Geologi

Geologi

Frågor och svar

Detta är ett forum för diskussioner om geotermisk egergi.

För 141 miljoner år sedan

EnergiPosted by Lisa Bergh Thu, October 10, 2013 08:37:00

För 141 miljoner år sedan

Meteoritnedslaget vid Dellen inträffade för 141 miljoner år sedan. Det var vid den tiden då dinosaurierna hade goda liv på jorden.

(76 miljoner år senare var de alla döda på grund av det meteoritsnedslag som blev en global katastrof. Det har efterlämnat en när 200 km diameter kraterstruktur på nuvarande Jucatánhalvön i Centralamerika). Trots att omfattningen av förödelsen var avsevärt mindre innebar nedslaget vid Dellensjöarna ändå en betydande ommöblering i landskapet.

Meteoritnedslaget vid det som nu är Dellensjöarna kan ses i dag som en ca 20 km diameter krater i landskapet. Det är svårt att förstå när man befinner sig i kratern, men ser man ut över den från någon höjd på kraterranden inser man vilken enorm grop det är.
Nere i kraterns finns bara få tecken som antyder vad som inträffade för 141 miljoner år sedan. Och först med moderna höjddata ser man att det rör sig om en nära cirkelrund nästan 350 m djup sänka.

Dellenkraterns upptäcktshistoria började för över 120 år sedan. 1888 beskrev Svenonius en vulkanisk bergart som hittats i avlagringar från istiden, 1910 föreslog Högbom att den kanske kunde vara orsakad av ett meteoritnedslag – en fantastisk tanke på den tiden. 1968 hittade Svensson de tecken på extremt höga tryck som bevisade att bergarten hade ett samband med ett meteoritnedslag – det var första gången något sådant påvisades i Sverige. Det dröjde ytterligare en tid innan det accepterades och redovisades på de geologiska kartorna.

Men när inträffade händelsen? Vulkanerna, som de första nedslagskratrarna kallades, ansågs vara Tertiära – dvs. bildade för mindre än 65 miljoner år sedan. Allteftersom mera sofistikerad teknik kom i bruk föreslogs åldrar på ca 40, 246, 104, 112, och 89 miljoner år, och nu år 2013 har man funnit att nedslaget inträffade för 141 miljoner sedan! Denna enorma spridning i ”ålder” beror på de komplicerade processer som uppstår, trots att det hela är över på bara några få minuter.

Solsystemet sett från Jupiters bana.

Meteoritnedslag orsakas av asteroider som fått jordkorsande banor (svart), eller av kometer.

Nya bergarter, som uppstår sekundsnabbt, består av allt från enbart fragment av berggrunden, via en mångfacetterad blandning av smälta bergarter med spår av meteoriten, till smälta som omedelbart underkylts och blivit bevarad som glas. Det är i detta glas som tidpunkten för bildningen har konserverats i form av proportionerna mellan olika isotoper av det gasformiga grundämnet Argon. Det krävs en omfattande procedur för att försäkra sig om att dessa isotoper verkligen ”glasades” in i samband med nedslaget och inte t.ex. ärvts av från den mycket äldre berggrunden eller tillförts genom senare processer som har påverkat kratern.

Ett noggrant urval av bergartsprover, ett minutiös urval av homogena glaskorn som endast är några tiondels millimeter stora och en mängd mätningar med mycket speciell teknik har säkerställt ”En högprecisions 40Ar/39Ar åldersbestämning” som titeln till den vetenskapliga artikeln börjar med. Bland författarna är Paula Lindgren – en av studenterna som deltagit i undervisningen på plats vid Dellensjöarna.

Ljusdalsgranit med stora fältspatkristaller
fragmentförande dellenit
suevit
med fragment av bergarter, mineralkorn och smälta
glasig dellenit som använts för åldersbestämningen

Anmärkningsvärt nog hittades inga spår av meteoriten i det material som undersökts – varken förhöjda halter av nickel, krom eller iridium som brukar förekomma i nedslagssmältor.

Dellenova – omtalat i artikeln som ”vetenskapligt centrum för information till allmänheten och skolverksamheter” – har bidragit med provmaterial till åldersbestämningen och är således nu världskänt bland kraterforskare

Åldern för nedslaget vid det som nu är Dellensjöarna inföll i en period som i Sverige bara efterlämnat bergarter i Skåne. Hittills har ingen kunskap vunnits om hur jordens översta del var beskaffat vid nedslagsplatsen – men det finns möjligheter - ty i fragmentbergarten suevit som hittats i kratern finns också brottstycken från andra bergarter än Ljusdalsgranit. Det kanske låter som ett specialintresse för inbitna geologer att forska efter en landyta som för länge sedan försvunnit.

