Háhiti

Almenn skilgreining á háhita er þar sem hiti mælist >200°C á 1 km dýpi.

Rannsóknir á jarðhita á Íslandi hafa leitt af sér skiptingu hans í háhita- og lághitasvæði. Skiptinguna er hægt að skilgreina á tvo vegu:

  1. Háhitasvæði á Íslandi. Teikn. ÍSORÁ grundvelli hita í borholum. Þar sem 200°C hiti mælist ofan 1000 m dýpis í borholu er talað um háhita.
  2. Út frá uppleystum efnum í heita vatninu. Samkvæmt þeirri skilgreiningu tilheyra súrir hverir (gufu- og leirhverir) háhitasvæðum.  

Háhitasvæði

Háhitasvæði finnast í virka gosbeltinu á Íslandi og í framhaldi af því á úthafshryggjunum suður og norður af landinu. Á landi eru svæðin 25 til 40 talsins eftir því hvernig talið er, þar af 5-6 undir jökli. Mörk milli háhitasvæða eru ekki alltaf skörp. T.d. er stundum talað um eitt stórt háhitasvæði í Hengli, og er þá átt við Nesjavelli, Innstadal, Kolviðarhól, Hveradali, Hverahlíð, Fremstadal, Ölkelduháls og Grændal upp af Hveragerði. Í rauninni mætti allt eins tala þar um þrjú háhitasvæði.

Myndun háhitasvæða

Háhitasvæði verða til vegna heitra innskota djúpt í jörðu. Í eldstöðvakerfum er þéttleiki innskota mestur í megineldstöðvum. Innskotin eru ýmist í formi bergganga af ýmsum gerðum eða umfangsmeiri bergmassa úr gabbrói, dóleríti, granófýri eða graníti. Þau eru 1000-1200°C heit í upphafi. Kalt grunnvatn hitnar upp í nálægð slíkra hitagjafa, léttist við hitnunina og leitar upp á við í átt til yfirborðs. Hluti þess kólnar og leitar niður til jaðranna og hringrásarkerfi komast á en þau eru eitt af einkennum háhitasvæða. Kvikugös, svo sem SO2 og CO2, blandast í grunnvatnið, hvarfast þar og berast með því til yfirborðs. Við ströndina gegnir sjórinn sama hlutverki og grunnvatnið innar í landinu og flytur varmann frá kólnandi innskotum upp til yfirborðs. Næst ströndinni eru háhitakerfin því sölt eða ísölt og efnainnhald jarðhitavökvans svipað og sjávar þótt sum efni hvarfist út en styrkur annarra aukist. Söltu háhitakerfin bjóða upp á fjölbreyttari nýtingarmöguleika en ferskvatnskerfin. Sjóefnavinnslan á Reykjanesi er dæmi um slíkt. Bláa lónið er aukaafurð af nýtingu háhita í Svartsengi til húshitunar og raforkuframleiðslu og flokkast til jákvæðra umhverfisáhrifa. Hitagjafar háhitasvæðanna eru misöflugir. Öflugustu háhitasvæðin eru einkum á þeim svæðum þar sem eldvirkni hefur verið hvað mest á jarðsögulegum nútíma, þ.e.a.s. frá því að ísöld lauk fyrir rúmlega 10.000 árum, en á því eru þó undantekningar. Þannig er t.d. ekki skilgreint háhitasvæði í Heklu sjálfri sem hefur verið ein öflugasta megineldstöð landsins allan nútíma og lengur. Í rótum hennar er þó vafalaust háhitakerfi sem ekki hefur náð upp til yfirborðs ennþá og er svo um fleiri stórar, virkar megineldstöðvar. Reyndar er það svo að háhitasvæðin, eins og við sjáum þau á yfirborði, ná sjaldnast upp til yfirborðs fyrr en tiltölulega seint á líftíma megineldstöðvanna og þá einkum eftir að öskjusig hefur orðið í þeim. Örlög allra megineldstöðva og eldstöðvakerfa á Íslandi, og þar með allra háhitasvæða, er að reka út úr gosbeltinu, kólna þar í fyllingu tímans og rofna niður af völdum jökla og vatns. Á leiðinni breytast háhitasvæðin í lághitasvæði og dæmi um eitt slíkt er t.d. að finna á Laugarnessvæðinu í miðri Reykjavík. Á Íslandi eru fjölmargar megineldstöðvar þekktar í gamla berggrunninum á Vestur-, Norður- og Austurlandi. Sumar eru rofnar í rætur allt niður á 1500-1800 m dýpi og í þeim má skoða útkulnuð háhitasvæði. Gangar og innskot neðst í þeim eru hinir fornu hitagjafar.

Einkenni hvera og lauga á háhitasvæðum

Á háhitasvæðum er grunnvatn jarðhitakerfanna (djúpvatnið) við suðumark. Af því leiðir tvær aðalgerðir hvera.

  • Vatnshverir þar sem djúpvatnið kemur upp. Djúpvatnið er kísilsýruríkt og hrúður fellur út þar sem það kemur fram, jafnan nærri eða fáum tugum metra ofan við kalt grunnvatnsborð umhverfisins.
  • Gufuhverir þar sem djúpt er á grunnvatn jarðhitakerfanna og gufa og gas sýður úr því og leitar til yfirborðs. Gufa og gas sem sýður upp af djúpvatninu blandast yfirborðsvatni, verður að þéttivatni (gufan) eða rýkur burt. Þar verða til heitar skellur með gufu- og leirhverum. Fjölbreytni er mikil meðal þeirra, allt eftir gasinnihaldi í gufunni og því hvernig hún hittir á yfirborðsvatn.

Skýr mörk eru ekki nema milli eiginlegra gufuhvera, þar sem ekkert yfirborðsvatn er, og sísjóðandi vatnshvera þar sem mest er af yfirborðsvatni. Leirhverir eru þar á milli.

Auk aðalgerðanna koma fyrir önnur tilbrigði þar sem háhitasvæðin hafa færst yfir á kólnunarstig. Þá verða til ölkeldur og kolsýrulaugar ýmist með eða án kalkútfellinga, fyrst út til jaðranna.

Afrennsli háhitasvæðanna kemur fram með ýmsum hætti við jaðra eða langt utan þeirra og þá sem djúpvatnsblandað eða upphitað grunnvatn. Í hraunum sést stundum gufueimur sem upp af því stígur.

Flokkun yfirborðsjarðhita á háhitasvæðum