Fimmtudaginn 16. júní ver Björn Oddsson doktorsritgerð sína í jarðeðlisfræði við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: Varmaflutningur frá heitu bergi og kviku: Myndun hrauns undir jökli og varmatap jarðhitasvæða (Heat transfer in volcanic settings: Application to lava-ice interaction and geothermal areas).
Andmælendur eru dr. Jennie Gilbert, dósent við Háskólann í Lancaster, og dr. Jean Vandemeulebrouck, rannsakandi við Háskólann í Savoie í Frakklandi.
Leiðbeinandi er dr. Magnús Tumi Guðmundsson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands. Einnig sátu í doktorsnefnd dr. Bernd Zimanowski, prófessor við Háskólann í Würzburg, Þýskalandi, og dr. Þorvaldur Þórðarson, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands.
Dr. Kristín Vala Ragnarsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands og staðgengill deildarforseta, stjórnar athöfninni.
Ágrip af rannsókn
Í ritgerðinni er fjallað um varmaflutning frá bergbráð eða heitu bergi þar sem hræring eða meðburður vatns, þar með talin bræðsla íss, er meginflutningsmáti varmans. Þrennar mismunandi aðstæður voru rannsakaðar: (1) bræðsla íss með bergbráð og kæling heits bergs á tilraunastofu, (2) framrás hrauns undir jökli, og (3) háhitasvæðið í Kverkfjöllum. 1. Mælingarnar á tilraunastofunni í Würzburg í Þýskalandi voru gerðar á sýnum úr benmoreite-hrauninu sem rann í gosinu í Eyjafjallajökli árið 2010. Líkt var eftir aðstæðum þar sem hraun rennur undir ís, hraun rennur ofan á ís og þegar hraun rennur meðfram eða nærri ísvegg. Hraðasti varmaflutningurinn varð þegar bráðið berg var lagt ofan á ís, allt að 900 kWm-2 í upphafi. Varmaflæðið lækkaði í <100 kWm-2 á 2-3 mínútum samhliða því að bráðin storknaði og kólnaði. Mun lægri gildi, 100-180 kWm-2 sem féllu í 50-80 kWm-2 á 2-3 mínútum fengust þegar nokkurra sentimetra bil var milli íss og bergbráðar. Einnig fengust úr þessum tilraunum gildi á sveimstuðli bergsins (9 10-7m2s-1) og varmaleiðnistuðli þess (1.2-1.7Wm-1K-1). 2. Framrás, ísbráðnun og myndunarhættir hins 3,2 km langa hrauns sem myndaðist í Gígjökli (Eyjafjallajökli 2010) var rannsakað. Hraunið rann að mestu fram í vatnsfylltum ísgöngum við botn jökulsins. Um það bil helmingur varmaorku hraunsins fór í að bræða ís, um 4% barst burtu með heitu vatni niður til Markarfljóts og af myndun gufumakka sem stigu upp af hrauninu tók um 1% varmaorkunnar. Rúmlega helmingur varmaorkunnar varð eftir í hrauninu þegar gosinu lauk. Hann tapaðist margfalt hægar en meðan á gosinu stóð. Varmaflæði frá hrauninu á meðan það var að myndast undir jöklinum var að meðaltali á bilinu 120-310 kWm-2. 3. Náttúrulegt varmatap frá jarðhitasvæði Kverkfjalla var metið með mælingu á útbreiðslu heitra svæða á yfirborði, hitastigli innan þeirra, varmatapi gufu og vatnshvera og ísbráðnun í Gengissigi og Galtarlóni. Varmaflæði innan heitra svæða var 120-330Wm-2 en náttúrulegt varmatap (afl) Kverkfjallasvæðisins (Vestari Kverkfjalla, Kverkjökuls og Hveragils) er 270+/-70 MW. Þessar tölur eru miklu lægri en þær sem fengust með skoðun hitamynda úr flugvél á 7. áratug 20. aldar. Sennilegast er að þær niðurstöður hafi verið verulegt ofmat. Þau gildi varmaflæðis sem rannsóknin náði til spanna þrjár stærðargráður (frá hundruðum Wm-2 til hundruð þúsundaWm-2). Þessi mikla breidd í gildum kemur ekki á óvart. Varmastraumur innan jarðhitasvæðisins ræðst m.a. af lekt jarðhitageymisins, þ.e. hversu hratt jarðhitavökvinn getur leitað upp til yfirborðs. Þær aðstæður eru mjög ólíkar þeim sem verða þegar bráðið berg og vatn eða ís snertast. Þá er varmaflutningur mjög hraður. Það styður niðurstöðurnar um varmaflæði að gott samræmi er milli tilraunanna og talnanna sem fengust fyrir framrás hraunsins í Eyjafjallajökli.
Um doktorsefnið
Björn Oddsson er fæddur 1980 og lauk BS-prófi í jarðfræði við Háskóla Íslands árið 2004 og MS-prófi í jarðeðlisfræði við sama skóla árið 2007. Hann er giftur Katrínu Auðunardóttur og eiga þau þrjú börn. Björn starfar nú sem fagstjóri hjá Almannavarnadeild Ríkislögreglustjóra.