Men Dellenstrukturen har också betydelse för mera näraliggande kunskapsbehov om berggrunden. Den omfattande fragmenteringen av berggrunden som orsakades av nedslaget sträcker sig över många storleksordningar. Något som i sin tur ger förutsättningar för att nå bättre kunskaper som har betydelse för geotermisk energiutvinning, koldioxidlagring och förvaring av radioaktivt avfall. Sannerligen problem som dinosaurierna inte behövde bekymra sig om.

Herbert Henkel

http:\\www.geologi.se\141miljoner.pdf

  • Comments(1)//energi.geologi.se/#post10

Världens största energilager

EnergiPosted by Lisa Bergh Sun, August 11, 2013 12:44:13

Eva Ahlman, ansvarig för verksamhetsutveckling och energi på Swedavia som äger Arlanda.

Prof. Olle Andersson är designer för Arlandaprojektet:

Arlanda akviferlager är ett av de största i världen och därtill störst i världen med ett system utan värmepump.

Man använder grundvatten från varma och kalla sidor om Brunkebergsåsen som förser flygplatsen med all den kyla den behöver. Överskottsvärme lagras som sedan används vintertid till förvärmning av ventilationsluft, samt värmesystem för avisning av flygplanens uppställningsplatser.

Total 11 brunnar mellan 16 och 28 meter djupa ner i akviferen. Investeringen är 50 miljoner kronor och man räknar med att ha tjänat in hela beloppet inom ca 7 år. Det finns planer på vidare utveckling av projektet.



  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post9

Vad har Arlanda flygplats Friggesund och Luleå gemensamt? - En gigantisk energikälla i ett naturligt akviferlager!

EnergiPosted by Lisa Bergh Sun, August 11, 2013 12:42:46

Från 10-talet dödisgropar påverkas vattennivån i Gröntjärn som är en fri vatten nivåyta, ca 213 möh. Lägsta nivå i Gröntjärn är konstant på grund av ett bottentäckande lerskikt. Vattennivåer över detta lerskikt strömmar vattnet vidare genom grusavlagringar och rullstensåsar, skapade under flera istider vi har tre konstaterat istider som förekommit här, (1988).

Den ev. akviferens nivåer från källa till Friggesund och ev. vidare österut:

Gladbäcken, ca 164 möh, ligger ca 2,4 km ”nerströms” och ca 40-50 meter under ”källan” Gröntjärn, i denna akvifer trycks grundvatten upp till en ytan ca 250 m². Detta vatten fortsätter sedan som flöde, både som fri vattenyta och i akviferen, ner mot samhället. En stor del från den både den öppna och slutna akviferen strömmar vatten ut i Svågan genom vattenflödesdeltat på 80-90 m.ö.h . bl.a. Gladbäcken, Ängebo. Många har sin vattenförsörjning från akviferen. (Docent Kerstin Forsberg, Ingenjörsvetenskap KTH har planer på omfattande studier genom doktorandarbeten, efter Dellenovas presentation, våren 2013. Detta ev. akvifersystem är inte tidigare presenterats eller känt).

1986 kunde Geologiska Sällskapet, GHGS, initiativ ordf. Göran Persson, i samarbete med SGU (Swedlund), konstatera sannolikt tre istider, vilket förklarar den ca 6 mil långa och djupa grusavlagringen som följer österut, Svågadalen ner mot kusten och Hudiksvall. Detta gruslager har under tusentals år skapat flera uppdämningar nedströms som orsakat att norra Dellen Idag ca 42 m.ö.h., från att för ca 3000 år sedan var ca 39 m.ö.h., ca 3 meter lägre än i dag. Forskningen som ligger till grund för vattennivån är av GHGS och SGU analyser från genomförda djupgrävningar bl.a. vid Sundsösundet. En helt annan forskning som Nils-Axel Mörner, Stockholms Universitet, påvisat vid Södra Dellens utlopp mot bl.a. Sörforsa att den vattennivån var fullt möjlig. Det har sannolikt även förekommit minst ett vid samma tid mycket kraftigt jordskalv från havet och någon mil in i landet. (Bodagrottor och Storberget).

