Hversu langt getur hraun flætt áður en það storknar?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hversu langt getur hraun flætt áður en það storknar?
Upprunalega hljóðaði spurningin svona:

Hversu langt getur hraun flætt áður en það storknar? Einfalda svarið er líklega: „það fer eftir aðstæðum“, en hvaða aðstæður spila stærstan þátt, og hvert er heimsmetið í hraunrennsli í kílómetrum talið?

Hversu langt hraun getur flætt áður en það storknar fer eftir „efnum og aðstæðum,“ nefnilega efnasamsetningu, sem ræður hita og seigju, og rúmmáli hraunbráðar, goshraða og landslagi. Basaltbráð er heitust (1100-1200°C) og minnst seigfljótandi, enda eru lengstu hraun þeirrar gerðar (blágrýtishraun).

Lengsta hraun hér á landi, og sennilega í veröldinni eftir ísöld, mun vera Þjórsárhraunið sem rann fyrir um 8700 árum úr 20-30 km langri gossprungu í Veiðivatnasveimi Bárðarbungukerfis allt til sjávar milli Þjórsár og Ölfusár – 130 kílómetra. Það telst vera 970 km² að flatarmáli og um 25 km³ að rúmmáli.^[1]

Annað langt hraun frá svipuðum tíma – og úr sama eldstöðvakerfi, Bárðarbungukerfi^[2] – er Bárðardalshraun, 85 km langt og meira en 8 km³ að rúmmáli.^[3] Það rann langleiðina, eða alla leið, norður til sjávar í Skjálfandaflóa.

Þriðja forsögulegt hraun sem nefna má er Laxárhraun, tæplega 60 km langt, sem rann úr samtals 25 km löngu sprungukerfi austan við Mývatn fyrir um 2000 árum. Það er 220 km² að flatarmáli og 2-3 km³ að rúmmáli.^[4]

Í töflunni hér fyrir neðan eru skráð fjögur stór hraun sem runnu eftir landnám.

Hraun	Ár	Rúmmál km3	Flatarmál km2	Lengd km
Frambruni	~900	4	250	33
Hallmundarhraun	~950	8,5	255	55
Skaftáreldahraun	1783-1784	14	599	65
Eldgjárhraun	934-940	18	792	72

Rúmmál, flatarmál og lengd stórra íslenskra flæðigosahrauna á sögulegum tíma. (Náttúruvá, tafla bls. 128).

Samband rúmmáls og lengdar sést vel á meðfylgjandi grafi. Af einhverjum ástæðum, sem ég þekki ekki, virðast forsöguleg hraunin hafa runnið lengra miðað við rúmmál en hin sögulegu – kannski mundi stærra gagnasafn sýna annað, en einnig kynni skýring að vera sú að ákafi gosanna hafi verið meiri en síðar varð.

Sem leiðir hugann að rúmmálsmestu basaltmyndunum landsins, dyngjunum. Þær eiga það sammerkt að mestur hluti rúmmáls þeirra hefur hlaðist upp kringum gosopið, þannig að hraun frá þeim virðast hafa runnið stutt miðað við rúmmál kvikunnar. Að vísu eru stóru dyngjurnar svo gamlar að hraun frá þeim hafa grafist undir yngri myndunum. Skýringin á þessu einkenni dyngjanna að gosefnin hafi hlaðist upp kringum gíginn en ekki runnið langar leiðir, er talin vera sú að gos þeirra voru fremur hæg en langvarandi, jafnvel áratugur eða meira. Auk þess einkennast dyngjurnar af einu hringlaga gosopi – ekki gossprungu – en það mundi valda hægara kvikustreymi. Sem dæmi má taka Skjaldbreið sjálfan (1066 m) sem er um 15 km³ ofan við 400 m hæðalínu, og hraun frá eldstöðinni nær lengst um 15 km áður en það hverfur undir yngri hraun. Þyngdarmælingar benda til þess að Skjaldbreiðargosið hafi fyllt upp sigdæld og rúmmál kvikunnar sem upp kom hafi verið mun meira, jafnvel 30-40 km³.^[5]

Dyngjur einkenna annars fyrri hluta eftirjökulstímans – flestar þeirra eru eldri en 6000 ára. Á Norðurgosbeltinu eru taldar 8 stórar dyngjur, yfir 4 km³ að rúmmáli,^[6] þeirra á meðal Trölladyngja (1460 m), stærsta dyngja landsins, meira en 20 km³ ofan við 900 m hæðarlínu. Fyrr var talið að frá henni hefði runnið Bárðardalshraunið mikla, en síðari rannsóknir hafa sýnt svo ekki vera. Stórar dyngjur á Reykjanesskaga, Heiðin há (~6 km³), Sandfellshæð (~6 km³) og Þráinsskjöldur (~5 km³) eru svo nærri sjó að hraun, sem hefðu runnið frá þeim, væru neðansjávar eða rofin burt.

Auk ofangreindra atriða hlýtur landslag að ráða nokkru um lengd hrauna. Hin stóru hraun Þjórsárhraun, Laxárhraun og Bárðardalshraun runnu öll undan hægum halla frá hálendinu niður að sjó, og hin tvö síðarnefndu langleiðina eftir fremur þröngum dölum.

En hvers vegna storkna hraunin ekki á svo langri leið? Tvennt kemur til: Í fyrsta lagi rennur hraunið að mestu „neðanjarðar“ vegna þess að varma-einangrandi skán myndast næstum samstundis ofan á yfirborði glóandi hraunbráðarinnar. Hin storknaða skorpa þykknar smám saman og myndar fast yfirborð eða þak sem bráðin streymir fram undir. Aðstreymi kvikunnar að framrás hraunsins fer fram eftir vel-einöngruðum æðum eða göngum sem, þegar allt er komið í kring, geta setið eftir sem hraunhellar – Surtshellir, Víðgelmir, Raufarhólshellir.

Í öðru lagi storknar basaltbráð ekki við eitt hitastig, eins og vatn sem breytist í ís við 0°C, heldur myndast mismunandi steindir (kristallar) yfir langt hitabil. Segjum að fyrstu kristallar byrji að myndast við 1200°C og kristöllun haldi áfram niður fyrir 1000°C. Kristöllunarferlið er útvermið, það er gefur frá sér varma, sem hægir mjög á kólnun bráðarinnar. Kristöllunarvarmi basaltbráðar svarar til þess að kvikan hafi verið 400°C heitari en hún var í rauninni, það er kvika sem kólnaði án kristöllunar frá 1200 til 1100°C kólnaði miklu hraðar en með 50% kristöllun, sem svaraði til kólnunar frá 1400 til 1100°C.

Og fleira kemur til: Kvika sem ekki er á hreyfingu, til dæmis skorpa ofan á bráð, er orðin að föstu bergi eftir 50% kristöllun — kristallarnir mynda þrívítt net líkast svampi með bráð á milli. Sé bráðin hins vegar á hreyfingu, ekki síst eftir lokuðum göngum, skiljast kristallarnir gjarnan frá bráðinni jafnótt og þeir myndast þannig að bráðin helst fljótandi mun lengur.

Tilvísanir:

1. ^ Árni Hjartarson, 1988. Þjórsárhraunið mikla – stærsta nútímahraun jarðar. Náttúrufræðingurinn 58: 1-16.
2. ^ Náttúruvá á Íslandi. Eldgos og jarðskjálftar. Viðlagatrygging Íslands/Háskólaútgáfan, 2013. Bls. 57
3. ^ Náttúruvá, bls. 125
4. ^ Kristján Sæmundsson, 1991. Jarðfræði Kröflukerfisins. Náttúra Mývatns (Arnþór Garðarsson og Árni Einarsson ritstjórar). Hið íslenska náttúrufræðifélags, Reykjavík, 29-95
5. ^ Magnús Tumi Guðmundsson, Þórdís Högnadóttir, Sveinn P. Jakobsson, 2000. Hraun og móbergsmyndanir sunnan Langjökuls. Niðurstöður þyngdarmælinga. Skýrsla Raunvísindastofnunar Háskólans RH-28-2000.
6. ^ Náttúruvá, tafla bls. 354.

Myndir:

• Mynd frá Holuhrauni: Bárðarbunga 2014 | Jarðvísindastofnun - Institute of Earth Sciences. Höfundur myndar Ármann Höskuldsson. (Sótt 9. 10. 2014).
• Graf: Sigurður Steinþórsson.
• Mynd af Trölladyngju: Icelandic earthquake oddities | VolcanoCafé. (Sótt 9. 10. 2014).

...