28-3-2014 Heet IJsland spreiding oceanische korst / hotspot vulkanisme geologie IJsland geothermie 25 maart 2014 GEA-kring Rijnland Spreiding oceanische korst Alfred Lothar Wegener (1/11/1880, Berlijn - ca. 16/11/1930, Groenland ) Abraham Ortelius 1596 Alfred Wegener 1912 Arthur Holmes et al. http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=YIAXiE8RedA actief 180 150 125 100 80 60 40 20 0 Ma ouderdom oceanische korst inactief Sea Floor Spreading & Magnetic Polarity Stripes-YIAXiE8RedA.flv nergens ouder dan Jura 1 28-3-2014 Paleomagnetisme atmosfeer Convectie verwarming van onder Oceanische spreiding wordt aangedreven door verwarming intern / koeling van boven lithosfeer een divergente stroming in de mantel en vindt plaats langs tektonische plaatgrenzen (voornamelijk mid-oceanische ruggen) hydrosfeer verwarming van boven Ruggen en troggen Convectiecellen ? 2 28-3-2014 Evolutie Noord Atlantische Oceaan 55.9 Ma 53.3 Ma Aangroei van IJsland en ontwikkeling riftzones 49.7 Ma 47.9 Ma Snaefellsnes / Skagi Riftzones C25 C24 43.8 Ma C20 C22 40.1 Ma C18 20.1 Ma West / Noord Riftzones (~ 7 Ma) C21 C21 33.1 Ma 30 Ma C13 10.9 Ma 0 Ma Jan Mayen microcontinent zuidelijke propagatie Oost Riftzone (~ 3 Ma) Hotspot C6 naar Saemundsson (1979), J´hannesson (1980), IVvarsson (1992) C5 paleomagnetische omkeringen Hotspot onder IJsland Hotspots warmtegebieden mantelpluimen J. Tuzo Wilson (1963); Jason Morgan (1971) Hotspots zijn min of meer gefixeerde gebieden in de mantel met een hoge warmtestroom, warmtestroom resulterend in vulkanische activiteit aan het aardoppervlakte erboven. Hotspots zijn relatief kleine vulkanische gebieden met een lange levensduur, die worden gevoed door de onderliggende, abnormaal warme mantel. korstdikte onder IJsland = diepte Moho Zij kunnen heet zijn en veel gesmolten magma genereren. Ze kunnen overal voorkomen (niet gerelateerd aan tektonische plaatgrenzen plaatgrenzen. Voorbeelden: seismische data oceanische basaltplateaus (Kerguelen, N Atlantisch Oceaan) continentale vloedbasalten (Siberische en Deccan Traps) ver van plaatgrenzen (Hawaii, Yellowstone) seismische en zwaartekracht data 3 28-3-2014 Hotspots 40 – 50 hotspots Hotspots verschuiven t.o.v. de platen (vulkanische ketens) Hawaii-Emperor keten T Twee h t hotspot t hypothesen: h th 1. hete mantelpluim stijgt als thermische diapier op vanaf de basis van de mantel 2. rek van de lithosfeer smelt stijgt passief op van ondiep (geen hoge temperatuur) "hotspot" misleidend; mantelbron eronder is niet abnormaal heet Problemen: • niet heet • niet gefixeerd • geen grote opwellingen • niet zichtbaar in diepe mantel Hotspots 40 – 50 hotspots Hawaii-Emperor guyot-keten Meiji Suiko Midway Kauai Molokai Hawaii 82 60 Kure / Hancock Koko 27.7 – 38.7 27 5.6 - 3.8 1.8 - 1.3 0.7 - 0 50 Oahu Maui 3.3 - 2.2 < 1.0 ouderdom in Ma 4 28-3-2014 New England / Great Meteor hotspot-keten Tomografische secties over IJsland IJsland IJsland langzaam snel IJsland heet k l