Morgunblaðið - 12.03.2007, Blaðsíða 10

10 MÁNUDAGUR 12. MARS 2007 MORGUNBLAÐIÐ
JARÐFRÆÐIRANNSÓKNIR Í BORGARFIRÐI
Í Borgarfirði var áður jarð-skjálftabelti sem varð til afsömu orsökum og jarð-skjálftabeltið á Suðurlandi.
Sprungur í bergi í Borgarfirði líkj-
ast skjálftasprungum á Suðurlandi.
Sumar þeirra hafa opnað leiðir fyrir
innskot kviku og ráðið miklu um
hringrás jarðhita. Skjálftabeltið á
Suðurlandi virðist færast suður með
tíma. Það hefur skilið eftir sig
sprungur í uppsveitum Árnessýslu
sem skýra mikinn jarðhita þar.
Þetta er meðal niðurstaðna úr verk-
efni sem kallað er rannsókn á bergs-
prungum og unnið hefur verið að
undanfarin ár.
Skýrari mynd af jarðsögunni
Til að skilja þær rannsóknir sem
hér er fjallað um er nauðsynlegt að
byrja á því að skýra lítillega jarð-
fræðilegar aðstæður á Íslandi.
Flestir vita að þvert yfir landið,
frá Reykjanesskaga og Suðurlandi
til Norðausturlands, liggja gosbelti
og að á þeim er tiltölulega mikið um
jarðhræringar. Flestir vita líka að
þessi belti eru á mörkum tveggja
fleka, N-Ameríkuflekans og Evr-
ópu- og Asíuflekans.
Jarðfræðingar kalla gosbelti sem
er á flekaskilum, eins og t.d. Reykja-
neshrygginn, rekbelti. Það er ekki
að ástæðulausu því að þar rekur
flekana sundur og kvika fyllir í vök-
ina. Eins og gefur að skilja eru þetta
ekki hraðar hreyfingar, en þó um 18
millimetrar á ári.
Á síðustu árum og áratugum hafa
jarðfræðingar hins vegar verið að
átta sig á að þessi mynd er talsvert
flóknari. Myndir 1 skýrir almennar
hugmyndir þeirra um þessar mund-
ir. Undir landinu miðju, nálægt
Bárðarbungu í Vatnajökli, er mött-
ulstrókur. Í honum er bráðið berg
sem finnur sér leið inn í jarðskorp-
una, og veldur mun meiri gosvirkni á
Íslandi en annars staðar á flekaskil-
unum. Möttulstrókurinn er fast
skorðaður í jörðinni en flekarnir eru
á hægu skriði yfir hann til VNV. Það
er því ekki óeðlilegt að spurt sé hvað
gerist á nokkrum milljónum ára
þegar flekaskilin eru komin talsvert
frá möttulstróknum? Svarið er ein-
faldlega, að skilin stökkva til austurs
og yfir stróknum myndast nýtt rek-
belti (Sjá mynd 2). Milli norðurenda
fyrra beltisins og suðurenda nýja
beltisins myndast þversprungu-
svæði með tíðum jarðskjálftum, líkt
og skjálftabeltið á Suðurlandi sem
nú tengir Reykjanes-Langjökuls-
beltið við eystra rekbeltið (Sjá mynd
3).
Nú telja menn sig geta greint
a.m.k. fjögur rekbelti á Íslandi.
Fyrsta og elsta beltið er út af Vest-
fjörðum, en það er talið hafa verið
virkt fyrir 24 milljónum ára. Næst-
elsta beltið er Snæfellsnesrekbeltið,
en það er talið hafa verið virkt fyrir
um 15 milljónum ára. Þriðja beltið
nær frá Reykjanesskaga og um
Langjökul, en það er talið hafa byrj-
að virkni fyrir 6–7 milljónum ára.
Þetta rekbelti er enn virkt en þó
ekki eins virkt og það rekbelti sem
nú liggur yfir möttulstróknum undir
Vatnajökli og kallað er eystra rek-
belti. Þegar rekbeltin færast fjær
uppsprettum hitans, þ.e. möttul-
stróknum, dregur úr virkni þeirra.
Fróðlegt að bera saman
sprungur í Borgarfirði og á
Suðurlandi
Til þess að skilja betur þá jarð-
sögu sem hér er í þróun hefur verið
efnt til samanburðar á jarðfræði,
sprungum, halla og strikstefnu
hraunlaga í Borgarfirði og á Suður-
landi. Leiðandi jarðfræðingur í þess-
um rannsóknum er dr. Maryam
Khodayar sem byrjaði á þessu verk-
efni með styrk í 3 ár frá Sviss en síð-
an sem styrkþegi Rannsóknarráðs
önnur 3 ár, áður en samstarf við nú-
verandi aðila hófst. Aðstaða var að
mestu hjá Orkustofnun og samvinna
við prófessor Pál Einarsson á Raun-
vísindastofnun, áður en Maryam
réðst til Íslenskra orkurannsókna.
