Mandag 25.5.2020 - Uke 22
logo   144 000 besøkende i 2019

Samarbeidspartnere

Stranda, altså grensen mellom hav og land, er den mest fundamentale grensen vi har på jorda. Intuitivt vil en tro at denne grensen vil sette tydelige spor alle steder. Men slik er det ikke.


530x373 Fig. 1. Mørketjønna Drange. DSCN0170Fig. 1. Mørketjønna i Drange like sør for Bergen. Her er det avsatt så mye organisk materiale at tjernet nesten er grodd igjen og vi kan stå på myr og bore med såkalt russerbor. Tjernet ligger 52 m o.h. Foto: Jan Mangerud.

I storm slår det veldige bølger mot land og sender sjøsprøyt metervis til værs langs den ytterste kysten av Hordaland. Likevel er det de fleste steder minimale spor å se etter disse bølgene. På de ytterste øyer og skjær er fine skuringsstriper fra istiden vanlige å se på svaberg langs strandkanten og de viser at mindre enn 1 mm av fjelloverflaten er slipt bort etter de ble dannet.

Vi har lett etter hevede strandlinjer i felt, på flybilder og LIDAR («radar bilder») uten å finne synlige spor, enda vi vet at havet i dette området har stått høyere enn i dag gjennom hele tiden siden innlandsisen trakk seg tilbake for nesten 15 000 år siden.

Det er paradoksalt at det ble dannet mye mer markerte strandlinjer i den bredemte Nedre Glomsjø i Østerdalen enn langs Hordalandskysten under isavsmeltingsfasen. Nedre Glomsjø var maksimalt 4 km på tvers, mens Nordsjøen utenfor kysten av Hordaland er flere hundre km bred.

Forklaringen på denne forskjellen er likevel enkel: Bølgene kan nok slå eller «suge ut» enkelte blokker fra sprukkent fjell, men rent vann sliper ikke en naken fjelloverflate og det dannes derfor ikke strandlinjer i eksponert, hardt fjell langs Norskekysten.

Derimot danner bølgene tydelige strandlinjer der det er løsmateriale (sand, grus, morene), slik som på Jæren, Sunnmøre og i Finnmark – og altså i Nedre Glomsjø.

Selv om vi ikke kan se strandlinjene som landformer så ønsker vi å kartlegge og datere hvordan havnivået har endret seg siden istiden. Dette er viktig for å klarlegge vårt lands naturhistorie, forstå prosessene som styrer havnivåendringene og, ikke minst, å forstå bosetningshistorien.

«Ingen ild under vann» sa arkeologen Hein Bjerck da han undersøkte steinalderboplasser med ildsteder på Møre. Det har vist seg at steinalderfolket langs kysten bodde helt nede i stranda og de eldste boplassene i Norge er datert ved at geologer har datert strandlinje-nivået de bodde på. På boplassene er som regel alt daterbart organisk materiale for lengst råtnet bort.

Strandlinje og isavsmelting henger nøye sammen

Da den mektige innlandsisen smeltet tilbake ved slutten av siste istid ble det dannet et stort antall brerand-deltaer langs kysten av Norge. Disse isfront-deltaene viser høyden på det lokale havnivået da brefronten lå der.

Det betyr at hvis vi kan datere havnivået på denne tiden så har vi også datert når brefronten sto ved deltaet. I denne artikkelen skal vi vise hvordan strandlinjene i Hordaland er konstruert og datert, særlig for perioden fra 11 600 til 10 000 år siden.

En viktig prosess for havnivå-endringer i Norge er den glasi-isostatiske hevningen som skyldes at den tunge isbrekappen over Skandinavia hadde presset landet ned. Det betyr at alle hevede strandlinjer her er skråstilt, fordi nedpressingen var størst innover landet der isen var tykkest, og der ble derfor landhevningen størst.

De eldste strandlinjene er mest skråstilt ettersom de har hevet seg lengst og så avtar skråningen på de yngre helt fram til vår egen tid.

Datering av havnivå

530x242 Fig. 2. Borkjerne MørketjønnaBorkjerne fra Mørketjønna. I den nedre delen er det marin leire. Så er det en markert grense til ferskvanns-gytje, lik den som avsettes i tjernet i dag. Havet sto altså først høyere enn 52 m o.h. og det ble avsatt marin leire i bassenget. Så ble det dannet et tynt brakkvannslag i den perioden sjøen gikk inn i bassenget ved flo sjø. Det var for 11 350 år siden. Foto: Jan Mangerud.

