Mandag 21.10.2019 - Uke 43
logo   128 000 besøkende i 2018

Samarbeidspartnere

Finnes det en X-faktor som bidrar til høye fjell og dype depresjoner ved gjentatte nedisninger, spør Fridtjof Riis.


530x397 figur1 FR Mysterier2Venstre: På den indiske plata som synker inn dannes et forlandsbasseng, mens den topografiske fjellkjeden utformes i det tibetanske platået på den overskjøvne platen. De høyeste fjellene ligger ut mot forlandsbassenget. Skråningen fra det høyeste fjellet til den dypeste delen av bassenget det er knyttet sammen med er bygd opp av overskjøvne lagpakker og er typisk 150 km bred.
Høyre: Den blå linja viser hvor skyvedekkene i den kaledonske fjellkjeden slutter. Øst for denne er grunnfjellsoverflata stort sett upåvirket av kaledonsk skyving. Den røde linja avgrenser den sentrale delen av fjellkjeden, der grunnfjellet er kraftig mobilisert og det kommer inn bergarter fra oseanisk skorpe og den amerikanske kontinentalplata. Den hvite streken viser omrisset av høyder der det var lite sedimentasjon i trias og undre jura som følge av seinere riftprosesser. Illustrasjon: Fridtjof Riis

Et interessant spørsmål, men hadde Jon dekning for det? Er det en tilfeldighet hvis et høyt fjell ligger ved siden av en dyp dal, eller finnes det tektoniske og/eller morfologiske sammenhenger som vi vanligvis ikke tenker på?

Vi var på ekskursjoner og feltarbeid mange steder i det vestlige USA dette året, vi så på riftdaler, vulkaner og Sierra Nevadas fjellkjede. Det ble en vane å sjekke. Flere ganger nikket vi til hverandre: Yess: The mountain and the valley.

Det enkle spørsmålet hadde festet seg. Snart skulle jeg tilbake til Norge og teste det på den skandinaviske fjellkjeden.

Den kaledonske kjernen

Svært mye av norsk berggrunnsgeologi er dominert av den kaledonske fjellkjededannelsen i sen silur – tidlig devon.

Men fjellkjeden i Skandinavia, slik den framstår i dag, er blitt til gjennom en rekke faser med tektoniske bevegelser under ulike stressforhold, skilt av lange rolige perioder med erosjon.

Den gir mange gode eksempler på hvordan fjell og daler, høyder og bassenger har utviklet seg i sammenheng gjennom geologisk tid.

I store deler av Skandinavia øst for de sentrale Kaledonidene kan vi bruke toppen av det prekambriske grunnfjellet - det subkambriske peneplanet – som et referansenivå som har ligget tilnærmet flatt før den kaledonske fjellkjededannelsen.

Den som har gått på Hardangervidda, eller andre steder som er preget av det subkambriske peneplanet, kjenner godt til hvor flatt det er. Men når en ser på den blå linja på figuren ligger det ikke flatt i dag.

I Estland er peneplanet omtrent på havnivå. Derfra synker det noen hundre meter i Bottenvika for deretter å stige til ca. 500 m inn mot den skandinaviske fjellkjeden. Det kommer noe høyere i den nordlige kulminasjonen av fjellkjeden i nordlige Nordland og opp til 1000-1500 m på Hardangervidda i den sørlige kulminasjonen.

Inn mot den sentrale delen av den kaledonske fjellkjeden er skifrene over peneplanet lavmetamorfe, og i de baltiske statene ligger de i oljevinduet. Figuren over viser analogien med Himalaya.

I devon tid var forlandsbassenget, som hørte sammen med de kaledonske fjellene, dypt begravd under skyvedekker og sedimenter. Høyden og forløpet av peneplanet i dag skyldes senere tektonikk. Overført til Himalaya vil den blå linja ligge inne i foten av fjellene, mens den røde ligger i området med de høyeste snødekte toppene.

DET ANDRE MYSTERIET


Det andre geofaglige mysteriet i denne artikkelserien åpnet seg for meg i 1978-79 under et studieopphold på Stanford, California. Her viste det seg at geologene hadde en annen tilnærming til faget enn jeg var vant til fra studietida i Oslo.

 

De tenkte automatisk i fysiske prosesser. Hvis de for eksempel så en intrusivgang i felt, gikk de ikke i gang med å beskrive alle egenskapene til gangen, de tenkte prosesser, ekstensjon og stressfelt. De beundret Charles Hunt, pioneren som både gjorde grundige observasjoner og satte dem inn i en geomekanisk sammenheng: Hvordan dannes egentlig fjell? Og hvordan samler man på fjell?

 

Den holdningen fikk meg til å tenke på at den skandinaviske fjellkjeden med sine høytliggende fjellplatåer, slik som Hardangervidda, ikke var forklart. Og der var det at Jon Fink, som da var PhD-student, én dag så på meg med store øyne og sa: Hvorfor er det slik at det høyeste fjellet alltid ligger ved siden av den dypeste dalen?

 

Les også det første mysteriet her

Den andre fjellkjeden

Fra Stanford var det i 1978 én dagsreise til Basin and Range, et rift-område med fjellrygger og bassenger som strekker seg over flere delstater. For Hunt var det en ekspedisjon å kartlegge der. I dag kan man reise dit med Google Earth og overbevise seg om at de høyeste riftskuldrene ligger ved siden av de dypeste bassengene.

De som tolker seismikk i riftbassengene i Nordsjøen vil kjenne igjen geometrien. Ikke så underlig: Kreftene som virker under et jordskjelv fører til at liggblokka går opp og hengblokka ned relativt til de stabile omgivelsene. Og de store forkastningene vi observerer er en sum av resultatene av utallige jordskjelv.

Beltet som hørte til den sentrale delen av Kaledonidene vest for den røde linja på figuren fortsetter ut på norsk sokkel og danner grunnfjellet der. Rift-tektonikk i perm og trias dannet dype sedimentbassenger på norsk sokkel der fjellkjeden tidligere hadde ligget.

Volumene av sedimenter i disse bassengene og størrelsen på forkastningene vitner om at sokkelens bassenger hørte sammen med riftskuldre som lå på det som i dag er norsk fastland. Vi fikk en ny fjellkjede dannet ved rifting av det delvis nedslitte kaledonske området.

Den hvite linja på figuren viser områder som har stått høyt og fått lite sedimenter i trias og fram til mellom-jura. Det er god korrelasjon mellom utbredelsen av disse høydene og utbredelsen av dagens skandinaviske fjellkjede, men topografien i den andre fjellkjeden ble stort sett nedslitt i mesozoisk tid.

Rifting hører sammen med vulkanisme. Prinsippet om det høyeste fjellet og den dypeste dalen gjelder også for intrusjoner. Magmakammeret eller et saltbasseng som tømmes har stor utbredelse i forhold til intrusiver som kommer opp.

Det er derfor normalt å få innsynkning av området rundt en intrusjon. Jo større vulkan som bygges opp, jo mer volum ligger i kalderaen rundt når den kollapser.

Hvor store var vulkankjeglene i Oslofeltet? Kalderaene i Oslofeltet er bevart og ligger klare til å bli modellert for den som er nysgjerrig. Volumet av innsynkningsbassenget på juranivå rundt saltstrukturene i Nordkappbassenget kan brukes til å beregne hvor mye salt som har intrudert seinere enn jura tid.

Spor av det gamle bassenget

I Sør-Norge er landskapet preget av dype dalfører som eroderer ned i harde metamorfe bergarter. Langvarig erosjon fører til at dalførene blir bredere og dypere. Dalsidene blir erodert, mens fjellplatåene mellom dalene blir bevart.

Oppdoming og innsynking kan derimot føre til endringer av vannskillet slik vi ser det i unike naturfenomener som Lesjaskogsvatnet, vannet som har utløp i begge ender. Isostasi sørger for at fjellene blir høyere etter hvert som dalene graves ut.

Hans Reusch, en geolog av samme kaliber som Charles Hunt, definerte den paleiske flaten med utgangspunkt i fjellplatåene mellom de glasiale dalene. Han antok at denne flaten var en rest av et preglasialt landskap.

Med dagens kunnskap kan man si at den paleiske flaten er sammensatt av mange ulike elementer. Men dersom man skal se etter preglasiale former bør man lete på fjellplatåene mellom de eldste dalene.

Ideen om at erosjonsmekanismer bidrar til å plassere det høyeste fjellet ved siden av den dypeste dalen gjelder både glasial erosjon og elve-erosjon, men den glasiale erosjonen skaper i tillegg nye dalfører og overfordypninger som er størst der fjellene er høyest. Dette skyldes særlig transportevnen til vann under trykk under dalbreene.

Oljedirektoratet har samarbeidet med GEUS for å sammenstille Tor Eidvins biostratigrafi i oligocen og miocen med regional kartlegging. Det synes å være god korrelasjon mellom tidlige dalfører i Sør-Norge og sandavsetninger fra oligocen og miocen på sokkelen. Kanskje kan man gå enda lenger tilbake i tid.

Sognefjord-deltaet har reservoarsand i flere nivåer fra Johansenformasjonen (tidlig jura) til Sognefjordformasjonen (sen jura). Stordbassenget har uborete jura-avsetninger som også kommer fra Vestlandet.

Øya Utsira er et eksempel på en mesozoisk høyde i Sør-Norge. Den består av harde granittiske intrusiver som ikke ble fullstendig peneplanert før jura-sedimentene ble avsatt. Glasial erosjon har seinere fjernet de overliggende sedimentene slik at den gamle landskapsformen vises.

Nord-Norge har et annet slags landskap som jeg kommer tilbake til i neste mysterium.

530x428 figur2 FR Mysterier2Øverst: Satellittbildet av riftlandskap i vestlige USA med Death Valley og Panamint Range. Nederst: Kart over Nordkappbassenget i Barentshavet som viser saltstrukturer og tilhørende innsynkning på jura-nivå. Illustrasjon: Fridtjof Riis

Det stig av hav - for tredje og fjerde gang

Den skandinaviske fjellkjeden bygde seg opp i paleocen og eocen. Utbyggingen av erosjonsprodukter fra fjellkjeden var størst fra hevingssentrene i Nord-Vestlandet og nordlige Nordland.

Samtidig skjedde en innsynking av sentrale deler av Nordsjøen som skapte større havdyp og mer rom for sedimentasjon. Den store utstrekningen av hevings- og innsynkningsområdene tyder på at dette er prosesser som omfattet hele jordskorpa i Skandinavia.

En tektonisk fase med kompresjon tidlig i midtre miocen førte til ny heving av Sør-Norge og innsynkning av sentrale Nordsjøen. Samtidig kom Lofoten-Vesterålen segmentet opp mens Lofot-bassenget sank inn, og det skjedde en reaktivering og nydanning av kompresjonsstrukturer (antiklinaler og synklinaler) i Norskehavet og sørlige Nordsjøen.

Under istidene har fjellkjeden og bassengene blitt kraftig påvirket av isostatiske krefter, ved avlasting og pålasting av isdekker, erosjon fra fjellområdene og rask pålasting av sedimenter i bassengene. Vi kan rekonstruere forløpet av istidene, istykkelser og massebalanse, men det er likevel frisk debatt om mekanismer.

Det ser ut til at både i Skandinavia, på Grønland og ellers har landskapene som har vært utsatt for gjentatte store nedisninger en mer dramatisk topografi enn en ville forvente ut fra bare erosjon og isostatiske krefter.

Finnes det en X-faktor som ikke er tatt med i modelleringen og som bidrar til at store gjentatte nedisinger forsterker en topografi med høye fjell rundt innlandsisen og dype sentrale depresjoner?

Fjellet, dalen og X-faktoren

Ta med deg det gamle spørsmålet fra Jon neste gang du går i fjellet eller sitter ved tolkningsstasjon. Bruk det til å gjenkjenne geologiske prosesser som virker sammen og til å se former og strukturer i en større sammenheng.

Så må du bare regne med at det kan dukke opp X-faktorer som inspirerer oss til å gå videre inn i fjellheimen.

LES OGSÅ: Fjellplantene under siste istid

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

250x166 phd021813s


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: