Mandag 23.9.2019 - Uke 39
logo   128 000 besøkende i 2018

Samarbeidspartnere

Hvorfor har vi fjell i Norge? Hva er relasjonen mellom landskapsutvikling og jordskjelvene? Nye hypoteser i norsk geologi kan potensielt knytte sammen mange forskjellige geologiske fenomener.


timThomas (Tim) Fitzmaurice Redfield er en amerikansk geolog som har jobbet ved Norges geologiske undersøkelse siden ca. 1999.

 

Forskningen beskrevet i artikkelen er gjort sammen med mange andre geologer, blant annet Per Terje Osmundsen.

 

Dette er hans bidrag til formidlingskonkurransen 2019.

 

Les mer om konkurransen her

Det som går opp må komme ned. Du høster som du sår. Vi lever i en verden der handlinger har konsekvenser - og dette er like sant for geologi som for noe annet.

Et fantastisk eksempel: Den tektoniske forlengelsen som formet Norges kontinentale margin under dinosaurenes tid, bestemte nøyaktig hvordan landskapet utviklet etterpå.

For å forstå hva som ligger bak et slikt Trump-aktig skryt, må vi vurdere hvordan kontinenter deler seg og beveger seg fra hverandre. En viktig og innflytelsesrik modell av Dan McKenzie beskrev de tidlige stadiene av jordskorpetynning (crustal thinning) som “avkoblet.”

Dette betyr at den øvre skorpen, som er sprø, deformeres av normale forkastninger, mens den flytende nedre skorpe deformerer i en plastisk modus. Men utfordringene oppstå når skorpen blir så tynn at den sprø-flytende overgangen migrerer ned i den underliggende, subkontinentale mantelen. Da blir skorpen helt sprø. Deformasjonen i den sies å være koblet (figur 1).

530x415 fig1Figur 1. Bildeserie illustrerer de viktige elementene i en konseptualisert hyperutstrukket (hyper extended) margin. Rød sirkel angir koblingspunktet, hvor sprø-flytende overgangen har invadert mantelen.

Deformasjonskobling fører til noen interessante ting. Hvis skorpen er helt sprø, kan den bli helt kuttet av svært store ekstensjonsforkastninger.

Disse forkastningene kan vokse ned i den nå sprøe delen av den øverste mantelen. Og de kan innføre væsker som forårsaker serpentinisering. Når ekstensjonen er ferdig, kan litosfæren i nærheten av det som var koblingspunktet være strukturelt og reologisk svekket.

I stedet for å bli sterkere under kjøling og innsynkning, vil den være svekket for alltid.

Seismisk tolkning kan ikke pålitelig identifisere koblingspunktet. I stedet bruker vi skorpetynningsgradienten, eller “crustal taper”, som en indirekte parameter (proxy). Det første punktet hvor den krystallinske skorpen blir mindre enn 10 kilometer tykk anses å være en god representasjon av koblingen.

Dette minimumet markerer vanligvis en signifikant endring i skorpetynnings- gradienten, som vi kaller "taper break".

Taper break kan kartlegges. Den innerste grensen for skorpeforlengelse er vanskeligere å finne, men vi kan igjen ty til den indirekte parameteren. Nå er det en enkel sak å måle lengden på skorpen i retning av forlengelsen.

Det viser seg at fra Sør- til Nord-Norge, er høyden på fjellkjeden omvendt proporsjonal med denne “Apparent Taper Length" (figur 2).

530x404 fig2Figur 2. Kart som viser den norske taper break, den norske topografien, og relasjonen med hverandre. Jo lavere skorpetynningsgradient, jo høyere fjellkjede. 

Dette er utrolig! Høyden til dagens fjellkjede er direkte relatert til prosessen med ekstensjon som ble avsluttet for 150 millioner år siden!

Videre synes det samme skaleringsforholdet å holde fast i andre utvidede marginer. Hvorfor kan dette være slik?

Én tolkning er at den litosfæriske svekkelsen som fulgte med “hyperutstrekning” har konsekvenser. Etter ekstensjon ble mange kilometer med sedimenter avsatt på toppen av taper break.

Den sedimentære lasten presset skorpe og mantel nedover, og skaper en gigantisk synform. Tenk deg en myk papirroman som har blitt rullet opp og presset i ryggsekken din.

På grunn av bokas krumning går sidene over hverandre. I jordens skorpe fører slik deformasjon til stress. I sammenheng med litosfæren skaper deformasjonen mer enn nok stress for at det fører til at gamle forkastninger får nye bevegelser.

fig3Figur 3. KLIKK FOR STØRRE BILDE. Topp: Bildeserie som viser hvordan bøyning av en tynn plate skaper kompresjons- eller strekkspenning. Kartet viser jordskjelv i Fennoskandia. Nederst: Rask lasting gir kompresjonsspenning (+) eller strekkspenning (-) som påvirker gamle forkastninger i en hyperutvidet margin. Svart linje viser spenning.

Denne modellen forklarer fint hvordan norske fjell ble løftet opp av normalforkastninger. Når skorpegradienten er skarp, forekommer endringen fra synform til antiform over en svært kort avstand. Strekkspenninger er enorme, så gamle forkastninger kan lett reaktiveres.

Men der gradienten er gradvis, blir deformasjonen fordelt over en mye bredere region. Stressfaktoren er mindre, og mange gamle forkastninger forblir inaktive (figur 3).

I bergarter balanseres spenningen over tid. For å generere stressene som trengs for å heve fjell ved normale forkastninger, må det ha skjedd rask og voluminøs avsetning av sedimenter - kanskje mer enn en gang.

I nyere tid ble den kvartære Naust-formasjonen deponert på toppen av taper break. Det er derfor ingen overraskelse at dagens seismisitet er lokalisert langs taper break og basen av Norges fjellrygg (figur 3, kartet).

Og det er også logisk at jordskjelvene er kompressive ved taper break og ekstensjonelle nær fjellfronten. Erosjon driver Norges jordskjelv, og Norges forkastninger øker høyden på fjellkjeden.

Vi er tilbake der vi startet: Den langsiktige topografiske skjebnen til en passiv margin er "satt i stein" av formen av taperingen. Konsekvensene med hensyn til dreneringsevolusjon og landskapsformasjon, og tilhørende erosjon, transport og deponering av sedimenter er dyp.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

250x166 phd012113s


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: