Magn og flæði gosefna frá Holuhrauni

Magn og flæði gosefna frá Holuhrauni

brennisteinn Blámóðan, sem kemur upp í gosinu í Holuhrauni inniheldur mikið magn af brennisteinstvíoxíði (SO2).  Þessi móða berst yfir landið og getur verið hvimleið þegar hún berst í byggð.   Hvað er mikill brennisteinn í basalt kvikunni? Ég hef ekki séð neinar greiningar á því ennþá, en við getum farið nærri um það út frá efnasamsetningu kvikunnar. Fyrsta myndin sýnir hlutfallið milli járns í basalti og brennisteins.  Basalt af því tagi, sem nú gýs í Holuhrauni inniheldur yfirleitt um 13% járn oxíð, en það bendir til að brennisteinsmagn uppleyst í kvikunni sé um 1500 ppm  S, eins og myndin sýnir, eða 0,15%.  Til að áætla flæði af brennisteini, þá þurfum við að vita hraunflæðið.

Meðalhraunflæðið hefur verið áætlað á bilinu 230-350 m3/s.  Þetta getur verið nærri lagi. Við vitum að flatarmál hraunsins er um 56 ferkílómetrar, og gosið hefur staðið yfir í um 46 daga. Þá ætti að vera komið upp á yfirborðið um eða yfir 914 milljón rúmmetrar.  Samkvæmt þessum tölum ætti þykkt hraunsins að vera um 16 metrar að meðaltali.  Þetta er nokkuð há tala fyrir hraunþykkt, en sennilega er hraunflæði um 230 m3á sekúndu samt nærri lagi.

iceland_so2lf_5k_ts_plot_1248009Eðlisþyngd kvikunnar er um 2,75 g/cm3, en eðlisþyngd hraunsins er töluvert minni, vegna holrýmis og gasblöðrumyndunar. Sennilega er eðlisþyngd hraunsins um eða rétt rúmlega 2 g/cm3.  Þá er hraunrennslium 500 til 700 tonn á sekúndu. Hraunrennsli er því um 500,000 til 700,000 kg á sekúndu.  Brennisteinn S, sem leysist  úr læðingi úr kvikunni þegar hún kemur upp á yfirborðið í gosinu er sennilega um helmingur af öllum brennisteini.  Þá berst út í andrúmsloftið um 0,08% af 500 til 700 þúsund kg af kviku á sekúndu. Þá er brennisteinsmagnið S sem fer út í andrúmsloftið í mesta lagi 0,37 til 0,5 þúsund kg á sek., eða  0,7 til  1 þúsund kg af SO2.  Það er um 60 til 86 þúsund tonn af SO2 á dag.

TOMS gervihnötturinn frá NASA mælir SO2 magn í lofthjúpnum daglega yfir Íslandi og síðan gosið hófst eru tölurnar eins og myndin sýnir, frá 5 og upp í 20 þúsund tonn af SO2 á dag.     Vefsíða Veðurstofunnar og Háskóla Íslands telur hinsvegar að SO2 sé allt að 35 þúsund tonn  á dag.  Við höfum því tölur um flæði á brennisteinstvíoxíði frá þremur stöðum: (1) líklegu brennisteinsmagni í kvikunni, (2) frá TOMS gervihnetti, (3) frá áætlun Veðurstofu og Háskólans. Tölurnar sýna að losun brennisteinstvíoxíðs er tugþúsundir tonna á dag.  Ég treysti tölunni, sem er byggð á uppleysanleika brennisteins í kvikunni, best: losun af SO2 um 60 þúsund tonn á dag.

Gasið brennisteins tvíoxíð (SO2) breytist á endanum í brennisteinssýru (2 H2SO4), eins og þessi jafna sýnir:

2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 H2SO4

En það er flókin keðja af efnahvörfum og þar á meðal myndast brennisteins þríoxíð (SO3) á þeirri leið.  Þessi keðja efnahvarfa tekur eina til þrjár vikur í lofthjúpnum, en að lokum myndast svifryk eða aerosol af ögnum eða dropum af brennisteinssýru H2SO4 sem  getur svifið nokkuð lengi, valdið sárindum í augum og fleiri vandamálum.