Meistaradagur náttúruvísinda - haust 2021

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Ásta Rut Hjartardóttir og Páll Einarsson
Prófdómari: Gylfi Páll Hersir

Ágrip

Sprungur og misgengi voru kortlögð á Tulu-Moye-Ziway svæðinu, sem er á miðhluta gliðnunarbeltis Eþíópíu.  Notuð voru ný hæðarlíkön og loftmyndir, og voru niðurstöðurnar staðfestar með feltvinnu.  Á rannsóknarsvæðinu má finna ýmsar tegundir sprungna, s. s. misgengi, opnar gjár, gossprungur og öskjubrot. Opnar sprungur og gossprungur eru fáar og liggur stefna þeirra á milli norðurs og norð-norðausturs.  Misgengin eru mismunandi eftir staðsetningu.  Á suðurhluta svæðisins, milli Asela og Ziway vatns, eru flest þeirra gömul og stefna í norðaustur.  Þau mynda sigdali og rishryggi.  Misgengi nærri austurbrún gliðnunarbeltisins eru hluti af jaðarsprungum þess og eru talin mynduð vegna fráreks og gliðnunar. Misgengin norðar, ásamt nokkrum misgengjum á suðausturhluta svæðisins, eru yngri og tilheyra Wonji sprungukerfinu sem er talið að myndað og mótað vegna samspils kvikuvirkni og gliðnunar, þegar kvikuinnskot skjótast grunnt inn í jarðskorpuna. Vesturhluti þessa svæðis inniheldur sprungukerfi þar sem sprungur stefna í norðvestur, en í austurhlutanum eru norð- til norð-norðaustlægar sprungustefnur ráðandi. Þar sem sprungustefnurnar skerast sést að norð-norðaustlægu misgengin eru eldri en norðvestlægu misgengin.  Á því svæði liggur Salen gliðnunarhryggurinn.  Hann stefnir í norður-suður og inniheldur gossprungur og sprungur.  Öskjubrot þriggja askja sjást innan rannsóknasvæðisins. Tulu-Moye jarðhitasvæðið er staðsett þar sem öskjurnar skarast við Wonji sprungukerfið.  Auk þess má finna jarðhitaummyndanir sem liggja eftir öskjubrotunum.  Þetta gefur til kynna að jarðhitavirknin á svæðinu sé tengd samspili Wonji sprungukerfisins og askjanna. 
 

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors: Ásta Rut Hjartardóttir and Páll Einarsson
Examiner: Gylfi Páll Hersir

Abstract

The tectonic features of the Tulu Moye-Ziway area in the Central Main Ethiopian Rift (CMER) were mapped by using Digital Elevation Models, aerial photographs, and field observations. The study area contains various tectonic features, such as normal faults, fissures, eruptive fissures, and caldera structures. Fissures and eruptive fissures are few and mainly trend N-NNE. The faults have different characteristics depending on their localities. In the southern part, between Asela and Lake Ziway, most of them are older, and northeasterly oriented, forming horsts and grabens. They are situated near the eastern escarpment; representing the border fault system of the CMER which is formed by tectonic extension. The faults in the north, and a few in the southeastern part, are younger, volcano-tectonically active and belong to the Wonji Fault Belt (WFB).  They are formed by extension deformation assisted by magmatic intrusion. The western part of this section includes a NW-striking fault system, while the N-NNE oriented fault swarm dominates in the eastern part. Crosscutting relationships show that the NNE oriented faults predate the NW oriented faults. This section also hosts the active ~N-S striking Salen spreading axis, an aligned ridge of Holocene fissure eruptions and fractures. Three nested and partially visible caldera structures are identified by tracing caldera wall remnants. The Tulu Moye geothermal area is located where the calderas intersect the WFB, and surface hydrothermal alterations follow the caldera lineaments. This suggests that the geothermal activity is linked with the interaction between the caldera structures and the WFB.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Barbara Irene Kleine, Andri Stefánsson og Eniko Bali
Prófdómari: Hjalti Franzson

Ágrip

Efnagreiningar á heildar efnasamsetningu berggerða eru víða notaðar á sviðum jarðfræðinnar tengt málmgrýtum, ekki hefur tíðkast að nýta aðferðarfræðina til að rannsaka ummyndun í virkum jarðhitasvæðum hingað til. Lagt hefur verið til innan GECO verkefnisins að nýta efnagreiningar á heildar efnasamsetningu berggerða til að meta áreiðni þess að binda CO2 innan jarðhitasvæðisins á Nesjavöllum með tækni CarbFix. Beitt var heildar efnasamsetningar greiningum á 9 sýnum frá ýmsum dýpum og 5 yfirborðs sýnum til að kanna heildar og efna massa breytingu með tilliti til óummyndaðara berggerða. Niðurstöður greininganna voru nýttar til að sýna dreifingu þátta neðan yfirborðs Nesjavalla í 3D með forritinu Leapfrog. Niðurstöður sýna að þrátt fyrir að ummyndun stjórni flestum þáttum, nær fjölbreyttur styrkur lykil katjóna fyrir CarbFix ferlið sjaldan hærri gildum en bakgrunnsgildi fyrir íslenskt basalt. Hinsvegar, leiðir rannsóknin í ljós að töluvert magn af karboni og súlfúri er bundið í jörðu í nálægð við yfirborð og meðfram sprungum. Endurdreifing karbons og súlfúrs í kerfinu getur ekki eitt og sér útskýrt mikla auðgun. Vegna þess, sýnir rannsóknin að þættirnir eru afleiddir, að minnsta kosti að hluta til, frá ytri uppruna (t.d. afgösun kviku). Með tilliti til sjónarsviðs af nústandandi bindingu náttúrulegs CO2 og H2S, er vert að hafa í huga endurhreyfanleika og endurdreifingu þeirra á varhugaverðum efnum fyrir framtíðar áform um niðurdælingu gróðurhúsalofttegunda.

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors: Barbara Irene Kleine, Andri Stefánsson and Eniko Bali
Examiner: Hjalti Franzson

Abstract

Lithogeochemical or whole-rock chemical analysis has been widely used in the field of ore geology, but its application to study geothermal alteration in active geothermal systems remains uncommon. Within the framework of the GECO project, lithogeochemical characterization was proposed to assess the feasibility of the permanent storage of CO2 in the Nesjavellir high-temperature geothermal system in Iceland, using the CarbFix technology. Whole-rock chemical analyses were performed on samples at variable depth from 9 boreholes and 5 surface locations to determine the total and elemental mass change with respect to the unaltered precursor lithology. These values were employed to represent the distribution of components in the subsurface of Nesjavellir in 3D with the software Leapfrog. The results showed that, despite alteration controlling the distribution of most components, the variation in concentration of key cations for the CarbFix process rarely exceed the background values for Icelandic basalts. However, it was made evident that large quantities of carbon and sulfur are being captured in proximity to the surface and along faults, respectively. Redistributions of carbon and sulfur in the system cannot alone explain the large enrichments. Thus, the present study suggests that it is likely that these components derived, at least partially, from an external source (e.g., from magma degassing). The consideration of ongoing storage of natural CO2 and H2S, their remobilization and the redistribution of hazardous elements are recommended for future greenhouse gases injection campaigns.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Barbara Irene Kleine og Andri Stefánsson
Prófdómari: Dr. Halldór Ármannsson

Ágrip

Markmið rannsóknarinnar er að skilgreina uppruna, kristalla myndun og náttúrulegan forða C og S í jarðhitakerfinu á Nesjavöllum til að leggja grunn að frekari rannsóknum á bindingu á CO2 og H2S með niðurdælingu í jarðhitakerfið. Notast var við efnagreiningar á borkjörnum og jarðefnafræðilegar hermanir til að skilgreina náttúruleg ferli sem stjórna útfellingu á C og S spesíum og til að reikna náttúrulegan forða C og S í kerfinu. Karbónat og súlfíð síðsteindir myndast í jarðhitakerfinu á Nesjavöllum vegna innræns þrýstingsfalls suðu og/eða vökva-bergs hvarfa. Hermunin sýnir að suða ásamt lítilsháttar vökva-bergs hvörfum, t.d. uppleysing basalts, orsakar yfirmettun á karbónötum og súlfíðum í sjóðandi vökvanum sem veldur umfangsmiklum útfellingum á þessum steindum meðfram suðu dýptarsvæðinu. Utan svæðisins ýtir lágt hvarf hitastig og tilurð eldfjallagass undir stöðlueika á kalsíti og pýriti og útfellingu þess við vökva-bergs hvörf. Hinsvegar kom í ljós að viðkvæmt jafnvægi er á milli C og S bindingar og útskolun. Við háhraða og hávermis hvörf >200°C er pýrit og kalsít óstöðugt og uppleysing steinda verður óhjákvæmileg. Þetta setur mikilvæg tímamörk þegar litið er til C og S bindingar þegar notast er við náttúrulega myndun steinda í jarðhitakerfinu. Útreikningar sýna að jarðhitakerfið á Nesjavöllum getur náttúrulega búfferað 0.35 kt/ári af CO2 og 1.7 kt/ári af S sem nemur 0.7 og 7.8% af náttúruelgum sveiflum C og S.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Barbara Irene Kleine and Andri Stefánsson
Examiner: Dr. Halldór Ármannsson

