Náttúrufræðingurinn - 2012, Page 54

Náttúrufræðingurinn
54
Orkubúskapur jarðar
Jörðin myndaðist úr geimryki fyrir
rúmum 4.500 milljón árum. Í upp-
hafi var hún mjög heit, jafnvel
bráðin að hluta.21 Geimryksagnir-
nar öðluðust hreyfiorku þegar þær
drógust hver að annarri fyrir áhrif
þyngdaraflsins. Þessi orka breyttist
í varmaorku þegar agnirnar komu
saman og stöðvuðust. Jörðin hitnaði
enn frekar við niðurbrot skamm-
lífra geislavirkra efna. Þegar jörðin
var enn ung, ef til vill ekki meira en
10 milljón ára, lenti hún í árekstri
við aðra reikistjörnu sem líklega
hefur verið á stærð við Mars.22
Við áreksturinn bráðnaði jörðin að
miklu leyti þegar hreyfiorka reiki-
stjarnanna breyttist í varmaorku og
efni úr jörðinni þeyttist út í geim-
inn og myndaði tunglið.22 Yfir-
borð jarðar varð fljótandi hraun-
tjörn. Hægt og hægt kólnaði jörðin
niður, en niðurbrot langlífra geisla-
virkra efna myndar varma sem við-
heldur háum hita í jörðinni. Þau
geislavirku efni sem mestan varma
mynda með niðurbroti sínu eru
238U (lesið úran-238), 235U (úran-
235), 232Th (þóríum-232) og 40K
(kalíum-40).
Sá varmi sem myndast í jörðinni
leitar út um yfirborðið með leiðingu
og um eldfjöll og jarðhitakerfi og
tapast að lokum út í geiminn. Ýmsir
hafa metið þetta varmaflæði og þá
fyrst og fremst þann hluta sem berst
með leiðingu.23–26 Tölurnar liggja á
bilinu 31.000–47.000 gígavött (GW).
Síðasta matið, sem byggist á flestum
mælingum, gefur hæsta varma-
flæðið (47.000 GW) og er skekkjan
metin ±3 GW. Inni í þessu mati er
jarðhiti á sjávarbotni með 1.000–
2.000 GW en hvorki jarðhiti á landi
né eldgos. Davis og Davis26 telja að
talan mundi ekki hækka um meira
en 1.000 GW ef jarðhita á þurrlendi
væri bætt við. Hofmeister og Criss24
telja að sá varmi sem var til staðar
í upphafi hafi tapast að langmestu
út í geiminn. Nýlegar athuganir
eftir kjarnorkuslysið í Japan í mars
2011 benda til að 24.000±9.000 GW
af heildarvarmaflæðinu út um yfir-
borð jarðar orsakist af niðurbroti
geislavirkra efna.27 Því verður að
ætla að hátt í helmingur nefnds
varmaflæðis stafi af þyngdaraflinu
og varma sem myndaðist í jörðinni
þegar hún varð til.
Gunnar Böðvarsson17 hefur metið
varmaflutning inn í jarðskorpuna
undir Íslandi og einnig hvernig þessi
varmi skilar sér út um yfirborðið.
Samkvæmt niðurstöðum Gunnars
berast 80% (24 GW) varmans með
kviku en 20% (6 GW) með leiðingu
upp í jarðskorpuna, alls 30 GW.
Helmingur þessa varma tapast með
leiðingu út um yfirborðið en um
fjórðungur í eldgosum og annað
eins (~8 GW) með jarðhitavatni og
gufu. Séu tölur Gunnars marktækar
fyrir jörðina alla er varmaflutn-
ingur með kviku til yfirborðs 2.000–
3.000 GW. Væri eldvirkni og jarð-
hita á þurrlendi bætt við mat Davis
og Davis26 mundi það hækka um
3.000–4.000 GW.
Guðmundur Pálmason o.fl.28 hafa
metið varmaforðann í jarðskorp-
unni undir Íslandi niður á 3 km og
Árkvartert berg - Plio-Pleistocene bedrock
Síðkvarter hraun - Late Pleistocene lavas
Síðkvartert móberg - Late Pleistocene hyaloclastites
Basískt og súrt innskotsberg - Gabbro and granophyre
Gosbelti - Volcanic zone
Háhitasvæði - High-Temperature areaGeological map of Iceland by Haukur Jóhannesson and Kristján Sæmundsson 1999. 1:1.000.000. Icelandic Institute of Natural History.
4. mynd. Virk háhitasvæði. Virku gos- og rekbeltin eru sýnd með gráum lit en dökkgrái liturinn innan þeirra sýnir eldstöðvarkerfi með
sprungurein. Fölgrái liturinn sýnir gosbelti þar sem rek er ekki virkt og grái liturinn innan þeirra eldstöðvakerfi. – Active high-tempera-
ture systems. The active volcanic rift zones are shown in gray and the dark gray color within these zones shows volcanic systems with
fissure swarms. The pale gray color represents non-rifting volcanic belts and the gray color within them volcanic systems.