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

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. 

Den vanligste oppfatningen er at den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet da disse gamle kontinentene krasjet. (Illusrasjon: Håkon Fossen, CC BY-SA 3.0 NO)

Mer som Andesfjellene

Slagstad tror ikke den svekonorvegiske fjellkjeden ble dannet da kontinenter krasjet. Det blir på samme måte som at India krasjer inn i Asia og danner Himalaya. 

Han tror isteden at det var en situasjon mer lik den som skaper Andesfjellene, 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. 

Trond Slagstad er forsker ved Norges geologiske undersøkelse. (Foto:NGU)

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 forskerne mener at grunnfjellet sør for Dovre kan stamme fra et kontinentfragment som ble dannet lenger vest. Det ble 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.

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 for 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.

På samme måte kan det ha vært en forbindelse av kontinentalskorpe under vann mellom Baltika og skorpefragmentet som ble dannet lenger vest. Så ble fragmentet skjøvet oppå 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.

– 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, mener Slagstad. 

– 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.

Har betydning for mineralforekomster

Haakon Fossen er professor i geologi ved Universitetet i Bergen. Han skriver på e-post at han ikke har anledning til å gå dypere inn i artikkelen nå, men har tatt en rask kikk på studien. 

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

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

– 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 sine egne typer forekomster som antakelig krever sin egen tilnærming hva gjelder 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 innen fastfjellsgeologi. Han har sett på studien. 

– Det har lenge vært velkjent at den kontinentale jordskorpen i Sør-Skandinavia ble skjøvet østover ved enden 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. 

– I denne artikkelen publiserer Trond Slagstad med flere stort datasett, elegant databehandling og en kreativ geodynamisk modell som involverer lang transport. Og ja, det viktigste for samfunnet er at geologiske og geodynamiske modeller styrer kartlegging og prospektering av våre mineralressurser og hele miljøet under føttene våre. 

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 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.