Vertikale bevegelser

Da mantelen ikke er tilgjengelig for direkte observasjoner, må en benytte nummeriske modeller for å forstå prosessene. Deler av skorpen kan studeres direkte på jordens overflate, og egenskaper som struktur, topografi og batymetri (havbunnstopografi) kan forstås gjennom observasjoner. Videre kan egenskaper som tetthet, kjemi og alder av geologiske enheter fås gjennom datainnsamling og analyser i laboratorier. Under overflaten kan seismiske data gi informasjon om strukturer og stratigrafi av tidligere innsunkne sedimentære bassenger. Forskere ved laget for Berggrunn og skorpeprosesser arbeider med ulike aspekter av disse temaene.

Termokronologi

Termokronologi er studiet av temperaturhistorien til en bergart og kan gi verdifull informasjon om vertikale bevegelser og deres uttrykk ved jordens overflate. Kombinasjoner av landhevning og erosjon vil resultere i blotning (fjell i dagen) av geologiske enheter som tidligere lå i dypet og dermed befant seg ved høyere temperaturer.

Avkjølningshistorien til en bergart er direkte avhengig av veien den tar fra skorpen, eller mantelen, til overflaten. Ved overflaten blir bergarten utsatt for forvitring og erosjon, og mottagelig for transport og avsetning i sedimentære bassenger. Forkastninger spiller en viktig rolle i vertikale bevegelser, og noen av de mest spektakulære som finnes i verden kan observeres i Norge.

Bergarter som ble presset ned i mantelen for 400-425 millioner år siden, under den Kaledonske fjellkjeden, er nå blottet ved overflaten i Vest Norge. Denne blotningsprosessen ble fulgt av en imponerende rekke med normalforkastninger og skjærsoner med bevegelser på flere titalls kilomenter. Samme type strukturer var også aktive i å danne Norges kontinentalmargin i mesosoisk tid, da grunnlaget for Norges gass- og oljereserver ble lagt. Normalforkastinger med mindre bevegelse, men med en nyere bevegelseshistorie, ser ut til å ha medvirket til dannelsen av Skandinavias topografi og landskap. Overflater som er kuttet ned i berggrunnen som resultat av erosjon, kjennes i dag igjen som oppløftede og undulerende landskap som er eldre enn siste istid. Den lange historien med forkastningsbevegelse påvirker oss i det daglige på mange måter, fra tunnel driving til den geografiske fordelingen av skred.

Samspillet mellom mantel og litosfære

På kontinental og global skala er en forståelse av samspillet mellom mantelen og litosfæren viktig. Dynamisk topografi er den delen av topografien som er forårsaket av tetthetsanomalier og strømninger i mantelen som kombinert med prosesser i skorpen og litosfæren bestemmer hvilke områder av jordens overflate som er over eller under havnivå til en hver tid. Forskere ved Senter for Geodynamikk ved NGU arbeider med å bedre forståelsen av tetthetsstrukturene og rheologien (flytegenskaper til materiale, for eksempel hvordan deformasjon foregår under spenning) i jordens mantel og litosfære, samt med å forbedre nummeriske modeller for å anskueliggjøre prosesser som skaper deformasjon og topografi.