Jordskorpen i Sør- og Vest-Norge kan ha kommet fra vest

Image
Geologer med Trond Slagstad (innfelt) i spissen, kommer med ny forskning om Norges geologiske historie. Illustrasjon: Trond Slagstad, Foto: Rune Eian

Deler av jordskorpen sør for Dovre ble dannet lenger vest enn der den ligger i dag. Den ble skjøvet inn over landet for omtrent en milliard år siden, mener forskere bak en ny studie. 

Forfatter: Elise Kjørstad, journalist i forskning.no

For en milliard år siden var det verken planter eller dyr på land. Kontinentene var stadig i sakte bevegelse og skapte nye hav og kontinenter. De ble dratt fra hverandre og krasjet inn i hverandre. Nye fjell og bergarter ble laget. Sporene kan ses i geologien i dag.

I en ny studie har forskere sett på historien til det norske grunnfjellet. De har forsket på hva som skjedde før og under dannelsen av den svekonorvegiske fjellkjeden. 

Nå argumenterer de for at grunnfjellet sør for Dovre stammer fra et kontinentfragment som ble dannet lenger vest. Det ble skjøvet inn over Norge og erstattet skorpen som var der fra før.

Fjellkjede skapt i et krasj?

Den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet for rundt en milliard år siden. Den reiste seg i Sør- og Vest-Norge, samt sørvest i Sverige. Det var en fjellkjede som senere ble slitt ned. I dag finner forskere bare rester av røttene.

For en milliard år siden var Norge en del av kontinentet Baltika, sammen med Sverige, Finland og en del av Russland. Den vanligste oppfatningen er at den svekonorvegiske fjellkjeden oppstod fordi Baltika krasjet med deler av dagens Nord- og Sør-Amerika. Dette ble en del av det gamle superkontinentet Rodinia. 

Trond Slagstad, forsker ved Norges geologiske undersøkelse (NGU), er ikke overbevist om at denne forklaringen stemmer. Han og noen kolleger har i flere år jobbet med en annen hypotese. De er i tvil om Rodinia i det hele tatt eksisterte, i alle fall slik man har trodd det så ut. 

Image
Illustrasjon av hvordan kontinentene lå før de krasjet
Den vanligste oppfatningen er at den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet da disse gamle kontinentene krasjet. 
Illustrasjon: Håkon Fossen, lisens CC BY-SA 4.0 NO

Mer som i Andesfjellene

Slagstad tror ikke den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet da kontinenter krasjet, på samme måte som når India krasjer inn i Asia og danner Himalaya. Han tror i stedet at det var en situasjon mer lik den som skaper Andesfjellene i Sør-Amerika, der en havbunnsplate synker under kontinentet.

Når to kontinenter krasjer og danner et fjell som Himalaya, er det typisk at det blir dannet en veldig tykk skorpe. 

– Det er noe vi ikke ser spor av i den svekonorvegiske fjellkjeden, sier han.

Kontinentalskorpe og havbunnskorpe

Kontinentalskorpe er tykkere, lettere og eldre enn havbunnskorpe. Den ligger under landområder og kontinentalsokkelen, den delen av kontinentene som ligger under vann.

Havbunnskorpe er tyngre, tynnere og yngre enn kontinentalskorpe. Den ligger under verdenshavene.

Har brukt prøver fra nord til sør

Nå har Slagstad og kollegene utforsket hypotesen sin videre. De har tatt prøver fra 2,8 til 1,4 milliarder år gammelt berg fra Troms til Vestland fylke. De har datert prøvene og sett på ulike versjoner av grunnstoffet hafnium. Det forteller om hvordan bergartene ble dannet. 

Dataene er sammenstilt med tidligere studier fra vestlige Baltika. Resultatene var ikke helt som forventet. Det gjør at forskere mener at grunnfjellet sør for Dovre kan stamme fra et kontinentfragment som ble dannet lenger vest. Det ble trolig skjøvet inn over Norge og erstattet kontinentalskorpen som var der fra før. 

