Leyndardómurinn um sandinn

Mikið er til af sandi í heiminum í dag. Hver hefur ekki farið á baðströnd og upplifað sand, sand, sand og aftur sand? Tug kílómetra langar strandir sem teygja sig síðan enn lengra. Hvað getur verið svo leyndardómsfullt við sand? Það er algeng fullyrðing meðal jarðfræðinga að sandkorn eru bara litlir steinar sem hafa veðrast frá stærri steinum. Þetta hefur verið kennt áratugum saman. En nú með því að spyrja grundvallar spurninga um sand, er líklegt að gamlir hugsunarhættir muni breytast.

Í tímaritinu Journal of Geology skilgreinir greinarhöfundur John Mangimeli sand þannig:

"...sandur er í eðli sínu skilgreindur sem hvaðeina ögn sem er nógu létt til þess að berast með vindi en of þung til að geta verið sviflausn í lofti. Mjög fínar agnir sem geta verið sviflausn í lofti eru þess vegna flokkaðar sem sylti eða ryk, á meðan að þyngri agnir sem hreyfast ekki undan vindi flokkast sem grjót og möl.

Þó að sandur geti verið samsettur af ýmsum efnum, myndar kvars lang mestan hluta kornanna í sandi jarðarinnar."

Grundvallar spurningin er:

Hvaðan kemur sandurinn raunverulega?

Eftirfarandi mynd, sem er ekki raunveruleg heldur unnin, á að vekja okkur til umhugsunar um uppruna kvars sands. Sé það rétt að veðrun og rof hafi verið valdurinn af sandi jarðar, hvar eru þá kvarsfjöllin sem kvarsagnirnar veðruðust úr? Kristaltær fjöll eru ekki til, þannig að það hlýtur að vera til önnur skýring á uppruna kvars sandkorna. Hver ætli hún sé?

Úr hvernig umhverfi myndast salt?

Enn skrifa ég um salt en salt er í raun óútskýrt í nútíma vísindum. Sjávarseltan er sögð hafa komið úr fjöllum sem ár hafa borið með sér til sjávar en þegar horft er á hlutfall salts miðað við allt berg, þá virðist það afar ólíklegt. Ef berg á hafa myndast úr kviku, þá hlýtur klór að vera meðal frumefna í storkubergi til að mynda saltið með natrín, en það finnst ekkert klór þar.

Þegar við finnum kristallað salt í náttúrunni, þá gefa vísindin þá einu útskýringu að um uppgufun sjávar sé að ræða, þó svo að samsetning saltblöndunnar, stærð kristallanna og ofurstærð salthvelfinganna er sterkur vitnisburður um það að uppgufun sjávar sé útilokað.

Til eru svæði á jörðinni þar sem saltmyndun á sér stað í gegnum uppgufun sjávar. Það umhverfi sem til þarf í slíkt ferli, er grunnur sjór (mesta lagi 2 m djúpur) enda þarf 90% vatnsins að gufa upp til þess að kristöllun geti átt sér stað. Slíkt salt verður aldrei meira en eins metra þykkt lag.

Ef saltið í stóru saltnámum jarðarinnar myndaðist ekki í gegnum uppgufun, hvaðan kom það þá? Hinn stórfenglegi sannleikur er sá, að salt myndaðist í einhverju öðru ferli en uppgufun. Jarðfræðin í dag talar um salthvelfingar sem uppsöfnun salts vegna uppgufunar, en hefur í raun enga skýringu á uppruna sjálf saltsins!

Mig langar undir lok þessarar færslu að benda á eitt atriði í eðlisfræðinni sem vísindamenn hafa gersamlega horft fram hjá hvað varðar kristöllun, í þessu tilfelli kristöllun salts. Kristallað salt getur myndast úr sjó án þess að uppgufun eigi sér stað! Að skilja það ferli er skref í rétta átt til að skilja hvernig berg almennt myndast! Þessi staðreynd er meðal annars ástæðan fyrir því að jarðfræðin í heild sinni er tilbúin í vísindabyltingu.

Hið umtalaða eðlisfræðilega atriði mun ég fjalla bráðum um, fylgist með!

Vísindamenn eru ekki vísindi

UM-teymið vill lýsa yfir miklu þakklæti til vísindamanna ásamt heiðra vinnu þeirra og dugnað, en fjöldi karla og kvenna hafa hjálpað til við að gera rannsóknir UM mögulegar. Smelltu á tengilinn til að lesa hvernig þeir trúa því að flestir vísindamenn sýna ótrúlegan heiðarleika og eru hvattir af einlægri löngun til að lyfta samfélagið, bæta mannlegt ástand, vernda fallegu jörðina okkar og bjarga og lengja líf.

Þó svo að hörð gagnrýni sé uppi gagnvart nútíma vísindum, þá gildir sú gagnrýni ekki vísindamönnum. Lesið yfirlýsinguna hér.

Leyndardómurinn um uppgufun sjávar og myndun salts

Sagt er allt salt sem fyrirfinnst í jarðskorpunni hafi myndast með uppgufun sjávar á fornri tíð. Ef það er satt, þá ætti salt úr saltnámum að líkjast salti sem unnið er úr sjó með uppgufun. Salt í námum og salthvelfingum er tiltölulega hreint, yfirleitt meira en 99% NaCl.

Saltið í krukkunni á myndinni hér til vinstri kristallaðist úr eins lítra af sjó sem var látinn gufa upp. Saltið sem myndaðist eru þunnir og litlir kristallar. Þess á milli eru ýmis óhreinindi, aðallega lífrænar leyfar. Auk þess er mjög merkilegt að ekki myndast bara NaCl, heldur alls 5 mismunandi sölt. Ef uppgufunarkenningin á að standast, þá ætti saltið úr námum að hafa svipaða efnasamsetningu og svipaða kristalla. Staðreyndin er þó sú, að námusaltið er (næstum) hreint NaCl með stóra kristalla eins og sést á næstu mynd en hún er frá Every Island saltnámunni.

Að lokum ætla ég að birta töflu með upplýsingum um samanburð á salti úr sjó annarsvegar og salti úr salthvelfingu hinsvegar. Hér má greinilega sjá að hlutföllinn eru alls ekki þau sömu.

Salt í jarðskorpunni er ekki komið til vegna uppgufun sjávar! Að skilja tilkomu salts á jörðunni er lykillinn að réttri þekkingu á jarðfræði. Meira um salt síðar.

Stærsta einsleita steind heimsins

Hver er stærsta einsleita steind jarðarinnar?

Eiginlega ætti svarið við þessari spurningu liggja klárt fyrir. Nokkrir jarðfræðingar voru spurðir að þessu og viti menn, enginn gat svarað rétt. Ef við spyrðum arkítekt hver sé hæsta bygging heimsins eða líffræðing hver stærsta spendýrið sé, þá myndu þeir svara strax og örugglega. Hvers vegna eiga þá jarðfræðingar erfitt með að svara sams konar spurningu úr þeirra fræðum? Sumir héldu svarið væri kannski falið í einhverju hraunflæði en þeir settu upp svip þegar þeir fengu þá vísbendingu að stærsta steindin væri hærri en Mt. Everest fjallið.

Stærsta einsleita steind veraldar er hærri en 11 km! En hvar er hana að finna? Svarið er neðanjarðar og hún kallast salthvelfing.

Jarðfræði í dag fjallar ekkert um salthvelfingar, enda getur hún enga útskýringu á myndun hennar gefið. Á myndinni hér að ofan er mynd af salthvelfingu í Avery Island, rúmlega 200 km vestan New Orleans, en slíkar hvelfingar er að finna á ýmsum stöðum á hnettinum.

Hvernig myndast salthvelfingar? Þetta er ennþá leyndardómur. Getgátur eru um það uppi að um plastískar formbreytingar hafi átt sér stað en getgátur eru þó ekki vísindi. Átt er við, að saltið hafi risið í gegnum mismunandi jarðlög, en fólk er þá að tala um hvernig saltsúlan hafi myndast, ekki saltið sjálft. Vandamálið er þó að jarðlögin hafa meiri herðu en saltið og á salt þá ekki að geta brotist í gegnum þau. Herða segir til um hvernig eitthvað efni getur skorið í annað efni en ekki getur efni með lægri herðu skorið önnur með meiri herðu. Demantur er hæst allra efna í herðu og hægt er að skera öll önnur efni með honum. Salt er hinsvegar með lága herðu og getur ekki skorið sig í gegnum önnur berglög.

Svo er annar leyndardómur: Flestar salthvelfingar (þó ekki sú í Avery Island) eru með ákveðin lög yfir salttappanum, svokölluð hettuberg. Síðari myndin sýnir úr hverju þessi lög eru. Sérhvert þessara steinda – anhýdrít (vatnsfirrt kalsíum súlfat), gifs (kalsíum súlfat) og kalksteinn (kalsíum karbónat) – eru mismundandi sölt sem myndast á mismunandi hátt við mismunandi aðstæður. Svörin við hvernig þetta allt myndast geta jarðfræðingar í dag ekki gefið, vegna þess að þeir hugsa með röngum forsendum. Um þetta verður fjallað síðar en enn einn leyndardómurinn er þessi: Öll þessi sölt (hettubergin) hafa minni herðu heldur en saltið. Ef saltsúlan á að hafa risið upp í gegnum allt berg (með meiri herðu!), hvers vegna reis hún þá ekki í gegnum hettubergið sem er tiltölulega mjúkt?

Athyglisvert er einnig að ákveðin efni myndast í pörum, þ.e. þar sem eitt efni myndast er annað ákveðið ekki langt í burtu. Salt og olía er slíkt par eins og sést á báðum myndunum. Þetta er engin tilviljun og hefur UM einnig svar við því hvernig stendur á þessu!

Næsta færsla er tengd þessari en hún verður um uppgufun sjávarvatns og kristöllun salts.

Leyndardómurinn um algengustu steindina

Algengasta steind jarðarinnar - hver ætli hún sé? Íslendingum dytti kannski basalt í hug eða jafnvel kvars, en svarið kemur á óvart: það er salt!

Jú, salt er að vísu ekki í jarðskorpunni heldur í sjónum en það er engu að síður á jörðinni og það í miklum mæli. Hvaðan kom það upprunalega? Hvað er börnunum kennt í grunnskóla? Eitthvað á þá leið að ár hafi skolað salti úr bergi og flutt það í sjóinn, ferli sem á að hafa tekið milljónir ára eða eitthvað.

Skoðum þá magnið af salti í sjónum, hversu mikið salt er komið þangað? Ég lagði eftirfarandi þraut fyrir son minn: Ef ég gæti fjarlægt allt salt úr öllum höfum og lagt með því jafn þykkt saltlag yfir öll meginlönd jarðarinnar, hversu þykkt yrði þetta lag? Þú mátt alveg doka við og að minnsta kosti giska. Sonur minn gúgglaði nokkrar upplýsingar, reiknaði og gaf mér hárrétt svar (reyndar í annarri tilraun)!

Svarið við þessari gátu er 152 m! Salt, meira en tvær Hallgrímskirkjur á hæð yfir allt Reykjavík, allt landið, alla Evrópu og öll hin löndin og meginlöndin líka! Þetta er gífurlegt magn af salti, einkum ef við þekkjum meðalhæð allra meginlanda. Ef við gætum jafnað niður öll fjöll og breitt úr þeim yfir öll meginlönd þannig að öll lönd væru jafn há yfir sjávarmáli, hver væri þessi meðalhæð? Svarið við þeirri spurningu er 125 m!

Spurningin sem við stöndum frammi fyrir er sú, er það rétt sem vísindin halda fram, að 152 m há saltsúla hafi myndast úr 125 m háu bergi? Ertu sannfærð/ur um að það sé rétt? Eitthvað af efni hefur sjálfsagt veðrast og borist burt en hve mikið af bergi hefur þurft að fjarlæga til þess að dæmið gangi upp? Ég dreg a.m.k. þá ályktun að salt sjávarins hafi ekki borist með ám yfir gífurlega langan tíma. Að skilja uppruna salts er hluti af þeim skilningi um hvernig meginlöndin hafi myndast.

