Af hverju er leir við hveri mismunandi á litinn?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Af hverju er leir við hveri mismunandi á litinn?
Leir á háhitasvæðum er samsafn leirsteinda sem hafa myndast fyrir áhrif kvikugasa sem berast með heitu vatni og gufu neðan úr jarðskorpunni. Gosberg á yfirborði jarðar er samsafn af steindum (frumsteindum) sem auðveldlega ummyndast fyrir áhrif kvikugasanna og mynda síðsteindir (e. secondary minerals), þar á meðal ofangreindar leirsteindir. Kvikugösin sem hér um ræðir eru aðallega koltvísýringur (CO₂) og brennisteinsvetni (H₂S) og er hið síðarnefnda virkast. Koltvísýringurinn er einnig kallaður koldíoxíð eða koltvíoxíð.

Leirskellur eru mjög áberandi á háhitasvæðum. Ýmist eru þær kaldar og þá merki um fornan hita eða þær eru heitar og umlykja gufuhveri, leirhveri og brennisteinsþúfur. Litadýrð er mikil í þessum skellum. Mest áberandi er gulur litur brennisteins, rauður litur steindarinnar hematíts (ferríoxíðs, Fe₂O₃) og dökkgrár litur leirs. Grái liturinn virðist yfirleitt stafa af örsmáum kristöllum brennisteinskíss (FeS) í leirnum en ekki af lit leirsteindanna sjálfra.

Brennisteinsvetnið í jarðgufunni hefur tilhneigingu til að oxast yfir í brennistein þegar það kemst í snertingu við súrefni andrúmsloftsins og má tákna það með eftirfarandi efnahvarfi:

Brennisteinsvetni (gas) + súrefni (gas) => brennisteinn (fast efni) + vatn

Þessi oxun getur þó gengið lengra og getur þá myndast brennisteinssýra. Oxun brennisteinsvetnis verður einnig þegar jarðgufa lendir í yfirborðsvatni, en í slíku vatni eru oft um 10 mg af uppleystu súrefni í hverjum lítra. Hið brennisteinssúra vatn leysir auðveldlega upp frumsteindir bergsins og glermassa og skolar mörgum efnum í burtu, til dæmis natríum og kalíum, en önnur efni bindast í síðsteindum.

Brennisteinninn er auðþekktur á gula litnum, sömuleiðis hematít (ferríoxíð) á dökkrauðum lit. Þá er gifs (kalsíumsúlfat) auðgreinanlegt. Það myndar stóra, hvítmatta kristalla sem mynda hrauka sem gjarnan standa upp úr kulnuðum leir. Gifsið er stundum svolítið rauðlitað af hematíti og einstaka sinnum grænt af kopar. Ef leirinn er hvítur má gera ráð fyrir að hann sé auðugur af kaólíníti, en brúnn eða dökkur leir er líklegur til að vera auðugur af smektíti. Hvort tveggja eru leirsteindir.

Hveraleir hefur verið notaður nokkuð hér á landi til leirmunagerðar. Hann er þó ekki talinn hentugt hráefni vegna þess hve misleitur hann er og í litlu magni á hverjum stað. Ef brennisteinn er í leirnum myndast brennisteinstvíoxíð við brennslu hans. Það er skaðleg lofttegund og mjög tærandi, þannig að brennisteinn í leir gerir hann nánast ónothæfan til brennslu.

Á síðastliðnum 10-20 árum hafa rannsóknir sýnt að fjölbreyttur örverugróður á háhitasvæðum ræður miklu um hraða ýmissa þeirra ólífrænu efnahvarfa sem þar eiga sér stað. Í leirhverum og sjóðandi vatnspollum, þar sem gasuppstreymi er mikið, hiti hár og sýrustig lágt (pH ≤ 4), er að finna heilt vistkerfi háhitakærra baktería. Ein þeirra er Sulfolobus, sem er loftháð og vex best við 75-85 °C. Hún fannst fyrst í Yellowstone þjóðgarðinum í Bandaríkjunum fyrir um 20 árum, en hana er einnig oft að finna hér á landi í leirhverum, og flýtur þá gjarna ofan á leðjunni eins og koparlituð brák. Talið er að þessi baktería oxi verulegan hluta af því brennisteinsvetni, sem streymir upp og eigi þannig nokkurn þátt í myndun brennisteinssýrunnar, sem veldur svo lágu sýrustigi í þessum hverum. Brennisteinsoxandi bakteríur er að finna við mjög mismunandi hita, jafnvel allt upp í 90-95 °C. Þessar bakteríur eru þó mest áberandi við 60-75 °C.

Loftfælnar hitakærar bakteríur eru líka mjög algengar og lifa sem ófrumbjarga lífverur á lífrænum efnasamböndum og nota þá brennistein sem vetnisþega og mynda brennisteinsvetni. Þetta er eins konar brennisteinsöndun, sambærileg við súrefnisöndun hjá venjulegum lífverum. Þessar bakteríur byggja viðurværi sitt á þeirri orku sem felst í afoxuðum efnasamböndum (brennisteinsvetni og vetni), sem streyma úr iðrum jarðar, en eru ekki háðar sólarljósinu eins og svo til allt annað líf á jörðinni. Gasuppstreymið er víðast hvar allmikið og stöðugt og verða því hverirnir eins og síræktarker, þar sem næring flæðir stöðugt inn. Leirhverir eru því langt frá því að vera lífvana.

Mynd:

• Námaskarð | Hverir við Námaskarð. | Bjarki Sigursveinsson | Flickr. Höfundur myndar: Bjarki Sigursveinsson. Birt undir Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic leyfi. (Sótt 9.3.2021).
• Geothermal Surface Expressions at Hengill, Iceland | Flickr. Höfundur myndar: Steve Beynon. Birt undir Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic leyfi. (Sótt 9.3.2021).

...