is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/19879

Titill: 
  • Titill er á ensku Carbon isotopes and systematics of Icelandic low-temperature geothermal waters
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    The carbon chemistry and stable carbon isotope systematics of low-temperature geothermal waters in Iceland was studied. The waters had temperatures ranging from 3 to 97°C, pH between 6.18 and 10.15 as well as dissolved inorganic carbon concentration from 1.8 to 2853 ppm. The carbon isotopes were found to be in the range δ¹³C -1.46 to -13.96‰. The geochemistry of CO₂ and its sources and reactions in low-temperature geothermal water was approached in three ways; by carbonate mineral saturation, a component mixing model and by reaction path isotope modelling. Low-temperature geothermal waters were observed to be calcite saturated, suggesting that calcite may possibly form in low-temperature ground water systems. The source of the carbon in the water and the possible formation of calcite, along with the stable carbon isotope systematics cannot be explained simply by rock dissolution, atmospheric CO2 input and organic matter decay. Instead, progressive basalt dissolution, aqueous speciation, and calcite formation play a major role in carbon isotope systematics and the carbon concentration of the low-temperature geothermal water. For waters that contain low CO₂ concentrations (<50 ppm) and low δ13C values (-5 to -15‰) the CO₂ is thought to be derived from both atmospheric sources and primary rock dissolution. This is due to the variations of CO₂ concentrations and δ13C values generated by the concentration of CO₂ and the exact δ¹³C content of the basalt, and due to carbon isotope fractionation upon water-rock interaction. However, waters that contain high CO₂ concentrations and high δ¹³C values cannot be explained without the introduction of a highly concentrated CO₂ source with a δ13C value of less than -3‰. This source cannot be carbonate dissolution at shallow depth within the crust, as this would result in too low CO₂ concentrations. Mantle degassing through the crust is also unlikely as this would result in too low δ¹³C values. Presently, an alternative CO₂ source of unknown origin has therefore been introduced as the cause of elevated CO₂ low-temperature geothermal waters in Iceland.

  • Efnafræði kolefnis og virkni kolefnis samsæta í lághita jarðhitavatni á Íslandi var rannsakaður. Vatnið var á hitabilinu 3° - 97°C, pH vatnsins var 6.18-10.15 og magn uppleysts ólífræns kolefnis var á bilinu 1.8-2853 ppm. Kolefnis samsæturnar δ¹³C voru á bilinu -1.46 til -13.96‰. Jarðefnafræði CO2, uppruni og efnahvörf í lághita jarðhitakerfum var rannsakaður á þrjá vegu, með mettun kolefnis steinda, blöndunar líkani og með jarðefnafræðilegum samsætulíkanreikningum. Lághita jarðhita vatnið var kalsít mettað, sem bendir til þess að kalsít geti mögulega myndast í lághita grunnvatnskerfum. Uppruni kolefnis í vatninu og myndun kalsítsins ásamt virkni stöðugu samsætanna er ekki hægt að útskýra með uppleysingu á bergi, CO₂ frá andrúmsloftinu eða með niðurbroti lífræns efnis. Í staðinn spila stigvaxandi uppleysing basalts, efnasambönd í vatnslausn og myndun kalsíts stórann þátt í virkni kolefnis samsæta og styrk kolefnis í lághita jarðhita vatni. Uppruni CO₂ í vatni með lágan styrk CO₂ < 50ppm og lág δ¹³C gildi (-5 til -15‰) er talinn vera bæði uppleysing á frumbergi og andrúmsloftið, breytileiki í styrk CO2 og δ¹³C er talinn stafa styrk CO2 og gildi δ¹³C í berginu sjálfu. Aftur á móti er ekki hægt að útskýra vatn með háan CO₂ styrk og há δ13C gildi, án þess að kynna til sögunnar upptök með háan styrk CO₂ og δ¹³C gildi lægri en -3‰. Þessi uppruni getur ekki verið vegna uppleysingar á karbónati á litlu dýpi í jarðskorpunni, þar sem það myndi leiða til hárra δ13C gilda og lágs CO₂ styrks. Afgösunum möttulsins í gegnum jarðskorpuna er einnig ólíklegur þar sem það myndi líklega leiða til of lágra δ¹³C gilda. Önnur CO₂ uppspretta af ókunnum uppruna hefur þ.a.l. verið kynnt sem orsakavaldur hækkaðs CO₂ styrks í lághita jarðhitavatni á Íslandi.

Samþykkt: 
  • 3.10.2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/19879


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
MS_ritgerd Rikey.pdf1.65 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna