Stutta svarið
Möttullinn undir Reykjanesskaga er grein af Íslands-möttulstróknum (2. mynd). Nákvæm skoðun á 30 tímasettum sýnum úr 2021-hrauninu við Fagradalsfjall (3. mynd) sýnir að jarðmöttullinn undir Reykjanesskaga, sem hraunbráðin hefur bráðnað úr, er misleitur, að minnsta kosti á smáum skala, og sama á þá við um möttulstrókinn sjálfan. Bindeman o.fl. (2022)[1] túlka samsetningu hraunsýnanna 30 sem blöndur af nokkrum mismunandi þáttum hins misleita möttuls (3. mynd). Jafnframt sýnir 3. mynd (og margar aðrar myndir í grein Bindemans) að öll afbrigði 2021-hraunsins má finna í eldri hraunum á Reykjanesskaga (grátt „ský“ á 3. mynd).Lengra svar
Eftirfarandi umræða er sprottin að mestu út frá grein Bindemans o.fl. (2022) um hraunið sem rann 2021 við Fagradalsfjall, en eins og fram kemur hér að neðan eru nöfn þessara fjarlægu staða sem nefnd er í spurningunni fremur pars pro toto (hluti fyrir heild, dæmigerður fulltrúi heildarinnar) fyrir kvikugerðir fremur en tilteknar eldstöðvar eða svæði. Mynd 1 hér að neðan er frá 1974[2] og sýnir spönn utangarðsefnanna[3] fosfórs (sem oxíðs, P2O5) og kalíns (K2O) í lág-alkalí basalthraunum (þóleíti) sem fall af fjarlægð frá Kverkfjöllum. Þrjú ár voru þá liðin síðan kenningin um heita reiti og möttulstróka kom fram[4] og Kverkfjöll talin hugsanlegur miðpunktur heita reitsins. Framleiðni basaltkviku (km3 á milljón árum) breytist einnig með svipuðum hætti og hámarksstyrkur efnanna eftir gosbeltunum.[5] Á „jarðeðlisfræðiárinu“ 1957–58 birtist í fyrsta sinn kort af hafsbotnum jarðar[6] með sléttum sínum, fjöllum og dölum, giljum og gljúfrum, sem fram að þessu höfðu verið að mestu óþekkt, einhvers konar terra incognita. Þarna sást Mið-Atlantshafshryggurinn og hryggjakerfið allt, neðansjávar eldfjöll og fjallshryggir. Óðara hófust miklar rannsóknir á hafsbotnum og úthafseyjum, bergsýni voru krökuð upp af hafsbotni[7] og bergtegundin MORB (Mid-Ocean Ridge Basalt) var skilgreind sem meginbergtegund hafsbotnanna og þar með mikilvægasta bergtegund jarðskorpunnar: „frumstætt þóleít“ snautt að uppleystu vatni (H2O < 0,4%) og utangarðsefnum, til dæmis K2O < 0,5%. Upp úr 1970 krakaði hafrannsóknaskip frá Rhode Island háskóla (BNA) upp bergsýni eftir endilöngum Reykjaneshryggnum undir stjórn J-G Schilling[8] og Íslendingar héldu því verki áfram eftir rekbeltunum þvert yfir landið[9][10]
1. mynd. Styrkur K2O og P2O5 sem fall af fjarlægð (km) frá Kverkfjöllum. Hámarksgildi beggja efna og spönn gildanna lækka með fjarlægð frá Kverkfjöllum en lágmarksgildin (einkum kalín) haldast nokkuð stöðug. Efnagreiningar af Reykjaneshrygg eru frá J-G Schillings (sjá í tilvísanaskrá), aðrar gerðar á Raunvísindastofnun H.Í. Myndin sýnir að áhrifa möttulstróksins gætir a.m.k. 300 km suður frá Reykjanesi en til norðurs aðeins að Húsavíkur-misgenginu. WRS – vestra rekbelti; MIL – Mið-Ísland; NEZ – norðurrekbelti.

2. mynd. – Hugsað snið gegnum helming efsta hluta rísandi möttulstróks þar sem flæðilínur sýna lárétt efnisstreymi til suðvesturs (hér) undir jarðskorpunni — á 1. mynd sést að sama ferli á sér stað til norðurs. Við þrýstilétti í hinu rísandi efni hefst hlutbráðnum í heitasta hluta stróksins og bráð með háan styrk utangarðsefna seytlar upp í átt til yfirborðsins. Bræðslumark efnisins lækkar með minkandi þrýstingi þannig að bráðnun heldur áfram svo lengi sem möttulefnið rís — talið er að MORB verði til við 30% bráðnun. Með þessum hætti minnkar styrkur utangarðsefna bæði í fasta efninu og bráðinni eftir því sem bráðnun fer fram. Utan möttulstróksins, þar sem möttulstreymi er lárétt, er það gliðnun skorpunnar sem veldur staðbundinni þrýstilækkun og bráðnun efnis sem þegar var orðið sneytt af utangarðsefnum.

3. mynd. Mismunandi möttulbráðum varpað á Nb/Zr – Zr/Y –graf. Lárétt brotin lína merkt Nb/Zr = 0,08 aðgreinir „auðgaðan“ (enriched) og „sneyddan“ (depleted) möttul. Eldri hraun á Reykjanesskaga (356 að tölu) mynda grátt ský; DIP – sneyddur Íslandsstrókur; D1 og D2 – tveir aðrir sneyddir möttulþættir. Samsetningu 30 sýna úr hrauni Fagradalsfjalls 2021 (litaðir ferningar) skýra Bindeman o.fl. sem mismunandi blöndur af auðguðum möttulþáttum (S og E) og tveimur sneyddum möttulþáttum. (E fyrir Eldgjá (= Katla) er nefndur „megin-basaltþátturinn“ og S (Snæfellsnes) „alkalíski þátturinn“). Fjólubláu bogalínurnar sýna legu mismunanndi blandna tveggja þátta, „50%“ sýnir 50/50 blöndu.
- ^ IN Bindeman o.fl. 2022. Diverse mantle components with invariant oxygen isotopes in the 2021 Fagradalsfjall eruption, Iceland. Nature Communications 13: 3737. DOI: 10.1038/s41467-022-31348-7
- ^ Guðmundur E Sigvaldason & Sigurður Steinþórsson 1974. Chemistry of tholeiitic basalts from Iceland and their relation to the Kverkfjöll hot spot. Bls. 155–164 í Leó Kristjánsson (ritstj.): Geodynamics of Iceland and the North Atlantic Area. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht-Holland.
- ^ Utangarðsefni = frumefni (í bergbráð) sem við kristöllun passa ekki í kristalgrind þeirra steinda sem eru að myndast á hverjum tíma, verða utangarðs, þannig að styrkur þess í bráðinni vex. Kalín t.d. gengur ekki inn í ólivín, pyroxen eða magnetít í kólnandi basaltbráð, en hins vegar í feldspat. Við uppbráðnun bergs fara utangarðsefnin fyrst í bráðina.
- ^ WJ Morgan 1971. Convection plumes in the lower mantle. Nature 230: 42–43
- ^ Sveinn P. Jakobsson 1972. Chemistry and distribution pattern of Recent basaltic rocks in Iceland. Lithos 5: 365–386
- ^ Marie Tharp & Bruce Heezen við Lamont Geological Laboratory, Columbia University, New York birtu frumgerð hins alþekkta korts síns af hafsbotnunum árið 1957. Hið fullkomna fullgerða kort Heezen & Tharp kom svo út 1977.
- ^ CG Engel & EAJ Engel 1964. Basalts dredged from the northeastern Pacific Ocean. Science 146: 477.
- ^ J-G Schilling 1973. Iceland Mantle Plume: Geochemical Study of Reykjanes Ridge. Nature 242: 565–571.
- ^ Guðmundur E Sigvaldason & Sigurður Steinþórsson 1974.
- ^ CK Brooks & SP Jakobsson 1974. Petrochemistry of the volcanic rocks of the North Atlantic ridge system. Bls. 139–154 í: Leó Kristjánsson (ritstj.): Geodynamics of Iceland and the North Atlantic Area. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht-Holland.
- ^ J-G Schilling 1973.
- ^ Guðmundur E Sigvaldason & Sigurður Steinþórsson 1974.
- ^ Sneytt merkir að utangarðsefni(n) hafi bráðnað (séu horfin að e-u leyti ) úr berginu. Auðgað merkir að utangarðsefni(n) hafi bæst í bergið.
- ^ Þessu hefur verið líkt við skyrhræring (skyr og kaldur hafragrautur) sem margir eldri borgarar þessa lands muna vel, sumir með hryllingi.
- ^ Bindeman o.fl. 2022.
- Myndir 1 og 2: Guðmundur E. Sigvaldason & Sigurður Steinþórsson 1974.
- Mynd 3: Bindeman o.fl. 2022.