Jarðfræði

Teigarhorn við Berufjörð er staðsett á austurjaðri jarðskorpu Íslands á nútíma. Ferging jarðlaga vegna eldvirkni við virkt gosbelti Íslands, þar sem jarðskorpuflekar kenndir við Evrasíu og Norður-Ameríku gliðna frá hvor öðrum, veldur því að jarðlög halla almennt niður í átt að flekaskilunum. Halli jarðlaga nærri Teigarhorn nemur um 2°-6° inn til landsins efst í jarðlagastaflanum og um 6°-9° neðst í honum.[1]

Berggrunnur jarðarinnar Teigarhorns samanstendur að mestu úr hraunlögum sem runnu á míósen tíma fyrir um 8,5-10 milljón árum.[2] Efri hluti hraunanna er úr gjallkenndri hraunbreksíu en kjarninn er úr þéttu basalti. Við strönd Teigarhorns finnst þróaðra berg, í það að vera íssúrt. Það inniheldur meira magn af kísli en basalt og er einnig deigari. Veldur það því að í berginu mynduðust stærri holrými sem zeólítar fylltu síðar upp í. Auk basalthrauna finnast í landi Teigarhorns þunn rauðalög, á lagmótum sumra hraunlaga, og flikrubergslag. Flikrubergið, sem einnig myndar Blábjörg handan Berufjarðar[3] er grænleitt og um 20 m þykkt þar sem það kemur fram í vestanverðri Eyfreyjunesvík.

Mikill stafli hraunlaga hefur byggst upp og legið ofan á því bergi sem nú sést við Teigarhorn, en áætlað er að Austfjarðafjallgarður hafi náð allt að 1500 m h.y.s. Jöklar, sjór og önnur roföfl tóku síðar við að sverfa og móta jarðlagastaflann. Rofi og, síðar meir, hopun jökla fylgdi lyfting landsins. Þau hraun sem gefur að líta við Teigarhorn hafa því verið fergð djúpt undir yngri jarðlögum en sökum rofs liggja þau nú á yfirborði.

Í gegnum land Teigarhorns liggur mikill berggangasveimur se
m sker hraunlagastaflann. Samkvæmt Walker,[4] sem lagði mikið að mörkum til rannsókna á jarðfræði Austurlands, eiga þessir berggangar rætur sínar að rekja til Álftafjarðareldstöðvarinnar. Einnig ber mikið á berggangasveiminum handan Berufjarðar.

Teigarhorn er þekktast, í jarðfræðilegum skilningi, fyrir zeólíta (eða geislasteina) sem finnst á svæðinu. Zeólítar eru flokkur steinda sem verða til við ummyndun og holufyllingu bergs. Sérkenni þeirra er að vatnssameindir sem bundnar eru í kristalgrind þeirra, allt að 22%, losna við hitun, en geta síðan bundist á nýjan leik.

Steindir

Tveir flokkar steinda finnast á Íslandi, þ.e. frumsteindir, sem allt storkuberg samanstendur úr, og síðsteindir og þá ummyndunarsteindir.

Frumsteindir verða til þegar hraun storknar. Storknun hrauns er í raun það ferli þegar mismunandi tegundir steinda kristallast í úr kviku. Þessar steindir eru t.d. plagíóklas, ágít, ólivín og ýmsar málmsteindir.

Síðsteindir eru þær steindir sem myndast eftir að storknun kviku lýkur. Það þarf því utanaðkomandi afl eða ferli til að mynda þær, t.d. jarðhitavökva, þrýsting vegna fergingar og/eða hita.

Algengustu flokkar ummyndunarsteinda á Íslandi eru karbónöt og kvarssteinar, en tegundir beggja finnast á Teigarhorni. Karbónöt finnast t.d. sem silfurberg í Búlandsárgljúfri og Búlandstindi, og kvarssteinar sem bergkristallar t.d. í Ytri Gamlabæjarfjöru. Auk þessara tveggja flokka ummyndunarsteinda finnast á Teigarhorni leirsteindir og zeólítar. [5]

Myndun ummyndunarsteinda á Teigarhorni hefur verið flokkuð í þrjú stig.[6]

Stig 1 – við eldgos og ummyndun við yfirborð

Strax og kvika kemur upp á yfirborð jarðar byrjar veðrun hennar. Við efnaveðrun hvarfast steindir í berginu við utanaðkomandi efni. Efnasambönd leysast þá upp og falla svo út annars staðar og mynda, í tilfelli Teigarhorns, að mestu kvars og seladónít. Það síðarnefnda er leirsteind sem fellur út og húðar gjarnan veggi holrýma, s.s. gasblaðra, í bergi og einkennist af grænbáleitum lit. Kvarssteindir sem finnast á Teigarhorni eru mestmegnis kvars og kalsedón.

