Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál
Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi

Hvað er jarðhiti?

Guðmundur Pálmason (1928-2004)

Jarðhiti er eftir bókstaflegri merkingu orðsins sá hiti í jörðinni sem er umfram þann hita er ríkir við yfirborð jarðar. Menn hafa lengi vitað að hiti fer vaxandi eftir því sem dýpra kemur undir yfirborðið. Fyrirbæri eins og eldgos og heitar lindir hafa alla tíð verið óræk sönnun fyrir þessu. Með aukinni nýtingu jarðhitans á tuttugustu öldinni hefur merking orðsins þrengst nokkuð og er það nú fyrst og fremst notað um það fyrirbæri er heitt vatn og gufa kemur upp úr jörðinni á svokölluðum jarðhitasvæðum. Í ritmálsskrá Orðabókar Háskólans eru fjölmörg dæmi um notkun orðsins á síðastliðnum tvö hundruð árum og er elsta dæmið frá lokum 18. aldar.

Forsendur þess að jarðhiti í þessum þrengri skilningi verði til eru að jarðskorpan sé nægilega heit og í henni séu nægar sprungur og vatnsgeng jarðlög til að vatn geti runnið þar um og flutt með sér hitaorku eða varma neðan úr dýpri og heitari jarðlögum til yfirborðs. Þessar aðstæður eru fyrir hendi í eldfjallalöndum eins og á Íslandi þar sem jarðskorpuflekar snertast og myndast, en síður annars staðar. Jarðskjálftar eru og óræk merki þess að jarðskorpan sé að brotna og hreyfast. Í jarðskjálftunum í júní 2000 ýmist víkkuðu eða þrengdust vatnsæðar í jarðskorpunni á Suðurlandi og komu þau áhrif skýrt fram í fjölmörgum borholum á því svæði. Það er því ekki tilviljun að jarðhiti er mikill á helstu jarðskjálftasvæðum landsins.



Strokkur að gjósa í Haukadal.

Jarðskorpan á Íslandi er tiltölulega heit vegna þess að neðri hluti hennar er að talsverðu leyti myndaður úr kvikuinnskotum sem ekki hafa náð til yfirborðs heldur storknað á leiðinni upp. Heitust er hún undir gos- og gliðnunarbeltunum en kólnar þegar fjær dregur og jarðskorpan verður eldri. Talið er að undir flestum háhitasvæðum landsins, sem öll eru í gosbeltinu, séu kvikuinnskot í tengslum við eldvirkni og þau séu aðalvarmagjafi þessara jarðhitasvæða. Lághitasvæðin sem svo eru kölluð eru þar sem jarðskorpan er kaldari, en þó nægilega heit til að hita vatn upp í 50 til 150 °C. Í dag er stundum talað um köld svæði þar sem jarðhiti hefur ekki fundist en réttara væri að tala um þurr svæði því að alltaf er nokkur hiti í jarðskorpunni þótt lítið sem ekkert vatn sé til staðar til að flytja varmann til yfirborðs.

Þegar greina þarf á milli fyrirbærisins jarðhita og þeirrar orku sem berst með vatni og gufu upp til yfirborðs er orðið jarðvarmi notað um orkuna. Þannig er talað um jarðvarmavirkjanir (eða jarðgufuvirkjanir) fremur en um jarðhitavirkjanir. Jarðvarmi er mældur í orkueiningum, til dæmis júlum eða megawattstundum. Orðið hitaveita fremur en varmaveita hefur þó unnið sér sess í málinu frá því snemma á tuttugustu öldinni er það var fyrst notað. Í dag er viss tilhneiging til að útrýma þessu orði með því að búa til orkuveitur sem dreifa bæði varma og rafmagni (sbr. Orkuveitu Reykjavíkur). Er að þessu nokkur eftirsjá því að (jarð)hitaveitur voru lengi vel séríslenskt fyrirbæri og orðið hitaveita á góðri leið með að verða að alþjóðlegu orði um þess konar fyrirbæri, svipað og geysir hefur orðið í fjölmörgum tungumálum.

Til könnunar á hita í jarðskorpunni eru mikið notaðar svokallaðar hitastigulsmælingar. Hitastigull er hitaaukningin með dýpi og er hann mældur í °C á hvern metra eða kílómetra í jarðskorpunni. Boraðar eru grunnar holur, 50-100 m djúpar, og hiti mældur á mismunandi dýpi í þeim. Algeng gildi á hitastigli hér á landi þar sem jarðhita gætir ekki eru á bilinu 50 til 100 °C/km. Sé hitastigullinn verulega hærri er það venjulega merki um að heitar vatnsæðar sé að finna í berginu undir. Þessi aðferð til könnunar á jarðhita hefur verið notuð með góðum árangri víða um land þar sem lítil merki hafa verið um jarðhita á yfirborði. Fleiri aðferðir hafa einnig verið notaðar til könnunar á jarðhitalíkum, til dæmis mælingar á rafleiðni í jörðinni, en hitastigulsmælingarnar gefa þó beinustu vísbendinguna um jarðhita neðanjarðar.

Jarðhitasvæði eru mjög mismunandi að útliti frá náttúrunnar hendi. Volgrur, laugar, vatnshverir, gufuhverir, leirhverir, útfellingar af kalki, kísli og brennisteini og marglitt umhverfi, einkum háhitasvæða, er meðal þess sem einkennir jarðhitann sem náttúrufyrirbæri. Þetta eru hin ytri ummerki orkuflutninga sem eiga sér stað í jarðskorpunni.

Mörg jarðhitasvæði eru hreinustu gersemar frá náttúrunnar hendi. Til að mynda má nefna Torfajökulssvæðið, Kverkfjallasvæðið, Námafjall og Þeystareyki sem dæmi um einkar litskrúðug háhitasvæði. Geysissvæðið í Haukadal er tvímælalaust það jarðhitasvæði sem þekktast er erlendis og hefur orðið erlendum sem innlendum vísindamönnum áhugavert rannsóknarefni. Hefur nafnið Geysir yfirfærst á önnur tungumál sem almennt nafn á goshverum og á ensku hefur það afbakast í geyser. Þannig eru til dæmis til Geysissvæði í Kaliforníu og á Kamtsjatkaskaganum austast í Síberíu. Vel þekkt jarðhitasvæði erlendis eru til dæmis í Yellowstone þjóðgarðinum í Wyoming í Bandaríkjunum, sem er stærsta goshverasvæði heims, Pamukkale í Tyrklandi, þar sem einstæðir kalkútfellingastallar hafa myndast, og Taupo gosbeltið á Nýja Sjálandi, þar sem til skamms tíma var einn öflugasti goshver í heimi.

Mynd: Mats: Myndagallerí © Mats Wibe Lund




Frekara lesefni má nálgast í þessum greinum:
  • Axel Björnsson, Guðni Axelsson og Ólafur G. Flóvenz, 1990. Uppruni hvera og lauga á Íslandi. Náttúrufræðingurinn, 60, bls. 15-38.
  • Stefán Arnórsson, 1997. Samspil vatns og bergs. I. Vatnið. Náttúrufræðingurinn, 66 (2), bls. 73-87.
  • Stefán Arnórsson, 1997. Samspil vatns og bergs. II. Bergið. Náttúrufræðingurinn, 66 (3-4), bls. 183-202.

Höfundur

Guðmundur Pálmason (1928-2004)

Guðmundur Pálmason (1928-2004)

fyrrverandi forstjóri Jarðhitadeildar Orkustofnunar

Útgáfudagur

25.9.2002

Spyrjandi

Fannar Freyr

Efnisorð

Tilvísun

Guðmundur Pálmason (1928-2004). „Hvað er jarðhiti?“ Vísindavefurinn, 25. september 2002. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=2687.

Guðmundur Pálmason (1928-2004). (2002, 25. september). Hvað er jarðhiti? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=2687

Guðmundur Pálmason (1928-2004). „Hvað er jarðhiti?“ Vísindavefurinn. 25. sep. 2002. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=2687>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er jarðhiti?
Jarðhiti er eftir bókstaflegri merkingu orðsins sá hiti í jörðinni sem er umfram þann hita er ríkir við yfirborð jarðar. Menn hafa lengi vitað að hiti fer vaxandi eftir því sem dýpra kemur undir yfirborðið. Fyrirbæri eins og eldgos og heitar lindir hafa alla tíð verið óræk sönnun fyrir þessu. Með aukinni nýtingu jarðhitans á tuttugustu öldinni hefur merking orðsins þrengst nokkuð og er það nú fyrst og fremst notað um það fyrirbæri er heitt vatn og gufa kemur upp úr jörðinni á svokölluðum jarðhitasvæðum. Í ritmálsskrá Orðabókar Háskólans eru fjölmörg dæmi um notkun orðsins á síðastliðnum tvö hundruð árum og er elsta dæmið frá lokum 18. aldar.

Forsendur þess að jarðhiti í þessum þrengri skilningi verði til eru að jarðskorpan sé nægilega heit og í henni séu nægar sprungur og vatnsgeng jarðlög til að vatn geti runnið þar um og flutt með sér hitaorku eða varma neðan úr dýpri og heitari jarðlögum til yfirborðs. Þessar aðstæður eru fyrir hendi í eldfjallalöndum eins og á Íslandi þar sem jarðskorpuflekar snertast og myndast, en síður annars staðar. Jarðskjálftar eru og óræk merki þess að jarðskorpan sé að brotna og hreyfast. Í jarðskjálftunum í júní 2000 ýmist víkkuðu eða þrengdust vatnsæðar í jarðskorpunni á Suðurlandi og komu þau áhrif skýrt fram í fjölmörgum borholum á því svæði. Það er því ekki tilviljun að jarðhiti er mikill á helstu jarðskjálftasvæðum landsins.



Strokkur að gjósa í Haukadal.

Jarðskorpan á Íslandi er tiltölulega heit vegna þess að neðri hluti hennar er að talsverðu leyti myndaður úr kvikuinnskotum sem ekki hafa náð til yfirborðs heldur storknað á leiðinni upp. Heitust er hún undir gos- og gliðnunarbeltunum en kólnar þegar fjær dregur og jarðskorpan verður eldri. Talið er að undir flestum háhitasvæðum landsins, sem öll eru í gosbeltinu, séu kvikuinnskot í tengslum við eldvirkni og þau séu aðalvarmagjafi þessara jarðhitasvæða. Lághitasvæðin sem svo eru kölluð eru þar sem jarðskorpan er kaldari, en þó nægilega heit til að hita vatn upp í 50 til 150 °C. Í dag er stundum talað um köld svæði þar sem jarðhiti hefur ekki fundist en réttara væri að tala um þurr svæði því að alltaf er nokkur hiti í jarðskorpunni þótt lítið sem ekkert vatn sé til staðar til að flytja varmann til yfirborðs.

Þegar greina þarf á milli fyrirbærisins jarðhita og þeirrar orku sem berst með vatni og gufu upp til yfirborðs er orðið jarðvarmi notað um orkuna. Þannig er talað um jarðvarmavirkjanir (eða jarðgufuvirkjanir) fremur en um jarðhitavirkjanir. Jarðvarmi er mældur í orkueiningum, til dæmis júlum eða megawattstundum. Orðið hitaveita fremur en varmaveita hefur þó unnið sér sess í málinu frá því snemma á tuttugustu öldinni er það var fyrst notað. Í dag er viss tilhneiging til að útrýma þessu orði með því að búa til orkuveitur sem dreifa bæði varma og rafmagni (sbr. Orkuveitu Reykjavíkur). Er að þessu nokkur eftirsjá því að (jarð)hitaveitur voru lengi vel séríslenskt fyrirbæri og orðið hitaveita á góðri leið með að verða að alþjóðlegu orði um þess konar fyrirbæri, svipað og geysir hefur orðið í fjölmörgum tungumálum.

Til könnunar á hita í jarðskorpunni eru mikið notaðar svokallaðar hitastigulsmælingar. Hitastigull er hitaaukningin með dýpi og er hann mældur í °C á hvern metra eða kílómetra í jarðskorpunni. Boraðar eru grunnar holur, 50-100 m djúpar, og hiti mældur á mismunandi dýpi í þeim. Algeng gildi á hitastigli hér á landi þar sem jarðhita gætir ekki eru á bilinu 50 til 100 °C/km. Sé hitastigullinn verulega hærri er það venjulega merki um að heitar vatnsæðar sé að finna í berginu undir. Þessi aðferð til könnunar á jarðhita hefur verið notuð með góðum árangri víða um land þar sem lítil merki hafa verið um jarðhita á yfirborði. Fleiri aðferðir hafa einnig verið notaðar til könnunar á jarðhitalíkum, til dæmis mælingar á rafleiðni í jörðinni, en hitastigulsmælingarnar gefa þó beinustu vísbendinguna um jarðhita neðanjarðar.

Jarðhitasvæði eru mjög mismunandi að útliti frá náttúrunnar hendi. Volgrur, laugar, vatnshverir, gufuhverir, leirhverir, útfellingar af kalki, kísli og brennisteini og marglitt umhverfi, einkum háhitasvæða, er meðal þess sem einkennir jarðhitann sem náttúrufyrirbæri. Þetta eru hin ytri ummerki orkuflutninga sem eiga sér stað í jarðskorpunni.

Mörg jarðhitasvæði eru hreinustu gersemar frá náttúrunnar hendi. Til að mynda má nefna Torfajökulssvæðið, Kverkfjallasvæðið, Námafjall og Þeystareyki sem dæmi um einkar litskrúðug háhitasvæði. Geysissvæðið í Haukadal er tvímælalaust það jarðhitasvæði sem þekktast er erlendis og hefur orðið erlendum sem innlendum vísindamönnum áhugavert rannsóknarefni. Hefur nafnið Geysir yfirfærst á önnur tungumál sem almennt nafn á goshverum og á ensku hefur það afbakast í geyser. Þannig eru til dæmis til Geysissvæði í Kaliforníu og á Kamtsjatkaskaganum austast í Síberíu. Vel þekkt jarðhitasvæði erlendis eru til dæmis í Yellowstone þjóðgarðinum í Wyoming í Bandaríkjunum, sem er stærsta goshverasvæði heims, Pamukkale í Tyrklandi, þar sem einstæðir kalkútfellingastallar hafa myndast, og Taupo gosbeltið á Nýja Sjálandi, þar sem til skamms tíma var einn öflugasti goshver í heimi.

Mynd: Mats: Myndagallerí © Mats Wibe Lund




Frekara lesefni má nálgast í þessum greinum:
  • Axel Björnsson, Guðni Axelsson og Ólafur G. Flóvenz, 1990. Uppruni hvera og lauga á Íslandi. Náttúrufræðingurinn, 60, bls. 15-38.
  • Stefán Arnórsson, 1997. Samspil vatns og bergs. I. Vatnið. Náttúrufræðingurinn, 66 (2), bls. 73-87.
  • Stefán Arnórsson, 1997. Samspil vatns og bergs. II. Bergið. Náttúrufræðingurinn, 66 (3-4), bls. 183-202.

...