður hægari. Snerting við vatn
verður þá ekki eins náin,og öflug-
ur hraunstraumur, sem rennur i
sjó fram, getur jafnvel runnið i
kafi eftir botninum sviþað og á
landi væri. Hægfara hraun-
straumur kólnar hins vegar þeg-
ar hann kemur i sjóinn. Þar
myndast uppfylling, sem nær upp
t sjávarborð, og bráðna hraunið
rennur ofan á þessari uppfyll-
ingu. Neðansjávar hefur þá jaðar
hraunsins sem næst skriðuhalla.
Ein tegund náttúrulegrar
hraunkælingar eru hin svokölluöu
gervigos, sem þekkjast frá stöö-
um, þar sem hraun renna i vatn
eða votlendi. Þar er væntanlega
um að ræöa vatn, sem lokast inni i
hrauninu eða undir þvi, en gufan
brýst upp i gegnum bráðið hraun
ið. Þar verður kæling með svip-
uðu móti og i gig, sem vatn hefur
komizt i.
önnur tegund náttúrulegrar
kælingar var augljós i Heimaeyj-
argosinu. A vissum stöðum, þar
sem áöur var sjór undir, streymdi
að staðaldri gufa upp úr hraun-
inu. Greinilegt var, að á þessum
svæðum varð kæling á hrauninu,
sem hindraði rennslið, þvi aö
framan við slikan stað varð yfir-
leitt vik I hraunjaðarinn, en ofan
við hann hrúgast hraunið upp
vegna þrýstingsins aftanfrá.
Heimildir um þetta fyrirbæri eru
varðveittar á loftmyndum.
Aðgerðir til að draga úr tjóm ai
völdum hraunrennslis hafa verið
reyndar nokkrum sinnum og þá
einkum bygging varnargarða.
Varnaraögerðirnar á Heimaey
eru þó tvimælalaust þær lang-
mestu, sem viðhaföar hafa verið i
nokkru gosi, en þar var aðallega
stuðzt við vatnskælingu. Sú að-
ferö virðist varla hafa verið
reynd áður, nema i smáum stil á
Hawaii um 1960, þar sem bruna-
sprautum var beint að hraunjaðr-
inum og taliö gefa athyglisverðan
árangur. E.t.v. var tilraun i þessa
átt einnig gerð við Etnu fyrir fá-
um árum.
1 Surtseyjargosinu var gerður
út leiðangur til að kanna áhrif
sjódælingar á hraunrennslið, en
hann varð að snúa aftur sökum ó-
hagstæðs veðurs. Siðar var reynd
þar sjódæling I mjög smáum stil,
en sú tilraun gaf enga reynslu,
sem hægt væri að byggja á.
Ahrif sjávarkælingar á hraun-
rennsli i Surtsey voru þó oft aug-
ljós, þar sem hraun rann langar
leiðir eftir fjörunni, vegna þess að
brimið kældi þann jaðar hrauns-
ins( sem að sjónum sneri, og gerði
úr honum varnarvegg.
Ekkier svoað skilja, að enginn
hafi gert sér grein fyrir áhrifum
vatns á bráðið hraun fyrr en á sið-
asta áratug. Af ævisögu eld-
klerksins Jóns Steingrimssonar
sést, að honum var vel ljóst, að
vatn gat heft framrás rennandi
hrauns. 1 frásögn hans af eld-
messunni á Kirkjubæjarklaustri
5. sunnudag eftir trinitatis árið
1783 stendur m.a.: „Var þá guð
heitt og 1 alvöru ákallaður, enda
hagaði hans ráð þvi svo til, að eld-
urinn komst ei þverfótar lengra
en hann var fyrir embættið, held-
ur hrúgaðist hvað ofan á annað i
einum bunka. Þar með komu ofan
á hann öll byggðarvötn eður ár,
sem kæfðu hann i mestu ákefð”.
Eðli hraunkælingar
Steinn leiðir varma það treg-
lega, að 10 m þykk hraunhella
myndi haldast heit svo árum
skipti ef hún væri heil og ó-
sprungin, jafnvel þó að yfirborð
hennar væri stöðugt kælt með
vatni. En hraun eru yfirleitt
sprungin og sprungurnar eru
frumskilyrðiö fyrir þvi, að ör kæl-
ing geti átt sér stað.
Þegar vatni er veitt á hraun til
kælingar, er árangurinn mjög
undir þvi kominn að vatnið nýtist
vel. Vatnið tekur varma frá
hrauninu við að hitna, en þó
einkum við að sjóða og breytast i
gufu. Það er þvi áriðandi að allt
vatniö gufi upp, en renni ekki útaf
hrauninu eða niður I gegnum það.
Reynslan frá Heimaey, þar sem
hraunið var yfirleitt þakið þykku
lagi af ösku og gjalli, sýnir, að
þessu marki er oft hægt að ná.
Vatnsbuna, sem nam 100 litrum á
sekúndu, gat streymt á sama stað
á hrauninu svo dögum eða vikum
skipti, án þess að vart yrði
minnkandi uppgufunar. 1 byrjun
er uppgufunin mjög ör i næsta ná-
grenni bununnar. Eftir nokkra
daga hefur dregið úr gufunni næst
bununni, en svæðið, sem gufar úr,
teygir sig i allar áttir út frá henni,
svo það getur þakiö allt að einum
hektara af yfirborði hraunsins.
Undir þessum kringumstæðum
er hægt aö reikna nokkurnveginn
út, hve mikið hraun storknar fyrir
áhrif vatnskælingarinnar. Vatn,
sem hitnar upp frá 10 gr C og
breytist i 100 gr C heita gufu tekur
til sin 630 hitaeigningar (kg. cal)
fyrir hvert kg vatns, sem gufar
upp. Hvert kg af hrauni sem
storknar og kólnar úr 1100 gr i 800
gr. gefur frá sér um 190 hitaein-
ingar, og varlegra er að reikna
með, aö hraun það, sem storknar,
kólni alla leið niður i 100 gr. og
gefur það frá sér alls um 380 hita
Loftmynd tekin 6. april 1973 þegar hraunkælingin var i hámarki. Neðst
til vinstri á myndinni sjást rörin frá Sandeyjarkælingunni þvert yfir
hrauntunguna, sem lagðist aö hafnargaröinum. Mælingu er lokiö á
þessum stað ogSandeyjanfarin frá Vestmannaeyjum.Flestar dælurnar
eru á Básaskersbryggju neðst til hægri og þaðan liggja vatnsrörin i
gegnum bæinn og upp á hraunið. Aðallögnin liggur eftir Sólhlið fram
hjá nýja sjdkrahúsinu upp á hrauniö. Þar er aðalkælingin um þessar
mundir og þaðan dreifist vatnið yfir hrauntunguna svo það nær hálfa
leið til hafnarinnar. Gufumökkurinn gefur hugmynd um hraða
kælingarinnar. Að norðan liggur hrauntungan aö Ilraðfrystistöðinni,
Fiskiðjunni og isfélagshúsinu. Viö hrauntunguna mótar fyrir bruna-