Stig 2 – Ummyndun vegna hita og þrýstings neðanjarðar

Hraunin sem gefur að líta í sjávarhömrunum við Teigarhorn lágu mun dýpra í jarðskorpunni, sökum þykktar þess jarðlagastafla sem fergði þau, áður en jöklar og annað rof byrjaði að sverfa jarðlagastaflanun. Vegna þrýstings í jarðskorpunni og vatns sem lék um bergið byrjuðu ólivín (frumsteind) og basaltglerssteindir í því að leysast upp og falla út sem klórít og smektít (leirsteindir). Undir meiri þrýstingi og við 90°C +/- 10°C byrjuðu frumsteindir að leysast upp en í stað þess mynduðust zeólítar í glufum og holrýmum. Breski jarðfræðingurinn George P.L. Walker rannsakaði zeólíta og aðrar holufyllingar á Austurlandi á 6. og 7. áratug síðustu aldar og kortlagði dreifingu þeirra. Walker sýndi fram á að ólíkar gerðir zeólíta raða sér í því sem næst lárétt belti, þ.e. fylgja ekki halla jarðlaganna, þar sem það fer eftir dýpi (þ.e. hita og þrýstingi) hvaða tegundir myndast. Þannig segja zeólítar til um upphaflega hæð jarðlagastaflans sem ofan á þeim lá.

Tvö zeólítabelti koma fram í berginu við Teigarhorn: mesólít – skólesít beltið og heulandít – stilbít beltið.

Stig 3 – Myndun steinda úr jarðhitavökva vegna myndunar bergganga

Þriðja ummyndunarstigið sem kemur fyrir á Teigarhorni er vegna bergganga frá Álftafjarðareldstöðinni, en gangarnir skáru jarðlagastaflann sem fyrir var og mynduðu berggangasveiminn sem áður var nefndur. Við það hitnaði bergið umhverfis þá og ummyndun átti sér stað. Steindir leystust upp en féllu svo út og mynduðu nýjar steindir, t.a.m. einstök eintök af kvarsi, kaslíti (silfurbergi), stilbíti, skólesíti, heulandíti og laumontíti.

Zeólítar – geislasteinar

Tegundir geislasteina í heiminum eru alls 48, en 20 þeirra eru þekktar hér á landi. Zeólítar eru gjarnan greindir eftir lögun þ.e. eftir því hvort þeir eru geislóttir, blaðlaga eða teningslaga. Skólesít er dæmi um zeólíta þar sem kristallarnir hafa geislótta lögun, heulandít dæmi um plötulaga kristalla og kabasít um kubblaga. Vegna þessarar mismunandi lögunar telja sumir að heitið geislasteinar sé rangnefni vegna þess að einungis einn hópur geislasteina er geislóttur.

Eins og áður segir losnar vatn auðveldlega úr kristalgrind geislasteina við hitun og við glæðingu virðast þeir sjóða. Vegna þessa eiginleika draga þeir nafn sitt. Zeólíti (zeolite) kemur úr grísku, en zéō (ζέω) þýðir „að sjóða“ og líthos (λίθος) þýðir „steinn“.[7]

Á Teigarhorni finnast margar mismunandi gerðir zeólíta. Árið 1917 lýsti danskur steindafræðingur sýni frá Teigarhorni og hélt sig vera búinn að uppglötva nýjan zeólíta og nefndi hann eftir Hrafna-Flóka: flókít. Seinna kom þó í ljós að þetta sýni var í raun mordenít.[8]

Eftirfarandi zeólítar eru algengastir á Teigarhorni:

• Skólesít – geislóttur, myndar langar hvítar eða gegnsæar nálar sem oftast eru í sveipum. Algeng lengd kristallanna eru 1-2 cm og breiddin er nokkrir mm. Lengsti kristall sem fundist hefur á Teigarhorni var um 9 cm.
• Heulandít – blaðlaga, myndar tæra flata kristalla. Oft er um að ræða staka greinilega kristalla í holum, en stundum vaxa þeir margir saman. Þeir geta verið bleikir á lit. Stærð þeirra er almennt 0,5-1 cm, en þeir geta orðið 10 cm langir.
• Stilbít – blaðlaga, líkist heulandíti en er hvítt og myndar nánast alltaf kristalknippi. Algeng stærð er 1-1,5 cm, en þeir geta orðið 6 cm langir og finnast oft með heulandíti.
• Epistilbít – blaðlaga, myndar tæra kristalla sem ekki eru ólíkir heulandíti, en eru aflangir. Verður ekki meira en 1 cm á lengd.
• Mordenít – geislótt, hvítt eða brúnleitt með fíngerðari þræði en mesólít og myndar baðmullarkenndar skánir eða brúska. Algengt er að nálarnar séu um 0,5 cm.
• Laumontít – geislótt, snjóhvítir breiðir stönglar sem vaxa yfirleitt óreglulega, en stundum þó í sveipum. Lengd er yfirleitt um 0,5 cm og finnst oft með kalsíti. [9],[10]

Einnig hafa natrólít, mesólít, clinoptilolít, stellerít, barrerít, kabasít, analsím og gismondín verið nefndir í skýrslum og skrám að þeir hafi fundist á Teigarhornsjörðinni.