For å datere havnivå-endringer benytter vi en metode som kalles isolasjonsbasseng-metoden. I små innsjøer avsettes det i dag gytje som består av mikroskopiske alger som har levd i vannet samt planterester fra land.

Gjennom årtusener er det på bunnen av disse sjøene blitt avlagret flere meter tykke lag med slik ferskvanns-gytje, eller lakustrin gytje som vi sier på fagspråket.

Hvis innsjøen ligger under marin grense (det høyeste havnivået på stedet) så gikk havet inn i innsjøbassenget etter istiden. Ved å bore gjennom sedimentene på bunnen av innsjøen får vi da en lagfølge hvor det underst er marine sedimenter, over dette et tynt lag med brakkvann-sedimenter, og øverst lakustrine sedimenter (figur 1 og 2).

Vi sier at innsjøbassenget er blitt isolert fra havet, derav navnet på metoden, og grensen mellom brakkvanns- og ferskvannsedimenter kalles for isolasjonskontakten. I Mørketjønna ble brakkvannsedimentet avsatt da sjøen her sto 52 meter høyere enn i dag og dette nivået er datert med C-14 (radiokarbon) metoden til å være 11 350 år.

Ved å undersøke sedimentene i en innsjø kan vi altså bestemme alderen på havnivået som korresponderer med utløpsterskelen til dette bassenget. Men vi ønsker jo å finne hvordan havnivået gradvis endret seg over tid. Da borer vi innsjøer i forskjellige høyder og setter dateringene sammen til en havnivåkurve, eller en strandforskyvnings-kurve som vi ofte sier.

Havnivået gikk opp og ned på Sotra

530x354 fig3Fig. 3, Kart over Hordaland med Bergen. Lokalitetene for de to strandforskyvnings-kurvene som beskrives, Sotra og Tørvikbygd, er merket med røde sirkler og pilene viser hvordan de er projisert inn i projeksjonsplanet. Linjen for isobaseretningen er 40 meter isobasen for Yngre Dryas strandlinjen.

For å konstruere strandlinjene i Hordaland (figur 3) har vi særlig brukt to havnivå-kurver som begge er konstruert med isolasjonsbasseng-metoden.

Kurven fra Sotra (figur 4) ble først konstruert av Krzywinski and Stabell i 1970-80 årene og er nylig forbedret av Lohne og medarbeidere, særlig fordi dateringsmetodene er forbedret.

530x343 fig4Fig. 4. Strandforskyvnings-kurve (relativ havnivå-kurve) for Sotra. Vi ser at da isen trakk seg tilbake for vel 14 500 år siden sto havet ca. 38 meter høyere enn i dag. Havnivået var aller høyest i slutten av Yngre Dryas perioden, for 11 600 år siden, før det raskt falt til nesten dagens nivå. Modifisert fra Lohne et al. (2007).

Kurven viser at da isen trakk seg tilbake for vel 14 500 år siden var det lokale havnivået på Sotra nesten 38 meter høyere enn i dag. Smelting av den store iskappen over Skandinavia førte til landhevning og derved at det lokale havnivået de neste hundreåra sank 7 - 8 meter, selv om det globale havnivået steg raskt på denne tiden.

Det globale havnivået var ca. 125 meter lavere for 20 000 år siden fordi så mye vann var bundet i istidens breer. Fra 19 000 til 6 000 år før nåtid steg derfor det globale havnivået på grunn av smelting av disse breene.

Så snudde trenden på Sotra og gjennom den kalde Yngre Dryas perioden (12 700-11 600 år siden) steg havnivået der med 10 meter. Dette skyldes tre forhold: 1) Først og fremst det faktum at innlandsisen vokste og derved stoppet landhevningen; kanskje den til og med ble noe reversert 2) den voksende breen fikk økende masse og derved økende gravitasjon slik at havspeilet ble trukket skrått opp mot Skandinavia; og 3) det globale (eustatiske) havnivået fortsatte å stige gjennom Yngre Dryas fordi is smeltet andre steder på jorda (særlig i Nord-Amerika og Antarktis).

Vi kan bestemme ganske presist hvor høyt havnivået (transgresjonen) steg i Yngre Dryas fordi sedimentene i Gardartjønn reflekterer er en marin- eller brakkvannsfase ved slutten av Yngre Dryas (figur 5) mens det i Førekleivsvatn (merket med stiplet linje og 4 på kurven) som bare ligger 2 meter høyere ikke er antydning til brakkvanns-sedimenter.

Vi vil her beskrive stratigrafien i Gardatjønn som et eksempel på hvordan slikt arbeid gjøres i praksis.

