Náttúrufræðingurinn - 1981, Blaðsíða 57

Ein leið til þess að átta sig á því,
hvernig efnajafnvægjum er háttað í
hinum flóknu jarðhitakerfum, er að
finna út hversu margar stærðir þurfa að
vera þekktar að því er varðar uppleyst
efni í vatninu til þess að geta skýrgreint
kerfið fullkomlega. Onnur leið væri að
kanna virkni hinna ýmsu efna í jarð-
hitavatninu og bera hana saman við
leysanleika þekktra ummyndunar-
steinda. Fleiri leiðir eru til. Fyrstnefnda
leiðin hefur verið valin hér. Með henni
er sneitt framhjá þeim annmarka, sem
ófullkomin vitneskja um uppleysanleika
rnargra ummyndunarsteinda skapar.
Fyrir þessa athugun hafa verið valin
sérstaklega 29 sýni úr borholum víðs
vegar af landinu. Sumar þeirra fá vatn
úr aðeins einni æð. Þar sem fleiri æðar
veita vatni inn í borholu er hitastigs-
munur vatnsæðanna innan við fO°C, ef
undan eru skildar tvær heitustu borhol-
urnar.
Eins og áður var bent á myndast
margar ummyndunarsteindir eingöngu
áákveðnu hitastigsbili. Mætti því búast
við, að verulegar breytingar yrðu á
virkni einhverra uppleystra efna í heita
vatninu við hitabreytingar, sem orsök-
uðu það, að ein steind hyrfi og önnur
kæmi í staðinn. Þetta virðist samt ekki
vera svo. Skýringin er sú, að breytingar
á óbundinni efnaorku (og þar með
jafnvægisstuðlum) verða gjarnan litlar
samfara eyðingu einnar ummyndunar-
steindar og myndun annarrar. Þetta
þýðir, að ef efnajafnvægi ríkir verða ekki
stökkbreytingar í efnasamsetningu
jarðhitavatnsins með hitastigi við eyð-
ingu einstakra steinda og myndun ann-
arra.
Á 3. og 4. mynd er sýndur styrkur
valinna efnasambanda og óbundinna
katjóna (Na, K, Ca, Mg, Fe, Al, H) í
jarðhitavatni og taka þau til allra aðal-
efna í jarðhitakerfum. Athugun þessara
mynda sýnir, að eingöngu er þörf á að
þekkja tvær stærðir til þess að skýr-
greina virkni allra efnasambandanna á
myndunum og þar með styrk allra efn-
anna, sem uppleyst eru i heita vatninu.
Ef við t. d. þekkjum virkni á Na+ og
hitastig má með einstökum linuritum á
4. mynd gera sér grein fyrir styrk ann-
arra katjóna. 3. mynd gefur til kynna, að
nægilegt er að vita hitastig til þess að
geta sagt fyrir um styrk óhlaðinna efna-
sambanda í jarðhitavatninu. Þessar
óhlöðnu agnir eru i efnajafnvægi við
katjónir í vatninu, t. d.
H2S°=HS- + H+ (i)
Ef virkni einhverrar katjónar er þekkt
auk hitastigs er virkni hinna ýmsu an-
jóna (t. d. HS~) í jafnvægi við óhlöðnu
efnasamböndin einnig þekkt, sbr. lík-
inguna hér að framan.
Af 3. og 4. mynd er dregin sú auðsæja
ályktun, að efnajafnvægi ríki jafnan í
jarðhitakerfum rnilli vatns og um-
myndunarsteinda. En hverjar eru þær
stærðir, sem raunverulega ráða efna-
innihaldi jarðhitavatnsins og skýrgreina
þar með þetta efnajafnvægiskerfi? Þær
eru utanaðkomandi áhrif á efnakerfið,
hitastig og flutningur efnisins klórs í
kerfið, en þetta efni tekur einmitt ekki
þátt í efnajafnvægjum við ummyndun-
arsteindir. Með öðrum orðum, klór
gengur ekki inn í ummyndunarsteindir.
Klór getur borist inn í kerfið úr sjó, frá
kvikuinnskotum, eða komið úr grann-
berginu við útskolun. Vissulega mætti
búast við ]tví, að þrýstingur, sem er ut-
anaðkomandi stærð, hefði áhrif á jafn-
vægiskerfið vatn/ummyndunarsteindir.
Það er þó þannig í raun, að þrýstingur á
199