Af hverju er Ísland til?

Við einföldum spuringum eru ekki alltaf til einföld svör. Það mætti líka halda, miðað við alla okkar vísindaþekkingu, að það sé nokkurn vegin á hreinu hvernig landið okkar myndaðist og af hverju það sé yfirleitt til staðar hér á jarðkringlunni. Vissulega er myndunarsaga landsins nokkuð vel þekkt og það eru allir sammála um að Ísland á að hluta til tilveru sína að þakka eldvirkni þeirri sem fylgir plötuskilunum sem liggja eftir endilöngu Atlantshafinu.

Það sem veldur því hinsvegar að landið er meira en bara neðansjávareldhryggur er heilmikil eldvirkni af allt öðrum toga sem kennd hefur verið við heitan reit, en um það fyrirbæri virðast vísindamenn ekki vera eins sammála. Aðallega virðast tvær meginhugmyndir vera uppi um tilurð heita reitsins við Ísland, en hér ætla ég að gera mitt besta til að gera dálitla grein fyrr þeim.

Heitir reitir jarðar
Kenningin um heita reiti kom fram á svipuðum tíma og landrekskenningin og útskýrir hvers vegna meiri eldvirkni er á sumum stöðum á jörðinni og ekki endilega bundin við plötuskil. Undir þessum heitu reitum er staðbundið uppstreymi kviku sem á sér dýpri rætur en sú kvika sem kemur upp við eldgos á plötuskilum. Þar sem svona kvikuuppstreymi er öflugast er talið að um svokallaða möttulstróka sé að ræða sem eiga upptök sín alla leið niður þar sem innri möttull jarðar mætir ytri kjarna. Þessir möttulstrókar geta verið tugmilljóna ára gamlir og vegna dýptar sinnar eru þeir fastir á sínum stað og fylgja ekki þeim plötuhreyfingum sem eiga sér stað fyrir ofan þá. Meðal þeirra frægari af þessari gerð er Hawaii reiturinn sem er inná miðri Kyrrahafsplötunni en hún er á hraðri hreyfingu yfir reitnum svo úr verður slóð eldfjallaeyja með tímanum eftir því sem eldvirknin hreyfist til.
Sumir aðrir heitir reitir virðast hinsvegar eiga upptök sín mun ofar í möttlinum en eru þá að sama skapi afkastaminni í gosefnaframleiðslu og geta jafnvel verið tengdir plötuhreyfingum með ýmsum hætti.

Kenningin um Grænlandsættaðan Íslandsreit
Það er nokkuð ljóst að heiti reiturinn á Íslandi er meðal þeirra öflugustu í heiminum og því hefur almennt verið talið að hér sé um að ræða djúpættaðan möttulstrók og ævafornan að auki - eldri en sjálfur Atlantshafshryggurinn sem liggur í gegnum landið. Ef svo er þá kemur upp sú staða að heiti reiturinn getur ekki alltaf hafa verið nálægt Atlantshafshryggnum vegna þess að hryggurinn hefur í heild sinni verið að færast hægt og rólega til norðvesturs í gegnum ármilljónirnar á meðan heiti reiturinn ætti að hafa verið fastur á sínum stað.

Í samræmi við þetta er talið að heiti reiturinn við Ísland hafi áður fyrr verið staðsettur undir Grænlandi og því ekki átt neinn þátt í opnun Norðaustur Atlantshafsins fyrir um 60 milljón árum (nema um hafi verið að ræða það sem kallað hefur verið tímabundinn frum-Íslandsreitur). Með plötuhreyfingum færðust meginlöndin þannig að heiti reiturinn „kom undan“ Grænlandi uns hann náði að tengjast rekhryggnum svo úr varð sú sameiginlega gosvirkni, sem Ísland á tilveru sína að þakka. Í dag er svo samkvæmt þessu heiti reiturinn„komin austur fyrir“ rekhrygginn og er talinn vera undir Vatnajökli án þess þó að tengslin hafi rofnað, því rekhryggurinn eltir heita reitinn með þróun eystra-gosbeltisins. Ef þetta er rétt er spurning hvort heiti reiturinn muni eftir milljónir ára ná að slíta sig frá rekhryggnum á ný og öðlast sjálfstæði inná Evrasíuplötunni eða hvort nýir rekhryggir muni myndast áfram til austurs. Talað er um að eldvikni á Íslandi sé það öflug að hingað megi rekja þriðjung allrar basaltframleiðslu jarðar á sögulegum tíma en þessi mikla framleiðsla virðist einmitt vera helsta ástæðan fyrir kenningumum djúpan möttulstrók undir landinu. (Á myndinni hér að ofan sést hvernig heiti reiturinn hefur nálgast Ísland í undanfarin 60 miljón ár. Gráu svæðin eru basalthraunlög sem tengjast heita reitnum og opnun Atlantshafsins. Mynd fengin af síðunni: Reykjanes Ridge Expedition en ég er þó búinn að gera skýrari gula punkta með tölum)

 

Eða er þetta kannski ekki djúpættaður möttulstrókur?
Þá er komið að hinni hugmyndinni varðandi heita reitinn við Ísland en þar er gert ráð fyrir að heiti reiturinn sé frekar grunnur og alls ekki eins heitur og hann ætti að vera miðað við öflugan djúpættaðan möttulstrók. Þessar hugmyndir virðast koma ágætlega heim og saman við nýlegar segulrannsóknir á heita reitnum sem benda einmitt til þess að hann sé hvorki mjög heitur eða djúpur. Ef svo er þá gæti heiti reiturinn hæglega hafa verið tengdur rekhryggnum frá upphafi og sé hvorki aðkomin frá Grænlandi né að fara neitt. Þverhryggurinn sem liggur frá Skotlandi í gegnum Færeyjar til Íslands og áfram til Grænlands gæti síðan verið eins konar far eftir þá miklu eldvikni sem fylgt hefur reitnum allt frá opnun Atlantshafsins. 

Hvaðan kemur þá þessi mikla eldvirkni?
Til að finna skýringu á því hvernig grunnur heitur reitur getur staðið undir þeirri miklu gosefnaframleiðslu sem hér er, hafa menn horft langt aftur í tímann eða allt aftur um 400 milljón ár þegar allt þurrlendi jarðar rann saman í eitt risastórt meginland - Pangaea. Sú sameining var meðal annars til þess að á okkar svæði hvarf mikið magn af úthafsskorpu niður um stórar rennur og ofan í jörðina og til varð kaledóníufellingin sem sést í dag meðal annars í fjöllum Noregs og Grænlands.

Á mynd (b) hér að ofan sést hvernig gliðnunarhryggur Atlantshafsins (rauða brotalínan) sker fornar brotalínur frá þeim tíma er meginlönd sameinuðust á þessum slóðum. Skurðpunkturinn er þar sem Ísland átti eftir að myndast.

Hluti þessarar úthafsskorpu sem jörðin gleypti á þessum tíma er, samkvæmt þessum kenningum, talin vera meginhráefnið í þeim Basalthraunlögum sem mynda Ísland í dag en heiti reiturinn okkar er einmitt staðsettur þar sem Atlantshafshryggurinn sker ein af hinum fornu samskeytum Kaledónuíufellingarinnar. Úthafsskorpa sem hverfur ofaní jörðina er einmitt talin gefa mjög auðbræðanlegt og kjörið hráefni í nýja kvikuframleiðslu. Því má segja ef þessi kenning er rétt, að þá sé Ísland gert úr endurunninni ævagamalli úthafsskorpu, ásamt þeirri eldvirkni sem eðlilega fylgir rekhrygg.

 

Hér er sýnt hvernig úthafsskorpa sem hverfur ofan í jörðina skilur eftir sig efnivið í nýja basaltkviku sem kemur upp þegar nýr gliðnunarhryggur myndast löngu síðar.

- - - - -
Ég treysti mér ekki sjálfur til að meta það hvort hinn íslenski heiti reitur sé djúpættaður möttulstrókur kominn frá Grænlandi eða grunnættur strókur skapaður af plötuhreyfingum, kannski liggur lausnin í blöndu af þessu báðu eða einhverju allt öðru. Misjafnar hugmyndir um tilurð heita reitsins við Ísland hafa reyndar ekki verið mikið í umræðunni sem snýr að almenningi. Það er kannski eðlilegt því hér eru ekkert á ferðinni sem felur í sér stórkostlegar hættur fyrir mannkyn umfram það sem má búast við þegar jörðin rumskar og brestur á með eldgosum. Jarðskorpuhreyfingar með tilheyrandi umbrotum munu þó allavega halda áfram við Ísland öllu lengur en saga okkar mun ná.

Heimildir sem ég hef stuðst við eru ýmsar ég bendi þó á þessar:

http://www.mantleplumes.org/Iceland1.html / Iceland & the North Atlantic Igneous Province

http://www.mantleplumes.org/Iceland2.html / The Iceland "Anomaly" – An outcome of Plate Textonics  

http://www.mantleplumes.org/Iceland3.html / Origin of the Icelandic hotspot and the North Atlantic Igneous Province

Svo má líka benda á eldri færslu frá mér tengt þessu: Drekasvæðið og opnunarsaga Norður-Atlantshafsins.

 

Athugasemdir

[Loftslag.is, 22.3.2009 kl. 00:37]

Hef heyrt af fyrri kenningunni, en ekki þeirri seinni. Mitt fyrsta gisk um hvað gæti skorið úr um hvor kenningin á við, er efnafræðileg, en þar sem ég er lélegur í því þá segi ég bara þetta: Er efnasamsetning hrauna hér við Ísland í samræmi við uppbrædda úthafsskorpu?

[Emil Hannes Valgeirsson, 22.3.2009 kl. 01:09]

Það er svona að vera grúska í fræðunum á netinu. Málin verða bara flóknari. Sjálfur hafði ég ekki heyrt af þessari seinni kenningu fyrr en nú á dögunum þegar ég ákvað að skrifa um heita reitinn, en mér sýnist mönnum og konum vera full alvara með þessu. Efnafræðilegu hliðina þekki ég ekki.

[Kjartan Pétur Sigurðsson, 22.3.2009 kl. 08:20]

Sem leiðsögumaður, þá tala ég mikið um þetta áhugaverða fyrirbæri. segi stundum að ef þessi strókur væri ekki undir landinu, að þá væri Ísland ca. 2000 metrum neðar :)

[Sigurður Þór Guðjónsson, 23.3.2009 kl. 11:52]

Skemmtilegar jarðfræðipælingar. Jarðfræðin er næstum því eins skemmtileg og veðrið!

[Loftslag.is, 23.3.2009 kl. 21:18]

Já þetta eru skemmtilegar pælingar, ég vildi að ég gæti besservissað meir um þetta, verandi jarðfræðimenntaður og allt það

Heyrðu Emil, ég sá á eldri færslu að þú hefur lesið Gróðurhúsalofttegundir og loftslagsbreytingar eftir Halldór Björnsson. Segðu mér, er hún ekki þess virði að eignast?

[Emil Hannes Valgeirsson, 23.3.2009 kl. 22:02]

Jú ég mæli með bókinni, sérstaklega fyrir þá sem vilja blanda sér í umræðuna enda koma þarna fram öll helstu rökin fyrir því að heimurinn sé að hlýna. Sigurður Þór hér að ofan, skrifaði líka heilmikið um bókina þann 2.3.2009 og hafði ýmislegt um hana að segja. Svo er líka sjálfsagt að benda á RITIÐ 2/2008 Tímarit hugvísindastofnunar þar sem þessi mál koma einnig fyrir, en þar fá efasemdarmenn (á blogginu t.d.), aldeilis á baukinn, jafnvel svo að manni fer að þykja nóg um.

Annars eru þið jarðfræðingar kannski ekki mikið að velta fyrir ykkur stóru spurningunum, meira svona í núinu að spá í jarðakjálfta, eldgos og skriður ofl.

[Loftslag.is, 23.3.2009 kl. 22:34]

Ætli RITIÐ fáist ekki í bóksölu stúdenta, er það ekki líklegasti staðurinn til að finna það?

Já, sumir okkar jarðfræðinganna erum ansi uppteknir af núinu, en eins og segir: The present is the key to the past - og fortíðin er þá lykillinn að framtíðinni

[Emil Hannes Valgeirsson, 23.3.2009 kl. 22:39]

Ég fékk það einmitt þar.

[Sigurður Þór Guðjónsson, 24.3.2009 kl. 10:39]

Jafnvel svo að manni þykir nóg um. Ég vék að þessu ofstæki og hvejrir standa fyrir því þegar ég bloggaði um bókina hans Halldórs. Nú ert þú enginn efasemdaarmaður og samt þykir þér nóg um.

[Tectonicus (IP-tala skráð) 30.3.2009 kl. 10:56]

Eitt af því, sem menn hafa spurt sig að er, hvort jarðskorpuhreyfingarnar (plate tectonics) hafi alltaf verið til staðar, hvort Pangæa hafi kannski verið ákveðið stig í því ferli öllu, eða hvort eitthvað hafi sett þetta allt af stað, t.d. árekstur við loftstein eða einhverjar innrænar ástæður? Kannski Emil bollaleggi eitthvað um það næst?

[Emil Hannes Valgeirsson, 30.3.2009 kl. 12:00]

Eftir því sem ég best veit hafa jarðskorpuhreyfingar verið til staðar svo lengi sem jarðskorpan hefur verið til og Pangaea bara tímabundið ástand. Ég er alveg til í bollaleggingar um þetta en það verður þó ekki strax, því ýmislegt bíður birtingar.