Abstract

This research aims to identify the sources, mineral speciation and natural budget of C and S in the Nesjavellir geothermal field as a base for further research into the sequestration potential of CO2 and H2S by reinjection into the hydrothermal system. Chemical analysis performed on drill cuttings from the Nesjavellir geothermal field were combined with geochemical modelling efforts to identify the natural processes governing the precipitation of secondary C and S species and calculate the natural C and S budget of the system. Secondary carbonate and sulfide minerals precipitate from the Nesjavellir hydrothermal system upon adiabatic depressurization boiling and/or fluid-rock interaction. The models show that boiling in combination with minor fluid-rock interaction, i.e., basalt dissolution, will cause supersaturation of carbonates and sulfides in the boiled fluid resulting in extensive precipitation of these minerals along the boiling depth zone. Outside the boiling zone low reaction temperature and the presence of volcanic gas enhance secondary calcite and pyrite stability and precipitation upon fluid-rock interactions. However, a delicate balance between C and S sequestration and leaching was discovered. At high reaction progress and reaction temperatures ≥200°C pyrite and calcite are unstable and mineral dissolution becomes inevitable. This puts an important time constraint on C and S sequestration efforts using natural occurring mineral processes in the hydrothermal system. It was calculated that the Nesjavellir geothermal field naturally buffers 0.35 kt/y of CO2 and 1.7 kt/y of S which amounts to 0.7 and 7.8% of the total annual fluxes of C and S, respectively.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Andri Stefánsson, Finnbogi Óskarsson og Barbara I. Kleine
Prófdómari: Þráinn Friðriksson

Ágrip

Efnafræði jarðhitavatns og -gufu á yfirborði jarðhitasvæðanna í Hveragerði og á Ölkelduhálsi var rannsökuð. 43 vatns- og gufusýnum var safnað úr köldum lindum, ám, heitum laugum og gufuhverum, og efnasamsetning þeirra ákvörðuð. Vatn úr heitum laugum hafði sýrustig á bilinu 6,06-8,69 og lágan styrk Cl (3,32-7,34 ppm), en SiO2 (38.5-217 ppm) og CO2 (6.43-486 ppm) höfðu yfirleitt hæstan styrk uppleystra efna. Líkan var sett fram til að lýsa efnasamsetningu jarðhitavatns á yfirborði sem blöndu þriggja frumþátta, sem voru (1) soðinn djúpvökvi, (2) þétt gufa, og (3) kalt vatn. Þetta líkan gaf skýrt til kynna að vatnið í þeim laugum sem skoðaðar voru reyndist blanda af þéttri gufu og köldu vatni, í ólíkum hlutföllum. Ekkert laugasýnanna innihélt soðinn djúpvökva úr jarðhitakerfunum. Gufa úr gufuhverum var að langstærstum hluta vatn (>99 mól-%) en aðrar helstu lofttegundir voru CO2 (499-6587 µmól/mól), H2S (17,9-260.4 µmól/mól) og H2 (10.2-194.2 µmól/mól). Svæðisbundinn munur sést á efnasamsetningu gufunnar, og er gufa á Ölkelduhálsi greinilega ríkari að CO2 og H2S en gufa í Hveragerði. Þessi munur kann að tengjast því að hitagjafar jarðhitakerfanna eru ólíkir; Ölkelduháls tengist eldstöðvakerfi Hrómundartinds en Hveragerði kulnuðu eldstöðinni í Grændal. Efnahitamælar sem nota efnasamsetningu gufunnar, gáfu djúphitastig á bilinu 230-280°C í Hveragerði og 280-300°C á Ölkelduhálsi.

Yfirborðsvirkni á jarðhitasvæðunum getur mjög sennilega breyst við jarðskjálfta, enda geta þá sprungur opnast eða lokast, eða misgengi myndast, og haft áhrif á ásýnd jarðhitavirkninnar.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Andri Stefánsson, Finnbogi Óskarsson and Barbara I. Kleine
Examiner: Þráinn Friðriksson

Abstract

The surface geothermal water and steam vent chemistry of the Hveragerði and Ölkelduháls geothermal areas SW Iceland were studied. In total 43 samples were collected of cold springs and rivers, hot springs, and steam vent discharges and their chemical composition analyzed. The chemical composition of geothermal waters at surface was characterized by mildly acid to alkaline pH of 6.06-8.69 and low Cl concentration of 3.32-7.34 ppm and with SiO2 and CO2 generally being the most important dissolved elements with concentration of 38.5-217 and 6.43-486 ppm, respectively. Surface geothermal fluids are considered to be sourced from three end-member waters and mixture of: (1) boiled reservoir liquid, (2) condensed steam and (3) non-thermal water. Relationship between Cl, CO2, SO4 and temperature show evident signatures that surface geothermal fluids in the area are dominantly steam-heated waters with variable mixing ratios between condensed steam and non-thermal waters. No boiled reservoir liquids were observed at surface, these considered to represent boiled liquid fraction of reservoir geothermal fluids. The chemical composition of steam vents was dominated by water (>99 mol%) followed by CO2 (499-6,587 µmol/mol), H2S (17.9-260.4 µmol/mol) and H2 (10.2-194.2 µmol/mol). The composition of steam vents produced upon depressurization boiling of geothermal reservoir fluids differ within the region with steam vent gases being enriched in CO2 and H2S at Ölkelduháls relative to the Hveragerði region, those differences may be related to different heat source for both regions, Hrómundartindur volcanic systems on Ölkelduháls and Grændalur extinct volcanic system in Hveragerði. Gas geothermometry of steam vents estimate temperatures between 230-280°C in Hveragerði and 280-300°C in Ölkelduháls. The surface manifestations were influenced by seismic events, the 2008 earthquake could either open and close fractures or faults rupture and affect the appearance of geothermal manifestations, especially alkaline hot springs reported on previous studies on Hveragerði town (boiled hot spring) and the vicinity of Varmá river that were not recognized during the 2020 survey; however, fumaroles keep the same characteristic in terms of CO2, H2S and H2 concentration.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Andri Stefánsson, Barbara I Kleine og Iwona Monika Galeczka
Prófdómari: Snorri Guðbrandsson

Ágrip

Vökva-bergs hvörf í jarðhitakerfis aðstæðum fyrir myndbreytt basalt og líparít voru rannsökuð með tilraunum og með því að beita jarðefnafræðilegum útreikningum til að greina hæfni á bindingu karbons í áður ummynduðum bergmassa vegna jarðhita, með því að skoða efnafræði vatns, aðal- og síðsteindir og efnafræði bergsins, ásamt mettunarástandi fyrirfram skilgreinda steinda og karbónata. Tilraunirnar voru framkvæmdar við 250°C og 40 bör með ummynduðu basalti safnað frá Geitafelli (SA Íslandi), ummynduðu ríólíti frá Slaufrudal (SA Íslandi), og lindarvatni frá Vellankatla (SV Íslandi), með 8.04 ppm af CO2. Hvarfið milli ummynduðu bergtegundanna og CO2 auðguðu lindarvatni sýndu ekki getu til CO2 steinrenningar, heldur frekar getu til að fella út aðrar ál-sílíkat síðsteindir, aðallega smektít, leir og epídót samkvæmt mettunar útreikningum. Stór hluti steindanna sem voru skoðaðar reyndust stöðugar og undirmettaðar. Efnafræði steinda í berginu reyndist hafa gengið að menstu undir hverfandi breytingar frá upprunalegu efnasamsetningu fyrir tilraunir. Efnafræði vatnsins sýnir lækkun í styrk jóna fyrir Ca, Na, K og Mg ásamt lækkun CO2 í líparít tilrauninni, á meðan SiO2, Al, F, Cl, SO4 og Fe voru tiltölulega stöðug. Tilraunir og útreikningar sýna að myndbreytt basalt og líparít hafa ekki hæfni til að fella út karbónöt til að nýta CCS tæknina og að einungis óummyndað berg ætti að vera tekið til greina.