Ikke som forventet

Forskerne hadde en hypotese om en Andesfjell-lignende plategrense langs Norge før 1,4 milliarder år siden, der havbunnskorpe sank inn under kontinentet. I tråd med det ventet Slagstad og kolleger å se at bergartene ble yngre og yngre lenger vest langs hele landet.

Det var vulkanisme, og det ble dannet ny kontinentalskorpe, som da ville vært yngst nærmest plategrensen.

Men dette passet ikke helt med dataene. Isteden så Slagstad og kollegene at berget ble yngre og yngre lenger sør, istedenfor lenger vest.

– Det er to muligheter. Den ene er at marginen ikke vokste vestover som vi trodde, men kanskje mer sørover. Den andre er at ting har flyttet på seg i forhold til hverandre og hvor de ble dannet.

Image
Figur som viser alderen på grunnfjellet i de ulike delene av landet
Figuren illustrerer forskernes hypotese. Fargene angir alder på grunnfjellet i prøver som er tatt. Illustrasjon: Trond Slagstad

Ser forskjeller

Slagstad tror det kan handle om det siste, at skorpen i sør har kommet inn fra et annet sted og erstattet den som var der. 

– Det vi har funnet ut, er at skorpen som ligger i Sør-Norge har en metamorf og magmatisk historie som er forskjellig fra skorpen som ligger rundt. Vi tror den må ha blitt dannet en annen plass. 

– Alder og isotopsammensetningen til dette skorpefragmentet viser et hopp sammenlignet med skorpe lenger nord og øst, noe som tyder på at det lå skorpe der som nå er borte.

Magmatisme og metamorfose er to måter bergarter dannes og omdannes på. Metamorfe bergarter dannes når de bli blir knadd og varmet opp inne i en fjellkjede, for eksempel, mens magmatiske bergarter stammer fra vulkansk aktivitet.

Sank ned og ble erstattet

Det er en komplisert historie, og Slagstad ser for seg at det gikk for seg på denne måten: 

Det var en subduksjonssone langs Norge, der havbunn sank ned og nytt land ble dannet.  For mellom 1,4 og 1,1 milliarder år siden ble kontinentalskorpen strukket ut og fortynnet, og subduksjonssonen flyttet seg lenger vest enn der kysten er i dag.

– Så, for cirka 1,1 milliarder år, siden sluttet strekkingen, og det hele ble satt i kompresjon og begynte å gli mot hverandre igjen. Det er vanlig med skifter mellom strekking og kompresjon, altså sammentrekking, ved subduksjonssoner, ifølge Slagstad.

Skorpen som var i Sørvest-Norge var så tynn at den mistet oppdrift og begynte å synke ned i mantelen. 

En kontinentbit fra vest, som var dannet lenger ut ved den vestlige plategrensen, ble skjøvet inn over Sørvest-Norge og erstattet landbiten som sank. 

Viser til Japan

– En mulig analog er Japan. Det er egentlig et skorpefragment. Det har blitt adskilt fra Fastlands-Asia. Japanhavet ligger imellom. Havbunnen består for det meste av kontinentalskorpe og ikke havbunnskorpe. Man kan se for seg at hvis Japan hadde blitt dyttet opp på Kina igjen, har du en situasjon som ikke er helt ulik den vi snakker om her, sier Slagstad.

Han mener at det på samme måte kan ha vært en forbindelse av kontinentalskorpe under vann mellom Baltika og skorpefragmentet som ble dannet lenger vest. Så ble fragmentet skjøvet opp på fastlandet. 

Hvordan så fjellet ut? 

Den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet på samme tid som skorpefragmentet ble skjøvet inn over Sørvest-Norge, i forskernes hypotese. 

– Vi vet egentlig ikke hvordan den svekonorvegiske fjellkjeden så ut, hvor høye fjellene var eller hvor stort område som var dekket med fjell, sier Slagstad. 

