3. mars 2020

Kjempeskjelv yngre enn antatt


De unge forkastningene framtrer som markerte skrenter i det flate morenelandskapet på Finnmarksvidda. Den hvite pila til venstre viser hvor forkastningen går rett gjennom en esker, som er dannet for omtrent 10 500 år siden. Figur laget med Norgei3D.no
Den åtte mil lange Stuoragurra-forkastningen i Finnmark er dannet langt senere enn forskerne hittil har trodd. Nye dateringer tyder på at de opptil sju meter høye skrentene i det flate landskapet på Finnmarksvidda er skapt under minst tre store jordskjelv.

- Det er viktig at myndighetene har kunnskap om de nye funnene ved planlegging av ny infrastruktur. Skjelvene er så overraskende unge at vi også må prøve å forstå geologien på nytt, sier forsker Odleiv Olesen ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).

- Undersøkelsene tyder på at bergspenninger i jordskorpa kan utløse store jordskjelv også i et tilsynelatende stabilt Norge, sier han.

100 jordskjelv siden 1991

Alderen til kjempeskjelvene på Finnmarksvidda er nå datert til mellom 700 og 4000 år før nåtid. Høyden og lengden på forkastningsskrentene tyder på at de kraftigste skjelvene trolig målte rundt sju på Richters skala.

- Vi har lenge trodd at de store forkastningene, som strekker seg i sørvestlig til nordøstlig retning ved Masi i Finnmark, oppsto rett etter siste istid for 10.000 år siden. Det var en teori basert på at det fant sted store bevegelser i bakken som følge av landhevingen da isen trakk seg tilbake. Teorien ble blant annet understøttet av dateringer av tilsvarende forkastningssoner på svensk side. Senere fant vi at hendelsene måtte ha skjedd for mindre enn 6300 år siden, og nå altså; et siste stort skjelv så sent som i middelalderen, 11-1200-tallet, forklarer Olesen.

De unge forkastningene og jordskjelvene er tegnet inn på figuren.
De unge forkastningene er angitt med rød farge. De opptrer innenfor Mierojávri-Sværholt-forkastningssonen (grønn farge), som har vært aktiv i omtrent to milliarder år.
Grøftene som er gravd ved Fitnajohka, Masi og Guovžiljohka, er angitt med lilla trekanter. Tallene 2-7 angir maksimal høyde på forkastningsskrenten i meter. Høyde og lengde på de to segmentene ved Fitnajohka-Biggevárri og Masi-Stuoragurra, viser at de er dannet sammen med jordskjelv med en styrke på omtrent syv på Richters skala. Skrentene nordøst for Iešjávri kan være dannet under ett eller flere jordskjelv med noe mindre styrke. Farge og størrelse på sirklene angir henholdsvis dyp i km og størrelse på Richters skala til jordskjelvene som NORSAR har registrert i perioden 1991-2019.

Skjønt siste skjelv: Jordskjelvsenteret NORSAR har, ved hjelp av sitt seismiske nettverk i Karasjok og ved bruk av andre seismografer på Nordkalotten, Hammerfest, registrert hele 100 jordskjelv langs forkastningssonen mellom 1991 og 2019. De fleste av dem har oppstått sørøst for forkastningene og mindre enn 10 km fra den antatte skrå utbredelsen av forkastningen nedover i dypet. Disse skjelvene har vært små, og knapt merkbare, med utslag på bare to-tre på jordskjelvskalaen.

Likevel, det største skjelvet, i januar 1996, hadde en styrke på fire og kunne føles over store deler av Finnmark.

Skyves opp fra bakken

En forkastning er en struktur som dannes i jordskorpen ved at en del av skorpen beveger seg i forhold til en annen langs en bruddsone i berget. Bevegelsen utløses gjerne som et jordskjelv etter en periode med oppbygging av sterke spenninger i berget.

Den åtte mil lange og opptil sju meter høye Stuoragurra-forkastningen opptrer i tre enheter: Fitnajohka-forkastningen i sørvest, Máze-forkastningen i det sentrale området og Iešjávri-forkastningen mot nordøst. Avstanden mellom de enkelte enhetene er 13-20 km.

Strukturene viser at dette er hva geologene kaller reversforkastninger. I slike tilfeller presser de ulike delene av berget i jordskorpen mot hverandre, før spenningene blir utløst og den ene siden kan forskyve seg flere meter. Ved store forskyvninger blir det ikke plass til forkastningen inne i jordskorpa. Den kommer derfor opp fra bakken i form av en skrent. Dette skjer oftest når jordskjelvet har en styrke på mer enn seks.

Langs Stuoragurra-forkastningen er det stedvis et flere meter tykt dekke av morene og avsetninger fra siste istids breelver foldet over og foran hengeblokken, som er skjøvet opp fra bakken.

Feltarbeid i Finnmark

Somrene 2018 og 2019 gjennomførte et forskerteam graving og grøfting i deler av forkastningen. - Målet var å finne det yngste begravde organiske materialet i de deformerte massene etter skjelvene, forklarer forsker Lars Olsen ved NGU.

Flere meter lange snitt på tvers av forkastningene ble varsomt renset. Den geologiske lagdelingen som avtegner seg i snittene, gjør at forskerne kan forstå hva som faktisk har skjedd. Deformasjonen har skjedd raskt; berget er knust, og sedimenter av sand og silt, med rester av torv og bjørk, har presset seg gjennom landskapet som om det er blitt skjøvet fram av en bulldoser.