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors: Andri Stefánsson, Barbara I Kleine and Iwona Monika Galeczka
Examiner: Snorri Guðbrandsson

Abstract

The water-rock interactions under geothermal conditions for metasomatic basalt and rhyolite were studied experimentally and with using geochemical calculations to understand the potential of in situ carbon capture storage in previously altered geothermal rock bodies by analyzing water chemistry, primary and secondary rock mineralogy and chemistry, and saturation indices for select secondary minerals and carbonates. The experiments were conducted at 250°C and 40 bar with altered basalt samples collected from Geitafell (SE Iceland), altered rhyolite samples from Slaufrudalur (SE Iceland), and non-geothermal spring water from Vellankatla (SW Iceland) containing 8.04 ppm CO2. The reaction between the altered rocks and CO2 injected spring water showed no potential for CO2 mineralization instead preferring precipitation of other Alumina-Silicate secondary minerals, particularly smectites, clays, and epidotes according to the saturation indices calculations. The majority of the minerals observed were shown to be stable and undersaturated. Solid rock mineral chemistry was shown to have undergone at most negligible change from their pre-experiment chemistries. Water chemistry has shown decreases in ion concentration for Ca, Na, K, and Mg with CO2 decreasing in the case of the rhyolite experiment while SiO2, Al, F, Cl, SO4, and Fe remained relatively stable. The experiments and calculations showed that metasomatic basalt and rhyolite do not possess the potential for precipitating carbonates for use in CCS technology and that only un-altered rock bodies should be considered.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Iwona Monika Galeczka, Andri Stefánsson og Barbara I. Kleine
Prófdómari: Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir

Ágrip

Iðnbylting og borgarmyndun nútímasamfélags stuðlar að jákvæðri svörun í hringrás CO2 og að loftlagsbreytingum. Til að minnka áhrif loftlagsbreytinga þarf að taka CO2 úr andrúmsloftinu og geyma til langframa. Markmið þessarar rannsóknar er að skilja afleiðingar CO2 bindingar í jarðlög umhverfis Hellisheiðarvirkjun til þess að veita náttúrulega hliðstæðu víxlverkunar vatns og bergs við niðurdælingarsvæðið. Tilraunin var framvæmd með fersku basaltgleri (BG) og ummynduðu basalti (LTAB) við pH 3 og pH 5 við stofuhita. Steindafylki LTAB er kvars, albít, K-feldspar, epídót, prehnít, saponít, títanít, klórít og kalsít. Uppleysingarhraði var meiri fyrir BG í súrum aðstæðum heldur en fyrir LTAB. Uppleysingarhraði BG var um ~11 sinnum meiri heldur en fyrir LTAB við pH 3. Frum RM var næstum hærri í BG í súrum aðstæðum. Samanburður á RM úr báðum bergtegundum sýnir að Fe, Al, V, Cr, Ni, Cu, Zn og Mg var hærri í BG. Í súrum aðstæðum eru hreyfanlegustu efnin Pb, Zn, og Cu í BG og Ca, Mn og Sr í LTAB. Af þeim málmum sem voru mældir reyndust Al, Fe og Mn vera fyrir ofan viðmiðunarmörk WHO 2017 fyrir drykkjarvatn og Cu var fyrir ofan viðmiðunarmörk Umhverfisráðuneytisins fyrir yfirborðsvatn í flokki III. Hæg uppleysing á LTAB getur minnkað fjölda katjóna sem eru nauðsynlegar fyrir bindingu CO2 og seinni útfellingu til að stöðva hreyfanleika skaðlegra málma í vatnslausninni. Myndun oxýhýdraða, hýdroxíða og oxíð komplexa getur fangað skaðlega snefilmálma og gert grunnvatnið öruggt.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Iwona Monika Galeczka, Andri Stefánsson and Barbara I. Kleine
Examiner: Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir

Abstract

Industrial revolution and urbanization of modern society is causing a positive feedback on the global CO2 cycle and changes in climate patterns. In effort to reduce the effects of climate change, CO2 has to be synthetically removed from the atmosphere and stored away long-term. The aim of this study is to understand the implication of CO2 sequestration in low temperature geothermal area in the Reykjanes peninsula of the Southwest Iceland to provide a natural analog of water-rock interaction at the injection site. The experiment was performed using fresh basaltic glass (BG) and altered basalt (LTAB) at pH 3 and pH 5 at ambient temperature. Mineral composition of LTAB includes quartz, albite, K-feldspar, epidote, prehnite, saponite clay, titanite, chlorite, epidote and calcite. The available divalent cation in the bulk rock composition in BG was 6.0 mol/kg and in LTAB was 5.8 mol/kg. As 1 mole of divalent cation is required to fix 1 mole of CO2, BG has slightly higher potential for CO2 fixation than LTAB. The leaching of elements were higher in lower pH (~3) for both rock types. Among the measured metals, Al, Fe, and Mn exceeded WHO 2017 safe drinking water guidelines and Cu exceeded Icelandic Ministry of Environment surface water category III regulation. Slow dissolution rate of LTAB can decrease the availability of cation needed for CO2 sequestration and secondary precipitation to cease the mobility of harmful metals in the aqueous solution. Formation of oxyhydroxides, hydroxides, and oxides complexes can scavenge harmful trace metal making the groundwater environmentally safe.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Enikö Bali, Guðmundur Ómar Friðleifsson og Gudmundur H. Guðfinnsson
Prófdómari: Vigdís Harðardóttir

Ágrip

Þetta verkefni felur í sér rannsókn á efnabreytingum af völdum háhitaummyndunarferla í kulnuðu jarðhitakerfi Geitafells á Suðausturlandi. Tuttugu og eitt sýni úr ASK-86 borkjarnanum frá landi Hoffells var efnagreint með ICP-OES-tæki til að ákvarða efnasamsetningu bergsýna og efnahreyfanleika á kvarða handsýna. Basalt er algengasta berggerðin sem greind var (57% sýna), síðan rhýólít (20%) og þá ísúrt berg (andesít 10%, trakýandesít 5% og trakýt 5%). Með SEM-EDS-greiningu greindist innskotaberg með sjaldgæfa samsetningu foidolíts.

Greining á þunnsneiðum leiðir í ljós að allar frumsteindir bergsýnunum hafa vikið fyrir ummyndunarsteindum. Með berggreiningu og SEM-EDS-greiningu sjást merki um própylitíska ummyndun, zeólítamyndun, kísilauðgun, klórítmyndun og súlfíðmyndun í öllum berggerðum, en albítummyndun er algeng í basísku bergi og K-feldspatútfellingar í kísilsýruríku bergi. Sjáanlegar ummyndunarsteindir eru svipaðar í öllu bergi og gefa til kynna hreyfanleika SiO2 (kvarsæðar, jaspis, kalsedón), CaO (epidót, Ca-ríkir zeólítar, kalsít), FeO og MgO (klórít, aktínólít, leirsteindir) og S, Cu og FeO (pýrít, koparkís).

Samsetning kjarnasýnanna var borin saman við minnst ummyndað berg sem þekkist frá Geitafelli til að greina áhrif háhitavökvaflæðis á hreyfanleika efna í mismunandi bergtegundum. Hreyfanleiki og endurútfelling Ca, Fe, Mg og Na sést í basalti, en í ísúru bergi jókst styrkur Ni og styrkur Sr minnkaði og rhýólít tapaði Na og auðgaðist af K og Rb. Sum aðalefni sem eru óhreyfanleg á kvarða handsýnis sýna hreyfanleika á míkrókvarða (SEM-EDS). Þessi hreyfanleiki á míkrókvarða er greinilegastur í tilfelli K. Breksíumyndun leiddi af sér fullkomið tap alkalímálma og tap eða auðgun á öðrum frumefnum í svo miklum mæli að það var ómögulegt að ákvarða upphaflega bergtegund breksíubrotanna. Geitafell deilir mörgum sömu ummyndunarferlum, og þar með hitastigi og vökvasamsetningu, með kulnuðu háhitakerfi í Hafnarfjalli. Í tilfelli virkra jarðhitakerfa sýnir basalt frá Reykjanesi merki um svipuð ummyndunarferli og sjást í Geitafelli með auðgun K og Ba í sumum sýnum, en það á ekki við um Hengil.

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors: Enikö Bali, Guðmundur Ómar Friðleifsson og Gudmundur H. Guðfinnsson
Examiner: Vigdís Harðardóttir

Abstract

This study examined the chemical changes due to high-temperature alteration processes in the fossil geothermal system of Geitafell in east Iceland. Twenty-one samples from the ASK-86 core, drilled near the Hoffell farm, were analysed by ICP-OES to determine bulk rock composition and element mobility on a hand specimen scale. Further thirteen samples were analysed by SEM-EDS to reveal smaller scale element mobility. The most common rock type identified was basalt (57% of samples), followed by rhyolite (20%), then intermediate rocks (andesite 10%, trachy-andesite 5% and trachyte 5%). By SEM-EDS analysis, an intrusive rock with the uncommon composition of foidolite was also identified.

Thin section analysis shows that all the primary minerals in these rocks have been replaced by secondary ones. Based on petrographic and SEM-EDS analyses, propylitisation, zeolitisation, silicification, chloritisation, and sulfidation were observed in all rock types, while albitisation was common in mafic rocks and K-feldspar deposition common in felsic rocks. The visible alteration minerals were similar for all rocks, indicating mobilisation of SiO2 (quartz veins, jasper, chalcedony), CaO (epidote, Ca-rich zeolites, calcite), FeO and MgO (chlorite, actinolite, clays), and S, Cu and FeO (pyrite and chalcopyrite).

The composition of the core samples was compared to least altered rocks from Geitafell to establish the effect of high-temperature fluid migration on element mobility within different rock types. Mobilisation and redeposition of Ca, Fe, Mg and Na was observed in basalts, while intermediate rocks have a net gain in Ni and loss of Sr, and rhyolitic rocks lost Na and gained K and Rb. Some major elements, which are immobile on a hand specimen scale, show mobility on a micro scale (SEM-EDS). This micro scale element mobility is most noticeable for K. Brecciation resulted in the complete loss of alkalis, and a loss or gain in other elements to the extent that it was impossible to determine the original rock type of the breccia fragments. Geitafell shares many alteration processes, and hence similar temperature and fluid composition, with the Hafnarfjall fossil high-temperature system. Among currently active geothermal systems, Reykjanes basalts show some similar alteration processes to those at Geitafell, with enrichment of K and Ba in some samples, while Hengill does not.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Gabrielle Stockmann, Enikö Bali, Erik Sturkel og Andri Stefánsson
Prófdómari: Bjarni Gautason

Ágrip

Grønnedal-Íka bergsyrpan í SV-Grænlandi samanstendur af lagskiptum nefelín-sýanít myndunum og karbónatít bergtappa. Talið er að veðrun á bergsyrpunni leiki lykilhlutverk í myndun alkalískra vökva, sem talið er að leiði til útfellingar á kalsíum-karbónat strýtum sem kallast ‘Ikaít súlur’ neðansjávar í Ikka firði. Töluverður áhugi er á bergsyrpunni innan jarðvísinda, vegna óvenjulegrar jarðfræði og lífkerfis. Bergfræði bergsyrpunnar er tiltölulega vel rannsökuð, hinsvegar hefur verið skortur á frekari rannóknum sem tengjast efna-veðrun bergsyrpunnar. Þessi rannsókn tvinnar saman bergfræði og vatns jarðefnafræði, til að fá innsýn í síðvökva sem geta myndast við vökva-bergs hvörf við lághita veðrun. Nefelínsýanitið fellur ýmist á línu þess að vera alkalí mettað eða undirmettað, karbónatítið er ríkt af kalsíni og CO2. Aðalsteindir nefelín-sýanítsins eru orthóklas (28%), albít (24%), nefelín (25%), ægirín-ágít (6%), ríbekít (2%), járnblendis-rikterít (2%), bíótít og apatít (1%). Tvær gerðir af karbonatíti voru skoðaðar, 1) kalsíókarbónat sem er nær eingöngu kalsít (99%) og flúorít steindir (1%), 2) ferrógenískt kalsíókarbónatít með óvenjulega steindasamsetningu, kalsít (64%), ankerít (10%), ríbekít (8%), steindir ríkar af fágætum jarðar efnum og flúrít (1%). Ný innsýn í fágæta jarðarefna fasa gefur til kynna að syrpan gæti verið ríkari af slíkum steindum en áður hefur verið talið. Jarðefnafræði reikningar sem herma eftir lághita veðrun á bergsyrpunni gefur til kynna að vökvar með > 10 pH, sem einkennast af háum Na+ og lágum CO2 styrk geti myndast við vökva-bergs hvörf þegar aðallega einföld (Fe, Al) oxíð, (Fe-Na, Fe-K, Fe-Mg, Fe-Fe, Mg, Na, K) smektít og (Mg-K) illít leir og (Ca) karbónat steindir falla út. Hermunin gefur til kynna að þessir alkalísku vökvar geti leitt til útfellingar á íkaít þegar þeir blandast við sjó í Ikka firði, og er hermunin jafnframt sú fyrsta til að herma eftir náttúrulegum aðstæðum vökva-bergs hvarfa í Ikka firði.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Gabrielle Stockmann, Enikö Bali, Erik Sturkela and Andri Stefánsson
Examiner: Bjarni Gautason

Abstract

The Grønnedal-Íka igneous complex in SW-Greenland is composed of layered nephelinesyenite suites and a carbonatite plug. It is believed that weathering of the complex generates alkaline pH water, leading to the precipitation of the submarine ikaite tufa pillars in Ikka Fjord. Ikaite is a hydrated calcium carbonate mineral only stable at low water temperature (<~6°C). The complex is one of many interesting features within geosciences, both for its distinct geology and biota. The petrology and major chemical constraints of the complex are relatively well studied; however, few studies have been focused on chemical weathering processes. This study attempts to join petrology and water geochemistry to get insight into the water composition formed via water-rock interactions during low-temperature weathering. The nepheline syenites of the complex are generally on the boundary being alkali saturated and alkali undersaturated, while the carbonatites are rich in carbonates and CO2. The primary minerals of the nepheline-syenites are orthoclase (28%), albite (24%), nepheline (25%), aegirine-augite (6%), riebeckite (2%), ferro-richerite (2%), biotite, and apatite (1%). Two different carbonatites were studied, 1) calciocarbonatite dominantly composed of calcite (99%) and 1% fluorite minerals, and 2) ferruginous calciocarbonatite, with an unusual mineral assemblage of calcite (64%), ankerite (10%), riebeckite (8%), REE minerals and fluorites (1%). New insight into the rare earth element (REE) phases and fluorite minerals within the carbonatites suggests that the complex might be richer in fluorites and REE minerals than previously thought. Geochemical calculations, simulating the process of the rock weathering, indicate formation of water characterized by high pH >10, elevated Na and low CO2 concentrations, that result in the formation of (Fe, Al, Mn) oxides, (Fe-Na, Fe-K, Fe-Fe, Na, K) smectite-group and (K-Mg) illite clays, and (Ca) carbonates. According to modelling, these alkaline fluids can lead to the precipitation of ikaite when mixed with seawater, thus representing a first successful attempt on simulating natural processes of water-rock interaction in Ikka Fjord.

Námsleið: Jarðfræði
Deild:  Jarðvísindadeild 
Leiðbeinendur: Hreggviður Norðdahl and Skafti Brynjólfsson
Prófdómari: Þorsteinn Sæmundsson

Ágrip
Svæði á austanverðum Tröllaskaga var rannsakað sumarið 2019 og laus jarðlög kortlögð. Rannsóknarsvæðið samanstendur af þremur dölum, það eru  Bægisárdalur, Lambárdalur og Húsárdalur,  U-laga dalir með skálarjöklum í botni. Dalirnir einkennast af landmótun jökla, rennandi vatns og ofanflóða. Svæðið var kortlagt síðla sumars þegar mestur vetrarsnjór var farinn og unnið var kort yfir laus jarðlög. Kortið var útbúið út frá vettvangsathugunum, loftmyndum og hæðargögnum, og landformum dalanna og mótun þeirra er lýst á grundvelli þeirrar yfirborðskortlaginu. Á rannsóknarsvæðinu eru ummerki eftir hörfun skriðjökuls úr Bægisárdal í lok síðasta jökulskeiðs. Seinna á nútíma mynduðust skálajöklar í botnum og drögum dalanna og hafa þeir síðan þá mótað dalina. Rannsóknarsvæðið einkennist einnig af berghlaupum sem féllu eftir að skriðjöklar höfðu hörfaði úr dölunum. Munur er á milli berghlaupa eftir staðsetningu í dölunum. Berghlaup í lambárdal eru stór en hlupu stutt og ligja í dalshlíðini. Berghalupin í Bægisárdal og við Húsárdal eru mis stór en höfðu nóg rími og  dreifðu úr sér eins og mögulega var hægt. 

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors:  Hreggviður Norðdahl and Skafti Brynjólfsson
Examiner:  Þorsteinn Sæmundsson

Abstract
An area, comprising three valleys Bægisárdalur, Húsárdalur and Lambárdalur in Hörgárdalur in eastern parts of the Tröllaskagi peninsula in Central North Iceland, was investigated in 2019 and a geomorphological map of the area was produced.  The valleys are typically U-shaped glacially shaped valleys and at present each of them carries a cirque glacier. The morphological development of the area is mainly due to erosional processes of glaciers, running water and mass movement. The field work took place in late summer of 2019 when the winter snow had melted. Field observations, interpretation of aerial photographs and digital elevation models were used to construct the geomorphological map of the area. Geomorphological features are described and their origin discussed. Most moraines and other glacial landforms are in the forefield of the modern cirque glaciers and show how they have retreated and re-advanced through time. In early Holocene times, as the area successively became ice free, a number of rotational landslides occurred on the glacially oversteepened sides of the valleys. The morphology and size of the landslides vary and seem to be depending on the structure of the mountainsides and the geometry of the valleys. All the landslides seem to have occurred in relation to weak beds in the bedrock of the mountainsides, preferably acidic tuffs intercalated in a pile of basaltic lava beds. Landslides in the relatively narrow Lambárdalur are larger but with a shorter run out than the landslides in the relatively wider Bægisárdalur and Húsárdalur.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Ingibjörg Jónsdóttir, Sigurður Garðar Kristinsson og Gunnlaugur Magnús Einarsson
Prófdómari: Grímur Björnsson

Ágrip

Í Grændal við Hveragerði er virkt hverasvæði og nokkur jarðskjálftavirkni, enda liggur dalurinn á mörkum vesturgosbeltisins og Suðurlandsbrotabeltisins. Öflug skjálftahrina gekk yfir svæðið vorið 2008, er skjálftar að stærð 6,3 og 5,5 M riðu yfir, en upptök þeirra voru á milli Selfoss og Hveragerðis. Markmið verkefnisins var að kortleggja ummerki jarðhita í Grændal, svo sem leir- og gufuhveri, yfirborðsvatn og jarðfræðilega formgerð, og kanna jafnframt hvort vísbendingar væri að finna um breytingar á virkni svæðisins vegna skjálftahrinunnar 2008. Ýmsum fjarkönnunargögnum var beitt við rannsóknina: Úr gervitunglum (LANDSAT, ASTER), loftmyndum (Loftmyndir ehf., Samsýn ehf.) og dróna (Matrice), en jafnframt var farið í vettvangsferð um svæðið. Greining hitamynda úr gervitunglum, frá tímabilinu 2005- 2020, sýndi myndun nýrra hverasvæða í kjölfar skjálftanna 2008. Hitakortlagning var unnin með gögnum úr dróna DJI M200 dróna með Zenmuse XT hitamyndavél úr 120 m hæð, og kvörðuð með mælingum af jörðu niðri. Yfirborðshiti reyndist vera um 43°C

Study programme: Geology
Faculty: Faculty of Earth Sciences
Advisors: Ingibjörg Jónsdóttir, Sigurður Garðar Kristinsson og Gunnlaugur Magnús Einarsson
Examiner: Grímur Björnsson

Abstract

The Grændalur Valley is located in southwest Iceland, immediately north of the town of Hveragerði. It is located at the contact of the eastern margin of the Western Volcanic Zone (WVZ) and the South Icelandic Seismic Zone (SISZ). The area is seismically active, the most recent significant earthquake swarm occurred on May 29, 2008 with magnitudes of 6.3 and 5.5 between the towns of Selfoss and Hveragerði. The Grændalur valley is one of the areas in the Hveragerði region with intense geothermal activity. Geothermal mapping has been carried out in this area to map surface geothermal manifestations such as hot and warm springs, mud pools, fumarole, steam vents, steaming ground and structures. Remote optical sensors (Landsat and ASTER satellite images) were used to identify thermal anomalies in this area. The analysis of thermal anomalies made on daytime and nighttime satellite images from 2005 to 2020 has detected a new geothermal activity in the north near the center that would have certainly been created after the earthquakes of May 29, 2008. The thermal infrared (TIR) image taken with a TIR camera carried by a DJI Matrice 200 drone with a Zenmus XT thermal camera at 120 m height, was compared with temperature measurements taken directly on the ground after the flight to calibrate the TIR image for accuracy. The TIR image was used to identify and estimate the surface temperature of a geothermal manifestation whose accessibility was difficult. The surface temperature of this geothermal manifestation is about 43°C.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Magnús Tumi Guðmundsson og Esther Ruth Guðumundsdóttir
Prófdómari: Magnús Á. Sigurgeirsson

Ágrip

Surtsey er syðst Vestmannaeyja og er hluti af samnefndu eldstöðvakerfi. Eyjan myndaðist í eldgosi á hafsbotni þar sem áður var 130 m dýpi. Eldgosið náði upp úr sjó þann 14. nóvember 1963 og stóð yfir með hléum í þrjú og hálft ár, þetta er eitt lengsta eldgos hér á landi á sögulegum tíma. Surtseyjargosinu má skipta í fjóra fasa. Fyrsti fasinn einkenndist af sprengivirkni (tætigos) og stóð yfir í um fjóra og hálfan mánuð. Tilgangur verkefnisins er að magngreina gjósku sem barst með gosmekkinum í fyrsta fasa Surtseyjargossins. Rannsókninni má skipta upp í tvo hluta: (1) Rannsaka jarðvegssnið annars vegar í Heimaey og hins vegar uppi á landi til að finna loftborna gjósku frá Surtseyjargosinu. Einnig er stuðst við tiltækar heimildir um gjóskufall. (2) Meta hæð gosmakkarins út frá mælingum, heimildum og lýsingum. Út frá hæð gosmakkar er með líkanreikningum hægt að gera gróft mat á heildarmagni gjósku. Að lokum eru niðurstöður (1) og (2) bornar saman. Gos- mökkurinn náði 5-9 km hæð fyrstu vikurnar. Virknin í gosinu var tvíþætt, annars vegar slitróttar sprengingar sem mynduðu samfelldan gosmökk eða sísprengivirkni. Gjóska fell að mestu leyti í sjóinn umhverfis eyjuna, en gjóskufall varð alloft í Heimaey, 20 km norðaustur af Surtsey. Gjóskufalls varð einnig vart uppi á landi. Niðurstöðurnar benda til þess að þunnt gjóskulag hafi breiðst yfir Heimaey og að gjósku sé einnig að finna í jarðvegi á suðurströndinni, þó að hún myndi nú ekki samfellt gjóskulag. Upplýsingar um gjóskufall í sjó eru af skornum skammti. Þess vegna getur verið erfitt að leggja mat á heildarmagn gjóskunnar. Hins vegar bendir hæð gosmakkar og þykkt og dreifing gjóskunnar þar sem hún finnst á landi til þess að heildarrúmmál loftborinnar gjósku hafi verið á bilinu 0,30 - 0,59 km3. Það er töluvert hærra en eldra mat, sem var 0,09 - 0,14 km3.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Magnús Tumi Guðmundsson and Esther Ruth Guðmundsdóttir
Examiner: Magnús Á. Sigurgeirsson

Abstract

Surtsey is an island in the south-western end of Vestmannaeyjar archipelago off the south coast of Iceland and is a part of the Vestmannaeyjar volcanic system. It is built from the ocean floor at about 130 m depth in a series of eruptive episodes over 3.5 years during 1963- 1967, one of the longest eruptions in Iceland in historical times. The eruptions can be split into four phases. The first phase was explosive and phreatomagmatic in character and lasted about 4.5 months. The aim of this study is to put constraints on the mass of tephra transported with the eruption plume during this phase. This is done in two ways: (1) Study soil profiles on Heimaey and on the mainland to look for tephra deposits from Surtsey, supplemented by contemporary descriptions of tephra fallout; and (2) by compiling existing contemporary records of plume height and use plume height – mass transport systematics to estimate the transport. Finally, the outcomes of (1) and (2) are compared. The Surtsey eruption broke through the ocean surface on 14 November 1963. It was explosive and fed an eruption plume rising typically to 5-9 km in the first weeks of the eruption. The activity alternated between frequent explosions forming a continuous plume and periods of continuous uprush. Tephra fallout was mostly into the ocean around the island but did occur on several occasions on the inhabited Heimaey, 20 km to the northeast of Surtsey. Some fallout was also detected on the mainland of Iceland. The results indicate that minor amounts of tephra are preserved in Heimaey and that only traces of tephra may be present on the mainland while a discernible tephra layer is not preserved in soil. Data on the magnitude of fallout into the ocean is scarce or non-existent. The scarcity of data makes estimates of total volume difficult. However, both the indications from plume height and the high likelihood that the majority of the tephra was transported away from land out to the ocean, are that the total bulk volume of airborne tephra may have been 0.30 - 0.59 km3. That is a significantly larger estimate than previous estimate of 0.09 - 0.14 km3.

Námsleið: Jarðfræði
Deild: Jarðvísindadeild
Leiðbeinendur: Áslaug Geirsdóttir og Þorvaldur Þórðarson
Prófdómari: Stefan Wastegård

Ágrip

Jarðvegssnið við Stóra Viðarvatn á norðausturlandi, geymir sögu umhverfis- og loftslagsbreytinga á Nútíma (11.7 þús. ár). Jarðvegssniðið inniheldur fjölda gjóskulaga sem nýtast til aldursgreininga og myndun gjóskulagatímatals fyrir svæðið og sem hjálpa til við að tímasetja óstöðugleika í umhverfinu eins og jarðvegsrof. Hægt var að rekja gjóskulögin sem fundust í jarðvegssniðinu til uppruna síns og þar af leiðandi búa til aldursmódel, sem byggir á efnasamsetningu gjóskunnar og staðsetningu gjóskulaga í jarðvegssniðinu. Aldursmódelið veitir upplýsingar um breytileika í setupphleðslu svo hægt er að reikna út áætlaðan aldur þeirra gjóskulaga sem ekki var unnt að rekja til uppruna. Auðkenning á gjóskulögum, útreikningar á jarðvegsupphleðslu og kornastærðardreifing gerðu það mögulegt að endurskapa umhverfisbreytingar á svæðinu og bera niðurstöðurnar saman við rannsóknir á stöðuvatnaseti úr Stóra Viðarvatni. Helstu niðurstöður þessarar rannsóknar endurspegla niðurstöður á rannsóknum á lífvísum úr stöðuvatnasetinu og sýna að greinilegar breytingar áttu sér stað í kringum 9,3, 6,0, 4,0, 3,0, 1,4 og 0,5 ka þegar breyting varð á kornastærðardreifingu sem tengja má breytingum í virkni jarðvegsrofs. Hægasta uppsöfnun jarðvegs átti sér stað fyrir 4,0 til 3,0 þús. árum þegar hámarksstöðugleika var náð á svæðinu. Í framhaldinu jókst þó óstöðugleiki í umhverfinu, sem bendir til þess að veðurfar hafi farið kólnandi og tengist hugsanlega kólnun síðari hluta Nútíma. Jarðvegsrof með tilheyrandi óstöðugleika í umhverfinu var virkast fyrir um 0.5 þús. árum og skýrist líklegast af Litlu Ísöldinni (1300-1900 CE), þar sem köld og vindasöm tímabil skiptust á með hlýrri tímabilum.

Study programme: Geology
Faculty:  Faculty of Earth Sciences
Advisors: Áslaug Geirsdóttir og Þorvaldur Þórðarson
Examiner: Stefan Wastegård

Abstract

A soil section by Stóra Viðarvatn in northeastern Iceland, records environmental and climate changes during the Holocene (11.7 ka). The soil section contains several tephra layers that were studied to reconstruct an age model for the soil section. The tephra layers were traced back to their source volcanoes based on chemical composition, stratigraphy and by using bi-elemental discrimination plot. The age model provided information on soil accumulation rate (SAR), making it possible to calculate an approximate age of the tephra layers that proved difficult to trace back to their source volcano. The identification of tephra layers, SAR and grain size distribution make it possible to reconstruct environmental changes in the area based on comparison with proxy records from the nearby Stóra Viðarvatn sediment. The main results of this study reflect the result from the lake sediment and show sharp changes occurring around 9.3, 6.0, 4.0, 3.0, 1.4 and 0.5 ka, when changes in grain size distribution occurred indicating changes in the intensity in soil erosion. The slowest soil accumulation rate occurred between 4.0 and 3.0 ka when the greatest stability was reached but followed by an increase in landscape instability, suggesting cooling and windier times, which are related to the Neoglacial cooling of the Late Holocene. The soil erosion was most active around 0.5 ka and is potentially explained by the Little Ice Age cooling (LIA 1300-1900 CE), where cold and windy periods alternated with warmer periods in between.

Námsleið: Ferðamálafræði 
Deild:  Líf- og umhverfisvísindadeild 
Leiðbeinendur: Gunnar Þór Jóhannesson og Katrín Anna Lund
Prófdómari: Vera Vilhjálmsdóttir

Ágrip
Ferðaþjónusta á Íslandi hefur þróast hratt síðastliðinn áratug. Aðdráttaröfl tengjast bæði náttúru og mennngu en menningartengd ferðaþjónusta hefur síður verið markaðssett og rannsökuð. Sérstaklega hefur lítil áhersla verið lögð á menningararf frá landnámstímabilinu (870-930) og þjóðveldistímanum (930-1262) í ferðamálarannsóknum. Markmið þessarar rannsóknir er að rýna í framsetningu á íslenskum menningararfi frá miðöldum eins og hún birtist á söfnum og sýningum sem og möguleg tækifæri til að efla íslenska ferðaþjónustu á þessum grunni. Rannsóknin greinir hvernig sanngildi mótast í framsetningu á menningararfi og ólíkum leiðum til að miðla honum. Samhliða því að víkingar eru þekktir sem tákngervingar menningar miðalda í norður Evrópu hefur víkinga- og sögutengd ferðamennska þróast. Hún hefur verið rannsökuð á alþjóðlegum vettvangi en fáar rannsóknir á viðfangsefninu hafa verið gerðar hér á landi. Rnnsóknin var gerð meðal 10 safna og sýninga sem sýna menningararf miðalda. Gögnum var safnað með eigindlegum aðferðum, tekin voru half-stöðluð viðtöl við starfsfólk og stjórnendur safna og sýninga ásamt því að rýnt var í framsetningu sýninga bæði á staðnum og á netinu. Rannsóknin varpar ljósi á framsetningu menningararfs miðalda á landinu og tækifæri til að þróa ferðamennsku tengda honum til framtíðar.

Study programme: Tourism Studies
Faculty: Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisors:   Gunnar Þór Jóhannesson and Katrín Anna Lund
Examiner:  Vera Vilhjálmsdóttir

Absract
The tourism industry has developed rapidly in Iceland during the last decade. It is based on both culture-based and nature-based attractions, whereas the former is less promoted and examined. Particularly, Icelandic medieval heritage from the Settlement era (870-930) to Commonwealth period (930-1262) has rarely been a focus area of tourism studies. This research aims to study the representation of Icelandic medieval heritage in tourism in terms of the policies and ways of representation in museums and exhibitions and the potential opportunities in the future of Icelandic tourism. This study investigates how authenticity is shaped in the representation and what sources are selected for reference of authenticity, as well as what display styles, non-personal supports and interpersonal activities are adopted in the exhibitions. While Vikings are globally recognised as one of the most iconic figures of medieval Northern Europe, Viking-related tourism has developed and has been analysed in the Nordic and other countries. However, the studies of medieval heritage tourism in Iceland are very few. The research was carried out in the ten museums and exhibitions related to medieval heritage in Iceland. Data was collected through qualitative semi-structured interviews with museum staff and field and online observations. This research sheds light on the representation of medieval heritage throughout the country, and  possibilities for the future development of tourism based on medieval heritage.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Deild: Líf- og umhverfisvísindadeild
Leiðbeinendur: Brynhildur Davíðsdóttir og Jón Geir Pétursson
Prófdómari: Freydís Vigfúsdóttir

Ágrip

Laxeldi í opnum sjókvíum er vaxandi iðnaður á Íslandi. Markmið rannsóknarinnar er að greina hvað hagsmunaaðilar tengdum iðnaðinum, fulltrúar ríkisstofnana, náttúruverndarhópa og íbúa meta sem jákvæðar og neikvæðar hliðar laxeldis í sjókvíum og hvað þeir telja vera lausn á þeim vandamálum sem þeir telja vera til staðar. Jákvæðar og neikvæðar hliðar voru síðan metnar útfrá sjónarhorni þriggja vídda sjálfbærni; samfélags, efnahags og umhverfis þar sem samlegðaráhrif og fórnarkostnaður er metinn.

