Jökull


Jökull - 01.12.1984, Síða 45

Jökull - 01.12.1984, Síða 45
ture, and its concentration is used as a geoth- ermometer (see Ellis 1979, Fournier 1981, Arnórsson et al. 1983). When water is close to magma, self-sealing due to precipitation of silica puts an upper limit of 330 to 350 °C to the temperature of the fluid (Fournier 1983). With increasing temperature, quartz has a solubility maximum at constant pressure. When this max- imum is reached (at about 340 °C) precipitation of quartz deep in hydrothermal systems may decrease the permeability to such an extent that convecting meteoric water no longer can attain temperatures higher than that given by the quartz solubility maximum. Known reservoir tempera- tures in Icelandic high- temperature geothermal areas range from 240 to 350 °C. Table 3 shows chemical concentrations of well discharges for five liquid dominated geothermal areas in Ice- land. The first three areas have boiling reservoirs with dilute fluid of meteoric origin. The table shows concentrations for both total discharge and deep water. The two other areas have saline reservoir water. The table shows the deep water concentrations. Further, calculated concentra- tions are given for water boiled at 235 °C for all the areas. Grímsvötn is a high-temperature geothermal system and the reservoir temperature is presumably above 300 °C. The fluid is dilute and probably liquid dominated. Boiling would occur at 235-250 °C on the lake floor, depending on the height of the lake level. The concentration of silica in the deep reser- voir water may be Cgw = 700 mg/kg. If fluid of that concentration were discharged into Gríms- vötn, we would estimate the geothermal mass fraction k=0.13 from equation (8). According to the calculations, illustrated in Fig. 9, the mass and energy balances would require the steam mass fraction to be x= 0.45 when the fluid enters the lake. During upflow, however, deep water as well as condensed steam would equilibrate with the formation rocks at or above 235 °C (given a few hours or days, see Rimstidt and Barnes 1980). Hence, we estimate the silica concentration Cgw= 400-600 mg/kg in the water entering the Gríms- vötn lake (see Table 3 for comparison). Further, we estimate the geothermal mass fraction k= 0.14-0.16 and the energy balance requires steam mass fraction x=0.20-0.35 for the fluid dis- charged to the lake; the mass flow of geothermal water Mgw= 0.60-0.83T011 kg/yr and Mgv= 0.24-0.34T011 kg/yr of steam. The mass of ice melted in the lake is estimated to be M;= 4.0-4.2T011 kg/yr. Furthermore, we expect the total thermal power of the Grímsvötn system to be 4700-4900 MW, of which 2100-3000 MW are transported by steam and 1900-2600 MW by water (see Fig. 9). Calculations similar to those for silica are diffi- cult for carbonate. A plausible estimate is not available for the carbonate concentration of the geothermal component as it varies from one high- temperature area (>300 °C) to another (see Table 3). But if we assume k=0.15 and if the meltwater component contains 20 mg/kg carbon- ate (as C02), (and Cr=Ca=Q), we can calculate the concentration for the geothermal component that would be consistent with the measured con- centrations in the jökulhlaups. The calculations show variations from C=2000 to 4500 mg/kg (as C02) for the geothermal component. This is high but not unlikely in an active volcanic area. Direct interaction with magma has been observed in the geothermal systems in Krafla and Námafjall (Björnsson et al. 1979). The concentration of C02 in geothermal fluids in the Krafla area increased considerably during the recent volcanic events (Armannsson et al. 1982). The concentrations of fluoride and chloride may well be consistent with a geothermal mass fraction k=0.15 (see Table 3). VOLCANIC ACTIVITY DEDUCED FROM WATER CHEMISTRY The high concentrations of sulphate and iron (as well as carbonate) during the jökulhlaup in December 1983 suggest direct contact between magma and geothermal fluid. Sulphate (S04) in the Grímsvötn lake origin- ates from oxidation of H2S as well as from the S04 in the geothermal discharge. The contribu- tion from the meltwater is small as is evidenced by the glacier rivers when not influenced by jökulhlaups (Fig. 8). The concentration of sul- phate will be influenced by volcanic activity. We may even expect a sharper increase in sulphate than carbonate shortly after volcanic activity because H2S (and S02) is more soluble in water than C02. This may explain the very high con- centration of sulphate in the jökulhlaup of December 1983 as compared to those of 1972, 1976 and 1982. The reported concentration of sulfate in the jökulhlaup in 1965 was also very high (Sigvaldason 1965). JÖKULL 34. ÁR 43
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161
Síða 162
Síða 163
Síða 164
Síða 165
Síða 166
Síða 167
Síða 168
Síða 169
Síða 170
Síða 171
Síða 172
Síða 173
Síða 174
Síða 175
Síða 176
Síða 177
Síða 178
Síða 179
Síða 180
Síða 181
Síða 182
Síða 183
Síða 184
Síða 185
Síða 186
Síða 187
Síða 188
Síða 189
Síða 190
Síða 191
Síða 192
Síða 193
Síða 194
Síða 195
Síða 196

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.