koel IJsland Nuavut 214 White Mountains Wood’s Hole Bear Kelvin Manning Nashville Corner 83 75 100 - 103 124 - 100 Atlantis Plato Erving Hyères Great Meteor 80 ouderdom in Ma Seewarte Seamounts Midden Krijt Ritsema et al. (1999) 660 km Viscositeit vulkanisch uitvloeiingsgesteenten Krafla asfalt stroop honing verf olijfolie room log ɳ (Pa s) spreiding idi oceanische i h korst k t / hotspot h t t vulkanisme geologie IJsland geothermie viscositeit Laat Trias glycerol basisch zuur schild kegel water 5 28-3-2014 Samenstelling vulkanisch uitvloeiingsgesteenten Zure gesteentes (felsic rocks) zijn silicaat gesteenten (> 63 % SiO2), rijk aan Si, O, Al, Na en K Basische gesteenten (mafic) zijn silicaat gesteenten (< 52 % SiO2), rijk aan Mg en Fe zure mineralen zijn o.a.: veldspaat en kwarts zure gesteenten zijn o.a. rhyoliet en graniet meestal licht van kleur, met een relatief lage dichtheid < 3 basische mineralen zijn o.a. olivijn, pyroxeen, amfibool, biotiet basische gesteenten zijn o.a. basalt, doleriet en gabbro meestal donker van kleur, met een relatief hoge dichtheid > 3 veldspaat kwarts Kwarts (K,Na)AlSi3O8 - Ca,Al2Si2O8 SiO2 olivijn pyroxeen amfibool biotiet (Mg,Fe)2SiO4 XY(Si,Al)2O6 XY(Si8O22)(OH)2 K(Mg,Fe)3 (AlSi3O10)(F,OH)2 X = Ca,Na,Fe+2,Mg, (Zn,Mn,Li) Y = Al,Fe+3,Mg,Cr,Mn,Sc,Ti,V,Fe+2 Stollen / smelten van gesteente T = 1210 0C T = 1180 0C boven liquidus temp. zure gesteentes alle mineralen gesmolten mineraal 1: deels gestold, deels gesmolten basische K-Veldspaat gesteentes (K,Na)AlSi3O8 T = 1100 0C T = 1020 0C T = 990 0C net onder liquidus temp. midden in het smeltbereik net boven solidus temp. mineraal 1 geheel gestold mineraal 2 deels gesmolten rest: geheel gesmolten onder solidus temp. alle mineralen vast 3 mineralen geheel gestold rest: gesmolten Plagioklaas NaAlSi3O8 – (Na,Ca,Al,Si)AlSi2O8 T = 990 0C eruptie: + H2O (stoom bad) partiële smelt drukverlaging > gasvorming > volumetoename smeltpunt verschuiving t.g.v. water Veldspaatvervangers Stollen / smelten van gesteente 0 temperatuur (0C) Smelten in bovenmantel / plaattektoniek 1000 2000 0 50 60 % 30 % 15 % smelt vloeibaar vast vloeibaar vast vloeibaar (km) vast vast partiële smelt 100 diepte drruk (Gpa) plagio klaas 200 100 300 0.0001 Gpa = 100 000 Pa = 1 bar = 1 atm 6 28-3-2014 IJslandse erupties Vulkanische Eruptie Index: VEI ~ 30 vulkanische systemen op Iceland (Grímsvötn, Hekla en Katla) 2800 km3 200 erupties, in laatste 11 eeuwen (~ ¾ explosief) historische tijdschaal: gemiddelde frequentie 20 - 25 erupties / 100 jaar op langere tijdschaal: eendere eruptiefrequentie (laatste 10 000 jaar - sinds laatste ijstijd) 100 km3 betere geschreven bronnen 18 km3 13 km3 erupties 20 km3 14 km3 10 km3 3 km3 Katla 79 AD 950 AD 6 Tambora 5 Spleeterupties Krakatau 1815 Katla (Eldgjá) Laki (Hveravellir) VEI=8 VEI= 1 Vesuvius Toba 74 000 AD Askja Grímsvötn (Laki) Hekla Katla Krafla 934 1783-84 6 6 1883 Öræfajökull Askja 1727 7 5 Mount Mount Pinatubo EyjafjallaSt. Helens 