Síðan er eitt sem maður veltur fyrir sér: Ef uppruni alls er kvika, þá væri hægt að skoða efnasamsetningu storkubergs til að skoða þau frumefni sem þar finnast. Þetta hefur verið gert og sýnir næsta mynd meðaltal magns af þeim frumefnum sem finnast í öllu storkubergi.

Við vitum að salt er NaCl en þegar við skoðum þessa töflu, þá vaknar spurningin: Hvar er klórið? Klórið ykkur í hausnum, það er eina klórið sem þið finnið. Það er ekkert klór. Hvernig myndaðist þá saltið? Örugglega ekki úr bergi!

Það eru fleiri leyndardómar um salt sem ég mun birta hér bráðum sem vísindin gefa í mesta lagi kjánalega útskýringar á, en augljóst er að salt myndast ekki á þann hátt sem jarðfræðin kennir okkur í dag.

Hringrás bergsins

Svolítið þarf enn að draga í efa en ég geri mér fulla grein fyrir því að ekki er nóg að segja að eitthvað sé rangt, einnig þarf að gera grein fyrir hlutunum eins og þeir eru réttir. Hvað þennan punkt varðar, þá bið ég um biðlund. Svör munu fylgja en í raun er það hollt að melta hlutina aðeins og spyrja sjálfan sig hvort vísindum geti skjáltlast svona hrapalega. Við skulum heldur ekki rugla saman vísindum og tækni, en þó svo að nútíma vísindi séu stöðnuð og komin í strand, þá hefur tæknin þróast mjög hratt en það er allt annar leggur. Við höfum þá tilhneygingu að treysta fullkomlega bæði tækni og vísindi. (Sama sagan með lækna, við treystum oft því sem þeir segja 100% þó svo að þeir séu í mörgum tilfellum sölufulltrúar lyfjafyrirtækja, en það er önnur saga). Þróum með okkur gagnrýna hugsun sem er í raun mjög góður vísindalegur eiginleiki.

Það að kvikukenningin standist ekki, hefur margar afleiðingar í för með sér - ekki er alveg nóg að skipta bara einni falskenningu út fyrir hina réttu. Það er nefnilega svo margt sem hangir á kvikukenningunni sem hrynur með henni (samanber að við er komin til Selfoss en ætluðum til Borganess - ekki dugar neitt minna en að fara alla röngu leið til baka og þaðan síðan í rétta átt). Eitt atriði sem hrynur með kviku-falskenningunni er hringrás bergs, en eftirfarandi mynd sýnir hvað kennt er í dag:

Undirstaða þessarar myndar er kvikan en hún er jú ekki til. Auk þess getur kristöllun ekki átt sér stað frá storknun. Ég spurði fróðan mann um kristalla í dag en hann tjáði mér að þeir myndast þegar kvika storknar hægt. Það er oft búið að reyna að sýna fram á myndun kristalla í gegnum storknun en aldrei tekist, en samt ríghalda menn sér í þessa kenningu. Kvars getur ekki myndast úr kviku, um það hef ég fjallað áður.

Hvernig kristallar raunverulega myndast mun ég skrifa um síðar, en ef til vill hafa einhverjir nýtt sér sýnishorn úr Bindi I þar sem hægt er að lesa sér til um myndun kristalla. Hér kemur aftur slóðin að þeirri síðu.

Þessi hringrás bergs eins og hún er þekkt í dag er sem sagt ónothæf og er til einskis annars nýt en að vera kastað á bál.

Grundvallar spurningar í jarðfræði í dag eru ósvaraðar sem gera hringrás bergs bæði ranga og villandi. Jarðfræði hefur þróast í að vera jarð-fræðileg-fræði í staðinn fyrir að vera jarð-rökrétt-fræði.