530x397 Fig. 5. Gardatjønn.DSCN1365Fig. 5. Gardatjønn på Sotra som ligger 40 m o.h. i dag, men som altså var ei brakkvannsvik i perioden 11 790 til 11 550 år siden. Foto: Øystein Strand Lohne.

Våre boringer er ikke noe «hightech» slik som oljeboring. Først bruker vi et såkalt Russerbor til å bore profiler for å kartlegge stratigrafien i innsjøbassenget. Boret drives ned med kroppstyngden av 2-3 personer og håndmakt. Vi har kuleklemmer som griper i stengene.

Fordelen med dette boret er at det åpnes i felt så vi kan se stratigrafien og følge lagene mens vi gjør feltarbeidet. På det stedet vi etter dette mener det er best å ta prøver for laboratorie-undersøkelser, bruker vi et såkalt stempelbor med hånddreven vinsj og tar fine prøver i 2 meter lange PVC-rør med diameter på 11 cm.

530x1045 Fig. 6. Gardatjønn kjerne. DSCN1367 3 Med tekstFig. 6. Foto av (deler av) en russerborprøve fra Gardatjønn. Hele kjernen består av ferskvanns- (lakustrine) sedimenter, unntatt det intervallet som er merket med «marin/brakkvann silt og leir». I øvre del av Allerød er sedimentene ganske brune av organisk materiale, mens det organiske forsvant brått under klimaforverringen til Yngre Dryas. Merk også at en ikke kan se på sedimentene overgangen fra ferskvann til brakkvann i Yngre Dryas; denne overgangen viser bare diatomeene. Foto: Øystein Strand Lohne.

I de lakustrine sedimentene i Gardatjønn er en skarp grense mellom brunaktig silt med mye organisk materiale i Allerød og grå silt og leir i Yngre Dryas som ligger over (figur 6). Dette skyldes at det var betydelig mer organisk produksjon i den milde Allerød-perioden enn i den iskalde Yngre Dryas da det ikke fantes et eneste tre på Sotra.

I dette bassenget kan vi ikke med det blotte øyet se overgangen fra lakustrine til marine sedimenter i Yngre Dryas-perioden, da sjøen altså flommet inn i bassenget, men denne grensen fremtrer tydelig i sammensetningen av mikrofossiler (figur 7).

Men reverseringen fra marin til lakustrin sedimentasjon, som skjedde etter at det ble varmt i Holocen, kan derimot sees med det blotte øyet fordi en økning i organisk materiale ga brunere farge og økt glødetap.

530x441 fig7Fig. 7. Logg over de dypeste deler (11,4-12,1 meter dyp) av kjernen fra Gardatjønn. Merk at dateringene er gitt i C-14 år. Glødetap viser innhold av organisk materiale. Det aller viktigste i diagrammet er diatomeene (kiselalger); de er plottet som grupper av arter etter hvilken saltholdighet i vannet de prioriterer eller tåler. Vi ser at det er en sone mellom 1160 og 1170 cm dyp, merket med blått tvers over diagrammet, hvor det er brakkvanns- og saltvannsdiatomeer, mens det under og over bare er ferskvannsdiatomeer. Modifisert fra Lohne et al. (2007).

Havnivået stod stille i 240 år

På diagrammet, eller loggen som vi gjerne sier, av de nedre deler av hovedkjernen fra Gardatjønn ser vi at det var 12 meter fra overflaten og ned til bunnen av sedimentene (figur 7). Hovedpoenget er at det er en sone mellom 1160 og 1170 cm dyp hvor brakkvanns- og saltvannsdiatomeer dominerer (merket med blått tvers over diagrammet).

Både før og etter avsetningen av dette brakkvannslaget har altså havnivået vært lavere enn 40 meter, mens dette laget viser at Gardatjønn i denne perioden var en havbukt. Dateringene på loggen viser at dette skjedde for om lag 10 000 C-14 år siden.

Når vi bruker C-14 metoden får vi aldre i C-14 år, men dette er ikke virkelige år. I noen perioder er de lengre og i andre perioder kortere enn våre kalenderår. Vi kan imidlertid omregne C-14 år til kalenderår – kalibrere sier vi ofte fordi vi har overtatt det engelske ordet.

Forskere har talt årringer i trær, som jo gir kalenderår, og C-14 datert disse. Derved får en direkte hva C-14 år tilsvarer i kalenderår. De har vært i stand til å binde sammen årrings-sekvenser fra stokker (dendrokronologi), særlig fra Donaus bredder, så mye som 12 000 år bakover i tid.

