Doktorsvörn í jarðfræði – Rebecca Anna Neely

Miðvikudaginn 9. ágúst ver Rebecca Anna Neely doktorsritgerð sína í jarðfræði við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Mólýbden samsætur í vatnakerfum (e. Molybdenum isotope behaviour in aqueous systems).

Andmælendur eru dr. Thomas F. Nägler, dósent í samsætujarðfræði við jarðfræðideild háskólans í Bern í Sviss og dr. Caroline L. Peacock, dósent í lífjarðefnafræði við jarð- og umhverfisvísindadeild Háskólans í Leeds í Bretlandi.

Leiðbeinandi er dr. Sigurður Reynir Gíslason, vísindamaður við Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands. Aðrir í doktorsnefnd eru dr. Kevin Burton, prófessor við Durhamháskóla í Bretlandi og við Paul Sabatier háskóla í Toulouse í Frakklandi, og dr. Eric H. Oelkers, prófessor við University College í London, rannsóknarstjóri við CNRS stofnunina við Paul Sabatier háskóla í Toulouse í Frakklandi og gestaprófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands.

Magnús Tumi Guðmundsson, forseti Jarðvísindadeildar HÍ stýrir vörninni sem fer fram í Hátíðarsal Háskóla Íslands, aðalbyggingu og hefst klukkan 15:00.

Ágrip af rannsókn

Mólýbden (Mo) samsætur eru oft notaðar til að meta oxunarstig við yfirborð jarðar á ýmsum skeiðum jarðsögunnar. Aðferðin, sem beitt er, byggist á einföldu sjávarlíkani, þar sem styrkur og samsætur Mo í sjó stjórnast fyrst og fremst af árvatni, en jarðhiti á úthafshryggjum hefur til þessa verið talinn hafa lítil áhrif. Þessi rannsókn sýnir að kalt grunnvatn (δ98MoGROUNDWATER 0,1‰) er með svipaða samsætusamsetningu og berggrunnurinn sem það flæðir um (δ98MoBASALT 0,15‰), en jarðhitavatn inniheldur þyngri samsætur (δ98MoHYDROTHERMAL +0,2‰ til +1,8‰). Þessi gögn voru notuð, ásamt áður birtu mati á efnaflutningum til sjávar, til að endurreikna Mo-samsætuhlutföll innflæðis til sjávar við núverandi aðstæður, frá +0,5‰ (árvatn) í +0,35‰ (blanda árvatns og jarðhitavatns).

Mólýbden er nauðsynlegt lífverum og hefur því áhrif á næringarefnahringrásina, sér í lagi sem þáttur í nítrógenasa sem er algengasta niturbindandi ensímið. Aðgreining Mo samsæta vegna ljóstillífunar bláþörunga („cyanobacteria”) í Mývatni mældist vera 1,5‰. Þetta er í fyrsta sinn sem þessi aðgreining er mæld í vatnaumhverfi þar sem létta samsætan binst í þörungunum og þunga samsætan verður eftir í vatninu. Nauðsynlegt er að hafa líffræðileg ferli í huga við túlkun og greiningu setlaga, því þessi samsætuaðgreining kann að varðveitast í lögunum.

Í jarðhitakerfum myndast gufufasi vegna afgösunar kviku og suðu jarðhitavökva. Þrátt fyrir vísbendingar um að gufufasinn geti safnað í sig málmum og flutt þá, er lítið vitað um áhrif þessa flutnings á stöðugar samsætur málmanna. Til dæmis eru Mo samsætur í málmgrýti mjög breytilegar, en orsökina má að einhverju leyti rekja til þessa flutnings. Samsætuhlutföll mólýbdens í vatns- og gufufasa fjögurra íslenskra jarðhitakerfa voru rannsökuð í þessu verkefni. Samsætur gufufasans (V) reyndust ávallt léttari en jarðhitavökvans (L), og er auðgunin (εV-L) -2,9‰. Þetta er mikilvægt fyrsta skref í átt að skilningi á ferlum þeim sem stjórna gufuflutningum og túlkun á áhrifum flutninganna á samsætur.

Um doktorsefnið

Rebecca lauk meistaraprófi í jarðvísindum frá Oxfordháskóla í Bretlandi árið 2011. Hún vann síðan sem aðstoðarmaður við jarðefnafræði- og eldfjallafræðirannsóknir í felti og á rannsóknarstofu við Oxfordháskóla þar til hún hóf doktorsnám sitt við Háskóla Íslands í ágúst 2012. Stór hluti doktorsrannsóknarinnar var unninn í samvinnu við Durhamháskóla þar sem Rebecca dvaldi í meira en tvö ár sem gestanemi.