1991 jökull 1980 5 874 AD: Noorse stamhoofd Ingólfr Arnarson = 1e permanente IJslandse kolonist (Landnámabók) 2010 1961 6 5 6 4 Vulkanen Spleeteruptie bergen, NO IJsland Tuya vulkaan Herðubreið, NO IJsland vulkaanvormen, N IJsland Viti krater Krafla complex, N IJsland 7 28-3-2014 Eyjafjallajökull April 2010 2010/4/17 2010/4/19 PAUZE 2010/4/15 11:39 GMT 2010/4/22 IJslands alfabet 32 (+4) letters 26 Latijnse tekens: a b (c) d e f g h i j k l m n o p (q) r s t u v (w) x y (z) A B (C) D E F G H I J K L M N O P (Q) R S T U V (W) X Y (Z) (c C q Q w W z Z) alleen in leenwoorden g G als in het Engelse go v=w ll = tll áðéíóúýþæö ÁÐÉÍÓÚÝÞÆÖ 10 speciale tekens: á ð é í ó ú ý þ æ ö Á Ð É Í Ó Ú Ý Þ Æ Ö au “edh” als in het Engelse that ee ie als in bier oo oe ie als in bier “thorn” als in het Engelse think als in mais of het Engelse eye of high u als in bus 8 28-3-2014 Geologische kaart IJsland Geologische kaart IJsland vulkaan complex Krafla Askja Langjökull Grímsvötn (Laki) Hekla Katla laatste eruptie 1984 1961 ~950 2011 Vulkanisch-tektonische kaart van IJsland VFZ RRZ WRZ ERZ NRZ MIB SIFZ TFZ SEZ V 3.1 0.7 0.01 Ma 0 0.01 0.7 3.1 spreiding oceanische korst / hotspot vulkanisme geologie IJsland geothermie Vulkanische Flankzone Reykjanes Riftzone Westelijke Riftzone Oostelijke Riftzone Noordelijke Riftzone Mid IJslandse Gordel Zuid IJslandse breukzone Tjörnes breukzone Zuidoostelijke zone Vatnajökull 2000 gletsjers 2011 gletsjers Holoceen sediment Laat Pleistoceen < 0.7 Ma Plio-Pleistoceen 0.7 – 3.1 Ma Neogeen N > 3.1 Ma vulkanen (actief / slapend) breukzone breuk zwermen vulkanisch centrum naar Jóhannesson & Saemundsson (1998) sandur vulkanische caldera centraal vulkanisch gebied vulkanische flankzones (vulkanische off-riftzones) naar Trönnes (2002) 9 28-3-2014 Rifting Rifting Thingvellir ZW IJsland nabij Mivatn (N IJsland) touw lava Basalt Svartifoss waterval Basaltpolygonen basaltzuilen Reynisdrangar basaltpolygonen Kirkjugól, Kirkjubæjarklaustur lava grot Dimmuborgir kleipolygonen 10 28-3-2014 rekspleten temperatuur ‒ 100 0C ~1m splijtingsfront gekristalliseerde lava kris stallisatie solidus Puinhellingen + afkoeling Krimpscheuren 1000 0C vast / vloeibaar / gas Stokksnes kristallisatie 10 % vloeibaar / vast smelt (< 1 % kristallen) liquidus ZO IJsland vloeibaar dwarsdoorsnede lavastroom Austurhorn Sandurs / spoelvlakten Jökullhlaup (jökull = gletsjer, hlaup = run / hardlopen) Grímsvötn vulkaan onder de Vatnajökull gletsjer drainagekanalen westrand Skeiðarársandur uitbarstingen in 1954, 1960, 1965, 1972, 1976, 1982, 1983, 1986, 1991 en 1996 1996: uitbarsting smolt 3 km3 ijs > vloedgolf: tot 4 m hoog, 600 m breed stroomsnelheid: 50 000 m3/s + 185 miljoen ton slib, steen ijsschotsen tot 5000 ton, ijsbergen 100 - 200 ton (> 10 m hoog) Jökullhlaup was voor meerdere dagen de grootste waterstroom na de Amazone gletsjertongen van Vatnajökull Skeiðarársandur overzicht naar zuiden Jökulhlaup over Sandur Iceland-gKRFtm5Z8DM.flv