Jökull - 01.12.1968, Síða 16

Þrívetni í grunnvatni og jökium á Islandi
PÁLL THEODÓRSSON,
RAUNVÍSINDASTOFNUN HÁSKOLANS
INNGANGUR
íslög jökla geyma margvíslegan fróðleik um
liðnar aldir, á svipaðan hátt og jarðlög geta
geymt ýmsa þætti úr myndunarsögu jarðar. Ar-
lögin leggjast þar í fremur jöfnum mæli hvert
ofan á annað og er því að sumu leyti auðveld-
ara að lesa úr íslögum jökla en úr lögum jarð-
ar. Hins vegar er öliu torveidara að ráða levni-
letur íslaganna og þarf hina fullkomnustu
mælitækni nútímavísinda til þess. Það hefur því
ekki verið fyrr en á síðustu árum, að vísinda-
menn hafa tekið að beita ýmsum tækniþáttum
nútímavísinda við slíkar jöklarannsóknir.
Með mælingum sem þessum má stundum fá
upplýsingar um, hver meðalárshitinn var, er
snjórinn féll á jökulinn, um aldur íssins, um
þykkt dýpri árlaga, hreyfingar jökulíssins o. fl.
Vegna þess, hve skammt er síðan tekið var að
beita flestum þessara rannsóknaraðferða, er ekki
hægt að segja enn með neinni vissu, hve mikið
þær eiga eftir að færa okkur af nýrri þekkingu,
en þær lofa mjög góðu.
En nú vil ég beina athygli lesandans frá
frosti að funa, því i rannsóknum mínum mæt-
ast þessar andstæður, en það eru athuganir
rnínar á hveravatni, sem hal'a leitt athygli mína
að jöklunum. Verkefnið, sem ég hef verið að
kljást við, er þetta: Hve langur tími líður milli
þess, að úrkoma fellur á yfirborð jarðar, þar
til hún leitar upp á yfirborðið í heitum hver.
Mælingar á þrívetnisinnihaldi vatnsins geta
væntanlega frætt okkur eitthvað um þetta, en
hluti af lausn þessarar mikilvægu gátu er vænt-
anlega falinn í íslögum Vatnajökuls.
ÞRÍVETNIÐ, UPPGÖTVUN ÞESS
OG FRAMLEIÐSLA
Vatn er gert úr frumefnunum vetni og súr-
efni. Vetnisfrumeindirnar eru jafnan af þrem-
ur afbrigðum, samsætum: einvetni, tvívetni og
þrívetni. Eini munur samsætanna er sá, að
kjarnar þeirra eru misþungir. Langmest er af
einvetninu, eða um 99,99%, af tvívetninu er
liðlega einn af hverjum tíu þúsund, en sára-
lítið af þrívetninu.
Einn eðliseiginleiki þrívetnisins er algjörlega
frábrugðinn eiginleikum hinna samsætanna.
Kjarnar þess eru óstöðugir, þrívetnið er geisla-
virkt, en einmitt þess vegna er hægt að mæla
magn þess, þótt það sé sáralítið. Geislun þrí-
vetnisins helmingast á hverjum tólf árum.
Það var bandaríski vísindamaðurinn W. F.
Libby, sem skömrnu eftir síðustu heimsstyrjöld
fékk fyrstur hugboð um, að þessa geislavirku
vetnissamsætu væri að finna i náttúrunni. Hann
var þá að rannsaka, hvaða geislavirk efni
kynnu að myndast í efstu lögum lofthjúps jarð-
ar við árekstra hinna orkuríku geimgeisla og
frumeindakjarna andrúmsloftsins. Merkasta nið-
urstaða hans af þessum athugunum var geisla-
kolið, eða kolefni —14, sem hefur nú um
tveggja áratuga skeið verið notað í ríkum mæli
til aldursákvarðana í jarðfræði og fornleifa-
fræði. Libby benti á, að þrívetni kynni að
myndast á svipaðan hátt, og skömnni síðar
tókst honum og samstarfsmönnum hans að sýna
með mælingum, að svo væri.
Eftir að þrívetnið hefur myndazt í heiðhvolf-
inu, sameinast það fljótlega súrefni andrúms-
loftsins og myndar með því vatn. Þetta vatn
dregst fljótlega inn í hina miklu hringrás í
gufuhvolfi jarðar. Lokaniðurstaðan verður sú,
þegar ekkert þrívetni bætist við eftir öðrum
leiðum, að þrívetnisstyrkur úrkomunnar á sér-
hverjum stað fær visst ársmeðalgildi, sem ein-
ungis er háð hnattstöðu og landfræðilegum að-
stæðum. Þegar slíkt vatn leitar djúpt undir
yfirborð jarðar og einangrast frá raka andrúms-
loftsins, tekur geislun þrívetnisins að dofna á
reglubundinn hátt. Eftir rúm tólf ár verður
hún komin niður í helming hins upprunalega
ársmeðalgildis, eftir rúm 24 ár niður í fjórðung
o. s. frv.
350 JÖKULL 18. ÁR