Jöklun

Eins og áður hefur verið nefnt þá hafa roföflin, og þá aðallega jöklar, sorfið niður og mótað þykkan jarðlagastafla Austurlands svo úr urðu dalir og firðir. Ummerki jökla og landmótunar þeirra má m.a. sjá á jökulgörðum sem finnast innar í Berufirði. Í landi Teigarhorns, á Teigartanga, finnast ísheflaðar og jökulrákaðar klappir og hvílir á þeim mjúkur sjávarleir með skeljabrotum. Telur Trausti Einarsson[11] að jökullinn sem gekk niður í Berufjörð á seinustu ísöld, hafi ekki náð lengra en þangað. Guðmundur Kjartansson[12] er þó ekki sammála Trausta og bendir á ummerki eftir jökul uppi á Hálsum í um 100 m hæð, rétt fyrir ofan Teigarhorn. Trausti telur[13] téðar jökulminjar vera eftir staðbundinn jökul sem var í Búlandsdal og stefna jökulráka á Hálsi skýrist mögulega af því að Berufjarðarjökullinn hafi ýtt Búlandsdalsjöklinum yfir í Hamarsfjörð.

Seinni rannsókn[14] bendir til að útbreiðsla jökla á Berufjarðarsvæðinu hafi verið minni en fyrrnefndar rannsóknir gefa til kynna. Þar er stuðst við mælingar á strandlínu ísaldar, sem nú liggur í um 58 m h.y.s.

Fyrir seinustu ísöld hefur jökull þó náð langt yfir þetta svæði, en með rofi sjávar og ferskvatns hafa þær jökulminjar að mestu horfið. Sjávarrofið hefur gert það að verkum að landslagið niðri við sjóinn er óheflað og klettadrangar standa út á ýmsum stöðum.

Öskulög

Ekki eru til margar rannsóknir á öskulögum frá Teigarhorni, en vegna rannsókna í Gautavík voru tekin tvö samanburðarsýni á Teigarhorni og fannst aska frá Öræfajökulsgosinu frá árinu 1362 á 25 cm dýpi í öðru sýninu og í hinu sýninu á 37 cm dýpi. Var fyrrnefnda öskulagið 2,5 cm þykkt, en hið seinna 1,8 cm.[15]

Niðurstöður

Ljóst er að kanna þyrfti jarðfræði svæðisins í kringum Teigarhorn betur og í því felast sóknartækifæri. Jöklunarsöguna mætti skýra betur, kortleggja gjóskulög og rannsaka enn frekar zeolítana sem finnast á Teigarhorni og kortleggja betur útbreyðslu þeirra, t.d. inn Búlandsárgil og upp Búlandstind.

Heimildir

[1] PHILIP S. NEUHOFF THRÁINN FRIDRIKSSON, STEFÁN ARNÓRSSON, and DENNIS K. BIRD; POROSITY EVOLUTION AND MINERAL PARAGENESIS DURING LOW-GRADE METAMORPHISM OF BASALTIC LAVAS AT TEIGARHORN, EASTERN ICELAND; AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE, VOL. 299, JUNE, 1999, P. 467–501;

[2] Tilvísanir um jarðfræði Austurlands; Hjörleifur Guttormsson; sérrit úr árbók Ferðafélags Íslands 2013, Norðausturland.

[3] Birgir V. Óskarsson (2015) ; GEOLOGICAL MAP OF EASTERN ICELAND; 1:100 000; IN PREPARATION

[4] Walker, G. P. L., 1963, The Breiddalur central volcano, eastern Iceland [with discussion]: The Quarterly Journal of theGeological Society of London, v. 119, p. 29-63.

[5] https://www.stjornufraedi.is/solkerfid/jordin/steindir/

[6] PHILIP S. NEUHOFF THRáINN FRIDRIKSSON, … ofl

[7] Sveinn Jakobsson – Íslenskir Zeólítar (geislasteinar)

[8] http://www.ni.is/frettir/2009/03/nyjar-heimssteindir-eldfellit-og-heklait

[9] Sveinn Jakobsson – Íslenskir Zeólítar (geislasteinar)

[10] Kristján Sæmundsson og Einar Gunnlaugsson; Íslenska steinahandbókin.

[11] Trausti Einarsson; Íslaus svæði á Austurlandi á síðustu ísöld; Náttúrufræðingurinn 32. árgangur, 1. hefti, bls 25-31.

[12] Guðmundur Kjartansson; Jökulminjar á Hálsum milli Berufjarðar og Hamarsjarðar; Náttúrufræðingurinn 32. árgangur 2. hefti, bls 83-92.

[13] Trausti Einarsson; Nokkur orð um íslaus svæði; Náttúrufræðingurinn 32. árgangur 2. hefti, bls 93-94.

[14] Hreggvidur Norddahl, Thorleifur Einarsson; Concurrent changes of relative sea-level and glacier extent at the Weichselian}Holocene boundary in Berufjordur, Eastern Iceland; Quaternary Science Reviews 20 (2001) bls. 1607-1622

[15]Torsten Capelle; Rannsóknir á miðaldaverslunarstaðnum Gautavík; Ólafía : rit Fornleifafræðingafélags Íslands. 3. árgangur bls. 3-57 og 66-94.