Krýsuvík – yfirlit jarðhitarannsókna

Upphafið – Eggert og Bjarni
Upphaf rannsókna á jarðhitasvæðinu í Krýsuvík má rekja aftur til ársins 1756. Þá voru Eggert Ólafsson og Bjarni Pálsson þar á ferð en þeir voru meðal helstu boðbera upplýsingastefnunnar hér á landi. Þeir félagar könnuðu jarðhitann í Sveifluhálsi austanverðum og boruðu þar m.a. 32 feta djúpa rannsóknarholu. Rannsóknirnar breyttu ekki þeirra fyrri skoðunum á uppruna jarðhitans, þ.e. að hann væri ekki kominn úr iðrum jarðar heldur skapaðist á nokkurra feta og í mesta lagi nokkurra faðma dýpi í jörðinni (Eggert Ólafsson 1975).

Boranir 1941-1951
Milli 15 og 20 grunnar holur voru boraðar í nágrenni Krýsuvíkur á árunum 1941-1951, líklega allar innan við 200 m djúpar. Ekki liggja fyrir nákvæmar upplýsingar um þessar boranir, en tilgangurinn með þeim var að afla gufu til rafmagnsframleiðslu fyrir Hafnarfjörð og voru þær kostaðar af bæjarsjóði Hafnarfjarðar og Rafveitu Hafnarfjarðar (Ásgeir Guðmundsson 1983, Halldór Ármannsson og Sverrir Þórhallsson 1996).
Ein þessara holna, stundum nefnd Drottningarholan, sem boruð var í Seltúni árið 1949, blés allt til ársins 1999. Talið er að hún hafi sofnað snemma í október það ár en þann 25. október varð feikna mikil gufusprenging í holunni. Talið er að holan hafi stíflast vegna útfellinga og að úr sér genginn holubúnaðurinn hafi gefið sig þegar þrýstingur byggðist að nýju upp í aðfærsluæðum holunnar sem hafði blásið samfellt í 50 ár.

Boranir 1960
Í framhaldi af viðræðum Hafnarfjarðarbæjar og Reykjavíkurborgar um hitaveitu frá Krýsuvík til Hafnarfjarðar og Reykjavíkur voru boraðar þrjár holur í næsta nágrenni Krýsuvíkur árið 1960. Til verksins var notaður nýr jarðbor, Gufubor ríkisins og Reykjavíkurborgar. Holurnar urðu 1275, 1220 og 329 m djúpar. Ekki var settur raufaður leiðari í holurnar og hrundu þær þegar þeim var hleypt í blástur.
Áður höfðu fengist upplýsingar um jarðlög og hita í holunum. Niðurstöður borananna ollu nokkrum vonbrigðum þar sem mestur hiti í holunum reyndist á 300–400 dýpi, 200–225°C, en neðar fór hitinn lækkandi. Boranirnar voru kostaðar af ríkissjóði (Ásgeir Guðmundsson 1983, Halldór Ármannsson og Sverrir Þórhallsson 1996). Þessar þrjár holur hafa í umfjöllun um rannsóknir yfirleitt verið nefndar hola 1, 2 og 3 og í seinni tíð KR-1, KR-2 og KR-3.

Borun 1964
Árið 1964 var boruð 300 m djúp hola í Krýsuvík til vatns- og gufuöflunar fyrir gróðurhús á staðnum. Þessi hola hefur verið nefnd hola 4 eða KR-4.

Krýsuvíkuráætlun 1970–1971
Árið 1970 hófst á vegum Orkustofnunar kerfisbundin rannsókn á Krýsuvíkursvæðinu í kjölfar fimm ára áætlunar sem stofnunin hafði gert um rannsókn háhitasvæða. Í áætluninni var Krýsuvíkursvæði skilgreint þannig að það náði yfir jarðhitasvæðin í Krýsuvík og nágrenni, þ.e. við Trölladyngju og milli Sveifluháls og Núpshlíðarháls (Stefán Arnórsson og Stefán Sigurmundsson 1970).
Tilgangurinn var að kanna útbreiðslu heits bergs og vatns á svæðinu, berghita, vatnsforða heita bergsins og gegndræpni þess, en niðurstöður slíkrar könnunar voru taldar nauðsynleg undirstaða fyrir raunhæfar áætlanir um nýtingu jarðvarma í stórum stíl. Í heildarskýrslu Jarðhitadeildar Orkustofnunar um rannsókn jarðhitans á Krýsuvíkursvæði (Stefán Arnórsson o.fl. 1975) er gerð ítarleg grein fyrir niðurstöðum rannsóknanna sem voru m.a. jarðfræðikortlagning, mælingar á smáskjálftum, jarðsveiflumælingar, viðnámsmælingar, segulmælingar, þyngdarmælingar, efnafræði jarðhitavatns, boranir og borholurannsóknir.

Þrjár rannsóknarholur voru boraðar árið 1971 og ein til viðbótar árið 1972. Hola 5 (KR-5) við suðurenda Kleifarvatns varð 816 m djúp, hola 6 (KR-6) norðan við Trölladyngju varð 843 m djúp og hola 7 (KR-7) við Djúpavatn varð 931 m djúp. Hola 8 (KR-8) var boruð 1972 við Ketil vestan undir Sveifluhálsi og varð hún 930 m djúp.

Sem fyrr var borað niður í gegnum hæsta hitann í öllum borholunum og voru settar fram þrjár skýringar á því:
(1) Uppstreymi á miklu dýpi undir svæðinu og þaðan skástreymi í átt til yfirborðs til allra hliða, meira eða minna.
(2) Aðskilin uppstreymissvæði, líklega eitt undir Sveifluhálsi og annað undir Trölladyngju og lárétt streymi út frá þeim á tiltölulega litlu dýpi. Lárétta streymið leiðir til myndunar á svepplaga massa af heitu vatni og bergi ofan á uppstreyminu.
(3) Dvínandi hitagjafi undir svæðinu án verulega minnkaðs rennslis inn í það neðan frá. Þetta leiðir til lækkunar á hita vatnsins í rótum jarðhitakerfisins og eykur líkur á kólnun ofan frá.
Höfundar skýrslunnar töldu skýringu (1) ekki koma til álita þar sem hola 8 fór einnig í gegnum hæsta hitann en hún var talin staðsett í miðju megineldstöðvarinnar í Krýsuvík. Ekki var talið unnt að skera úr um það með fyrirliggjandi þekkingu hvort skýring (2) eða (3) ætti betur við um Krýsuvíkursvæðið eða hvort einhverjir aðrir þættir réðu hinum viðsnúnu hitaferlum í borholunum. Hátt eðlisviðnám djúpt undir jarðhitasvæðinu var talið geta stafað af lágum hita eða litlum poruhluta og fremur talið styðja hugmyndina um dvínandi hitagjafa.
Í grein Stefáns Arnórssonar o.fl. (1975) um rannsóknirnar á Krýsuvíkursvæðinu koma fram sömu niðurstöður nema hvað tilgáta (1) hefur verið felld út. Þessar niðurstöður ollu ekki síður vonbrigðum en niðurstöður borananna árið 1960 og hafa vafalítið ýtt undir það að ekki varð af frekari rannsóknum á svæðinu um sinn og áhugi stjórnvalda og annarra beindist að öðrum jarðhitasvæðum.

Rannsóknir á níunda áratugnum
Um 1980 var enn farið að huga að jarðhitanum á Krýsuvíkursvæðinu. Frá því að rannsóknum á Krýsuvíkursvæðinu lauk hafði mikil reynsla fengist af rannsóknum á háhitasvæðinunum við Kröflu og í Svartsengi.
Í erindi á ráðstefnu Jarðfræðafélags Íslands haustið 1980 kynnti Valgarður Stefánsson líkanhugmynd af svæðinu byggða á endurskoðun rannsóknargagna frá Krýsuvík. Valgarður segir að viðsnúnir hitaferlar séu tákn um lárétt streymi í bergi og telur að hitadreifing í borholum bendi til að uppstreymi sé annars vegar austan við Seltún í Krýsuvík og hins vegar við Trölladyngju en niðurstreymi á milli svæðanna, þ.e. í Móhálsadal. Hér er í raun endurvakin skýring (2) frá Krýsuvíkuráætlun og hún talin eiga við rök að styðjast.

