Náttúrufræðingurinn - 2007, Qupperneq 52

Ná ttú ru f ræðingurinn
samanstandi af göngum og sillum
(tímabil VII og IV; 4. og 5. mynd).
Óregluna má rekja til mismikillar
þróunar kvikunnar áður en hún
nær til yfirborðs. Kvikan stöðvast á
mismunandi dýpi í göngum og sill-
um og þróast mismikið og mishratt
eftir hitamismuni hennar og grann-
bergsins sem hún dvelst í. Eins má
ætla að mislangan tíma þurfi til að
kólnun og kristöllun, sem veldur
útleysingu rúmmálsfrekra gasteg-
unda, myndi nægan þrýsting til
þess að yfirvinna farg ofanáliggj-
andi bergs svo að gos hefjist. Því
verður óregla í efnasamsetningu
gosefna með tíma einkennandi á
þessum tímabilum.
Þau tvö tímabil þar sem þessi
hegðun er ríkjandi eru fremur stutt,
eða 650-700 ár. Þetta má túlka
þannig að á 600-700 árum hafi nægi-
legur varmi borist með kviku upp í
skorpuna til þess að bræða hana og
mynda þar kvikuhólf. Eins er at-
hyglisvert að undir lok þessara tíma-
bila myndast fleiri gjóskulög sem
sýna áhrif skorpumengunar (eru
súrari), auk þess sem súr gjóskulög
eru algeng á þessum tímabilum eða í
byrjun fylgjandi tímabila.18'23
Regluleg aukning k2o
MEÐ TÍMA
Þegar regluleg aukning K20 með
tíma einkennir tímabilin er líklegt
að kvika hafi stöðvast og þróast í
grunnstæðu kvikuhólfi sem mynd-
ast hefur í gosrásinni, sbr. tímabil
VI, III og II (4. og 5. mynd). Móður-
kvikan sem fyllt hefur kvikuhólfið í
byrjun tekur að þróast þegar
kristöllun og aðskilnaður kristalla
frá vökva hefst, en það leiðir af sér
hækkandi K20-gildi með tíma í af-
gangsbráðinni (vegna kvikusæk-
inna eiginleika kalíums).
Tímabil III einkennist af mjög
reglulegri aukningu K20 frá 0,68
wt%, sem er næstlægsti kalíumstyrk-
ur Kötlugjósku síðastliðinna 8400
ára. Þessi Iág-K20 kvika hefur líkleg-
ast fyllt kvikuhólf fyrir -3700 árum
og afleiddar kvikur hafa myndast úr
hertni í um 1700 ár (4. mynd). Á tíma-
bilinu hækkar K20-gildið úr 0,68 í
0,94 wt%, sem samsvarar því að um
30% af upphaflegu rúmmáli kvik-
unnar hafi kristallast, ef gert er ráð
fyrir einni kvikuinnspýtingu fyrir
um 3700 árum. Allt eins er mögulegt
að nokkrar fremur frumstæðar
kvikuinnspýtingar hafi átt sér stað á
tímabilinu, en til að halda stöðugri
aukningu K20 hljóta innspýtingam-
ar að hafa verið mun minni að rúm-
máli en það sem út úr kvikuhólfinu
fór. Líta má á tímabil II sem framhald
af tímabili III eftir hressilega innspýt-
ingu frumstæðrar kviku fyrir um
1800 árum, en eftir hana hefur þróun
kvikunnar haldið áfram á sama hátt í
800 ár til viðbótar.
Enn er ekki ljóst hvers vegna
kvikuhólf verða óvirk. Hugsanlega
geta stórar og mjög öflugar innspýt-
ingar af frumstæðri kviku „hreins-
að" gosrásir og tæmt kvikuhólf, sem
þá féllu saman vegna utanaðliggj-
andi bergþrýstings. í tilfelli Kötlu
fellur breyting frá tímabili II yfir í I
(regluleg aukning K20 yfir í stöðugt
gildi) saman við Eldgjárelda en þeir
virðast hafa stöðvað þá virkni kviku-
hólfsins sem einkertnir tímabil III og
II. Kvikan sem kom upp í Eldgjár-
eldum ber þess ekki merki að hafa
þróast í grunnstæðu kvikuhólfi og
virðist eiga sér dýpri rætur, svo sem
mjög lágur styrkur K20 bendir til.
SAGAN ENDURTEKURSIG
Á þeim -8400 árum sem gjóskulög-
in ná yfir er sama þróunarmynstrið
tvítekið. Hvort þróunarmynstur um
sig endurspeglar breytingar að-
færslukerfisins frá einfaldri en lan-
gri gosrás að kerfi ganga og sillna
sem loks endar með myndun
grunnstæðs kvikuhólfs. Þessi þróun
sést í tímabilum VIII til VI og hún
endurtekur sig í gegnum tímabil V
til III og II (4. mynd). Ljóst er að
breytingar urðu á aðfærslukerfi
Kötlu við Eldgjárelda (934-940
e.Kr.) á mörkum tímabila II og I auk
þess sem aldur Hólmsárelda (-7700
ára), annars þekkts sprungugoss á
Kötlukerfinu, virðist marka skiptin
milli tímabils VIII og VII (4.
mynd).22 Þekkt nútímahraun frá
Kötlukerfinu eru í það minnsta átta
og hugsanlega tengjast þau skipt-
unum milli hinna átta þróunartíma-
bila sem gjóska kerfisins hefur leitt í
ljós.19 Þar sem aldur þessara hrauna
er ekki enn þekktur er hvorki hægt
að sanna né afsanna þá hugmynd.
GOSTÍÐNI OG LÖGUN
AÐFÆRSLUKERFISINS
Gostíðni innan hvers tímabils virðist
háð hegðun aðfærslukerfis kvik-
unnar á hverjum tíma. Þegar kerfi
ganga og sillna tekur við af einföldu
aðfærslukerfi eykst gostíðnin en
fellur svo á ný þegar kvikuhólf hef-
ur myndast (6. mynd). Þetta má lík-
lega tengja hraða kvikuþróunar sem
stjórnast fyrst og fremst af hitastigi
kvikunnar og þess umhverfis sem
hún kemur inn í. Ljóst er að til að
byggja upp nægilegan þrýsting í
djúpstæðri „kvikuuppsprettu", svo
yfirvinna megi þrýsting ofanáliggj-
andi bergs og koma gosi af stað, þarf
hlutfallslega langan tíma. Því er gos-
tíðni lág á þeim tímabilum sem ein-
kennast af einföldu aðfærslukerfi.
Undantekning frá þessu er tímabil
VIII, sem má þó útskýra með hárri
gostíðni á Islandi öllu í kjölfar þrýst-
ingsfalls sem varð er ísaldarjökull-
inn hopaði hratt í lok ísaldar.td 24
Við myndun ganga og sillna í að-
færslukerfinu kólnar kvikan hraðar
vegna stærri kæliflatar milli kviku
og grannbergs. Þetta veldur hraðari
kristöllun og uppsöfnun kvikugasa
sem leiðir af sér að þrýstingur í kvik-
unni vex hraðar en áður og gos
verða tíðari. Kæliflöturinn minnkar
aftur þegar kvikuhólf hefur myndast
og meiri tíma þarf til að byggja upp
nægilegan þrýsting til að koma gosi
af stað, sem veldur lægri gostíðni.
Gostíðni á sögulegum tíma (tíma-
bil I) er lág miðað við undanfarandi
tímabil.21 Þetta gæti bent til þess að
Katla sé að róast og gos frá henni
séu að verða sjaldgæfari en fyrr á
tímum, en sé litið til hegðunar
120