Hvorfor har vi fjell i Norge?

Ble Norges fjell dannet i gamle tektoniske kollisjoner, eller kommer de fra nyere geologiske prosesser?
Alpine kystfjell finnes på nordvestlandet og i deler av Nordland og Troms. Landhevningen i Tertiær skapte høy topografi, og under de kvartære istidene grov breene ut gamle elvedaler og skapte et dramatisk landskap. Bildet viser Bispen sør for Åndalsnes.

Vi tenker gjerne på Norge som et fjell-land, men er det naturlig at det skal være fjell her? De høyeste fjellene på jorda finnes der tektoniske plater støter mot hverandre, eller har gjort det relativt nylig, slik som i Himalaya, Alpene eller Andesfjellene. Det er 400 millioner år siden slike prosesser var aktive i fastlands-Norge.

Høy alpin topografi sør og øst for Hadselfjorden og Sortlandssundet i Vesterålen. I sør ser vi de innerste delene av Lofoten. De høye områdene er begrenset av forkastninger som moderne dateringsmetoder viser var aktive i Mesozoikum og sannsynligvis senere. Landhevingen førte til reaktivering av forkastninger i berggrunnen og til kontraster i topografi og landskap.
Høy alpin topografi sør og øst for Hadselfjorden og
Sortlandssundet i Vesterålen. I sør ser vi de
innerste delene av Lofoten. De høye områdene
er begrenset av forkastninger som moderne
dateringsmetoder viser var aktive i Mesozoikum
og sannsynligvis senere. Landhevingen førte til
reaktivering av forkastninger i berggrunnen
og til kontraster i topografi og landskap.

Er det naturlig å tenke seg at slike fjell fremdeles står, eller skyldes dagens norske fjell helt andre prosesser? Og hvis de ikke er 400 millioner år gamle, hvor gamle er de egentlig? Landet hever seg fremdeles etter siste istid, så hvor stor er egentlig betydningen av de kvartære istidene? Det er kanskje overraskende at så fundamentale spørsmål fremdeles blir friskt debattert blant geologer, men det blir de. Det beste er trolig å ta et skritt tilbake og spørre: hvordan dannes egentlig fjell, og hvilken mekanisme passer best for Norge?

Det finnes flere måter fjell kan dannes på. Kollisjon mellom kontinentalplater er en mekanisme som har skapt noen av de mest imponerende fjellkjedene i verden og dermed landemerker som Mount Everest og Elbrus. Men fjellområder dannes faktisk også langs kontinentale rifter og riftmarginer, der jordskorpen sprekker opp og fortynnes. Avlastning av store bergartsmasser når skorpen tynnes, samt varmeutviklingen når den dype mantelen heves under disse områdene, er mulige årsaker til denne hevningen. Fjell som dannes på denne måten kan bli over 4000 m høye. Landhevning øker gjerne erosjonen, slik at mye materiale blir transportert bort, noe som kan gi opphav til mer landhevning. Avsetning av store mengder sedimenter og dermed nedpressing av jordskorpen i ett område kan føre til at et annet område heves opp. I områder som har gjennomgått istider og påfølgende nedsmelting, vil landet gjerne heves når vekten av isen blir borte. I de fleste områder kan fjell dannes gjennom kombinasjoner av mekanismer som forsterker hverandre, slik som tektonisk heving og erosjon.

Hvis kollisjonstektonikk skal være årsak til en fjellkjede, må jordskorpen under fjellene være tykkere enn normalen. Vi sier da at fjellkjeden har en `rot´ som støtter topografien over. I vårt tilfelle er det ikke spesielt tykk skorpe under de høyeste fjellene. Geofysiske undersøkelser viser at den tvert i mot er normal eller tynnere enn normalt under de høyeste fjellene. Det er derfor lite trolig at det er den 400 millioner år gamle Kaledonske fjellkjeden som er det direkte opphavet til dagens norske fjell (selv om restene av den Kaledonske fjellkjeden finnes inne i fjellene). Det er mer nærliggende å tenke på riftmarginer og fjell som dannes der. Men det er også lenge siden riftingen pågikk (55 millioner år eller mer), og geologer som jobber med seismiske data fra sokkelen vil fortelle at rift-topografien ble erodert ned i løpet av Krittiden til maksimalt noen hundre meter. Mange vil derfor si at dagens høye topografi er relativt ung og trolig yngre enn 65 millioner år. Hva så med istidene, som har herjet våre breddegrader de siste 2,8 millioner år? Vi vet at en tjukk innlandsis presset jordskorpen ned under Skandinavia og at landet fremdeles hever seg etter at innlandsisen smeltet. Men geologer som jobber med nedisningene i kvartærtiden vil fortelle at de første breene ble dannet i områder med høy topografi. Det vil si at en betydelig topografi trolig eksisterte ved begynnelsen av istidene. Hvis dette er riktig, ble trolig store deler av dagens norske topografi dannet for mellom 65 og 2,8 millioner år siden. Det er dette som omtales som den Cenozoiske landhevningen; en prosess som har vært beskrevet lenge, mye debattert og generelt dårlig forstått.

