Þróun jarðskorpunnar við sunnanverðan Faxaflóa; sprungumyndunarsöga – Páll Imsland

Páll Imsland skrifar um „Þróun jarðskorpunnar við sunnanverðan Faxaflóa – sprungumyndunarsögu“ í Náttúrufræðinginn árið 1985.

Inngangur

Kenningin um landrek og tilurð jarðskorpu á gliðnandi plötumótum, gerir betur grein fyrir myndun, þróun og ástandi íslensku jarðskorpunnar en nokkurt annað tiltækt hugmyndakerfi.
Það sem hér verður útlistað um almennt jarðfræðilegt ástand og þróun skorpunnar á Suðvesturlandi er gert innan ramma plötukenningarinnar, sem er óneitanlega frjóasta og notadrýgsta heildarmynd, sem jarðfræðin hefur átt. Á fáum stöðum á jörðinni tala merkin ljósar á máli þessarar kenningar en einmitt hérlendis. Samhengið í jarðfræðilegri þróun er tiltölulega auðsætt hér, þó flókið sé, og samband „strúktúra“ og þeirra ferla, sem eru orsök þeirra, liggur ljósar fyrir en almennt gerist. Veldur því bæði, að landið er í hraðri myndun og eins hitt, að það er gróðursnautt, svo opnur eru yfirleitt mjög góðar í berggrunninn.
Það er vegna þessa, sem Ísland gegnir gjarnan lykilhlutverki í jarðfræðilegum rannsóknum, er beinast að skilningi á jörðinni í heild.

Um sprungusveima og megineldstöðvar og hlutverk þeirra í jarðskorpumyndun

Íslenska jarðskorpan verður til í rek- og gosbeltinu. Á Suðvesturlandi liggur þetta belti um Reykjanesskagann og Hellisheiðar-Þingvallasvæðið í átt til Langjökuls. Framhald þess til suðurs er sjálfur Reykjaneshryggurinn.

Flói og Ölfus liggja á nýmynduðum vesturjaðri Evrópuplötunnar, er rekur til austurs með u.þ.b. 1 cm hraða á ári að meðaltali. Höfuðborgarsvæðið liggur hins vegar á nýmynduðum austurjaðri Ameríkuplötunnar, vestan við rekbeltið, og rekur með líkum hraða til vesturs (Leó Kristjánsson 1979). Landið verður því eldra, sem lengra kemur frá rekbeltinu. Nýtt land er ætíð að myndast í rekbeltunum. Það verður til, þar sem spennuástand í jarðskorpunni veldur því, að landið brotnar upp og myndar langar sprungnar ræmur eða spildur, sprungusveima. Þeir eru virkastir inn til miðjunnar, en jaðrar þeirra og endar eru venjulega minna sprungnir og eins er þar heildartilfærslan á sprungunum minni.
Myndun nýrrar jarðskorpu í sprungusveimnum á sér stað samfara gliðnuninni. Það gerist á þann hátt að bergkvika neðan úr möttli jarðar streymir upp í sprungurnar og storknar þar eða vellur að hluta út yfir umhverfið í eldgosum. Þessi nýmyndun jarðskorpu á sér ekki stað á einni ákveðinni sprungu, heldur dreifist hún á nokkrar þyrpingar sprungna, sprungusveimana. Á milli sjálfra sprungusveimanna er oftast minna um alla virkni. Stærð sprungusveima og afstaða þeirra hvers til annars er breytileg svo og framleiðslumynstur þeirra og e.t.v. „lífslengd“. Á Reykjanesskaganum liggja sprungusveimarnir skástígt og að allverulegu leyti samsíða. Annars staðar á landinu hliðrast þeir meira til á langveginn, svo að samsíða spildur þeirra eru tiltölulega styttri.

Hver sprungusveimur þekkist á yfirborði af þrem gerðum sprungna: misgengjum, gjám og gossprungum. Misgengin mynda stalla í landslaginu og um þau hliðrast jarðlögin, sem þau skera, mest í lóðrétta stefnu.

