Náttúrufræðingurinn - 1988, Blaðsíða 20

stöðvast þegar það er á bilinu 9 - 9,5,
en þá myndast H+ jafnhratt við klofn-
un á kísilsýru og það eyðist við upp-
töku í bergið.
Á 7. mynd má sjá einfaldað líkan af
náttúrulegu grunnvatnskerfi. Sýrustig
úrkomunnar er nálægt 5,6 en um leið
og vatnið kemur í snertingu við bergið
hefst upplausn bergsins og sýrustig
vatnsins hækkar. Vatn sem fer niður í
berggrunninn einangrast fljótlega frá
andrúmsloftinu og lítið munar um
rotnandi jurta- og dýraleifar a.m.k.
þar sem gegnumstreymi vatns er mik-
ið. Framboð á kolsýru er því Iítið og
sýrustig vatnsins rís þar til það er
komið upp í 9 - 9,5. En þá hefur stöð-
ugt ástand náðst varðandi myndun og
upptöku H+ jóna. Samfara hækkun
sýrustigsins fellur hlutþrýstingur kol-
tvísýrlings verulega því kolefnishvörf
eins og þau sem sýnd eru á 3. mynd
ganga til hægri þegar sýrustigið hækk-
ar. Vatnið sem kemur upp í lindunum
er því með hátt sýrustig og lágan hlut-
þrýsting koltvísýrlings (pC02). Um
leið og það kemst á ný í snertingu við
andrúmsloftið hefur koltvísýrlingur
andrúmslofts tilhneigingu til að leys-
ast upp í vatninu, en sú upplausn
gengur hægt fyrir sig eins og fjallað er
um í næsta kafla.
EFNASKIPTI VATNS VIÐ BERG
OG ANDRÚMSLOFT í MEGINÁL
ÍSLENSKRA VATNSFALLA
Dvalartími vatns í meginál vatns-
falla á íslandi er jafnan stuttur. Árn-
ar eru stuttar miðað við ár megin-
landanna og straumhraðinn mikill.
Þjórsá, lengsta vatnsfall á Islandi, er
230 km löng frá upptökum til sjávar
(Hagstofa íslands 1984). Dagsveiflur
eru í rennsli Þjórsár á vorin og sumr-
in. En það tekur topp dagsveiflunnar í
Þjórsá 30 klukkustundir að berast frá
jöklum niður að Urriðafossi (Sigurjón
Rist 1961) sem er um 25 km frá sjó.
Það má því búast við að dvalartími
vatns í meginálum vatnsfalla á íslandi
sé u.þ.b. einn sólarhringur eða
minna.
Flæði vatns í ám er nær undantekn-
ingalaust iðustreymi (Leopold o.fl.
1964). Vegna iðustraumanna blandast
vatnið vel allt að mörkum vatns og
lofts en þar breytist bygging vatnsins.
I stað þess að sameindum vatnsins er
óreglulega fyrir komið, eins og er víð-
ast í straumnum, þá verður samröðun
þeirra þétt og regluleg í yfirborðs-
himnunni (t.d. Brutsaert og Gerhard
1984). Þessi þétta vatnshimna skilur í
raun að vatn og loft. Hún myndar
einskonar varnarlag sem tefur fyrir
efnaskiptum á milli lofts og vatns. En
gastegundir eins og koltvísýrlingur
verða að berast í gegnum þetta lag til
þess að komast úr eða í vatnið. Þessi
himna brotnar upp þegar vatn freyðir
í ölduföldum, fossum og flúðum og
verða þá öll efnaskipti mun hraðari en
ella.
Eins og sjá má á 2. mynd þá er hlut-
þrýstingur koltvísýrlings í lindám, 10
til 100 sinnum lægri en í andrúmslofti,
en sum þessara sýna eru tekin kíló-
metrum neðan upptaka ánna. Vatn í
lindám getur þannig haldið efnaein-
kennum sínum e.t.v. allt niður til ósa,
vegna þess hve efnaskipti vatns og
andrúmslofts eru hæg miðað við dval-
artíma vatnsins í ánni.
Eins og sýnt er á 1. mynd, þá vex
styrkur uppleystra efna ekki með
auknum aurburði í árvatni. Þetta
bendir til þess að efnaskipti milli vatns
og bergs í meginál ánna hafi hverfandi
áhrif á magn uppleystra efna í árvatn-
inu. Þetta stafar af því, hve tíminn til
þessara efnaskipta er stuttur, u.þ.b.
einn sólarhringur eða minna, en það
er ekki nægilegur tími fyrir umtals-
verða upplausn aurburðarins. Magn
194