Aðferðafræðin byggist fyrst á greiningu hagsmunaaðila og síðan hálf-formföstum viðtölum. Tekin eru viðtöl við 15 hagsmunaaðila laxeldis í sjókvíum með sérstakri áherslu á aðila tengda Vestfjarðarkjálkanum. Grundaðri kenningu er beitt við greiningu viðtalanna. Greiningin afhjúpar samlegðaráhrif ásamt fórnarkostnaði í öllum þremur víddum sjálfbærni. Fram kom þörf á stefnubreytingu stjórnvalda varðandi gegnsæi gagnvart almenningi til að lágmarka samfélagslega tortryggni. Lög, reglugerðir og ferlar voru sagðir ruglingslegir og óaðgengilegir. Niðurstöðurnar auðga þekkingu á viðhorfum til laxeldis á Íslandi í samhengi þriggja vídda sjálfbærni og benda á leiðir til úrbóta sem byggja á innsýn viðmælenda.

Study programme:  Environment and Natural Resources
Faculty:  Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisors: Brynhildur Davíðsdóttir and Jón Geir Pétursson
Examiner: Freydís Vigfúsdóttir

Abstract

Salmon farming in open sea pens is a rapidly emerging industry in Iceland. The research objective of this thesis is to investigate what different representatives from government, environmental organizations, local inhabitants, and other organizations affected by salmon fish farming perceive as benefits and drawbacks when it comes to salmon fish farming in Iceland in open sea pens, and what the stakeholders believe to be the solutions to their concerns. The aim is then to explore the important trade-offs and synergies with this upcoming industry in the context of the three dimensions of sustainability: society, economy, and environment.

The research method consists of stakeholder analysis and 15 semi-structured interviews with different stakeholders related to Icelandic salmon fish farming with a focus on the Westfjords region. Grounded theory was applied in the analysis of the interviews. The research reveals several synergies and tradeoffs in all dimensions of sustainability with the most significant concerns expressed in the environmental dimension but both positive and negative perceptions in the social and economic dimensions. Governmental laws, regulations and processes were seen as confusing and not easily accessible. A need for policy improvements was detected including the need for improved transparency towards the public about the impact of the industry. The results contribute to a better understanding of perceptions of salmon fish farming in Iceland as related to the three sustainability dimensions and provide suggestions for improvements.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði 
Deild:  Líf- og umhverfisvísindadeild 
Leiðbeinendur: Mariana Lucia Tamayo
Prófdómari: Kristinn Haukur Skarphéðinsson

Ágrip
Að meta fjölbreytileika fugla á grænum svæðum í þéttbýli getur verið mjög upplýsandi um stöðu líffræðilegrar fjölbreytni í borgum. Fuglatalningar sem gefa upplýsingar um þéttleika og tegundasamsetningu eru algengt rannsóknarefni í borgum erlendis, en fyrir mörg svæði í Reykjavík er skortur á slíkum athugunum. Með þessu mastersverkefni er stigið skref í að bæta þann skort með því að framkvæma grunnathugun á fjölbreytni fugla á litlum grænum svæðum inni  í byggðu umhverfi Reykjavíkur. Fimmtán svæði voru valin, mismunandi að stærð og staðsetningu í borginni. Á hverju svæði fóru fram þrettán talningar á sniðum frá mars til september árið 2020. Fjöldi, tegundaauðgi, og Shannon fjölbreytnistuðull var borið saman milli svæða. Fjölbreytni fugla var marktækt meiri í stórum, meðalgömlum, óreglulega löguðum görðum sem voru nálægt íbúabyggð. Tegundaauðgi var ekki marktækt ólík eftir stærð svæða en var marktækt meiri í eldri og meðalgömlum görðum staðsettir nær miðborginni. Ekki var breytileiki í fjölbreytni fugla yfir talningartímabilið. Þessar niðurstöður veita gagnlegar upplýsingar um mikilvægi smárra grænna svæða fyrir fugla. Taka má tillit til þess við ákvarðanatöku í borgarskipulagi, í samræmi við áherslur Aðalskipulags Reykjavíkur og stefnu borgarinnar um líffræðilega fjölbreytni. Reykjavík, sem norræn strandborg, er að mörgu leyti einstök fyrir athuganir á líffræðilegri fjölbreytni borga.

Study programme: Environment and Natural Resources
Faculty: Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisor:  Mariana Lucia Tamayo
Examiner:  Kristinn Haukur Skarphéðinsson

Absract
Urban bird diversity has been shown as a useful indicator of overall biodiversity in urban green spaces. While bird diversity surveys have been conducted in other cities around the world, bird research is lacking for many sites within the city of Reykjavík, Iceland. This study aims to address this data gap by providing a baseline of bird diversity in the smaller non-coastal urban parks in Reykjavík. Fifteen green spaces were selected, representing different size categories (small and large) and locations within the urban sprawl (central and suburb). Thirteen transect surveys were conducted at each park from March to September 2020, monitoring species richness and abundance. Abundance, species richness, the Shannon diversity index, and evenness were compared across parks. Bird diversity was significantly higher in large, intermediate-aged, polygon-shaped parks with residential urban contexts (p<0.05). Richness was not significantly different with park size but was significantly higher in old- and intermediate-age parks that were centrally located (p<0.005). Bird diversity did not vary significantly over the survey season. These results provide useful insights for the value of smaller urban green spaces to bird diversity, contributing to urban planning decisions, and reaching goals set by the Reykjavík Municipal Plan and Reykjavík Biodiversity Policy. Reykjavík, as a northern coastal capital, offers a unique look at high latitude urban biodiversity.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Deild: Líf- og umhverfisvísindadeild
Leiðbeinendur: Mariana Lucia Tamayo og Helga Ögmundardóttir
Prófdómari: David Cook

Ágrip

Hvalaskoðun hefur vaxið mjög hratt sem ferðaþjónustugrein á Íslandi undanfarin ár. Þó veldur skortur á lagalegri umgjörð nokkurri óvissu hvað varðar aðferðir og hugsanleg neikvæð áhrif á hvali og þar með sjálfbærni hennar. Árið 2015 settu Hvalaskoðunarsamtök Íslands (IceWhale) fram eigin reglur um hvernig hvalaskoðunarbátar ættu að athafna sig nálægt hvölum. Þetta eru frekar nýjar reglur hafa áhrif þeirra og gagnsemi því ekki verið skoðuð nema að litlu leyti. Rannsóknin sem þessi ritgerð byggist á snýst um það að meta gagnsemi þessa regluramma um hvalaskoðun og leggja til mögulegar úrbætur. 15 hálf-opin viðtöl voru tekin við aðila sem ýmist tilheyra einum eða fleiri af eftirfarandi flokkum: fólk sem hefur tekið þátt í að þróa reglurammann, aðilar sem notar hann í starfsemi sinni og fólk sem hefur þekkingu á hugsanlegum áhrifum hvalaskoðunar á hvali. Niðurstöðurnar benda til þess að af því regluramminn er ekki bindandi verði gagnsemi hans minni og að fleiri þættir hafi áhrif á það hvort stjórnendur hvalaskoðunarbáta fari eftir reglunum, t.d. þekking áhafnarinnar og miklar væntingar ferðamannanna. Hugsanleg áhrif á hvalina frá hávaða í sjónum og miklum fjölda báta hafa ekki heldur verið skoðuð nógu vel. Tillögur að úrbótum eru m.a. að stjórnun þarf að hafa aðlögun og áherslu á aukið eftirlit og skyldu að fara eftir reglum að leiðarljósi, auk þess sem mennta þarf bæði hvalaskoðunarfólk og ferðamenn. Einnig þarf að breyta orðalagi í reglurammanum og bæta ákveðna hluta hans. Tillögurnar sem lagðar eru fram í ritgerðinni geta aukið sjálfbærni hvalaskoðunar á Íslandi með því að tryggja verndun hvalanna og vistkerfis þeirra.