Misgengin hafa tilhneigingu til að mynda ákveðinn sigdal (graben) um miðbikið, þar sem virknin er mest. Þingvallalægðin er gott dæmi þar um. Rof og önnur eyðingaröfl hafa tilhneigingu til þess að brjóta niður og jafna út misgengisstallana jafnótt og þeir myndast. Ásamt jöklum hefur rennandi vatn tilhneigingu til þess að grafa landið í samræmi við gamalt sprungumynstur. Misgengin og gjárnar geta því orðið stýrandi þáttur í landslagsmótun í eldri berglögum. Opnu gjárnar myndast eingöngu á gliðnunarsvæðum. Um dýpi þeirra er lítið vitað. Með tímanum hafa roföflin og eldvirknin tilhneigingu til þess að fylla gjárnar. Gígaraðir myndast yfir gossprungum, þar sem kvikan berst til yfirborðsins. Hlaðast þar upp gígar, sem hraun renna frá. Á meðan jöklar lágu yfir gosbeltunum á kuldaskeiðum ísaldarinnar, hindruðu þeir hraunrennsli með þeim afleiðingum, að gosefnin hrúguðust nær öll upp yfir gosrásunum. Þá urðu til móbergshryggir, þar sem annars hefðu orðið gígaraðir. Móbergsfjöll eru áberandi í landslaginu austan og sunnan höfuðborgarsvæðisins, enda er það land að mestu leyti orðið til á síðasta hluta ísaldarinnar og þar af leiðandi lítið rofið.
Um líf- eða virknitíma sprungusveimanna er fremur lítið af haldgóðri þekkingu til staðar, enn sem komið er. Flest bendir þó til þess, að líflengd þeirra séu takmörk sett í raun. Framan af framleiða þeir tiltölulega frumstætt berg og eingöngu basískt að samsetningu. Á sama tíma virðist einnig sprunguvirknin vera mest og e.t.v. ná lengst út til enda og jaðra. Er líður á, hefur virkni sprungusveimanna tilhneigingu til þess að safnast inn á miðsvæði þeirra. Þar myndast háhitasvæði, eldvirknin eykst þar hlutfallslega jafnframt því sem bergkvikan verður þróaðri að samsetningu.

Eldgosin verða tíðari en gjarnan minni í hvert sinn. Ennfremur virðist sprunguvirknin fara minnkandi. Jarðfræðingar segja að megineldstöð verði til á sprungusveimnum. Þegar líður svo á þróun þessara megineldstöðva dregur aftur úr virkni þeirra og að lokum deyja þær út. Í flestum tilfellum deyr megineldstöð út samtímis því að nýr sprungusveimur verður til í nágrenninu; eitt kerfi (sprungusveimur-megineldstöð) deyr út og annað hliðstætt kerfi tekur við hlutverkinu. Hinn útdauða sprungusveim ásamt tilheyrandi megineldstöð rekur þá í heilu lagi út úr gosbeltinu til annarrar hvorrar áttarinnar, eftir því hvorum megin nýi sprungusveimurinn myndast. Eyðingaröflin byrja að brjóta megineldstöðina niður og ef til vill kaffærist hún að einhverju marki í gosefnum frá nýja sprungusveimnum.

Í þeirri þróunarsögu jarðskorpunnar, við sunnanverðan Faxaflóa, sem hér verður gerð grein fyrir, koma sjö sprungusveimar við sögu. Af þeim eru tveir útdauðir en fimm virkir. Hinir dauðu voru virkir á árkvarter og eru kenndir við Kjalarnes og Stardal. Á báðum þróuðust samnefndar megineldstöðvar. Hér er því bæði rætt um Kjalarnessprungusveiminn og Kjalarnesmegineldstöðina o.s.frv.

Kjalarnesmegineldstöðin var virk á tímabilinu frá 2.8-2.1 miljón ára síðan en Stardalsmegineldstöðin á tímabilinu frá 2.1-1.6 miljón ára (Ingvar B. Friðleifsson 1973). Fyrstu merki megineldstöðvanna koma í ljós, þegar alllangt er liðið á þróunarskeið sprungusveimsins. Eldvirkni og sprunguvirkni hefst því á Kjalarnessprungusveimnum nokkrum hundruðum þúsunda ára áður en megineldstöðin sjálf hefur þróast svo, að hún verði þekkjanleg í jarðlagastaflanum. Virku sprungusveimarnir fimm eru kenndir við stærstu jarðhitasvæðin, sem á þeim finnast, Hengil, Brennisteinsfjöll, Krýsuvík, Svartsengi og Reykjanes. Hengilssprungusveimurinn hefur þegar þróast í megineldstöð, en mjög nýlega. Það er hins vegar skilgreiningaratriði, hvort megineldstöð er til staðar á hinum sprungusveimunum enn sem komið er. Þeir bera sum merki dæmigerðra megineldstöðva, en vantar önnur. Þeir eru því allir ungir. Upphafs þeirra er að leita í sjó undan gamalli suðurströnd höfuðborgarsvæðisins seint á ísöld; að öllum líkindum fyrir minna en 700 þúsund árum.
Um jarðfræði höfuðborgarsvæðisins hefur ýmislegt verið ritað og er vitnað til þess helsta í köflunum, sem á eftir fylgja. Jarðfræðileg kortlagning svæðisins var gerð af þeim Tómasi Tryggvasyni og Jóni Jónssyni (1958). Er það kort í mælikvarðanum 1:40.000 og sýnir fyrst og fremst lausu jarðlögin ofan á berggrunninum, sem þó er mjög víða sýnilegur í gegn um lausu þekjuna.

Jarðlög og berg við sunnanverðan Faxaflóa

Jarðlögum við sunnanverðan Faxaflóa má skipta upp í nokkrar ákveðnar stórar einingar. Hér er notast við fjórar myndanir:
(1) Tertíera myndunin er elst. Hún er gerð að mestu úr blágrýtishraunlögum og er mynduð áður en þeir sprungusveimar, sem hér er fjallað um, urðu virkir.
(2) Árkvartera myndunin liggur ofan á tertíera berginu. Hún er gerð úr hraunlögum og móbergi að mestu leyti. Hún varð til í þeim tveimur útdauðu sprungusveimum, Kjalarnes- og Stardals-sveimunum, sem að ofan getur og virkir voru á fyrri hluta kvarters. Á báðum þróaðist megineldstöð með háhitakerfi og þróuðum bergtegundum (Ingvar B. Friðleifsson 1973).

(3) Nútímamyndunin er gerð úr móbergi frá síðasta jökulskeiði og hraunum, sem runnin eru eftir að ísöld lauk. Þetta berg hefur myndast í sprungusveimunum fimm, sem kenndir eru við Hengil, Brennisteinsfjöll, Krýsuvík,Svartsengi og Reykjanes, en þeir eru allir virkir enn og framleiða nú jarðskorpu á sunnanverðu svæðinu. Þeir hafa ekki náð þroskastigi háþróaðra megineldstöðva.

(4) Grágrýtismyndunin er gerð úr grágrýtishraunum frá síðustu hlýskeiðum ísaldarinnar. Þessi hraun liggja á milli árkvarteru og nútíma myndananna. Þau verða ekki talin tilheyra ákveðnum sprungusveimum. Þau eru yfirleitt talin vera upp komin í dyngjum, en upptök eða gígasvæði þeirra flestra eru enn óþekkt.
Á þeim tíma, er forverar Hengilssprungusveimsins voru virkir og jarðskorpan á höfuðborgarsvæðinu var að myndast, var Reykjanesskaginn ekki til sem slíkur, eftir því sem best verður séð. Suðurströndin lá norðar en nú er. Hún hefur að sjálfsögðu verið eitthvað breytileg frá einni tíð til annarrar vegna ýmissa breytiþátta, svo sem: Uppbyggingar af völdum eldvirkninnar, niðurbrots af völdum sjávar og jökla, sem langtímum voru á svæðinu, og síðast en ekki síst vegna breytinga á jafnvægisástandi í jarðskorpunni af „ísóstasískum“ toga. Við getum til einföldunar áætlað að lengst af hafi ströndin legið til austurs eða suðausturs frá svæðinu milli Hafnarfjarðar og Grafarvogs. Sprungusveimar þeir sem nú finnast á Reykjanesskaganum voru ekki orðnir virkir og framhald rek- og gosbeltisins til suðurs var neðan sjávarmáls. Afraksturinn af virkni þeirra sprungusveima, sem þá voru virkir neðansjávar, sést ekki á þurrlendi í dag og virðist ekki skipta verulegu máli fyrir endurröðun atburða í þessari þróunarsögu.

Tertíer-, ár- og miðkvarter

Elsta berg við Faxaflóa er frá tertíer. Það finnst ekki sunnar á yfirborði en á norðurströnd Hvalfjarðar. Úr því er t.d. Akrafjall. Þetta berg er myndað í sprungusveimum, sem ekki verða til umfjöllunar hér. Á því hvílir það berg, sem myndar berggrunninn á norðanverðu höfuðborgarsvæðinu.

Meginhluti þess bergs, sem nú finnst á yfirborði, myndaðist í árkvarteru sprungusveimunum tveimur. Það finnst í Esju og þeim fjallabálki, sem henni tengist. Það er því myndað í nyrðri hluta kerfanna. Botn Faxaflóa úti fyrir höfuðborgarsvæðinu er einnig gerður úr bergi frá Kjalarneskerfinu, þ.e.a.s. suðurhluta þess. Ofan sjávarmáls sést í þetta berg, þar sem það hverfur undir grágrýtið í Viðey, Kleppsskafti, Geldinganesi og fleiri stöðum. Einnig kemur það fram ofarlega í borholum vítt og breitt um höfuðborgarsvæðið (Ragna Karlsdóttir 1973). Tiltölulega meira berg er sýnilegt úr suðurhluta Stardalskerfisins, enda er kerfið yngra og minna rofið. Það finnst í fjöllunum vestan Mosfellsheiðar. Í Seljadal og sunnan Úlfarsár hverfur það undir grágrýtið. Lítið er vitað um það, hvernig þessi árkvarteru jarðlög enda í staflanum undir grágrýtinu.
Mörk árkvarteru myndunarinnar og grágrýtisins hlýtur eiginlega á flestum stöðum að vera strand-mislægi. Hver heildarþykkt ákvarteru myndunarinnar er liggur ekki ljóst fyrir, en neðri mörk hennar eru mótin við tertíera bergið. Á yfirborði finnst það fyrst norðan Hvalfjarðar. Ummyndað og holufyllt árkvartert berg kemur fyrir í borholum um allt höfuðborgarsvæðið.

Fræðileg samstilling jarðlaga og uppröðun þróunarsögunnar innan þessarar myndunar, er að því er virðist töluvert erfið í smáatriðum. Bergið í þessari árkvarteru myndun er mestmegnis allvel holufyllt basalthraunlög og basískt móberg, enda var landið ýmist hulið jöklum eða ísfrítt á myndunarskeiðinu. Slæðingur af súru bergi finnst, einkum úr Stardalsmegineldstöðinni. Það kemur fyrir í Móskarðshnjúkum og Grímmannsfelli (sjá Helga Torfason 1974). Innskotsberg er einnig töluvert áberandi í þessum jarðlagastafla. Er þar bæði um að ræða ganga og minniháttar óregluleg innskot eins og til dæmis í Þverfelli og umhverfis Stardal (Ingvar B. Friðleifsson 1973). Gangarnir mynda kerfi með sömu stefnu og sprungukerfin hafa, enda eru þeir storknuð kvika, sem leitaði inn í sprungukerfið.

Fyrri hluti síðkvarters — grágrýtið

Ofan á árkvarteru myndunina leggst grágrýtið. Núverandi þekja þess teygir sig frá Þingvallavatni í sjó fram, sitt hvorum megin við Mosfellssveitarfjöllin. Það finnst á öllum nesjum og eyjum frá Hvaleyri til Brimness. Það finnst í ásum og holtum á höfuðborgarsvæðinu, frá Ásfjalli í suðri til Keldnaholts og Reynisvatnsáss í norðri. Það er einkennisberg flatlendisins ofan Lækjarbotna, umhverfis Sandskeið og á Mosfellsheiði.

Stór og mikill fláki af sama bergi finnst sunnar við Faxaflóa og myndar þar Vogastapa, Miðnesheiði og Garðaskaga. Hvort þetta syðra svæði tengist hinu nyrðra beint um botn flóans úti fyrir Vatnsleysuströnd er óljóst. Það gæti eins verið stök myndun. Heildarþykkt grágrýtisins á svæðinu er óþekkt en í borholum reynist það víða allþykkt (Jens Tómasson o.fl. 1977). Þrátt fyrir rofið yfirborð sjást víða um 40 m af því á yfirborði í einu hrauni. Sem jarðlagamyndun með millilögum er það varla undir 150—200 m. Þó grágrýtið sé myndað á tiltölulega stuttu tímaskeiði, þá fer aldur þess almennt lækkandi eftir því sem austar dregur. Neðstu og elstu hlutar grágrýtismyndunarinnar finnast vestur við sjó, í Reykjavík, á Álftanesi og Brimnesi, o.s.frv. Efst og yngst er grágrýtið austur á Mosfellsheiði. Grágrýtið er yfirleitt fremur grófkorna bergtegund. Það er basalt eins og blágrýtið í eldri myndunum og flestöll yngri hraun. Það er opnara að innri gerö, kristallarnir liggja ekkí þétt saman, svo á milli þeirra eru smáholrúm. Þetta einkenni er líklega meginástæðan fyrir hinum ljósa lit grágrýtisins og á þátt í því að grágrýtið er yfirleitt tiltölulega vatnsgæft. Mjög mörg grágrýtishraunin eru tiltölulega frumstæð basölt. Helsta sýnilega einkenni þessarar frumstæðu samsetningar er mikið magn ólivíndíla, einnar af frumsteindum basalts.

Dyngjur þær, sem myndast hafa eftir að ísöld lauk, eru margar gerðar úr bergi, sem mjög líkist grágrýti hlýskeiðshraunanna frá síðkvarter. Auk þess er ýmislegt annað líkt með dyngjunum og þessum hraunum.

Yfirleitt telja því jarðfræðingar að síðkvartera grágrýtið á höfuðborgarsvæðinu, og reyndar víðar, sé komið úr dyngjum. Dyngjulögunin er þó í flestum tilvikum horfin svo og sjálfir gígarnir. Upptök grágrýtisins eru því yfirleitt óþekkt. Pað hefur vegna þessa (líkrar berggerðar og samsetningar og horfinna flestra upprunalegra yfirborðseinkenna) reynst mjög erfitt að deila grágrýtinu upp í einstök hraun, þrátt fyrir nokkrar tilraunir. Grágrýtið var fyrr á tímum gjarnan afgreitt sem ein stór myndun komin úr Borgarhólum á Mosfellsheiði (Aðalskipulag Reykjavíkur 1962-1983 og Þorleifur Einarsson 1968), en nú á síðari árum hefur sýnt sig (sbr. Jón Jónsson 1972), að þetta er of mikil einföldun. Að hluta til hefur hún verið leiðrétt með því að greina grágrýtisflákann upp í smærri myndanir (Ragna Karlsdóttir 1973; Árni Hjartarson 1980; Kristján Sæmundsson 1981), þó öll kurl séu langt frá því komin til grafar.