Á árunum 1983-1986 var af og til unnið að jarðhitarannsóknum á svæðinu á vegum Orkustofnunar. Niðurstöður þeirra rannsókna hafa aldrei verið teknar saman í heild en þær hafa að nokkru leyti komið fram í ýmsum skýrslum og greinum, m.a. á vegum Jarðhitaskóla Sameinuðu þjóðanna. Fljótlega komu t.d. fram hugmyndir um hliðrun Krýsuvíkurgosreinarinnar til vesturs eða norðvesturs um 1-3 km frá því á síðasta jökulskeiði og bent var á samsvarandi hliðrum í gosrein Brennisteinsfjalla. Einnig kom í ljós að sprungukerfi með stefnu nálægt norður-suður, framhald skjálftasprungna á Suðurlandi til vesturs, virtust tengjast jarðhitanum við Krýsuvík og við Sandfell (Sigmundur Einarsson 1984).
Kifua (1986) telur í skýrslu sinni um jarðhitasvæðið við Trölladyngju sem unnin var við Jarðhitaskólann að austur-vestur útbreiðsla jarðhitaummyndunar virðist eiga rætur að rekja til eiginleika s.s. brota í jarðaskorpunni sem liggja undir yfirborðslögum og tengjast hugsanlega skjálftabeltinu.
Í erindi Sigmundar Einarssonar og Hauks Jóhannessonar á ráðstefnu Jarðfræðafélags Íslands vorið 1988, sem að hluta byggðist á rannsóknum á vegum Orkustofnunar, er rakin gosvirkni í Trölladyngjubrotakerfinu á nútíma. Þar er einnig minnst á eldvirkni í Krýsuvík austan við Sveifluháls, en hún talin liggja utan við meginbrotakerfið.
Í grein Sigmundar Einarssonar o.fl. (1991), sem einnig byggðist að hluta á rannsóknum Orkustofnunar, er gerð allítarleg grein fyrir yngstu goshrinunni í Trölladyngjukerfinu. Þar kemur m.a. fram að óreglur eru í gossprungu Krýsuvíkurelda þar sem hún liggur gegnum jarðahitaummyndun við Vigdísarvelli.
Sumrin 1983-1984 voru gerðar viðnámsmælingar á háhitasvæðinu við Trölladyngju en talin var þörf á verulegum viðbótarmælingum til að unnt yrði að draga af þeim nægjanlega öruggar ályktanir um gerð jarðhitasvæðisins (Ólafur G. Flóvenz og Kristján Ágústsson 1985).

Rannsóknir fyrir Lindalax hf. 1986
Árið 1986 gerði Orkustofnun ítarlega skýrslu um jarðhitasvæðið við Trölladyngju og byggðist hún að mestu á niðurstöðum rannsókna undagenginna ára og frekari úrvinnslu eldri gagna (Orkustofnun og Verkfræðistofan Vatnaskil 1986).
Í niðurstöðum er gert ráð fyrir að Trölladyngjusvæðið sé vestasti hlutinn af stóru jarðhitasvæði sem teygi sig austur að Kleifarvatni og suður í Sandfell og tengist náið eldvirkni á nútíma. Út frá viðnámsmælingum og borholugögnum er jarðhitakerfinu skipt í efra kerfi á 300–500 m dýpi og talið að hiti í því geti verið allt að 260°C. Í neðra kerfi, sem ekki hefur verið borað í (neðan 900 m), er gert ráð fyrir að hitinn geti verið á bilinu 270–300°C og byggist sú niðurstaða á efnarannsóknum í gufuaugum. Gróft mat á vinnslugetu svæðisins er í skýrslunni talið benda til að orkan í efstu 1000 m nægi til framleiðslu 100 MW af varmaorku í 140 ár.