Forskning utført ved NGU viser et viktig forhold mellom den norske riftmarginen og fjellene innenfor: vi finner de høyeste kystfjella innenfor områder på sokkelen der tykkelsen av jordskorpa går fra normal til svært tynn (betyr her mindre enn 10 km tykkelse) over en kort horisontal distanse. Der jordskorpen ble tynnet mer jevnt over en lengre distanse, er kystfjellene lavere, og hele topografien i Skandinavia er mindre asymmetrisk.  Disse observasjonene viser at skorpestrukturen til den norske riftmarginen (se temaside: passive marginer) har hatt en viktig innvirkning på dannelsen av dagens norske fjell. Selv om de oppløftede riftflankene ble erodert ned i løpet av Kritt, har fordelingen av normal skorpe versus tynn skorpe, og dermed områder for erosjon vs. avsetning av tykke sedimentpakker vært med på å kontrollere landhevningen. Varmepulser i forbindelse med etablering og skifte av spredingsrygger i nordatlanteren, samt erosjon og avsetning i forbindelse med istiden har trolig også vært viktige drivere for landhevning.  I noen områder kan vi se at topografiske høyder er begrenset av forkastninger (Fig.). Men er tektoniske prosesser aktive i Norge idag?

Kart over Skandinavia og havområder, samt forenklede profiler som viser skorpestrukturen under den norske kontinantalmarginen og deler av Skandinavia. De høyeste fjellene og den mest asymmetriske topografien finnes innenfor områdene der mesteparten av skorpetynningen har skjedd over en kort horisontal distanse.
Kart over Skandinavia og havområder, samt forenklede profiler som viser skorpestrukturen under den norske kontinantalmarginen og deler av Skandinavia. De høyeste fjellene og den mest asymmetriske topografien finnes innenfor områdene der mesteparten av skorpetynningen har skjedd over en kort horisontal distanse.

Jordskjelv er viktig informasjon for å forstå tektoniske prosesser. Små og mellomstore jordskjelv (styrke Mw<6) er vanlige i Fennoskandia og viser at noen forkastninger er aktive. Tre distinkte belter med seismisk aktivitet (SB1, SB2 og SB3 på fig. ) markerer hovedlinjer i strukturen til den skandinaviske passive marginen. SB1 er lokalisert over linja der jordskorpen er mindre enn 10 km tykk, og markerer den ytre grensen for marginens avsnøringsdomene (TB; se temaside: passive marginer) i områder der den er overlagt av tykke Neogene sedimenter. SB2 er lokalisert nær grensen mellom strukket og ustrukket kontinental skorpe, og dermed langs 39-kilometers konturen for skorpetykkelse og den topografiske brattkanten som følger marginen på land. SB3 følger Østersjøen og markerer grensen mellom den skrånende topografien til den skandinaviske marginen og de flate skjoldområdene i øst. Dette er den innerste grensen for effekten av den Skandinaviske marginen på land, i forhold til den asymmetriske hevningen av marginen.

De seismiske beltene forteller oss at prinsipielle soner i marginen fremdeles er aktive, og at prosesser som erosjon og avsetning fremdeles har innvirkning på marginen. Sonen der det utløses mest seismisk energi på den norske marginen i dag, er på grensen mellom marginens avsnøringsdomene og det distale domenet (se også temaside: passive marginer). Den postglasiale landhevningen påvirker store deler av Fennoskandia, men fordelingen av seismiske belter viser at den underliggende, nedarvede skorpestrukturen fremdeles bestemmer hvilke områder som faktisk deformeres seismisk.

Kartet til venstre viser jordskjelv med styrke Mw>2,0 mellom 1960 og 2012 (data fra det Internasjonale Seismologiske Senter). Jordskjelv i denne tidsperioden er alle mindre enn styrke 6.Kartet til høyre viser kumulativt seismisk moment energi. (Mw >= 2.0, data fra det Finske Seismologiske Institutt, Universitetet i Helsinki).
Kartet til venstre viser jordskjelv med styrke Mw>2,0 mellom 1960 og 2012 (data fra det Internasjonale
Seismologiske Senter). Jordskjelv i denne tidsperioden er alle mindre
enn styrke 6.Kartet til høyre viser kumulativt seismisk moment energi.
(Mw >= 2.0, data fra det Finske Seismologiske Institutt, Universitetet i Helsinki).