Study programme: Environment and Natural Resources
Faculty: Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisors: Mariana Lucia Tamayo and Helga Ögmundardóttir
Examiner: David Cook

Abstract

Iceland’s whale-watching industry has seen dramatic growth in recent years. However, since no legislation currently exists to manage the industry’s operations, questions have arisen regarding its potential impacts on cetaceans and thus its sustainability. In 2015, the Icelandic Whale Watching Association (IceWhale) introduced a voluntary code of conduct containing guidelines for how whale-watching vessels should behave around cetaceans. Being fairly new, the code of conduct’s effectiveness has not been researched extensively. This study therefore aims to assess the effectiveness of the voluntary code of conduct for whale-watching in Iceland and suggest potential improvements. Fifteen semi-structured interviews were conducted with stakeholders who are/were involved in the code of conduct’s development or management, who use/have used it in practice, who have knowledge about potential whale-watching impacts on cetaceans, or a combination thereof. Results found that the voluntary aspect of the code of conduct likely reduces its effectiveness and that operator compliance seems to depend on many factors, such as knowledge of crew and pressure caused by high passenger expectations. Furthermore, potential impacts of underwater noise and vessel crowding, among others, may be addressed insufficiently at present. Recommendations include a move towards adaptive management with a focus on increased monitoring and enforcement, as well as education of staff and passengers. Furthermore, certain changes regarding the code of conduct’s wording and contents are suggested. Implementation of the proposed recommendations may increase the sustainability of Iceland’s whale-watching industry by ensuring the protection of the cetaceans involved, as well as the ecosystem services they provide.

Námsleið: Iðnaðarlíftækni
Deild: Líf- og umhverfisvísindadeild
Leiðbeinendur: Ólafur S. Andrésson og Denis Warshan
Prófdómari: Björn Þór Aðalsteinsson

Ágrip

Blábakteríur mynda sambýli (gistilífi og samhjálp) með ýmsum öðrum lífverum, allt frá örverum til plantna. Þegar sambýli milli blágrænnar bakteríu og plöntu er komið á, myndast hreyfanlegir þræðir, hormogonia, í viðurvist utanaðkomandi áreitis, til dæmis frá sykrum sem plöntur seyta. Lítið er vitað um gangvirkið í frumum á meðan þessu umbreytingarástandi stendur, þó hefur orðið vart við breytta tjáningu á ákveðnum genum við þessar umskipti. Fyrri rannsóknir hafa gefið til kynna aukna tjáningu gena, sem vitað er að stjórna styrk hringtengds tví-GMP, meðan á þessari umbreytingu stendur. Hringtengds tví- GMP er innboði sem notaður er í mörgum bakteríum, þar á meðal blábakteríum. Til þess að fylgjast með stýringu hringaðs tví-GMP í blábakteríum voru sérhön- nuð tjáningarplasmíð smíðuð með Gibson samsetningaraðferðinni. Þessi plasmíð geta gefið til kynna breytingar á styrk hringaðs tví-GMP með ríbónemum og með tjáningu á markgenum, að viðbættum möguleika á að auka tjáningu á markgen- inu með teófyllín stýrðum ríbórofa. Síðan voru þessi plasmíð samþætt erfðamengi blábakteríunnar Nostoc sp. Moss2 til þess að fylgjast með merkjum frá sýnigeni sem tengd voru markgeni með plasmíðinu. Til þess að staðfesta að plasmíðin hafi verið rétt sett saman voru innskotin og samskeytin raðgreind. Flest plasmíðin innihéldu villur þannig að þau þarf að setja saman aftur. Þau plasmíð sem inniheldu ekki villur, voru samþætt erfðamengi Nos- toc sp. Moss2 en frumurnar náðu ekki nægum massa í tæka tíð til þess að hægt væri að staðfesta innlimun og fylgjast með þeim í flúrsmásjá. Hins vegar skapaði þessi vinna sameindaverkfæri sem nota má til að rannsaka hlutverk hringtengds tví-GMP í blágrænum bakteríum ásamt hlutverkum valinna markgena, t.d. í umbreytingunni frá vaxtarfrumum yfir í hreyfanlegar frumur.

Study programme: Industrial Biotechnology
Faculty: Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisors: Ólafur S. Andrésson og Denis Warshan
Examiner: Björn Þór Aðalsteinsson

Abstract

Cyanobacteria are known to establish symbiosis (commensalism and mutualism) with a variety of other organisms, ranging from microorganisms to plants. When symbiosis between cyanobacteria and plants is established, cyanobacterial hormogo- nia, motile filaments, are formed in the presence of external stimuli, for example sugars secreted by plants. Little is known about the cellular mechanisms work during this transition state, although differentially regulated gene loci have been observed during this transition. Previous studies have indicated increased expression of genes known to regulate levels of cyclic di-GMP during the transition state. Cyclic di-GMP is a second messenger used in signal transduction in many bacteria, including cyanobacteria. To follow regulation of cyclic di-GMP in cyanobacterial cells, specially designed ex- pression plasmids were constructed using the Gibson assembly technique. These plasmids can indicate changes in levels of cyclic di-GMP with ribosensors, and translation of genes of interest via a fluorescent protein reporter, with an added possibility of increasing expression of the gene of interest with a theophylline re- sponsive riboswitch. These plasmids could then be integrated into the genome of the cyanobacterium Nostoc sp. Moss2 to observe signals from reporters that were integrated into the genome by homologous recombination with the chromosome. To confirm that the plasmids were correctly assembled, the inserts and joints were sequenced. Most of the plasmid constructs had errors so that they had to be re- assembled. The ones that had no errors were integrated into the genome of Nostoc sp. Moss2 but did not reach enough mass in time to be confirmed and observed in the fluorescent microscope. However, this work generated the molecular tools with utility in investigating the role of cyclic di-GMP in Nostoc cyanobacteria, e.g. in the vegetative to motile cell transition.

Námsleið: Líffræði
Deild: Líf- og umhverfisvísindadeild
Leiðbeinendur: Sigríður Rut Franzdóttir, Zophonías Oddur Jónsson og Margrét Helga Ögmundsdóttir
Prófdómari: Pétur Henry Petersen

Ágrip

Pontin og Reptin eru tvö náskyld prótein sem hafa fjöldamörg hlutverk. Við vildum rannsaka hlutverk þeirra í taugafrumum. Nánar tiltekið vildum við leggja mat á tengsl þeirra við próteinútfellingar og taugahrörnun með ávaxtafluguna Drosophila melanogaster sem rannsóknalífveru. Við þróuðum sérstakan prentanlegan kraga til að skera sneiðar af fluguheilum fyrir smásjárskoðun ásamt einföldu tæki til að meta ljóssæknihæfni flugna. Ljóssækni er atferli sem hrörnar með aldri eða hrörnun ljósviðtaka og við notuðum það til að meta framgang taugahrörnunar in vivo. Við lituðum einnig heila úr fullorðnum flugum og flakaðar lirfrur með mótefni fyrir Ubiquitíni til að meta uppsöfnun próteinútfellinga í stofnum með breytta tjáningu pontins og reptins við venjulegar og sjúkdómslíkar aðstæður. Ýmsir örðugleikar leiddu til þess að við náðum ekki að ljúka öllum hlutum verkefnisins, en þrátt fyrir að endurtekningar séu of fáar til að draga endanlegar ályktanir, benda niðurstöður okkar til þess að bæði yfirtjáning og bæld tjáning auki uppsöfnun próteinútfellinga í taugavef. Við höfðum ekki næg gögn til að staðfesta samband á milli bælingar pontins og reptins og hraðari hrörnunar ljóssæknihæfni, en við sýnum fram á að hún veldur minnkaðri ljóssækni frá upphafi.

Study programme: Biology
Faculty: Faculty of Life and Environmental Sciences
Advisors: Sigríður Rut Franzdóttir, Zophonías Oddur Jónsson and Margrét Helga Ögmundsdóttir
Examiner: Pétur Henry Petersen

Abstract

Pontin and Reptin are two closely related proteins with a myriad of different roles. We wanted to continue investigating their function in neural cells. More specifically, we sought to estimate the connection between these proteins and the accumulation of protein inclusions and neurodegeneration using the fruit fly, Drosophila melanogaster, as model. We developed a 3D printable collar for sectioning fly brains for microscopy. We also developed a simple platform for quantifying phototactic ability in multiple fly strains simultaneously. Since phototaxis degenerates with age and loss of photoreceptor function, we used it as a gauge of neurodegeneration in vivo. We also stained whole mount adult brains and larval fillets with poly-Ubiquitin antibody to estimate protein aggregation in strains with altered pontin and reptin expression under normal and disease-like conditions. Various obstacles prevented us from accomplishing all our aims, and the results we did obtain suffer from a low number of repeats. Nevertheless, our results indicate that both overexpression and knockdown of the two proteins cause increased ubiquitination and therefore likely an increase in aggregate accumulation in nervous tissue. We did not have enough data to confirm that knock-down of pontin and reptin causes faster decline in phototaxis ability, although it did significantly diminish phototactic ability in general.