Náttúrufræðingurinn - 2012, Qupperneq 61

61
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
af Kolbeinseyjarhryggnum.57 Fleiri
dæmi mætti nefna.
Hinar ungu sprungur eru mun
lekari en sá berggrunnur sem þær
liggja í. Sé lekt sprungnanna nægi-
lega mikil og hitastigull í berginu
nógu hár fer hræring grunnvatns
af stað í sprungunum. Af jarðefna-
fræðilegum gögnum á nokkrum
lághitasvæðum að dæma er írennsli
í lághitakerfi mest um sprungurnar
en einnig nokkuð úr þeim berg-
grunni sem þær hafa brotið upp.60
Á flatlendi sem teygir sig alllangt frá
sjó inn í land er halli grunnvatns-
borðs sáralítill, grunnvatnsstreymi
um berggrunninn hægt og grunn-
vatn því gamalt. Samkvæmt niður-
stöðum Axels Björnssonar o.fl.20 má
búast við að það taki þúsundir til
tugi þúsunda ára fyrir grunnvatn að
streyma um berggrunn frá miðhá-
lendinu til láglendis; hærri talan gæti
átt betur við um stór láglendissvæði
eins og Suðurlandsundirlendi. Jarð-
hitavatn á þessu svæði og víðar á
Íslandi inniheldur svolítið af sjóvatni
og vatni með mjög lágt tvívetnisinni-
hald.60,61 Hið síðarnefnda er talið
jarðhita á yfirborði. Eins sýnir vatnið
með lægstu tvívetnisgildin talsverða
súrefnishliðrun (12. mynd B) og
bendir það til þess að vatnið hafi
hvarfast mikið við bergið, en það
er í samræmi við að tiltölulega stór
þáttur í því sé gamall.
Hitamælingar í djúpum holum
sem boraðar hafa verið í lághitakerfi
sýna að þau eru svonefnd hræringar-
kerfi. Það merkir að hringrás grunn-
vatns er knúin með eðlisþyngdar-
mun á köldu grunnvatni utan svæð-
anna og jarðhitavatni innan þeirra.
Heita vatnið, sem hefur lægri eðlis-
þyngd og minni seigju en kaldara
vatn, rís þar sem lekt bergsins er best,
en kalda vatnið sækir að uppstreym-
issvæðinu vegna þess að það er
undir hærri þrýstingi kaldrar súlu.
Á 13. mynd má sjá hitaferla í
djúpum borholum á þremur lághita-
svæðum. Allir ferlarnir hafa sömu
lögun. Hiti hækkar fyrst ört, en þegar
niður í jarðhitalindina er komið helst
hiti nær óbreyttur niður á talsvert
dýpi, jafnvel niður í botn holunnar.
Á myndinni er einnig sýndur hitasti-
gull í borholum í næsta nágrenni
vera jökulbráð frá ísöld og lokum
ísaldar en þá hlýnaði snögglega62
svo jöklar bráðnuðu hratt. Sjór seig
niður í berggrunninn í lok ísaldar
og við upphaf nútíma, þar eð áflæði
varð á láglendi áður en land reis
eftir að jökulhettan bráðnaði. Eins
streymdi jökulbráð þá niður í berg-
grunninn. Á 12. mynd A er sýnt
hvernig klóríð (mælikvarði á sjávar-
þáttinn í jarðhitavatninu) og tví-
vetni breytast innbyrðis. Venslin á
12. mynd má skýra með blöndun
tveggja þátta, annars vegar úrkomu-
vatns með tvívetnisinnihald og
klóríð eins og það er í úrkomu í
dag og hins vegar gamals grunn-
vatns sem er blanda af sjó og jökul-
bráð frá ísöld. Í heitavatnsborholum
á Skeiðum og í Grímsnesi er þessi
blanda af gömlu vatni 0–50% þess
vatns sem úr borholunum kemur.
Þetta hlutfall er talið gefa nokkra
vísbendingu um írennsli vatns úr
hinum eldri berggrunni inn í ungar
sprungur þar sem þetta gamla vatn
blandast miklu yngra grunnvatni.
Áberandi er að tvívetnisgildin eru
lægst í borholuvatni utan staða með
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 50 100 150 200
A
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120 140
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
B
C
FIG. 8
Hitastigull
– Thermal gradient
60°C/km
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
13. mynd. Hiti í djúpum borholum á þremur lághitasvæðum, (A) Laugarnessvæði (Reykjavík), (B) í Mosfellsbæ og (C) að Laugalandi
(Eyjafirði). Rauðir ferlar sýna mældan hita en þeir svörtu hitastigul utan hvers svæðis. Fyrir neðan 1000 m dýpi á Laugarnessvæði er
berghiti utan svæðisins hærri en í svæðinu sjálfu en ofan þessa dýpis er hann lægri. Hitaferillinn í jarðhitasvæðinu sýnir að varmanám
(kæling) hefur átt sér stað djúpt í jarðhitakerfinu en uppsöfnun varma ofar í því. Þetta verður vegna uppstreymis á heitu vatni sem
jafnar út hitann yfir tiltölulega stórt hitabil. Samskonar hitaferlar eru í djúpum borholum í Mosfellsbæ og í Eyjafirði. Varmagjafi jarð-
hitasvæðanna er heitt berg í rótum þeirra. Lághitakerfin dofna smám saman eftir því sem bergið í rótum þeirra kólnar. Írennsli er ofan
frá. – Temperature in deep wells in three low-temperature fields, (A) Laugarnessvæði (Reykjavík), (B) in Mofellsbær and (C) at Lauga-
land (Eyjafjörður). Red lines show measured downhole temperatures but the black lines geothermal gradient around each field. Below a
depth of 1000 m in Laugarnessvæði the temperature is lower than the formation temperature outside the geothermal system but above
this depth it is higher. The temperature distribution within the geothermal system shows cooling at deep levels but accumulation of heat
at shallow levels because the rising geothermal water has levelled out temperature over considerable depth range. The temperature pro-
files in Mosfellsbær and at Laugaland are comparable with that shown for Laugarnessvæði. The heat source of these geothermal systems
is hot rock at their roots. The geothermal systems will gradually fade out as the rock in their roots cools. Recharge is from above.
Hiti – Temperature °C 3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 50 100 150 200
A
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120 140
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
B
C
FIG. 8
Hit stigull
– Thermal gradient
60°C/km
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 50 100 150 200
A
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120 140
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0 20 40 60 80 100 120
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
D
ýp
i –
D
ep
th
(m
)
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
B
C
FIG. 8
Hitastigull
– Thermal gradient
60°C/km
Hitastigull
– Thermal gradient
120°C/km
Hiti – Temperature °C Hiti – Temperature °C