Nokkuð bendir til þess, að enn eimi eftir af upprunalegu landslagi í grágrýtinu, þrátt fyrir jökulrof og sjávarágang.

Grágrýtið er víða enn mjög þykkt, jafnvel svo að skiptir nokkrum tugum metra. Sú skoðun hefur því komið fram, að upptakasvæði sumra grágrýtiseininganna sé að finna í námunda við þykkustu hluta þess (sbr. Jón Jónsson 1978). Enn sem komið er, er þó ekki gengið úr skugga um þetta. Ef satt er, bendir þetta til þess að upptök grágrýtisins séu ekki eins tengd sprungusveimum og upptök annarra hrauna.
Árkvart eru kerfin tvö, sem að ofan er lýst, voru virk á tímabilinu frá 2.8 – 1.6 miljón ára. Grágrýtið, sem ofan á jarðmyndanir þeirra leggst, er allt rétt segulmagnað (Leó Kristjánsson 1982, munnlegar upplýsingar), þ.e.a.s. með sömu segulstefnu og ríkir á svæðinu í dag. Grágrýtið hefur því runnið sem hraun á þeim tíma, sem liðinn er frá síðustu segulumpólun, fyrir 700 þúsund árum, eða á síðkvarter.

Lok síðkvarters og nútími – móberg og hraun

Nútímabergið eru hraun, sem runnin eru eftir að ísöld lauk og móberg frá síðasta hluta ísaldar.

Móbergið er að mestu leyti frá síðasta jökulskeiði. Það er því yngra en grágrýtið. Móbergið finnst í stökum fjöllum og fellum, löngum fjallgörðum og jafnvel flóknum fjallaklösum, sem hraunin hafa lagst upp að eða runnið umhverfis. Hraunin eru komin úr fáeinum nútímadyngjum og eldborgum en fyrst og fremst úr gígaröðum, sem raðast samsíða á sprungusveimana.
Það er ekki vani jarðfræðinga, að tala um nútímaberg, nema það sé myndað eftir að ísöld lauk, þ.e.a.s. á nútíma. Hér er þessi hefð þó brotin, vegna þess að hvort tveggja bergið, móberg síðasta jökulskeiðs og nútímahraunin, eru mynduð í sömu sprungusveimunum, þeim sem ennþá eru virkir á nútíma og fyrr eru taldir upp. Þó þetta berg skiptist í tvær ólíkar berg gerðir og önnur þeirra (móbergið) sé eldri, þá er það allt ættað úr sömu einingunum (virku sprungusveimunum). Báðar berggerðirnar eiga því saman sem „stratigrafísk“ og tímaleg eining.

Nútímabergið liggur ofan á grágrýtinu. Mörk grágrýtisins og móbergsins eru ekki víða áberandi, en hraunaþekjan leggst sýnilega ofan á grágrýtið á stórum svæðum. Á höfuðborgarsvæðinu er þetta áberandi frá Hafnarfirði austur um og upp undir Draugahlíðar (sbr. Kristján Sæmundsson og Sigmundur Einarsson 1980). Þetta er í suðurjaðri þess, sem venjulega er kallað höfuðborgarsvæði, og því má segja, að þessi yngsta myndun sé hvergi mjög þykk á sjálfu höfuðborgarsvæðinu. Þegar suður fyrir það kemur, verður hún hins vegar nær einráð og víða mjög þykk. Jafnframt dýpkar yfirleitt á eldri myndununum.

Báðar berggerðir þessarar myndunar eru mjög gropnar, einkum hraunin. Þau eru jafnvel gropnari en grágrýtið í sumum tilvikum. Því veldur bæði lágur aldur þeirra og myndunarmáti. Vatn hripar því auðveldlega niður í myndunina, enda rennur hvorki á né lækur til sjávar á milli Lækjarins í Hafnarfirði og Ölfusár.
Ekki verður séð að aldursmunur sé á einstökum sprungusveimum innan myndunarinnar. Uppbygging er mest og land stendur hæst á Hengilssveimnum, sem er lengst inn til landsins. Uppbyggingin er hins vegar minnst og land stendur lægst á Reykjanessveimnum, sem nær lengst út til sjávarins. Hlutfallslega virðist móberg vera mest inni á Hengilssveimnum, en minnst úti á Reykjanessveimnum. Þetta gæti bent til þess, að Hengilssveimurinn væri ef til vill eitthvað eldri. Það er þó líklegra að öll þessi einkenni spegli fremur afkastagetu sprungusveimanna og mismikla virkni en verulegan aldursmun.

Saga jarðskorpumyndunarinnar á Suðvesturlandi í stuttu máli

Eins og fyrr er sagt myndaðist elsti hluti jarðskorpunnar á höfuðborgarsvæðinu í sprungusveimnum og megineldstöðinni, sem kennd eru við Kjalarnes og voru virk í upphafi kvartertímans og fram undir 2.1 miljón ára.

Sambærilegt kerfi, Stardalskerfið, hafði við endalok hins kerfisins verið í uppsiglingu um tíma. Stardalssprungusveimurinn óx þá að virkni og hrakti Kjalarnesmegineldstöðina út úr gosbeltinu. Þá dó Kjalarnesmegineldstöðin út, en Stardalsprungusveimurinn þróast sjálfur í megineldstöð. Stardalsmegineldstöðin dó svo út fyrir 1.6 miljón árum og hefur síðan verið að fjarlægjast gosbeltið og rofna niður. Núna rekur hana til vesturs undan virkni Hengilssprungusveimsins. Hann er þó yngri en 0.7 miljónir ára samkvæmt segulstefnudreifingu (Kristján Sæmundsson 1967; Leó Kristjánsson og Ágúst Guðmundsson 1980). Það getur því vart verið, að hann einn eigi sök á færslu Stardalsskerfisins vestur á bóginn. Líklegast er, að á tímabilinu á milli u. þ. b. 1.8 miljón ára og þess að Hengilssveimurinn tók við gliðnunarhlutverkinu, hafi verið virkur sprungusveimur, sem nú ætti að finnast útdauður á milli Hengils og Stardals. Ekki hefur þó slíkt kerfi fundist, en sá möguleiki er fyrir hendi, að það sé til staðar undir hinni miklu grágrýtisþekju á Mosfellsheiði og nágrenni.
Annar möguleiki er að í langan tíma hafi að lokum verið tiltölulega þétt hrina stórra dyngjugosa, sem framleiddu grágrýtið.

Á tímum þessara árkvarteru kerfa myndaðist jarðskorpa, sem nú finnst ofan sjávarmáls um norðanvert höfuðborgarsvæðið og á botni Faxaflóa undan ströndum þess. Sunnanvert höfuðborgarsvæðið var undir sjó eða við ströndina og Reykjanesskaginn sem slíkur var ekki enn orðinn til.

Þegar leið að lokum kvartertímans hófust hin miklu dyngjugos, sem lögðu til grágrýtið. Þau virðast flest hafa átt sér stað á þurru landi og íslausu og hraunin hafa runnið út að ströndinni og lagst meðfram henni í eins konar kraga. Sum þessara gosa gætu jafnvel hafa byrjað á grunnsævi og myndað eyjar, sem ýmist tengdust ströndinni eða ekki. Hér er helst skírskotað til grágrýtisflákans á Rosmhvalanesi og Vogastapa og ef til vill á Krýsuvíkurheiði. Nágrennið við sjávarsíðuna er meðal annars sterklega gefið til kynna af algengum brotabergsmyndunum í botni margra grágrýtiseininganna um allt svæðið (sbr. Ragna Karlsdóttir 1973; Jón Jónsson 1978; Árni Hjartarson 1980 og Kristján Sæmundsson 1981).

Að loknu gostímabili grágrýtisdyngjanna gekk kuldaskeið í garð og jökull lagðist yfir svæðið. Þar sem nú er Reykjanesskagi var orðið grunnsævi og land ef til vill að hluta til risið úr sæ. Eldgos á sprungum hófust undir íshettunni og móbergsfjöllin urðu til. Þetta er fyrsta virknin, sem þekkt er á sprungusveimum Reykjanesskagans. Mikil virkni hófst á þessum sprungusveimum og hélt hún sleitulaust áfram eftir að kuldaskeiðinu lauk og nútími gekk í garð. Þetta sést glöggt af þeim aragrúa hrauna, sem eru á skaganum, mjög áberandi höggun (með misgengjum og gjám) og mörgum háhitasvæðum (Jón Jónsson 1978), ákafri jarðskálftavirkni (Páll Einarsson 1977) og síðast en ekki síst á þykkt hraunlaga- og móbergsstaflans eins og hann birtist í borholum innan sprungusveimanna (Sveinbjörn Björnsson o.fl. 1971 og Stefán Arnórsson o.fl. 1975), þar sem sigið er mest. Hinn lági aldur sprungusveimanna á Reykjanesskaga er ennfremur gefinn til kynna af sprungumynstrinu í grágrýtinu. Það er ósprungið eða lítt sprungið víða, en hins vegar mjög brotið í beinu framhaldi af sprungusveimum Reykjanesskagans. Sprungurnar í árkvartera berginu undir grágrýtinu hverfa innundir grágrýtið og virðast ekki hafa nein áhrif á það sjálft (sbr. Kjartan Thors 1969). Hreyfingum á þeim er því lokið, þegar grágrýtishraunin renna, en hefjast e.t.v. aftur síðar. Sprungusveimarnir, frá Hengli í austri til Reykjaness í vestri, eru nýmyndunarsvæði jarðskorpunnar við sunnanverðan Faxaflóa.

Höggunin, um aldur hreyfinganna og fleira

Höfuðborgarsvæðið liggur utan gosbeltisins, þar sem jarðskorpan myndast í dag. Það er að mestu leyti þakið grágrýtinu, sem er á milli gömlu útdauðu sprungusveimanna og hinna virku. Grágrýtið rann á sínum tíma út yfir sprungið land gömlu sprungusveimanna. Það virðist sjálft ekki hafa myndast á sprungusveimum eða í beinum tengslum við sprungusveima og er því óbrotín og ósprungin myndun við lok myndunarskeikvartera jarðlagastaflann líka.

Gömlu og nýju sprungurnar eru sama eðlis og líklega er mjög erfitt að greina þær að í árkvartera berginu, einkum vegna þess, að stefna þeirra virðist vera í megindráttum nær alveg sú sama (sjá Jefferis og Voight 1981). Gömlu sprungurnar gætu því eins vel hafa tekið að hreyfast aftur í vissum tilvikum, eins og nýjar að myndast. Grágrýtið sjálft er mest sprungið á vestanverðri Mosfellsheiði, í beinu framhaldi af sprungusveim Brennisteinsfjallanna og umhverfis Elliðavatn, í beinu framhaldi af Krýsuvíkursprungusveimnum. Framhald Reykjanessprungusveimsins til norðausturs stefnir beint á Reykjavík. Sprungurnar hverfa í sjó á Vatnsleysuströnd, en þær hafa ekki fundist á landi á Álftanesi eða í Reykjavík. Grágrýtið á þessum stöðum er því að mestu óbrotið, að því er virðist. Erfitt er þó að fá af þessu óyggjandi mynd, vegna þess hversu byggt land er orðið í Reykjavík og sprungukort voru ekki gerð í tíma, eins og nú er farið að gera á framtíðarsvæðum byggðar á höfuðborgarsvæðinu (sbr. Halldór Torfason 1982). Árkvartera bergið undir grágrýtinu er hins vegar brotið, en þau brot tilheyra Kjalarnessprungusveimnum, eins og fyrr segir. Hvort líkur eru á að sprunguvirkni Reykjanessprungusveimsins nái til Reykjavíkur í framtíðinni, er háð því á hvaða stigi Reykjanessprungusveimurinn er. Sé hann enn vaxandi að virkni er ekki útilokað að hann eigi eftir að brjóta Reykjavíkurgrágrýtið á sama hátt og Krýsuvíkursprungusveimurinn hefur brotið grágrýtið umhverfis Elliðavatn og Rauðavatn, og Brennisteinsfjallasveimurinn hefur brotið grágrýtið á vestanverðri Mosfellsheiði. Sé hann á hinn bóginn í hámarki virkni sinnar eða farinn að dala, verður að sama skapi að teljast ólíklegt að hann brjóti nokkurn tíma Reykjavíkurgrágrýtið.

Um breytingar á virkni Reykjanessprungusveimsins í framtíðinni er mjög erfitt að segja nokkuð ákveðið. Til þess vitum við of lítið um smáatriðin í þróun sprungusveima, raunverulegan „líftíma“ þeirra, aldur Reykjanessprungusveimsins o.fl. Um aldur hreyfinganna nyrst á Krýsuvíkursprungusveimnum er þó hægt að fá nokkra vitneskju og skal hér rakið gleggsta dæmið.
Grágrýtið er brotið í framhaldi af Krýsuvíkursprungusveimnum norður fyrir Rauðavatn. Ofan á þetta grágrýti leggjast nokkur tiltölulega ung hraun. Tvö þeirra verða hér til verulegrar hjálpar, þar sem þau renna bæði þvert á sprungukerfið og bæði hafa verið aldursákvörðuð. Annað þeirra er Búrfellshraun upp af Hafnarfirði. Samkvæmt aldursákvörðun með geislakoli rann þetta hraun fyrir um það bil 7200 árum (Guðmundur Kjartansson 1973). Vestur af Búrfelli skera nokkur misgengi, þ.á.m. Hjallamisgengið, taum af þessu hrauni. Tilfærslan á Hjallamisgenginu er mest í grágrýtinu norðan við hrauntauminn, um 65 m, en við aðalbrotið er tilfærslan á Búrfellshrauninu aðeins um 7 m (sbr. Jón Jónsson 1965). Misgengið er því að stofni til eldra en 7200 ára, en hefur eftir þann tíma hreyfst um 7 m. Einum 6—7 km norðar rann hraun í gegnum sundið á milli Skyggnis og Seláss niður eftir Elliðaárdalnum. Hraun þetta er komið upp í Leitum austan Bláfjalla og hefur runnið norður undir Kolviðarhól, svo niður á Sandskeið, um Lækjarbotna og Elliðaárdal til sjávar í Elliðavogi (Þorleifur Einarsson 1961). Samkvæmt geislakolsaldursákvörðun á mó undan hrauninu í Elliðavogi, þeirri fyrstu á íslensku efni, rann þetta hraun fyrir um það bil 5300 árum (Hospers 1953 og Jóhannes Áskelsson 1953).