Fjell kan lages når jordplater presses mot hverandre og skorpen blir tykkere. Fjell kan også løfte seg fordi de får oppdrift ved at varm mantel under presser på oppover fordi varm mantel er lettere en kald. 

– Når det gjelder den svekonorvegiske fjellkjeden, kan flere av disse prosessene ha vært innblandet. I østlige deler virker det som om man har hatt en kompresjon da skorpefragmentet vårt flyttet seg østover. Her ville man antakelig fått en fjellkjede som resultat av kompresjon og skorpefortykning, sier Slagstad.

– Mye av skorpefragmentet ser ikke ut til å ha gjennomgått mye fortykning, men vi vet at det har vært varmt, så det er mulig at man fikk dannet fjell som resultat av dette.

Kan forklare varmere mantel

Hypotesen passer med et annet funn som er vanskelig å forklare, ifølge Slagstad:

– Mantelen under Sør- og Vest-Norge er veldig mye varmere enn omkringliggende mantel. Vi har lurt på hvor varmen kommer fra. Hvis det stemmer at skorpen som før lå i Sør-Norge sank ned, er det en fin måte å forklare varmen på. Da putter du skorpe som er rik på radioaktive grunnstoffer som thorium og kalium ned i mantelen. Der ligger det og varmer opp mantelen og kan gjøre det i hundrevis av millioner år.

Betydning for mineralforekomster

Haakon Fossen er professor i geologi ved Universitetet i Bergen. Han har tatt en rask kikk på studien:

– Dette er en interessant modell som kan forklare mye av dataene som presenteres. Med betydelig usikkerhet, naturligvis.

Trond Slagstad sier at hvis hypotesen stemmer, kan store deler av det norske grunnfjellet være satt sammen av biter med ulik opprinnelse. 

– Dette er blant annet viktig for å forstå om kunnskap i ett område kan overføres til et annet med tanke på mineralforekomster. I dette tilfellet vil grunnfjellet sør i Norge være langtransportert og kan på mange måter ses som en isolert del av grunnfjellet. Med egne typer forekomster krever det antagelig en egen tilnærming ved kartlegging og prospektering.

– Diskuteres mye

Steffen Gunnar Bergh, professor og geolog ved UiT Norges arktiske universitet, sier at forskningen er interessant.

– Det blir spennende å følge med på hva forskerne finner ut i fremtiden.

Bernard Bingen er forsker ved Norges geologiske undersøkelse i fastfjellsgeologi. Han har også sett på studien. 

– Det har lenge vært velkjent at den kontinentale jordskorpen i Sør-Skandinavia ble skjøvet østover ved slutten av mesoproterozoikum under den svekonorvegiske fjellkjededannelsen. Men hvor mye, hvordan og hvorfor diskuteres mye. Vi blir aldri enige. Det er en del av vitenskapen, sier Bingen. 

– Et stort datasett og elegant databehandling har gitt en kreativ geodynamisk modell som involverer langtransport. Og ja, det viktigste for samfunnet er at geologiske og geodynamiske modeller styrer kartlegging og prospektering av våre mineralressurser.

Rester i en yngre fjellkjede?

Slagstad vedgår at mye fremdeles er usikkert:

- Kanskje er det heller som man har trodd tidligere, at Amerika krasjet med Baltika og skapte endringer i geologien. Vi må innrømme at vi ikke vet. Vi vet heller ikke om den relativt lille svekonorvegiske provinsen er representativ for fjellkjeden som helhet. Vi må heller diskutere hvordan vi kan finne ut av det. Jeg tror denne studien er et viktig steg i retningen av det.

- En måte å komme videre på er å lete etter den eldgamle historien i skyvedekker etter den kaledonske fjellkjeden, som kom senere. Deler av den enda eldre fjellkjeden kan være gjemt der, mener NGU-forsker Trond Slagstad. 

Denne artikkelen ble først publisert på forskning.no 18. juni 2024

Image
Utsnitt av berggrunnskartet til NGU.
Nyhetsarkiv