- Det er viktig å ha en god forståelse av prosessene når vi tar prøver, slik at vi ikke tar prøver på feil sted av feil materiale, eller misforstår hvordan materialet har havnet der det er, sier Lars Olsen. – Jo mer vi arbeider et sted, jo bedre forutsetninger har vi for å ta riktige avgjørelser.

Daterte organisk materiale

Prøvetakingen av torv og gytje - mudder fra avsatte plante- og dyrerester - ga gode resultater.

- Alle de tre delene, eller segmentene, i forkastningssystemet ble datert etter radiokarbonmetoden, det som gjerne kalles C-14-metoden. Denne metoden er basert på at alle levende organismer inneholder en liten konsentrasjon av den radioaktive isotopen 14C. Kunnskapen om radioaktiv halveringstid kan så brukes til å beregne når organismen levde, forklarer Lars Olsen.

Bilder fra en grøft på tvers av Stuoragurraforkastningen like nord for Masi.
Bilder fra en grøft på tvers av Stuoragurraforkastningen like nord for Masi. Til venstre og i midten ser vi snitt med begravde og deformerte sedimenter, inkludert torv fra nedre ende av grøfta, i skrå vinkel til, og lengst vekk fra, forkastningen. Legg merke til bulldoser-effekten som vi kan se i løsmassene, for eksempel rundt de steilstående steinene i øvre del, som er presset vekk fra forkastningen da deler av berggrunnen ble skjøvet opp på bare noen sekunder. Yngste daterte prøve fra den begravde torva er ca. 6300 år gammel (rød ramme på bildet i midten).
Til høyre ser vi et snitt langs grøfta på tvers av forkastningen. Sedimentene er skjøvet fra høyre mot venstre og vekk fra forkastningen. I deler av de deformerte sedimentene er det tynne gytjelag, og posisjonen til den yngste daterte prøven av organisk materiale er markert med rød ramme på bildet til høyre. Alderen på denne prøven er 800-900 år før nåtid. En prøve fra bunnen av ikke-deformert torv er datert til ca. 700 år før nåtid. Det betyr at alderen på forkastningen er mellom 700 og 800-900 år gammel.

Forskerne fant at forkastningssystemet faktisk ble dannet i minst tre omganger, og etter alt å dømme med jordskjelv av forskjellig styrke. Den nordligste delen er yngre enn 4000 år, den sørligste er cirka 1280 år, mens den midterste delen har vært aktiv en gang for mellom 700 og 900 år siden, altså rundt 1100-1200-tallet.

Hyppigere skjelv

- Resultatene i den nye studien indikerer at store jordskjelv kan opptre hyppigere i nordlige deler av Skandinavia enn tidligere antatt. Derfor blir det viktig å ta disse nye opplysningene på alvor, og samtidig gå videre i kartlegging og forskning, mener NGU-forsker Odleiv Olesen.

Under vannkraftutbyggingen i Altavassdraget på 1980-tallet ble det bygget en høy betongdam, men forskerne understreker at det er strenge krav for sikring av infrastruktur ved jordskjelv, også i Norge. Det som kan ramme folk hardest, er bygd for å tåle svært kraftige påkjenninger.

Figur som viser snitt gjennom forkastning ved Masi.
Skissen viser et snitt langs en grøft på tvers av Stuoragurra-forkastningen ca. 1,5 km nord for Masi. Nesen (A) på delen av berggrunnen som er hurtig oppskjøvet langs forkastningen, er dekket av deformert morenemateriale (C1 og C2), med deformert innsjøsand med tynne gytjelag (E og F) og uforstyrret nåtidens torv (H) på toppen. D er begravd og deformert torv, og G er forkastningsbreksje, som består av en samling av bruddstykker brutt løs fra berggrunnen og injisert i overliggende sedimenter da forkastningen skjedde. B er bresjøsedimenter og er eldste løsmasseenhet i dette snittet. Røde prikker viser hvor det er tatt prøver av organisk materiale, hovedsakelig planterester, til C14-datering. Illustrasjon: Lars Olsen/Irene Lundqvist
Sagn om torden og skjelv

Det var både samisk og sporadisk norrøn bosetning i deler av Finnmark på 1200-tallet. Forskerne har forsøkt å finne skriftlige kilder på hvordan jordskjelvet på den tid kan ha artet seg, men har foreløpig bare funnet en historie i boka «Lappiske eventyr og sagn» ved Just Qvigstad fra 1928.

I sagnet «Risen» heter det at det fantes et troll som var arg på menneskene fordi de bygde steinhus. Trollet tok en kampestein og ville knuse en steinkirke på andre siden av fjorden: «Da stenen kom ned på jorden, lå folk og sov; men jorden skalv, da stenen falt på den». Det var bare en steinkirke i det aktuelle området, nemlig gamle Ibestad steinkirke i Troms, som ble bygget på slutten av 1100-tallet.

I et annet sagn, som ikke er tidfestet, heter det om tsjudene: «En gang var russetsjudene på vandring, og da begynte tordenen å slå. (…) Men tordenen slo, jorden revnet under russetsjudenes føtter, og de sank ned under jorden (…)».