http://csdms.colorado.edu/wiki/Movie:J%C3%B6kulhlaup_over_Sandur_Iceland http://www.youtube.com/watch?v=fJII-u-41Lg vanaf Svínafellsjökull gletsjer verwoeste Gigjukvisl brug 11 28-3-2014 spreiding oceanische korst / hotspot vulkanisme geologie IJsland geothermie geothermie (industriële toepassing) Strokkurgeiser “Geothermische” warmtepompen / aardwarmte Geothermische installatie condensator stadsverwarming warmtewisselaar winter 0C 20 zomer 30 40 50 m pomp boorgat 0 10 20 diepte 10 generator turbine stoomgenerator geothermische gradiënt 2 – 3 0C / 100 m beneden 100 m diepte begint geothermie in geologische zin pas serieus Temperatuur (0C) (m) 0 ondiepe winning en opslag van warm of koud water 12 40 2000 85 2500 poreus, watervoerend gesteente 3000 100 12 28-3-2014 Minerale neerslag Geothermische warmteproductie isotoop halfwarmte waarde productie tijd (mW / ton isotoop) 238 U U 232 Th 40 K 235 94.6 569.0 26.4 29.2 concentratie (gemiddeld) (miljard (mg isotoop / jaar) ton mantel) 4.47 0.70 14.00 1.25 30.80 0.22 124.00 36.90 totaal warmte productie (mW / ton mantel) 2.91 0.13 3.27 1.08 -6 x 10 x 10-6 x 10-6 x 10-6 aardmantel dikte volume di hth id dichtheid 2240 890 x 109 3 3 – 5.7 3.3 57 massa 3943 x 1021 kg 3.94 x 1021 ton 7.39 x 10-6 (mW / ton mantel) totale geothermische warmteproductie van de aardmantel 29.12 = 66 % van de geothermische warmteproductie van de gehele aarde: 44.2 TW = Fase diagram van het systeem H2O – NaCl km km3 (84 %) g/cm / 3 x 1012 W 29.12 x 103 GW 29.12 TW > 2 x wereldverbruik mensheid onder oppervlakte tot magmatische condities Driesner en Heinrich (2007) Geothermie: geïnstalleerd elektrisch vermogen Geothermie in NL MW temperatuur op 2 km diepte % nationaal elektrisch vermogen % mondiaal geothermisch elektrisch vermogen 2008, Bleiswijk 1600 m 1e doublet voor tuinbouwkas boortoren totaal geïnstalleerde geothermisch elektrisch vermogen: ca. 11 GW = < 0.25 ‰ geothermische warmteproductie van de gehele aarde (2010) aanvragen geothermie licenties (2013) 13 28-3-2014 Geothermie in NL Geothermie in IJsland temperatuur op 2 km diepte metingen t.b.v. geothermische exploitatie (Reykjanes) paprikateler in Asten warmte op 15 cm diepte (0C) CO2 gas (g/m2/dag) paprikakassen (2013) Iceland Deep Drilling Project Geothermie vroeger en nu Krafla vulkaan complex basalt basisch rhyoliet zuur buitenbad Snorri Sturluson (1179 – 1241) stoom van 400 0C => 25 MW 1 put => energie voor 25 000 – 30 000 huizen hydrothermale bronnen stoom van 300 0C => 5 - 8 MW 1 put => 5000 – 7000 huizen 14 28-3-2014 Hydrothermale bronnen Modderpoelen Blue Lagoon IJsland Fumarolen Jigokudani Yaenkoen Japan Námaskard Fumarolen, nabij Mivatn, N IJsland Geiser type-locatie Námaskard Fumarolen 15 28-3-2014 Geiser Geiser Geiser eruptie IJsland: warm aanbevolen 16 28-3-2014 Geysir Strokkur-98Pkkjr6q4Y.mp4 http://movievideo.me/listen/?wid=98Pkkjr6q4Y&title=geysir-strokkur http://movievideo.me/search/geysir-strokkur 17
© Copyright 2024 ExpyDoc
