Doktorsfyrirlestur í jarðeðlisfræði - Léa Levy
Askja
Stofa 132
Doktorsefni: Léa Levy
Heiti ritgerðar: Rafeiginleikar jarðhitaummyndaðs bergs: Samtúlkun mælinga á yfirborði jarðar, í borholum og á rannsóknastofu
Leiðbeinandi: Dr. Freysteinn Sigmundsson, vísindamaður við Jarðvísindastofnun Háskólans
Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Ólafur G. Flóvenz, jarðeðlisfræðingur og forstjóri ÍSOR
Gylfi Páll Hersir, jarðeðlisfræðingur hjá ÍSOR
Dr. Pierre Briole, prófessor við Ecole Normale Supérieure, París, Frakklandi
Dr. Benoit Gibert, sérfræðingur við Háskólann í Montpellier, Frakklandi
Um er að ræða sameiginlega doktorsgráðu með Ecole Normale Superieure (ENS) í Frakklandi. Vörnin fór fram 15. febrúar síðastliðinn við ENS háskólannn í Frakklandi.
Andmælendur voru:
Dr. Lee Slater, prófessor við Rutgers University, Newark NJ, Bandaríkjunum
Dr. Jean-François Girard, prófessor við University of Strasbourg, Frakklandi
Ágrip
Rafeiginleikar bergs, bæði eðlisviðnám og fasvik, á eldfjallasvæðum er m.a. háð póruhluta (holrýmd) bergs, styrk uppleystra jóna í póruvökvanum (seltu), magni rafleiðandi steinda í berginu, hita þess og hvort það er bráðið eða storkið. Rafsegulmælingar eru notaðar til þess að skoða innri gerð eldfjalla og kanna háhitasvæði með því að búa til viðnámslíkön af þeim. Túlkun þeirra er oft flókin og vandasamt er að greina á milli fyrrnefndra þátta sem hafa áhrif á eðlisviðnám ogfasa. Þessari ritgerð er ætlað að auka skilning á eðlisviðnámi jarðlaga í virkum eldstöðvum í því skyni að þróa þá tækni sem notuð er til þess að meta stærð og eiginleika háhitasvæða. Ritgerðin fjallar einkum um rafleiðandi steindir, sem eru annað hvort málmleiðarar (leirsteindir, einkum smektít) eða hálfleiðarar (pýrít og járnoxíð). Einnig eru rannsökuð áhrif póruhluta, styrks jóna í póruvökva, hita og bráðnunar bergs. Járnoxíð eru að mestu frumsteindir, þ.e.a.s. þau kristallast þegar bergkvikan kólnar. Smektít- og pýrít myndast hins vegar sem útfellingar eða við ummyndun og bera vitni um hringrás jarðhitavökva. Notuð eru gögn frá eldstöðvakerfi Kröflu en þar eru til miklar heimildir eins og borholugögn, borkjarnar, og yfirborðsmælingar og góð aðstaða til rannsókna. Áhrif smektíts í bergi á eðlisviðnám bergsýna voru mæld við stofuhita í tilraunastofu. Pórur þeirra voru mettaðar vökva með breytilegum styrk jóna og áhrifin könnuð með litrófsmælingu á eðlisviðnámi og fasa (tvinntölu-viðnám). Niðurstöður sýna ólínulegar breytingar í viðnámi við 1 kHz tíðni sem fall af seltu vökvans. Sú tilgáta er sett fram að leiðni milli atómlaga í kristöllum, interfoliar conduction, eigi mikilvægan þátt í rafleiðni smektíts. Áhrif pýríts- og járnoxíðsteinda á rafrýmd bergs var könnuð með því að skoða hvernig fasahorn tvinntöluviðnáms er háð tíðni. Ef hámark fasahornsins (MPA) er stærra en 20 mrad stafar það af tilvist pýríts ef bergið er velleiðandi en járnoxíða ef bergið er torleiðandi. Þá eykst MPA um 22 mrad við hverja prósentu-aukningu í rúmmáli pýrits- eða járnoxíðsteinda. Þessar niðurstöður úr tilraunastofumælingum á tíðniháðu tvinntöluviðnámi voru nýttar til þess að túlka yfirborðsmælingar á tvinntölu-viðnámi á Kröflusvæðinu. Tvinntölu-viðnámslíkan frá Kröflusvæðinu sýnir að greina má tilvist smektíts, pýríts og járnoxíðs niður á um 200 m dýpi í mælingunum sem gerðar voru. Hiti jarðlaga, sem er hærri en í tilraunastofumælingum, virðist hækka verulega leiðni bergs sem inniheldur smektít. Lagt er til að mælingar á tvinntölu-viðnámi verði notaðar til viðbótar við hefðbundnar rafleiðnimælingar við jarðhitarannsóknir vegna þeirra viðbótarupplýsinga sem fást með slíkum mælingum.
Um doktorsefnið
Léa Lévy er fædd í París, Frakklandi, 1990. Hún lauk meistaragráðu í verkfræði frá MINES ParisTech árið 2014. Hluta af doktorsnáminu hefur hún dvalið við rannsóknir hjá ÍSOR og við háskólann í Montpellier.