For å komme enda lengre tilbake har man benyttet årslag i innsjøer m.m. Dateringene fra Gardatjønn er kalibrert og behandlet med en statistisk metode som tar hensyn til at prøvene skal bli yngre oppover i lagfølgen (figur 8). Da finner vi at havet trengte inn i Gardatjønn (ingresjon) for 11 790 år siden, og sank under dette nivået igjen (isolasjon) for 11 550 år siden.

Havnivået på Sotra sto altså praktisk talt stille gjennom 240 år og var da like over 40 meter over dagens nivå.

530x672 fig8Fig. 8. Kalibrering av C-14 år til kalenderår i Gardatjønn. Til venstre står C-14 aldrene i samme dyp-rekkefølge som i kjernen. Så er den kalibrerte alderen plottet med full usikkerhet (åpen kurve/strek). De svarte silhuettene viser sannsynlighets-fordelingen for alderen når en både tar hensyn til kalibreringen av den enkelte prøve og den stratigrafiske plassering. Hvis vi tar den eldste (nederste) som er 12 130 ± 60 C-14 år så ser vi at det tilsvarer 14 000 kalenderår. Modifisert fra Lohne et al. (2007).

Raskt fall i det lokale havnivået

Fra 11 550 til 10 000 år siden falt havnivået på Sotra raskt, om lag 3 meter per 100 år. Det raske fallet skyldes den hurtige nedsmeltingen av hele Det skandinaviske isdekket i tidlig Holocen da klimaet var blitt mye varmere.

Dette ga rask landhevning og samtidig fall i havnivået på grunn av avtagende gravitasjon etter hvert som massen i isdekket ble mindre. Landhevningen har imidlertid vært enda raskere enn kurven gir inntrykk av, for i denne perioden steg det globale (eustatiske) havnivået 30 m.

Tapes-transgresjonen

Fra om lag 9 500 år siden kom det en ny stigning i havnivået på Sotra som kalles Tapes-transgresjonen og som er kjent langs hele Norskekysten. Den nådde sin topp for 6-7 000 år siden. Det forekommer ofte forstyrrete lagfølger i underkant av Tapes-laget som forskerne lenge trodde skyldtes at sjøen flommet inn i bassenget under transgresjonen.

Omkring 1990 oppdaget vi imidlertid at det hadde vært en svær tsunami, forårsaket av et kjempemessig undersjøisk skred fra Storegga, og at det var de gigantiske bølgene fra Storegga-tsunamien som for ca. 8 200 år siden forstyrret lagfølgene.

På Sotra har vi enda ikke funnet et eneste basseng med uforstyrrete sedimenter fra denne perioden og kurven er derfor stiplet med to alternativer.

Tapes-transgresjonen viser konkurransen mellom lokal landhevningshastighet og global (eustatisk) havnivåstigning. På Sotra var altså den eustatiske havnivåstigningen i denne perioden adskillig raskere enn landhevningen, noe som ledet til at det lokale havnivået steg ca. 10 meter.

For 6 000 år siden var all breis som hadde ligget over Nord-Amerika smeltet helt bort og en regner med at tilskuddet med smeltevann fra isen i Antarktis fra da av har vært lite. 

Verdenshavene har altså ikke blitt tilført store volumer med smeltevann de siste 6 000 år og derfor er det landhevningen som har dominert havnivåendringene på Sotra og i resten av Norge i denne perioden.

Rask landhevning i Tørvikbygd i Hardanger

Innover i fjordene er det oftest stupbratte fjord-sider og derfor er det her få eller ingen lavtliggende innsjøer.  De som finnes i sidedalfører, har oftest terskler i sand og grus som er blitt erodert etter hvert som landet steg.

Det er derfor nesten umulig å bruke isolasjonsbasseng-metoden i de fleste fjorder. Tørvikbygd i Hardanger er et unntak, og her fikk Anders Romundset sin masteroppgave som har gitt oss ny innsikt i havnivåendringene innover i fjorden.

Det første en legger merke til hvis en sammenligner med Sotra er at kurven for Tørvikbygd starter for omkring 11 300 år siden (figur 9), altså ca. 3 000 år senere enn det Sotrakurven gjør. Dette skyldes at breen lå i Hardangerfjorden lenge etter at Sotra ble isfri.

Det er også iøynefallende at kurven starter mer enn dobbelt så høyt som på Sotra; noe som viser at det har vært mye større landhevning. Til å begynne med sank havnivået i Tørvikbygd med 8-9 meter pr. århundre, dvs. 8-9 cm pr. år.

