Varmaflutningur frá kviku og heitu bergi í snertingu við vatn eða ís - verkefnislok

Fréttatilkynning verkefnisstjóra

8.6.2015

Í verkefninu voru varmaflutningur þar sem ís og bráðið berg komast í nána snertingu rannsakaður á tilraunastofu og dregnar af því ályktanir um aðstæður sem verða í eldgosum undir jöklum.

Í eldgosum undir jökli verður mjög hröð bráðnun íss sem veldur oft gríðarlegum jökulhlaupum með tilheyrandi hættum.  Mikil bráðnun verður einnig þar sem virk jarðhitasvæði eru undir jöklum, t.d. í Vatnajökli og Mýrdalsjökli.  Þrátt fyrir að vitað sé hversu öflug slík bráðnun getur verið hefur skilningur á varmaflutningsferlunum sjálfum verið takmarkaður.  Verkefnið var sett upp með það fyrir augum að varpa ljósi á þessi ferli með beinum tilraunum.  Vinna með bráðið berg og ís fóru fram á tilraunastofu í eldfjallafræði við Háskólann í Würzburg en tilraunir með heitt vatn og ís voru gerðar á Jarðvísindastofnun Háskólans. 

Heiti verkefnis:  Varmaflutningur frá kviku og heitu bergi í snertingu við vatn eða ís
Verkefnisstjóri: Magnús Tumi Guðmundsson, Norræna eldfjallasetrinu,  Jarðvísindastofnun Háskólans
Tegund styrks: Verkefnisstyrkur
Styrkár: 2009-2011
Fjárhæð styrks: 8,75 millj. kr.
Tilvísunarnúmer Rannís: 090248

Í  tilraunum með bráðið berg var reynt að líkja eftir aðstæðum þar sem ís og rennandi hraun snertast og  þar sem vatn flæðir yfir heitt hraun.  Þessar aðstæður áttu til dæmis við í framrás hraunsins niður Gígjökul í gosinu í Eyjafjallajökli vorið 2010.  Hæstu gildi varmaflutnings í tilraunum með bráðið berg og ís voru 500-700 kílóvött á fermetra.  Álíka tölur hafa fengist fyrir hraunið í Gígjökli.  

Tilraunir með vatnsstróka  sem beint var upp undir ís voru gerðar fyrir bæði 4 og 10 mm vatnsop og vatnshita á bilinu 10-90°C.  Fyrir köldustu strókana mældist varmastraumur um 100 kílóvött á fermetra, hliðstæður þeim sem þarf til að skýra bráðnun sem varð í Skeiðaráhlaupinu mikla 5. nóvember 1996 í kjölfar Gjálpargossins.  Tilraunirnar styðja fyrri túlkun, um að hin krappa, allt að 100 m djúpa sigdæld yfir útfallinu úr Grímsvötnum hafi orsakast af hraðri bráðnun þegar 8-10°C heitt vatn flæddi fram við botn jökulsins.  Við hæsta hitann og öflugustu vatnsstrókana náðist tífalt öflugri varmastraumur, um 1 megavatt á fermetra.  Þessi varmastraumur  er þó 3-10 sinnum minni en orðið hefur í nýlegum eldgosum hér á landi.  

Af þessu má draga þá ályktun að einfasa, hröð hræring vatns dugi ekki til að skýra bráðnun í gosum þar sem tvístrun kviku er ríkjandi.  Að öllum líkindum stafar hár varmastraumur við þær aðstæður af þvingaðri tvífasa hræringu vatns og gufu eða þrífasa hræringu vatns, gufu og gjósku. 

Verkefnið var styrkt af Rannsóknasjóði Vísinda- og tækniráðs auk þess sem framlög í formi vinnu og aðstöðu komu frá Jarðvísindastofnun og Physikalisch Vulkanologisches Labor við Háskólann í Würzburg í Þýskalandi.









Þetta vefsvæði byggir á Eplica