Brennisteinsfjöll – jarðfræði

Á Vísindavef Háskóla Íslands var spurt um; „Hvað getið þið sagt mér um Brennisteinsfjöll?„. Svar Kristjáns Sæmundssonar, jarðfræðings og fyrrverandi deildarstjóra á Orkustofnun, og Magnúsar Á. Sigurgeirssonar, jarðfræðings, var:

„Ein megingosrein þessa kerfis liggur um Brennisteinsfjöll og kallast Brennisteinsfjallarein. Hún er með suðvestur-norðaustur stefnu og um 45 kílómetra löng, sjá mynd 1. Gosstöðvar ná yfir syðstu 33 kílómetrana. Suðurmörk reinarinnar eru við Geitahlíð, um tvo kílómetra frá sjó, og norðurmörkin norður undir Borgarhólum á Mosfellsheiði. Önnur megingosrein kerfisins liggur um Bláfjöll. Eftir ísöld hefur gosið á henni báðum megin við fjöllin.
Vestan þeirra eru gossprungur frá Svartahrygg í suðri að Vífilsfellshlíð í norðri. Önnur stutt gosrein er um 1,5 kílómetrum austar, austan Bláfjalla. Þar eru upptakagígar Heiðarinnar há, Leitahrauns og Kristnitökuhrauns. Öll gos á eftirjökultíma hafa verið hraungos, engin merki eru um að gosið hafi í sjó við suðurenda kerfisins. Jarðhitamerki á yfirborði eru ljósar ummyndunarskellur á mjóu belti frá Grindaskörðum langleiðis suðvestur að Kistufelli. Hiti er aðeins á smáblettum um 1,5 kílómetrum norðaustan við Fellið.

Segja má að gossaga Brennisteinsfjallakerfisins sé fremur lítið þekkt frá forsögulegum tíma, það er frá því áður en landnámslagið myndaðist um 870. Jón Jónsson kortlagði gosmyndanir í Brennisteinsfjallakerfinu fyrstur manna. Þar má meðal annars sjá innbyrðis aldursafstöðu hrauna. Síðan þá hefur nyrsti hluti kerfisins verið kortlagður að hluta.
Á árunum 1993 og 1995 könnuðu Helgi Torfason og Magnús Á. Sigurgeirsson afstöðu hrauna til öskulaga, einkum við jarðhitasvæðið og í nágrenni þess. Kom þá í ljós að öskulög yngri en 4500 ára eru allvel varðveitt, og reyndist unnt að skipta hraunum í nokkra aldurshópa á grundvelli þess. Nákvæmni þessarar aðferðar er ekki mikil, en hún gefur þó gróft mat. Kristján Sæmundsson kannaði aldur hrauna við Þríhnúka með hliðsjón af þekktum öskulögum. Sumarið 2009 könnuðu höfundar nánar aldur ýmissa hrauna í Brennisteinsfjallakerfinu, einkum dyngjuhrauna.

Forsöguleg hraun

Óvissa ríkir um aldur forsögulegra hrauna í Brennisteinsfjöllum, einkum þeirra sem eru eldri en 4500 ára (það er eldri en Heklulagið H4). Um aldur yngri hrauna má fara nokkru nær með hjálp öskulaga. Nýverið hefur komið í ljós að tvö hraun, Vörðufellsborgahraun og Hvammahraun, urðu til stuttu áður en landnámslagið féll. Fyrir um 2000-2500 árum runnu Stórabollahraun, Kálfadalahraun, Hellnahraun eldra og ef til vill eitt Hólmshrauna í Heiðmörk. Litla-Eldborg undir Geitahlíð hefur líkast til gosið fyrir um 3500 árum. Hraun eldri en 4500 ára gömul eru meðal annars hraun frá Stóru-Eldborg undir Geitahlíð, Kistufellshraun, Þríhnúkahraunin bæði, Strompahraun og hraundyngjan Heiðin há.

Kolaðar gróðurleifar undan einu hrauni hafa verið aldursgreindar, það er Leitahrauni, sem á upptök á austustu gosrein kerfisins, í Leitum. Benda þær til að það sé um 4600 kolefnisára gamalt, sem samsvarar um 5200 raunárum. Þrátt fyrir gloppótta gossögu Brennisteinsfjallakerfisins er ljóst að hraun þar spanna eftirjökultímann í aldri. Telja má víst að sprunguhraun séu að minnsta kosti 30 frá þessum tíma, en vafalítið mynduð í mun færri „eldum“.

Hraun frá sögulegum tíma

Allmörg hraun frá sögulegum tíma eiga upptök í Brennisteinsfjallakerfinu. Er samanlagt flatarmál þeirra um 95 ferkílómetrar. Þau eru Selvogshraun, Kistuhraun, Tvíbollahraun, Kóngsfellshraun (Húsfellsbruni), Hellnahraun yngra, Breiðdalshraun, Svartihryggur og Kristnitökuhraunið. Öll hafa þessi hraun runnið yfir jarðveg sem geymir landnámslagið. Ofan á flestum þeirra er varðveitt miðaldalagið frá 1226.
Gróðurleifar undan Breiðdalshrauni og Tvíbollahrauni hafa verið aldursgreindar og gefa 1040±75 kolefnisár fyrir fyrrnefnda hraunið, og 1075±60 kolefnisár fyrir hið síðara.

