Náttúrufræðingurinn - 1993, Page 49

4. mynd. Suðumark vatns breytist með
þrýstingi. A þessari mynd er suðumarkið
sýnt sent fall af dýpi. Er þá gert ráð fyrir
að þrýstingur á hverju dýpi ráðist af hæð
vatnssúlu sem nær til yfirborðs og að hiti
vatnssúlunnar sé þannig að vatnið sé alls
staðar við suðu. Þrýstingur undir vatnssúlu
ræðst af hæð hennar og eðlisþyngd en
vatnshitinn ræður eðlisþyngdinni. Af
myndinni má Iesa að við yfirborð sýður
vatn við 100 stiga hita, eins og allir raunar
vita, en á 500 metra dýpi sýður vatn við
255 stiga hita. Þegar vatn sýður og myndar
gufu við það að þrýstingur fellur, þ.e.a.s.
vatnið rís, kólnar það vegna þess að gufu-
myndun krefst varma. Þannig verður vatn
sem byrjaði að sjóða við 255 stig 100 stig
við yfirborð og þá hafa 25% þess breyst í
gufu við þrýstingslækkunina. Vatn í jarð-
hitasvæðum sern er yfir 100 stig byrjar að
Hiti °C
100 150 200 250 300 350
sjóða áður en það nær yfirborði. Hlutfallslegt ntagn vatns og gufu sem kemur úr sjóðandi
vatnshverum og borholum ræðst af upprunalegum hita vatnsins.
knýr hringrásina er mismunandi eðlis-
þyngd kalds og heits vatns en ekki
mismunandi hæð á grunnvatnsborði.
Upphitun og hræring grunnvatns flytur
varma frá kvikuþrónni til yfirborðs og
hitar jafnframt upp allra efstu lög jarð-
skorpunnar. A þennan hátt verða jarð-
hitasvæði til. Við varmatapið storknar
kvikan í þrónni og verður að innskoti
og með tíð og tíma deyr jarðhitasvæðið
út eftir því sem varmagjafinn kólnar.
Hræring heits vatns í jarðhitasvæðunt
veldur röskum á streymi grunnvatns frá
hálendi til sjávar.
Jarðhilasvæði geta vissulega mynd-
ast án þess að varmi frá kviku komi til.
Nægilegt er að lekar sprungur myndist
í berggrunn með háum hitastigli til
þess að koma hræringu grunnvatns af
stað. Niðurstreymi verður á köldu vatni
á einum stað í sprungunni, eða í sæmi-
lega leku bergi í nágrcnni hennar, upp-
hitun með snertingu við heitt berg á
nokkru dýpi og svo uppstreymi á heitu
vatni unt sprunguna.
Af ofangreindu er ljóst að jarðhita-
svæði myndast við upphitun og hrær-
ingu á grunnvatni. Til þess að hræring
fari í gang verður lekt jarðlaga að vera
góð og hitastigull hár. Varminn sem
hitar grunnvatnið getur komið frá
kviku eða heitu bergi í efstu 2-4 km
jarðskorpunnar.
Þegar grunnvatn hitnar yfir 100°C
getur suða átt sér stað í uppstreymis-
rásum undir hverum. Suðumark vatns
er háð þrýstingi (4. mynd). Súla af
köldu vatni sem er 10 m há skapar
farg, þrýsting, sem er um ein loft-
þyngd. Eðlisþyngd valns lækkar með
hita. Þannig er þrýstingur við neðri
enda 10 metra súlu af 100 stiga heitu
vatni aðeins um 0,95 bör. Þrýstingur á
500 metra dýpi í jarðhitasvæði væri
sem næst 43 bör, ef ofan á hvíldi
jafnhá vatnssúla sem alls staðar væri
við suðu. Suðumark vatns við þennan
þrýsting er 255°C. Það sem veldur því
að vatn fer að sjóða þegar það rís í
jarðhitasvæðum er lækkun á þrýstingi á
því. Fyrst myndast litlar gufubólur, en
við það að vatn heldur áfram að stíga
43