Aðrir helstu samstarfsmenn í þessu
verkefni hafa verið jarðfræðingarnir
dr. Hjalti Franzson og Freysteinn
Sigurðsson. Yfirumsjón hefur verið í
höndum Sveinbjörns Björnssonar,
fyrrum deildarstjóra á Orkustofnun.
Verkefnið er kostað sameiginlega
af Orkustofnun, Orkuveitu Reykja-
víkur og Landsvirkjun, en megin-
hluti rannsóknanna fer fram á veg-
um Íslenskra orkurannsókna.
Samvinna er einnig við Jarðvísinda-
stofnun Háskólans.
Þegar Maryam hóf rannsóknir
sínar á bergsprungum í skjálftabelt-
um einbeitti hún sér að því að skoða
sprungur uppi í Borgarfirði og á
Mýrum. Hún fann þar glögg merki
um fornt skjálftabelti og í grein sem
hún birti með Páli Einarssyni túlk-
uðu þau gögnin svo að svæðið hefði
verið smáfleki milli rekbeltisins á
Snæfellsnesi og Reykjanes-Lang-
jökulsbeltis og skjálftabeltis sem
tengdi þessi tvö rekbelti saman. Á
mynd 1 er þetta svæði auðkennt
með tölunni 8. Það voru sprungur
með sömu NS-stefnu og hreyfingar
og í skjálftasprungum á Suðurlandi
sem komu þeim á sporið um fornt
skjálftabelti í Borgarfirði. Dæmi um
slíka sprungu frá Gljúfurá er sýnt í
mynd 4. Þessi sprunga hefur hreyfst
á ýmsa vegu og fyllst af kviku meðan
hún var innan skjálftabeltisins. Af
þessu dæmi má ætla að skjálfta-
sprungur á Suðurlandi geti einnig
hreyfst á ýmsa vegu og opnað leiðir
fyrir kviku að neðan.
Á sama hátt og áður í Borgarfirði
eru uppsveitir Árnesssýslu nú smáf-
leki milli Reykjanes-Langjökuls-
beltis, eystra rekbeltis og skjálfta-
beltisins á Suðurlandi. Maryam
segir að það sé afar áhugavert að
bera saman sprungur í þessum
tveimur smáflekum, ekki síst vegna
þess að samanburðurinn gefi upp-
lýsingar um jarðsöguna.
Í Borgarfirði er elsta bergið allt
að 15 milljón ára gamalt. Það sem
auðveldar jarðvísindamönnum rann-
sóknir þar er að jöklar hafa sorfið
um 1.500 metra ofan af upprunalegu
yfirborði. Þar má því sjá hvernig
sprungurnar voru niðri á 1.500 m
dýpi og bera saman við sprungur
sem áður voru á 500 m dýpi í upp-
sveitum Árnessýslu og sprungur á
yfirborði í skjálftabeltinu á Suður-
landi.
Maryam segir að sumar sprung-
urnar séu arfur frá því að bergið var
innan rekbeltanna og þær séu með
stefnu í norðaustur. Þær séu þó að-
eins þriðjungur af fjöldanum. Aðrar
sprungur myndist vegna jarð-
skjálfta og það sprungumynstur sé
miklu flóknara. Algengasta
sprungustefnan sé í norður-suður,
en greina megi fimm aðrar stefnur.
Hún segir að það athyglisverða við
þetta sé að það sé hægt að finna
sömu sex sprungustefnurnar bæði á
Suðurlandi og í Borgarfirði.
Búið er að greina hugsanlegar
sprungur á þessum tveimur svæðum
á grunni loftmynda. Maryam segir
að það þurfi hins vegar að staðfesta
að um raunverulegar sprungur sé að
ræða og kanna eðli þeirra. Útilokað
sé að rannsaka allar sprungur og því
velji jarðfræðingar svæði sem þeir
telji að séu áhugaverð og líkleg til að
veita nýja innsýn í jarðsöguna. Mar-
yam segir að við þessar rannsóknir
sé mikill kostur að það skuli vera til-
tölulega lítið um tré á Íslandi. Í
skógi sjáist ekki sprungurnar fyrir
trjánum.
Skjálftabeltið á
Suðurlandi á „suðurleið“?
Í grein sem bráðlega mun birtast í
alþjóðlegu tímariti bera þau Ma-
ryam og Hjalti saman sprungur í
megineldstöð sem kennd er við
Þjórsárdal saman við sprungur í
skjálftabeltinu á Suðurlandi og
draga þá ályktun að eldstöðin í
Þjórsárdal hafi áður verið á mótum
eystra rekbeltisins og skjálftabelt-
isins en skjálftabeltið hafi færst suð-
ur með tíma. Það hafi áður verið í
uppsveitum Árnessýslu en nú liggur
það um Hjalla, Selfoss, Skarðsfjall
og austur að Heklu (Sjá mynd 3).
Sveinbjörn líkir þessu jarð-
skjálftabelti við hakkavél. Það fari
suður yfir og skilji eftir mölbrotið
berg norðan við beltið. Hann segir
þetta sprungna berg hafa bæði já-
kvæðar og neikvæðar hliðar. Við
byggingu mannvirkja eins og virkj-
ana þurfi að varast sprungurnar og
velja stað og hanna byggingar með
tilliti til þeirra. Það jákvæða við
sprungurnar sé hins vegar að þær
greiði leið fyrir jarðhita. Hann bend-
ir á að á Austurlandi sé að finna
nægan berghita, en hins vegar sé
berg þar minna sprungið og þar af
leiðandi erfitt að finna nýtanlegan
jarðhita.
En það er ekki bara vatn sem get-
ur fundið sér leið inn í sprungurnar.
Kvika getur líka fundið sér leið inn í
þær, líkt og sprungan við Gljúfurá í
Borgarfirði sýnir. Þetta gæti skýrt
gríðarlegan hita á sumum lághita-
svæðum eins og í Deildartungu og
Reykholti í Borgarfirði og í Bisk-
upstungum á Suðurlandi. Mynd 5
sýnir hvernig jarðhiti í Biskupstung-
um gæti verið tengdur gömlum jarð-
skjálftasprungum sem skjálftar
hrista upp í af og til.
Í Borgarfirði var áður jarðskjálftabelti sem varð til af sömu orsökum og jarðskjálftabeltið á Suðurlandi. Rannsóknir
jarðfræðinga á bergsprungum í Borgarfirði og á Suðurlandi leiða þetta í ljós. Egill Ólafsson kynnti sér rannsóknirnar.
Gömul rekbelti valda
skjálftum í Borgarfirði
Morgunblaðið/ÞÖK
Sprungurannsóknir Jarðvísindamennirnir Sveinbjörn Björnsson, Maryam Khodayar og Hjalti Franzson hafa
unnið að grunnrannsóknum á sprungum í Borgarfirði og á Suðurlandi.
egol@mbl.is
RANNSÓKN á rofnu bergi veitir
innsýn í hegðun sprungna með tíma.
Myndin sýnir dæmi um sprungu við
Gljúfurá í Borgarfirði. Á þessu
svæði var sennilega þversprungu-
kerfi milli Snæfellsnesrekbeltis og
Langjökulsrekbeltis fyrir um 5–7
milljónum ára. Meðan flekaskilin
voru að færast frá Snæfellsnesi til
Langjökuls gegndi sprungan svip-
uðu hlutverki og sniðgengi með
norðlæga stefnu gera nú í skjálfta-
beltinu á Suðurlandi og á Reykja-
nesskaga. Gljúfurársprungan
hreyfðist fyrst sem sniðgengi, síðan
sem siggengi, þá aftur sem snið-
gengi með kvikuinnskotum (myndir
a til c). Seinna komu hreyfingar sem
vinstra sniðgengi (d) og loks gliðnun
(e). Mjög svipaðar N-S-sprungur er
nú að finna á Suðurlandi og á
Reykjanesskaga.
Sprunga
við Gljúfurá
SPRUNGUR geta komið að gagni
því að þær opna leiðir fyrir hring-
rás jarðhita. Þetta gildir t.d. um
sprungur í uppsveitum Suðurlands
sem mynduðust þar meðan bergið
var innan skjálftabeltis. Dreifing
jarðhita í Biskupstungum mótast
greinilega af jarðskjálftasprungum
og misgengjum. Til dæmis gæti
jarðhiti að Efri-Reykjum og Syðri-
Reykjum og Spóastöðum tengst
norðlægum jarðskjálftasprungum,
og jarðhiti á Böðmóðsstöðum og
Syðri-Reykjum ANA-lægum
skjálftasprungum. Mikið rennsli á
Syðri-Reykjum gæti skýrst með því
að þar skærust þessi sprungusvæði,
auk sprungna með NA-stefnu. Á
svipaðan hátt gæti jarðhiti í Laug-
arási og á Reykjavöllum verið
tengdur norðlægri sprungu sem
hefur bæði hreyfst sem siggengi og
sniðgengi í jarðskjálftum.
Jarðhiti og
sprungur í
Biskups-
tungum