Náttúrufræðingurinn - 2012, Page 56

Náttúrufræðingurinn
56
háhitasvæði (eða háhitakerfi) ann-
ars vegar og lághitasvæði hins vegar,
eða allt frá því Gunnar Böðvars-
son30 setti fram þessa flokkun.
Háhitasvæði svara til flokks (1) í
flokkun þeirra Goff og Janik29 en
lághitasvæði, a.m.k. í flestum til-
fellum, til flokks (2).
Háhitakerfi
Jarðfræðileg bygging
Flest háhitakerfi á Íslandi liggja á eða
nálægt flekaskilum í gosbeltunum
þar sem eldstöðvarkerfi með sprungu-
reinum skera flekaskilin (4. mynd).
Í eystra gosbeltinu eru háhitasvæðin
tengd megineldstöðvum en í vest-
ara gosbeltinu eru ekki megineld-
stöðvar nema í Hengli.
Jarðskorpunni undir Íslandi hefur
verið skipt í fimm lög (0 til 4) út frá
mældum hraða hljóðbylgna í hverju
lagi.31 Borholur ná niður í þrjú efstu
lögin (0 til 2). Lag 3 er talið gert úr
innskotabergi en lög 0 til 2 úr set-
lögum, hraunlögum og móbergi.
Dýpi niður á lag 3 í gosbeltunum er
yfirleitt 3–4,5 km. Lag 3 bungar upp
undir fornum rofnum megineld-
stöðvum í gömlu bergi utan gosbelt-
anna. Ólafur G. Flóvenz32 telur að
jarðskorpan skiptist ekki í regluleg
lög ofan lags 3 heldur að samfelld
breyting verði á eðlisþyngd bergsins
með vaxandi dýpi.
Þversnið gegnum háhitakerfi má
sjá í fornum og rofnum megineld-
stöðvum í berggrunni frá kvarter
en þó einkum frá neógentímabilib
(áður síðtertíer) hér á landi. Vitað er
um tugi fornra megineldstöðva og
a.m.k. í mörgum þeirra eru útkulnuð
háhitasvæði (5. mynd). Í eldra bergi
utan Íslands, þar sem roföflin hafa
haft lengri tíma til að vinna sitt verk,
má sjá enn lengra niður í jarðskorp-
una. Þannig sjást lagskipt gabbró-
innskot frá paleógentímabili (áður
ártertíer) í Skotlandi sem hafa mynd-
ast á 3–5 km dýpi og enn stærra inn-
skot, hið fræga Skaergaard-gabbró,
af sömu gerð á austurströnd Græn-
lands sem myndaðist á 5–8 km
dýpi.33 Ummyndun bergs í og við
innskot í fornum megineldstöðvum
hér á landi bendir eindregið til þess
að háhitakerfin tengist innskotum. Í
hinum djúpstæðu innskotum utan
Íslands sýna súrefnissamsætur að
bergið í þeim hefur hvarfast við
mikið vatn sem er úrkoma að upp-
runa.34,35 Þessi samsætuskipti segja
þó ekkert um lekt bergsins þegar
það var að ummyndast.
Basaltkvika sem myndast í möttli
er eðlisléttari en möttulbergið og vill
því rísa. Kvikan hefur tilhneigingu
til að safnast upp í stórar kvikuþrær
á mótum möttuls og jarðskorpu36 en
einnig í minni hólf ofar, eða á mótum
laga 2 og 3, vegna þess að kvikan er
gjarnan eðlisléttari en bergið í lagi 3
en eðlisþyngri en lag 2. Þannig vex
lag 3 ofan frá en þrýstist niður um
leið.37 Oft nær kvikan þó að mynda
smærri innskot í lagi 2, en boranir í
mörg virk háhitasvæði sýna að inn-
skot eru jafnan tiltölulega algeng á
um 1000 m dýpi og ríkjandi neðan
um 2000 m dýpis. Talið er að inn-
skot efst í lagi 3 séu meginvarma-
gjafi háhitakerfanna, ýmist bráðin
eða storknuð. Grunnstæðari inn-
skot gefa minni varmainnspýtingu
í þessi kerfi. Djúpstæðari innskot
gætu einnig veitt varma inn í háhita-
kerfi ef góð lekt nær nógu djúpt. Að
öðrum kosti kólna þessi innskot
mjög hægt með varmaleiðingu og
duga því ekki til að viðhalda afl-
miklum háhitakerfum.
Varmaflæði hefur verið mælt
nákvæmlega á háhitasvæðinu á
Reykjanesi.38 Náttúrulegt varmatap
frá jarðhitakerfinu nemur 130 MWt
á um 2 km2 svæði. Erfitt er að skýra
svo mikið varmaflæði um jafnlítið
svæði, nema ef varmagjafinn undir
kerfinu sé mjög heitur, þ.e. kvika
eða storknuð innskot sem enn eru
mjög heit. Lekt bergsins yfir varma-
gjafanum verður líka að vera góð
til að öflug hræring jarðhitavökv-
ans sé möguleg. Líkur eru á að hið
sama gildi um mörg önnur háhita-
svæði en líklega þó ekki öll. Nátt-
úrulegt varmatap hefur einnig verið
mælt á ýmsum jarðhitasvæðum
erlendis.15,16
Hræring
Gliðnunarsprungurnar og mis-
gengin í reinunum sem skera háhita-
svæðin hafa meiri lekt en þau ungu
hraun sem þau skera39 og af gögnum
Kristjáns Sæmundssonar og Ingvars
Birgis Friðleifssonar40 að dæma
miklu meiri lekt en berg í dýpri
jarðlögum sem þau hafa brotið upp.
Írennsli í háhitasvæðin er því að lík-
indum mest eftir þessum sprungum
og uppstreymi verður í þeim yfir
heitum varmagjafa. Allar líkur eru
á því að öll háhitakerfi séu hræring-
arkerfi vegna þess hve hiti í þeim er
hár og jarðhitavatnið því eðlislétt.
Hræringin hlýtur að einkennast af
niðurstreymi á köldu grunnvatni
í næsta nágrenni háhitakerfanna,
jafnvel innan þeirra, en uppstreymi
yfir varmagjafanum. Mögulegt er
að írennslisvatnið sé langt að komið,
en sé svo er líklegt að aðrennslið sé
tiltölulega grunnt en svo steypist
vatnið niður nærri svæðunum
sjálfum.41
Sum háhitasvæði landsins eru
margir tugir ferkílómetra að flat-
armáli. Ólíklegt verður að teljast
að þau einkennist af einu hræring-
arkerfi, þ.e. einu meginuppstreymi
heits vatns og gufu, heldur að upp-
streymissvæðin séu fleiri. Boranir
á tveimur háhitasvæðum (Kröflu
og Nesjavöllum) benda til þess að
gufupúði sé í rótum kerfanna næst
varmagjafanum, en ofar er heita-
vatnskerfi þar sem vatnið er sjóð-
andi (6. mynd). Í Kröflu er hiti
undir suðumarki víða ofan á sjóð-
andi heitavatnskerfi. Síðarnefnda
kerfið er jafnan nefnt neðra kerfi en
hið fyrrnefnda efra kerfi.42 Innihald
svonefndra utangarðsefna (klóríðs,
bórs) í jarðhitavökvanum í Kröflu-
kerfinu bendir til þess að vökvinn í
hinu sjóðandi vatnskerfi sé blanda
af gufu úr gufupúðanum og vatn-
inu úr efra kerfinu.43 Af landslagi á
Kröflusvæðinu að dæma streymir
grunnvatn frá norðri til suðurs yfir
háhitakerfið. Niðurstöður Giroud43
gefa til kynna að hluti vatnsins
í þessum straumi sígi niður að
b Samkvæmt jarðsögutöflu Alþjóðajarðfræðisambandsins hefur jarðsögutímabilið tertíer verið fellt út og í stað þess eru komin tvö tímabil, neógen og paleógen.
Neógen nær yfir míósen- og plíósentíma og paleógen yfir paleósen-, eósen- og ólígósentíma.