©GEOSUS, Herbert Henkel, KTH, SGU grundkarta. Bilden visar höjdskillnader idag: Blå är lägsta nivå och röd den högsta. Grön prick är epicentrum för meteoritned-slaget. (Här framgår också delar av akviferen Gröntjärn (Ljusdal kn) – Hudiksvall C)



  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post7

Hur beräknas och vad övrigt påverkar geotermisk energi?

EnergiPosted by Lisa Bergh Sat, June 08, 2013 11:24:48

Den geotermiska effekten som kan tas ut beror på vattenflödet som kan cirkuleras i berggrunden och temperatursänkningen som energisystemet behöver: Effekten [W] = verkningsgrad x flödet [ls-1] x temp.skillnad [oC] x 4200 (vattnets värmekapacitet [J kg-1 K-1]. Obs vid alla sådana system går det åt drivenergi till pumpar och värmepumpar – det blir en minusterm till ekvationen i storleksordningen 5 – 10 % (alltså E effektiv = E – 0.1 E). Det är för att få upp faktorn temperaturskillnad som man måste borra djupt – dit där det är varmt. Dessutom måste man ha kontroll på faktorn flöde och det är det som kräver FoU och utarbetande av en effektiv djupborrningsborrteknik. Det vet oljeindustrin redan mycket om i sedimentär berggrund. I kristallin berggrund är den kunskapen begränsad.

  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post3

Geotermisk energi är inte det bara för länder med heta källor…. Är berggrund alltid lika varm?

EnergiPosted by Lisa Bergh Sat, June 08, 2013 11:24:23

Det är bara i vulkaniska trakter som man kan utnyttja det naturliga geotermiska flödet kontinuerligt över lång tid (där tillförs värme genom konvektion) – och där är det avsevärt större än 50-70 mW per m2. Vid alla andra geologiska förhållanden tar man ut den i berggrunden lagrade värmen – dvs man kyler av den. När temperaturen sjunkit måste man ha nya borrhål och nya bergvolymer att ta värme från medan de nerkylda värms upp igen (genom värmeledning + värme från radioaktivt sönderfall) när de inte används längre. I dag används bergvolymer på 500 x 500 x 500 m (0.125 km3) och de beräknas hålla temperaturen under ca 20 år.

  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post2

Hur förhåller sig olika energiflöden jämfört med varandra…..

EnergiPosted by Lisa Bergh Sat, June 08, 2013 11:23:52

Det finns två “naturliga” energiflöden – solen med på våra breddgrader på marknivå 500 +- 50 W per m2 (utanför atmosfären i ekvatorsområden är det 3ggr så stort) och jordens värmeflöde med 50-70 mW per m2. Det geotermiska energiflödet är alltså 10 000 gånger mindre än solenergiflödet per ytenhet. Av dessa kan man göra el med olika verkningsgrad (solel ca 10 % med ca 50 % tillgänglighet dvs. en faktor 0.05 framför siffran ovan, solvärme ca 90 % med tillgänglighet 50 % ger faktorn 0.45, geotermisk el verkningsgrad max 35 % tillgänglighet 95 % ger faktor 0.3, geotermisk värme 95 % x 95 % ger faktor 0.9. (För vindel är tillgångligheten t.ex. 30 %, för kärnel är verkningsgraden 35 % och tillgängligheten 50 – 90 %, osv).

Till värmeflödet från jordens inre läggs också värme från radioaktivt sönderfall i översta jordskorpan som är ca 1.5 MW i en volym på 500 x 500 x 500 m. /DHH

  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post1

Finns andra användningsområden än att värma huset med geoernergi

EnergiPosted by Lisa Bergh Sat, June 08, 2013 11:23:01

Berggrunden kan också användas som energilager eller buffert beroende på berggrundens låga värmeledning (det var det grottmänniskorna upptäckte och därför jagade ut grottbjörnarna – grottan är nästan jämnvarm året om när den väl tagits i bruk – jämför också tunnelbana). Med ett större antal grunda borrhål tar man ut delar av (den relativa) värmen under vintern och skickar ner överskottsvärme från kylning under sommaren. Vällingby Centrum får på det sättet 60 % av sin energi för värme och kyla. Det är teknik som passar alla större anläggningar i vår del av världen och betyder en enorm energibesparing och borde vara standard i allt ny- och ombyggande.

  • Comments(0)//energi.geologi.se/#post0