Miðbiksmat í jarðeðlisfræði - Patricia Fehrentz

Viðburður á Zoom

Heiti ritgerðar:
Viðbrögð jarðhitakerfis við gliðnunar- og innskotahrinu: Kröflueldar 1975-1984

Doktorsnefnd:
Dr. Magnús Tumi Guðmundsson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands,
Dr. Hannah Iona Reynolds, nýdoktor við Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands,
Anette K. Mortensen, jarðfræðingur hjá Landsvirkjun,
Dr. Jean Vandemeulebrouck, vísindamaður hjá Institut des Sciences de la Terre í Frakklandi
Dr. Steffen Mische, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands.

Ágrip:
Háhitasvæði í megineldstöðvum fá varma sinn úr kviku í rótum þeirra. Sum háhitasvæði hafa verið virkjuð til rafmagnsframleiðslu og til annarra nota á orkunni. Á Íslandi eru allmörg háhitasvæði og hefur landið verið í fararbroddi í hagnýtingu orkunnar úr slíkum jarðhitakerfum. Skýringin á mörgum háhitasvæðum liggur í legu landsins og jarðfræðilegri sérstöðu, en undir Íslandi er möttulstrókur og um landið liggja flekaskilin minni Norður-Ameríku og Evrasíuflekanna. Þó svo að megindrættirnir í byggingu háhitasvæða og hitadreifingu innan þeirra sé nokkuð vel þekkir, er þekking á hvernig og á hvaða tímaskala kvika endurhleður kerfin mun minni. Jarðhitasvæðið í Kröflu er eitt best rannsakaða háhitasvæðið. Á árunum 1975-1984 gengu Kröflueldar yfir, samhliða margra metra víkkun sprungusveimsins sem tengist Kröflu. Þessi víkkun varð í skrefum samhliða 20 kvikuhlaupum þar sem 9 þeirra leiddu til eldgosa. Atburðarásin í Kröflueldum er vel skrásett, auk gagna um hita, þrýsting og gas í borholum ásamt mælingum á jarðskjálftum og aflögun. Markmið þessa doktorsverkefnis er að meta varmaáhrif gangainnskotanna í Kröflueldum á jarðhitakerfið. Varmi sem fylgdi gangainnskotunum innan jarðhitakerfisins er ákvarðaður út frá rúmmáli þeirra, sem metið er út frá jarðskálfta- og aflögunargögnum. Benda niðurstöðurnar til þess að hann hafi verið af stærðargráðunni 1018 J. Hluti þessarar orku tapaðist beint til andrúmsloftsins sem gufumekkir. Hægt er að leggja mat á þessa orku út frá reynslujöfnu Hochstein og Bromley (2001). Mæling á stærð gufumakka á loftmyndum sem teknar voru á meðan á eldgosum stóð og á tímabilum milli atburða, bendir til þess að 4-12% af orkunni frá göngunum hafi farið með þessum hætti beint út í andrúmsloftið. Tímaskala í storknun má meta út frá einvíðum lausnum fyrir varmaflutningsjöfnur, sem benda til þess að storknun ganga hafi tekið daga eða vikur. Kólnun ganga er hægari en verður að mestu á fyrstu árunum eftir gos. Til að rannsaka langtímaviðbrögð jarðhitakerfisins í kjölfar Kröfluelda, hefur tölulega forritið HYDROTHERM frá bandarísku Jarðfræðistofnuninni verið notað. Það hefur þann kost að nýta ástandsjöfnu vatns allt upp í hita basaltkviku. Líkanreikningarnir sýna að bæði lekt og upphaflegt hitaástand kerfisins ráða miklu um hvernig það bregst við, m.a. hvað varðar hvernig gufa og tvífasa jarðhitavökvi breiðist út í kerfinu. Líkanreikningarnir sýna einnig að varmaáhrif vegna innskotanna vara í marga áratugi.