Framundan eru færslur um enn fleiri leyndardóma í jarðfræði í dag en eftir það munu þessar færslur snúast um að afhjúpa þessa leyndardóma, einn af öðrum. Þetta eru spennandi tímar!

Þrýstiraf (Piezoelectric) vísbendingin

Snúum okkur aftur að kvars, en eins og ég hef minnst á áður, þá myndast það við ákveðnar aðstæður: í vatni við ákveðinn hita og þrýsting. Hitastigið má þó ekki fara yfir ca. 500°C, hvorki við myndun né síðar til þess að viðhalda eiginleikum steindarinnar. Ef hitastigið fer yfir 570°C, þá missir það hina svokallaða þrýstirafleiðni (Piezoelectricity) og er hún þá algerlega glötuð og fæst aldrei aftur.

Sumir kristallar eru gæddir þessum þrýstirafeiginleikum, en þá myndast rafstraumur í þeim ef þeir fá á sig þrýsting, t.d. með því að slá tveimur slíkum steinum saman, sjá mynd hér til hliðar.

Oft eru kvars steinar notaðir í úrgerð, enda "tifa" þeir mjög nákvæmlega þegar þeir gefa 32.768 rafútslög á sekúndu.

Þrýstirafeiginleikar kvars steina sem fyrirfinnast allsstaðar úti í náttúrunni eru mjög sterk vísbending um það, að við myndun þessara steina hafi hitastigið verið undir 570°C! Berg getur þá ekki myndast við storknun, nema að mjög takmörkuðu leyti eða við hraungosum en í slíku storkubergi finnur maður aldrei kvars.

Þessi umræddi eiginleiki kvars kemur við sögu í næstu færslu sem verður um seglusvið jarðar.

Svör, svör og enn fleiri svör!

Nú er ég búinn að lesa tæplega þriðjung af fyrsta bindinu og það er nánast að það detti úr mér augun með hverri blaðsíðu. Hlutirnir verða skýrari og skýrari og aldrei hefur verið jafn erfitt að leggja frá sér bók eins og í þessu tilfelli. Áður en ég kynntist UM litu vísindi svona út fyrir mér:

Mörg stykki pössuðu að vísu vel saman en þau gáfu enga heildarmynd og höfðu allt of marga lausa enda. Meira og meira eru vísindi fyrir mig að þróast í þetta:

Ég hvet sérhvern sem hefur áhuga á að uppgötva að kynna sér nánar UM - Ný vísindi árþúsundsins. Þið munuð fá svör, svör og ennþá fleiri svör!

Að lokum læt ég skemmtilegt myndband frá Larame Fessler fylgja.

Sýnishorn úr UM Bindi I: Hraun-núnings líkanið

Universal Model hefur gefið út fyrsta bindi af þremur um alhliða náttúrufræði sem sameiginlega myndar hið svokallaða Alhliða líkan. Í fyrsta bindinu sem er nýkomið út er talað um jarðarkerfið. Annað bindi er væntanlegt nú í haust en það mun fjalla um lífkerfið, en þriðja og síðasta bindið er í vinnslu en það mun fjalla um alheimskerfið, þ.e. stjörnufræði, eðlisfræði og efnafræði.

Fyrir áhugasama, þá er hægt að kaupa rafræna útgáfu af fyrsta bindinu og einnig af samantekt, sjá undir Netverslun UM hér til hægri. Stefnt er að stærri pöntun bókarinnar til Íslands til endursölu hér, síðar á þessu ári.

Færslur í þessu bloggi munu innihalda efni úr fyrsta bindi og um annað efni tengt því, þar til næsta bindi kemur út en þá víkkar umræðuefnið töluvert.

Í sambandi við uppruna eldgosa út frá flóðkröftum sem ég greindi frá fyrir fáeinum dögum síðan, þá er gott að skilja lögmálið um núning og hita. UM hefur á ný gefið út sýnishorn úr fyrsta bindinu sem er undirkafli 5.3 - Hraun-núnings líkanið, smellið hér til að lesa.

Áður hef ég birt hlekk á sýnishorn um hvernig myndun kristalla gengur fyrir sig, hér er sá hlekkur aftur.