Náttúrufræðingurinn - 1993, Qupperneq 60

Eins og fram hefur komið hefur
tvívetnisstyrkur vatns verið notaður
hér á landi í hartnær þrjá áratugi til að
kortleggja grunnvatnsstreymi og skýra
uppruna jarðhitavatns. Hins vegar
hefur suðu og blöndun ekki verið jafn
mikill gaumur gefinn, enda þarf þá að
mæla bæði súrefnis- og vetnisstyrk
vatnsins (Darling og Halldór Ár-
mannsson 1989). Með tilkomu nýs og
afkastamikils massagreinis Raun-
vísindastofnunar hafa nú opnast mögu-
leikar til þessa og má nefna að
jarðhitavökvi frá Mosfellssveit og
Nesjavöllum hefur verið rannsakaður
með tilliti til slíkra ferla (Árný E.
Sveinbjörnsdóttir 1988a, 1988b). Jarð-
hitavatn kólnar á leið sinni til yfirborðs.
Kólnunin getur verið þrenns konar:
1) leiðnikæling
2) blöndun við kaldara vatn
3) kólnun samfara suðu
Greina má á milli þessara ferla með
samsæturannsóknum.
Sem dæmi um leiðnikælingu má
nefna að Truesdell o.fl. (1977) hafa
reiknað að leiðnikæling fyrir lóðrétt
pípuflæði (pipe flow) lækkar hitastig
um helming í 0,4 1/sek rennsli frá 1 km
djúpum geymi. Leiðnikæling er talin
mikilvæg fyrir staka hveri þar sem
rennsli er innan við 1 1/sek. Samfara
leiðnikælingu verður engin breyling á
8D. Berg inniheldur lítið vetni þannig
að litlir sem engir möguleikar eru á
skiptum (exchange) vetnissamsæta
milli bergs og vatns. Hins vegar getur
8ikO breyst vegna skipta við súrefni
bergs, en það gerist mjög hægt ef
hitastig er lægra en 200°C.
Blöndun heits vatns við kaldara er
mjög algeng á hverasvæðum. Hægt er
að þekkja kalda vatnið á samsætustyrk
þess, sem fellur á úrkomulínuna (þ.e.
án nokkurra súrefnisskipta). Það er
venjulega staðarúrkoma, en heita vatn-
ið getur verið komið langt að. Blönd-
un getur átt sér stað fyrir eða eftir suðu.
Breytingar á klóríð- og 8l80-styrk sem
nema meira en 40% benda oftast til
blöndunar.
Suða og gufutap eru áhrifaríkustu
kælingarvaldar á háhitasvæðum því að
oft varna útfellingar innstreymi kalds
vatns. Jafnvægisdreifing samsæta
súrefnis og vetnis milli gufu og vatns
er háð hitastigi. Fyrri rannsóknir hafa
sýnt að samsætustyrkur gufu og vatns
úr borholum endurspeglar jafnvægi
milli þessara fasa (Giggenbach 1971,
Bragi Árnason 1977). Þess vegna er
hægt að álykta að samsætustyrkur
gufu og vatns í náttúrulegum kerfum,
þar sem streymi er hægara, endurspegli
jafnvægi.
Samsæturannnsóknir nýtast einnig
við mat á stærð vatnasviðs ákveðins
kerfis og á breytingum samfara vinnslu.
Bragi Árnason og Jens Tómasson
(1970) sýndu fram á að hægt er að
nota vetnishlutfall jarðhitavatns til að
þekkja og afmarka mismunandi vatns-
kerfi, jafnvel innan sama jarðhita-
svæðis. Innan jarðhitasvæðisins sem
kennt er við Elliðaár í Reykjavík
fundu þeir tvö vatnskerfi, en það þýðir
að heita vatnið sem kemur upp í þessu
jarðhitakerfi á uppruna sinn á tveimur
ólíkum stöðum. Jarðhitasvæði við
Húsavík töldu þeir innihalda vatn úr
þremur mismunandi vatnskerfum.
Samtúlkun á vetnissamsætum og öðr-
um efnafræðilegum gögnum um jarð-
hitavatn getur gefið mikilsverðar upp-
lýsingar um efnasamsetningu þeirra
jarðlaga sem vatnið hefur Ieikið um.
Þannig sýndu mælingar úr borholu í
Vestmannaeyjum að jarðhitavatnið
væri að uppruna úrkoma, sem senni-
lega hefur fallið í grennd við Eyja-
fjallajökul, en seltuna hefði það öðlast
við að flæða um klóríðrík setlög á
leið sinni um berglög landgrunnsins út
til Eyja.
170