Sé tekið tillit til skekkjumarka greininganna gætu hraunin verið frá 10.-11. öld. Kristnitökuhraunið hefur verið tengt frásögnum ritaðra heimilda og er talið runnið um árið 1000. Öll ofangreind hraun eru talin hafa runnið í sömu eldunum, stundum nefndir Kristnitökueldar.
Rennslisleiðir hrauna
Ólíkt öðrum eldstöðvakerum á Reykjanesskaga liggur megingosrein Brennisteinsfjallakerfisins um 400-500 metra háan fjallabálk.

Hraun hafa runnið á ýmsum tímum ofan af Brennisteinsfjöllum og Lönguhlíð til norðurs, suðurs og vesturs. Mörg hraun hafa flætt niður brekkurnar austan Geitahlíðar og um skörð í Herdísarvíkurfjalli, ofan í Selvog og Herdísarvík. Einnig hafa hraun runnið um fjallaskörð vestur af Brennisteinsfjöllum, niður af Kleifarvatni og í Breiðdal.

Hraun sem komið hafa upp við Grindaskörð, hafa streymt til norðurs niður á láglendið norðan Lönguhlíðar, í sumum tilvikum allt til sjávar sunnan við Hafnarfjörð.

Hraun frá nyrsta hluta gosreinarinnar, við Kóngsfell, hafa runnið niður í Heiðmörk. Hraun frá austustu gosreininni, það er Leitahraun, fór annars vegar til vesturs yfir Sandskeið, í Lækjarbotna, Elliðavatn og farveg Elliðaáa til sjávar í Elliðavogi, og hins vegar til austurs niður í Ölfus. Eins og þessi upptalning ber með sér, eru rennslisleiðir hrauna frá Brennisteinsfjöllum fjölmargar og ljóst að erfitt verður að spá fyrir um leiðir þeirra ofan úr fjöllunum. Í því sambandi skiptir lega gosstöðvanna mestu.

Vert er að nefna að á síðasta gosskeiði í Brennisteinsfjallakerfinu, á tíundu öld, runnu hraun á fjórum stöðum niður fjallabálkinn, og þar að auki gaus austan við Bláfjöll (Kristnitökuhraun).“

Tilvísanir:
-Karl Grönvold og fleiri, 1995. Ash layers from Iceland in the Greenland GRIP ice core correlated with oceanic and land based sediments. Earth and Planetary Science Letters, 135, 149-155.
-Jón Jónsson, 1978b. Jarðfræðikort af Reykjanesskaga (1:25 000). OS-JHD-7831. Orkustofnun, Reykjavík.
-Helgi Torfason og fleiri, 1999. Berggrunnskort: Vífilsfell. 1613 III SA-B. Landmælingar Íslands, Orkustofnun, Hafnarfjarðarbær, Garðabær, Kópavogsbær, Mosfellsbær, Seltjarnarnesbær og Reykjavíkurborg.
-Helgi Torfason og Magnús Á. Sigurgeirsson, 2001. Brennisteinsfjöll. Rannsóknir á jarðfræði svæðisins. OS-2001/048. Orkustofnun, Reykjavík.
-Kristján Sæmundsson, 2006. Þríhnúkagígur. Jarðfræðirannsóknir og tillögur vegna gangagerðar. ÍSOR-06144. Íslenskar orkurannsóknir, Reykjavík.
-Magnús Á. Sigurgeirsson og Kristján Sæmundsson, 2010. Eldgos á Reykjanesskaga á 8.-9. öld. Haustráðstefna Jarðfræðafélags Íslands 2010. Ágrip erinda. Jarðfræðafélag Íslands, Reykjavík, 49-52.
-Jón Jónsson, 1971. Hraun í nágrenni Reykjavíkur. I Leitahraun. Náttúrufræðingurinn, 41, 49-63.
-Jón Jónsson, 1983a. Eldgos á sögulegum tíma á Reykjanesskaga. Náttúrufræðingurinn, 52, 127-139.
Helgi Torfason og Magnús Á. Sigurgeirsson, 2001. Brennisteinsfjöll. Rannsóknir á jarðfræði svæðisins. OS-2001/048. Orkustofnun, Reykjavík.
-Jón Jónsson, 1983a. Eldgos á sögulegum tíma á Reykjanesskaga. Náttúrufræðingurinn, 52, 127-139.
-Jón Jónsson, 1979. Kristnitökuhraunið. Náttúrufræðingurinn, 49, 46-50.
Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um Reykjanesskaga í bókinni Náttúruvá á Íslandi: Eldgos og jarðskjálftar og birt með góðfúslegu leyfi. Myndir eru fengnar úr sama riti, bls. 387-389.

Heimild: https://www.visindavefur.is/svar.php?id=65696
-Kristján Sæmundsson, jarðfræðingur og fyrrverandi deildarstjóri á Orkustofnun.
-Magnús Á. Sigurgeirsson, jarðfræðingur