530x354 fig9Fig. 9. Strandforskyvningskurve fra Tørvikbygd, modifisert fra Romundset et al. 2010. Fra 10 000 til 11 400 år har vi bare markert kurven med et punkt for hvert 100 år, som er de punktene (sammen med 7000) som vi bruker til å konstruere strandlinjediagrammet.

For 9 500 år siden lå stranda i Tørvikbygd fremdeles ca. 30 meter høyere enn i dag, mens den på Sotra bare var 3-4 m o.h. Landhevningen her inne i fjorden var hele tiden raskere enn den eustatiske havstigningen og det ble følgelig ingen Tapes-transgresjon så langt inn i landet, men bare en utflating på havnivå-kurven fram til for 6 000 år siden.

Høydekurver for landhevningen - isobaser

Havoverflaten, og derved stranden som definerer dette nivået, er som kjent en flate. Med skrå landhevning får vi derved en serie med skråstilte flater, eller strandlinjer.

Hvis vi tar for oss et bestemt tidspunkt, for eksempel helt i slutten av Yngre Dryas for 11 600 år siden, så kan vi på et kart tegne høydekoter for denne flaten; isobaser kaller vi slike linjer som altså går gjennom punkter med like stor hevning gjennom en bestemt tidsperiode.

Vi har kartlagt isobasene for slutten av Yngre Dryas i Hordaland ved å måle høyden over havet på deltaene som ble avsatt langs denne isfronten. Disse avsetningene er i de senere år svært godt datert og ble dannet helt i slutten av Yngre Dryas.

Ved Gardatjønn fant vi jo at havnivået sto stille i 240 år ved slutten av Yngre Dryas. Det betyr at om isfront-deltaene ikke er strengt samtidige, så ble de likevel dannet i denne 240 år lange perioden med samme havnivå.

Isobasene er praktisk talt rette nord-sør linjer gjennom mye av Hordaland, men svinger noe mot øst i nordlige del (se kartet).

530x360 fig10Fig. 10. Strandlinjediagrammet. Her er punktene fra Sotra plottet ved 0 km. Punktene fra Tørvikbygd er plottet ved 56 km. Den øverste linjen representerer perioden ved overgangen mellom Yngre Dryas og Holocen da havnivået på Sotra var 40 m o.h. i en periode på 240 år. Vi har forlenget denne og de andre eldre linjene inn til Tørvikbygd, selv om området ikke ble isfritt før 11 300 år siden. Fra 11 550 til 10 000 ligger hver strandlinje lavere enn den foregående linjen. Det betyr at landhevningen i hele området var raskere enn havstigningen. Derimot ser vi at 7 000 år strandlinjen krysser de andre vest for ca. 25 km. Vest for dette har havnivået steget fra 10 000 til 7000 år siden.

Strandlinjediagrammet

Da er vi kommet fram til at vi kan tegne et diagram over de «usynlige strandlinjene» (figur 10).

På kurven for Tørvikbygd (figur 9) har vi satt en prikk på 7 000 før nåtid og så en prikk for hvert 100-år fra 10 000 år og bakover i tid. For disse punktene har vi altså både alder og høyde over havet.

Nå projiserer vi punktet for Tørvikbygd-kurven inn i et projeksjonsplan vinkelrett på isobasene og kan da måle avstanden fra Sotra. Tilsvarende gjør vi for Sotrakurven. Da kan vi tegne et strandlinje-diagram ved å trekke linjer mellom punktene på de to lokalitetene (figur 10).

Strandlinjene er i virkeligheten ikke strengt rette linjer, men med så korte avstander som vi her opererer med er det en rimelig forenkling.

De eldste strandlinjene skrår med en gradient på 1,2 m/km innover landet. Så blir de yngre strandlinjene gradvis flatere med tiden.

Vi ser også at linjene ligger tettere etter hvert som de blir yngre. På Sotra er det til å begynne med 3,6 og på slutten 0,5 meter mellom hver 100-års linje, mens tilsvarende i Tørvikbygd er 9 og 1 meter.


Artikkelen bygger hovedsakelig på artikkelen under, hvor videre referanser finnes.

Mangerud, J., Hughes, A.L.C., Sæle, T.H., Svendsen, J.I., 2019. Ice-flow patterns and precise timing of ice sheet retreat across a dissected fjord landscape in western Norway. Quaternary Science Reviews 214, 139-163. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379119301015?dgcid=raven_sd_via_email

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

250x166 0620


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: