Brennisteinsfjöll – jarðfræði

Gengið var upp í Brennisteinsfjöll (Fjöllin) með það fyrir augum að endurfinna op á hraunhellunni norðnorðvestan Kistufells og staðsetja það. Opið fannst fyrir nokkrum árum, en virðst síðan hafa lokast. Þrátt fyrir ítrekaðar leitir hefur það ekki fundist á ný.
Á loftmynd mátti og sjá op er gæti verið áhugavert norðan megin-hrauntraðarinnar úr Kistufellsgígnum. Þá var og ætlunin að skoða niður í annað op, sem einnig fannst fyrir nokkrum misserum, en ekki hafði gefist tækifæri til að fara niður í fram að þessu vegna skort á viðeigandi búnaði. Um það átti að vera hægt að komast niður í mikið gímald. Þá var og ætlunin að skoða nánar nýfundið op, sem Guðni Gunnarsson, formaður HERFÍ og fleiri fundu á austurbrún Eldborgarhrauns fyrir skömmu. Til að komast niður í það þurfti einnig viðeigandi búnað. Að þessu sinni var haldið áleiðis upp Kerlingarskarð, beygt upp Þverdal og komið upp í Fjöllin um Miðskarð. Vesturskarð er ofar og vestar og Austurskarð hefur jafnan verið nefnt Kerlingarskarð. Á göngunni um Brennisteinsfjöllin var eftirfarandi um jarðfræði þeirra rifjuð upp: „Jarðhitasvæðið í Brennisteinsfjöllum liggur í 400–500 m hæð yfir sjó.
Í eldstöðvakerfinu sem kennt er við Brennisteinsfjöll er skýrt afmörkuð gos- og sprungurein með stefnu NA-SV. Kjarninn í henni er á milli Heiðarinnar há og Bláfjalla að austan og Lönguhlíðar-stapans að vestan. Bláfjöll eru oft felld undir þetta sama eldstöðvakerfi sem sérstök gosrein með móbergshryggjum, dyngjum og fáeinum gígaröðum, mikilli gosframleiðslu, en furðulítið er þar um brot. Jarðhitasvæði er ekki sýnilegt í Bláfjallareininni. Í Brennisteinsfjallareininni eru sprungugos ráðandi, en dyngjur koma þar einnig fyrir og er Kistufell þeirra mest. Í fjallendinu er gos- og sprunguvirkni samþjöppuð á belti sem er einungis um 1200 metra breitt frá Eldborgum undir Geitahlíð uns kemur norður á móts við Bláfjöll að það víkkar og óljóst verður hvar mörk liggja, en þar er komið langt norðaustur fyrir jarðhitasvæðið. Allar bergmyndanir eru basalt og ekkert súrt eða ísúrt berg hefur fundist á yfirborði.
Brennisteinsnám var stundað í fá ár eftir 1876 og fyrir 1883. Menjar þess eru námuskvompur í rúmlega 2000 ára gömlu hrauni og tveir tippar stærstir þar framan við. Jarðhitamerki er að finna miklu víðar en sýnt er á eldri kortum Jón Jónsson (1978), Helgi Torfason og Magnús Á. Sigurgeirsson (2001).
Á jarðhitakortinu er sýndur virki jarðhitinn og kaldar ummyndunarskellur, aðgreindar eftir því hvort um er að ræða mikla eða væga ummyndun. Mikil ummyndun einkennist af ljósum leirskellum, en væg fremur af rauðum leir, upplituðu bergi og minni háttar útfellingum. Væg ummyndun er fyrst og fremst bundin við jarðmyndanir frá ísöld, en nær þó einnig til hrauna í Brennisteinsfjöllum sjálfum.
Yfirborðsmerki um jarðhita finnast á rein sem nær frá því á móts við Kerlingarskarð í norðaustri til suðvesturs á móts við Kistufell. Þessi rein er 4 km löng, um 1 km breið og öll í sprungubelti Brennisteinsfjalla. Virkur jarðhiti er á þrem blettum á litlu svæði: Í hinum fornu námum er gufuhver, við suðumark, með brennisteinútfellingu og gufur allt að 93°C heitar í námuskvompunum í kring. Í hraunbungu 200-300 m norðar eru gufur á dálitlu svæði og mestur hiti 60°C. Við hraunjaðar um 300 m norðaustan við námusvæðið er 22°C hiti í ljósri leirskellu, en sú sem meira ber á sunnar niðri í brekkunni upp af Hvamminum er köld.
Eldvirkni á Reykjanesskaga hefur sýnt sig að vera lotubundin sé litið á síðustu 3000 ár. Hver lota gengur yfir á um það bil 400 ára tímabili með gosum í nokkrum af eldstöðvakerfum skagans. Á milli líða um 800 ár þegar ekki gýs, en þess í stað kemur jarðskjálftavirkni með höggun á sniðgengjum.

Síðasta lota hófst fyrir landnám í Brennisteins / Bláfjallafjallakerfinu og lauk þar árið 1000. Eftir fylgdi Trölladyngjukerfið með gosvirkni á 12. öld og síðan Reykjanes- og Svartsengiskerfin með gosum á 13. öld. Líkt gekk til fyrir 2400-2000 árum. Vitað er að eldvirkni var á Reykjanesi, í Trölladyngju og Brennisteinsfjöllum fyrir rúmlega 3000 árum, en tímabilið þar á undan er miður þekkt. Goshlé á Reykjanesskaga hefur nú varað í rúmlega 750 ár.
Sprungureinin fyrrenfnda, sem kennd er við Brennisteinsfjöll, nær frá sjó í suðri og norðaustur á Mosfellsheiði og er svæðið eitt af fallegustu jarðeldasvæðum landsins og enn lítt spillt af mannavöldum. Ung brot, sem hreyfst hafa eftir ísöld, eru mörg og sum stór. Jarðskjálftar eru fremur tíðir í sprungureininni og geta verið kröftugir.

Jón Jónsson birti árið 1978 tímamótaskýrslu um jarðfræði Reykjanesskagans. Með skýrslunni eru kort í kvarða 1:25.000 og ná þau frá Reykjanesi austur í Ölfus. Þrátt fyrir þetta og þær rannsóknir sem hér er gert grein fyrir er margt í jarðfræði svæðisins sem þarfnast frekari rannsókna. Meðfylgjandi kort er í sama mælikvarða og kort Jóns, enda erfitt að sýna jarðmyndanir á korti í minni mælikvarða því sumar gosmyndanir hafa takmarkaða útbreiðslu.
Vegir ná ekki inn á svæðið og því tímafrekt að komast að og frá rannsóknarsvæðinu. Útivinna við rannsóknir var aðallega unnin að hausti til, en þótt svæðið sé nálægt Reykjavík gat verið erfitt að finna hentuga daga til rannsókna. Best er að ganga um svæðið í norðanátt, en í öðrum áttum liggur yfirleitt skýjabakki með þokum yfir fjöllunum.
Síðustu ísöld lauk fyrir um 10.000 árum og er talið að síðasta jökulskeið hafi staðið yfir í um 100.000 ár. Á þeim tíma mun megnið af þeim jarðlögum sem byggja upp fjallabálkinn frá Lönguhlíð, um Bláfjöll og norður í Hengil hafa myndast. Megingerð jarðlaga er móberg, og þar sem gosstöðvar hafa náð upp úr jökli hafa runnið hraun og myndast stapar eða hraunahryggir. Mikið er um slíkar myndanir í Brennisteinsfjöllum. Ástæða þess að þarna hefur myndast hærra land en umhverfis er sú að við gos undir jöklum ná gosefnin ekki að renna sem hraun heldur hlaðast þau upp nálægt gosstöðvunum, sem móbergsfjöll. Á hlýskeiðum renna gosefnin aðallega sem hraun og mynda þunnar breiður sem fylla smám saman upp í dali og lægðir milli móbergsmyndana. Eldri hluti jarðmyndana var ekki kortlagður sérstaklega í þessari úttekt á svæðinu, enda einkum verið að kanna umhverfi jarðhitasvæðisins.

Allar bergmyndanir á rannsóknarsvæðinu í Brennisteinsfjöllum eru basalt. Ekkert súrt eða ísúrt berg hefur fundist á yfirborði og þar sem engar borholur eru á svæðinu er ekkert vitað um gerð berggrunnsins fyrir utan það sem sést í fjallahlíðum. Jarðmyndanir eru allar frá Brunhes segulöld, þ.e. eru yngri en 780.000 ára og sennilega talsvert yngri en það, en aldursgreiningar vantar til staðfestingar á aldri myndana. Dyngjur á Reykjanesi eru flestar fremur gamlar og liggja sumar á jöðrum eða utan eldstöðvakerfanna (Heiðin há, Leitin, Selvogsheiði).
Nútímahraun á Reykjanesi hafa verið kortlögð af Jóni Jónssyni (1977, 1978). Jón flokkaði hraun eftir aldri og gerð, og mældi í þeim hlutfall steinda. Síðan Jón vann sitt verk hafa bæst við nokkrar nýjar aldursgreiningar og aukin þekking á öskulögum hefur auðveldað aldursgreiningu jarðlaga. Í þessari skýrslu er númerum Jóns og heitum á hraunum og eldstöðvum haldið (Jón Jónsson 1978), enda ástæðulaust að breyta þeim. Kortlagninu Jóns á hraunum hefur fremur lítið verið breytt, en þó hafa jaðrar sumra hrauna verið dregnir dálítið öðruvísi.

Hraunum sem hefur verið skipt upp er sérstaklega getið. Á jarðfræðikortum af höfuðborgasvæðinu (í kvarða 1.25.000) sem gefin voru út 1993–2000 (Helgi Torfason o.fl 1993, 1997, 1999, 2000) var nöfnum hrauna breytt á nokkrum stöðum og sett ný auðkenni á hraunin í stað númeranna sem Jón notaði, og er þess getið þar sem það á við.
Gos á Brennisteinsfjalla-sprungureininni falla á tvær eða þrjár afmarkaðar skákir en Freysteinn Sigurðsson (1985) hefur greint þennan hluta í fjórar skákir (gosreinar) og þá austustu sem dyngjurein. Hér er þetta dálítið einfaldað og mynda nokkrar gossprungur vestustu skákina sem liggur frá Eldborgu við Geitahlíð norður að Þríhnúkum (tvær hjá FS 1985), en mið-skákin liggur frá Svartahrygg norður í norðurenda Rauðuhálsa í vesturhlíðum Bláfjalla. Þá liggur sakleysisleg skák um Heiðina há, Leitin austan Bláfjalla og í eldvarpið Eldborgu, þaðan sem Kristnitökuhraunið kom árið 1000 (dyngjurein hjá FS 1985).
Mest hafa gosin verið í vestustu skákinni. Ekki hefur gosið á vestara gosbeltinu á sögulegum tíma norðar en í Eldborg austan Bláfjalla. Má leiða líkum að því að kvika hafi sest að í iðrum Hengils í stað þess að koma upp á yfirborð og er það ástæða hins mikla jarðhitasvæðis sem þar er.
Aldur (byggður á öskulaga-rannsóknum) og upptök margra hrauna á Brennissteinsfjallasvæðinu hefur verið ákvarðaður, sbr. meðfylgjandi:
H-138 – Selvogshraun – sunnan Kistufells – eldra en 1226
H-149 – Kóngsfellshraun – vestan Kóngsfells um 950 = Húsfellsbruni yngri
H-150 – Húsfellsbruni – Eldborg, við Drottningu um 950 = Húsfellsbruni yngri, Hólmshraun V
H-142 – Svartihryggur – Svartihryggur um 950 – sennilega sama gos og H-150
H-129 – Breiðdalshraun – Kistufell eftir 900
H-130 – Kistuhraun  – Kistufell eftir 900 álíka gamalt og H-129
H-139 – Yngra Hellnahraun – í Grindarskörðum 875 eldra en H-138, e.t.v. 950 – Tvíbollahraun, Tvíbollar, Grindarskörð 875
H-140 – Stórabollahraun, Stóribolli dyngjuhraun, Skúlatúnshraun
H-203 – Við Tvíbolla – e.t.vv sama og H-140
H-127 – Vörðufellsborgahraun  – Vörðufellsborgir, 1300-1400
H-118 – H-123 – H-135 – Brennisteinshraun, yngra gígaröð vestan jarðhita vestan brennisteinsnáma
H-116 – Kálfadalshraun, norður af Geitahlíð > 2400-2600
H-146 – Þríhnúkahraun, yngra Þríhnúkarhraun við Kristjánsdalahorn
H-200 – vestan Draugahlíða
H-202  -vestan Draugahlíða, undir H-200
H-136 – Brennisteinshraun, eldra Gígar norðan Kistufells vestan brennisteinsnáma
D-24   – Strompahraun, Strompar dyngjuhraun
H-137 – „Gamlahraun“, gömul gígaröð N Kistu
H-132 – NV Kistu > 3200-3400
H-143 – S Þríhnúka e.t.v. fleiri gos en eitt
H-141 – SA Grindarskarða
H-128 – Hvannahraun, Eldborg dyngjuhraun
H-121 – SV Vörðufells
H-123 – SV Vörðufells
H-125 – sunnan Vörðufells
H-115 – Sláttudalur
H-112 – Stóra Eldborg
H-126 – vestan Sandfjalla
D-16   – Herdísarvíkurhraun í Brennisteinsfjöllum dyngjuhraun
D-17   – Í Herdísarvík dyngjuhraun > 4500
H-134  – Kistufellshraun Kistufell
H-204  – austan Kistufells hrauntætlur á móbergshálsi
H-201  – austan Stórabolla
D-23   – Heiðin há, Heiðin há dyngjuhraun
D-21   – Í Herdísarvík dyngjuhraun >9000

Dyngjurnar á Reykjanesskaga eru flestar gamlar. Þær einkennast af þunnum hraunstraumum sem runnið hafa á löngum tíma og oft langar leiðir. Bergið í dyngjuhraunum getur verið ýmist dílótt eða dílalaust og oft erfitt að rekja hraunstrauma frá þeim. D-16 Herdísarvíkurhraun kemur fram í tveimur óbrinnishólmum suðvestan við Kistu. Þetta er hraun frá gamalli dyngju sem Jón hefur rakið meðfram ströndinni til austurs. Sennilega er dyngjan sjálf í Brennisteinsfjöllum, e.t.v. norðan undir Vörðufelli. D-23.
Heiðin há er gömul dyngja, sú stærsta frá nútíma á Reykjanesskaga (170 km2 og um 6,8 km3 að rúmmáli). Gígsvæðið er við Kerlingarhnúk og er gígurinn fylltur af hraunum, en hraunstrýtur (hornito) marka útlínur hans. Þessi dyngja er austarlega í sprungurein er tengist Brennisteins-fjallasvæðinu (eða annarri sem þá tengist Bláfjöllum, sbr. Leitin), og er hún nokkuð austan við megin-eldlínuna. Hraun frá Heiðinni há ná niður að Þorlákshöfn. Sumir hraunstraumanna eru plagíóklasdílóttir en aðrir dílalausir, sama gegnir um ólivín. Grafið var öskulagasnið niður á dyngjuna norðan við Svartahrygg og sást þar að hún er eldri en 3.000 ára, sennilega enn eldri. D-24 Strompar er dyngja rétt sunnan við skíðaskálana sem eru í Bláfjöllum. Í hrauninu frá Strompum eru fallegir hraunhellar, myndaðir í hrauná sem hefur runnið frá gígunum til norðurs. Þessi dyngja er í norðurhlíðum D23 og því er hún greinilega yngri og hefur Jón Jónsson lýst henni vel (1976, 1978). 

Eldvörpin eru 7 og eitt sýnu stærst og telur Jón að hraun við bæinn Hólm (Hólmshraun II) gæti verið komið frá þessari eldstöð. D-25 Leitahraun er eitt þekktasta hraun við Reykjavík og hefur runnið frá gíg austan við Bláfjöll og niður í Elliðavog fyrir um 5.000 árum. Leitahraun er dyngja og á austustu rein Brennisteinsfjallanna. Leitahraun er ekki á meðfylgjandi korti, en er úr þessarri sprungurein; upptök þess eru rétt austan við Bláfjöll.
Frá gossprungum renna yfirleitt apalhraun með greinilegar hraunbrúnir sem eru oft auðveldari viðfangs til að kortleggja en dyngjuhraunin, sem eru þunnfljótandi og oft erfitt að greina jaðra þeirra auk þess sem þau geta runnið mjög langar leiðir í ræfilslegum straumum. Þar sem gossprungur eru gjarnan langar og ekki gýs alltaf eftir þeim endilöngum getur verið mjög erfitt að sjá hvaða gos hafa orðið á sama tíma eða í sömu goshrinu.

Til þess að rekja sögu goshrina á svæðinu þarf mun ýtarlegri rannsóknir en fram hafa farið til þessa. Við aldursgreiningu hrauna var stuðst við öskulög í jarðvegi, innbyrðis afstöðu hraunanna og aldursgreiningar með geislakoli (C14) sem gerðar hafa verið á nokkrum stöðum. Vísað er til skýrslu Jóns Jónssonar (1978) varðandi lýsingar á hraununum.
Aldur hraunanna er lágmarksaldur í flestum tilvikum, því grafið var niður á hraunin og greind þau öskulög sem fallið hafa á hraunið eftir að það rann. Frekari rannsóknir munu geta fært aldur hraunanna aftar, en sjaldnar framar í tíma. Grafið var undir nokkur hraun til að sannreyna að þau væru söguleg, en slíkur gröftur er oft mikil og tímafrek vinna.
Forsöguleg hraun eru mörg í þessari sprungurein, á bilinu 25–30 sem eru þekkt, en sennilega eru þau fleiri. Flest hafa þau komið af fjallshryggnum sem kenndur er við Brennisteinsfjöll og hafa þau runnið til beggja átta og út í sjó við suðurströndina. Nokkur hraun hafa runnið inn á næstu sprungurein vestanvið, kennda við Krýsuvík, og sum jafnvel yfir hana og til sjávar sunnan við Hafnarfjörð.
Eftirfarandi hraun eru talin úr öðrum gosum en Jón gerði ráð fyrir:
H-200 er nokkuð gamalt hraun sem komið hefur upp við móbergsháls, þar sem kemur upp úr vestasta “Grindarskarðinu”. Þetta hraun hefur runnið til norðurs niður á láglendi og hverfur undir H-139 (Tvíbollahraun).
H-201 er skammt austan við Tvíbolla og hverfur undir yngri hraun.
H-202 er lítill hraunbleðill sem liggur undir H-200 og sést aðeins á litlum bletti.
H-203 er ungt hraun sem liggur við Tvíbolla og hefur verið talið hluti af því gosi. Landnámslagið er ofan á þessu hrauni og það því eldra en gosið í Tvíbollum. Þetta hraun gæti verið sama og H-140, úr Stórabolla. Stutt er milli þessara gosa og því erfitt að greina hraunin sundur þarna.
H-204 er lítið hraun norðaustan við Kistufell. Það hefur komið upp á móbergshálsi sem er mikið brotinn. Ekki náðist að skoða þetta hraun, en það virðist hverfa undir H-134 og er því gamalt. Erfitt er að greina sundur hraun við Þríhnúka, þar sýnir Jón Jónsson (1978) fleiri hraun en hér er gert. Þar sem erfitt getur verið að tengja saman gígaraðir langar leiðir getur verið að færri gos hafi verið í sprungureininni en hér er lýst.
Tvö hraunanna verið færð til sögulegs tíma. Annað er Kistuhraun (H-130) sem hefur gosið á sama tíma og Breiðdalshraun (H-129) og hefur verið aldursgreint (Jón Jónsson 1978). Hitt er lítið hraun við gígaröð sem nefnist Svartihryggur og er einnig sögulegt. Landnámslagið frá 870–880 liggur undir báðum hraununum. Á þessari sprungurein hefur gosið a.m.k. 10 sinnum á síðastliðnum 1100 árum og er ekki ósennilegt að gosin hafi komið í hrinum eins og í Kröflueldum og sýnt hefur verið fram á að hafi gerst í Krýsuvík (Haukur Jóhannesson og Sigmundur Einarsson 1988; Haukur Jóhannesson o.fl. 1991). Sennilega hefur verið goshrina á svæðinu um 950, en nákvæmari rannsóknir þarf til að greina gosin betur í sundur Brennisteinsfjöll eru eina háhitasvæðið í vestara gosbeltinu sem ekki hefur verið rannsakað með borunum og er óraskað. Nýting svæðisins getur því annað hvort orðið til útivistar eða til virkjunar jarðhitans, t.d. til framleiðslu á raforku.
Útivistarfólk telur yfirleitt að ekki fari saman nýting jarðhitasvæða til virkjunar og nýting til útivistar. Þeir sem vilja nýta orkuna telja slíkt geta samrýmst og benda á að vegir auðveldi aðgengi inn á falleg og spennandi svæði. Gígaraðir og einstakir gígar, hrauntraðir og hraunhellar, niðurföll í hraunum og ólíkir hraunstraumar gera þetta svæði mjög sérstakt til rannsókna og skoðunar á slíkum myndunum (myndir 8 og 9). Þá er mikill kostur að gróður er lítill á svæðinu og jarðmyndanir skýrar. Slíkar minjar eru óvíða svo ósnortnar og nálægt byggð og svæðið því einstakt að því leyti. Sumar gosmyndanir á svæðinu eru einstakar, s.s. Þríhnúkagígur, Kistufell o.fl. Á brún Lönguhlíðar eru tveir stórir dyngjugígar frá síðustu ísöld og sá þriðji austan við Stórabolla. Þessir gígar eru skýrir og fallegir og er verndargildi þeirra hátt. Svona svæðum nálægt þéttbýli fækkar sífellt og með auknum ferðamannastraumi verða þau æ áhugaverðari og verðmætari þeim sem vilja njóta útivistar og kyrrðar náttúrunnar.
Eldri myndanir sem liggja undir nútímahraunum sjást vel í jöðrum fjallanna. Við rannsóknir með borunum í Brennisteinsfjöllum þarf að fara varlega við vegalagningu, því erfitt mun er að leggja þar vegi sem ekki verða til mikilla lýta í landinu. Þá þarf að huga að því að erfitt verður að leggja rafmagnslínur eða aðrar leiðslur án verulegra spjalla á náttúrunnni. Ekki er unnt að leggja vegi inn á svæðið án þess að fara yfir hraun sem runnið hafa á sögulegum tíma eða gígaraðir nema úr vestri, eftir Lönguhlíð. Ef lagðir eru vegir inn á svæðið opnast það fyrir ökutækjum og aðgengi verður auðveldara, en um leið hverfur öræfakyrrðin og tign sú er hvílir yfir svæðinu. Þó ekki sé það tilgangur þessarar skýrslu að meta verndargildi svæðisins er nauðsyn að benda á það strax að um mjög sérstakt svæði er að ræða.“
Áður hafði verið gengið um sunnanverð Brennisteinsfjöllin og þeim verið gerð skil.
Frábært veður. Gangan tók 9 klst og 9 mín. Gengnir voru 24 km.

Heimildir m.a.:
-Helgi Torfason, Náttúrufræðistofnun Íslands, Magnús Á. Sigurgeirsson, Geislavörnum ríkisins, Brennisteinsfjöll – Rannsóknir á jarðfræði svæðisins, janúar 2002.