Samskonar aldursákvörðun á birkikolum undan hrauninu í Elliðaárdal, gerð síðar (Jón Jónsson 1971), gefur heldur lægri aldur, eða um 4600 ár, sem er líklega nær hinu rétta. Hraun þetta er óbrotið í sundinu við Skyggni, þar sem það liggur 4- 5 m þykkt ofan á 2 m af lausum jarðlögum (Gestur Gíslason og Páll Imsland 1971). Austurbrún Selássins norðan sundsins er misgengisstallur á sama misgengja- og sprungusveim og Hjallamisgengið. Fleiri misgengi á þessum sprungusveim liggja norður um svæðið austan Elliðavatns og skera þar grágrýtið beggja vegna Leitahraunsins, án þess að nokkurra brota verði vart í hrauninu (sbr. Jón Jónsson 1965). Það verður því að teljast nær fullvíst, að ekki hafi orðið hreyfing á þessum misgengjasveim norðan Elliðavatns síðustu 4600 árin, þó ljóst sé, að 6- 7 km sunnar hafi orðið allt að 7 m misgengi á brotum á sama sprungusveim einhvern tíma á síðustu 7200 árum. Leitahraun er hins vegar brotið austur við Vatnaöldur (Jón Jónsson 1982, munnl. upplýsingar), þar sem Brennisteinsfjallasprungusveimurinn sker það. Verið getur að brotavirkni á öllum norðurhluta Krýsuvíkursprungusveimsins hafi dáið út á tímabilinu milli 7200 og 4600 ára. Hitt er líklegra, að áhrifa brotavirkninnar gæti minna eftir því, sem norðar dregur og 7 m misgengið við Búrfellsgjá deyi út áður en það nær norður að Skyggni. Í síðara tilvikinu segir aldur hraunanna ekkert til um lágmarksaldur síðustu misgengjahreyfinga á brotum.

Krýsuvíkursveimurinn hefur sem sagt ekki náð að brjóta og hreyfa grágrýtið í Reynisvatnsheiði á síðustu 4600 árum. Ekki liggur fyrir næg vitneskja um eðli og hegðun sprungusveima til þess að draga megi af þessu mjög ákveðna vitneskju um framtíðarhorfur.

Yfirleitt virðist sem 5000 ár á milli atburða á sprungusveimum rekbeltanna sé mjög langt hlé, en hér er þess að gæta, að um er að ræða ysta jaðar sprungusveimsins, svo langt frá hámarki virkninnar sem komist verður. Hvenær á „lífsferli“ sprungusveims slíkir jaðrar eru virkastir er ekki vitað með neinni vissu.
Grunnvatnsstreymi allt, ekki síst í jarðhitakerfunum í landinu, er yfirleitt talið standa í mjög nánum tengslum við sprungukerfin. Árkvarteru sprungukerfin hafa þannig, að því er virðist, afgerandi áhrif á lághitasvæðin í Reykjavík og Mosfellssveit. Virku sprungusveimarnir stjórna hins vegar rennsli vatns og gufu í háhitasvæðunum á Reykjanesi, Svartsengi, Krýsuvík, Brennisteinsfjöllum og Hengli.
Kaldavatnsrennslið á sér stað grynnra og ungar sprungur í grágrýtinu og ungu hraununum stjórna rennsli þess á Elliðavatns-Heiðmerkursvæðinu að einhverju leyti. Vegna þess hversu hátt í jarðskorpunni kaldavatnsstraumurinn á sér stað og þeirrar staðreyndar, að þar eru jarðlög, grágrýti, móberg og hraun, mjög opin að innri byggingu, er kalda vatnið minna háð sprungum um rennsli en heita vatnið, sem streymir dýpra og í þéttara bergi.“

Heimild:
-Náttúrufræðingurinn, 2. tbl. 01.04.1985, Úr þróunarsögu jarðskorpunnar við sunnanverðan Faxaflóa, sprungumyndunarsaga, Páll Imsland, bls. 63-74.