Jubileum for kontinentaldrift

Det er 100 år siden Alfred Wegener lanserte teorien om kontinentaldrift. I et foredrag 6. januar 1912 presenterte han en rekke indisier for at verdens kontinenter en gang hadde hengt sammen i ett stort (Pangea).
Les om Alfred Wegener seminaret


Halfdan Carstens


portret616t.jpg
Alfred Wegener under hans andre ekspedisjon til Grønland (1912/13), kort tid etter at han 31 år gammel fremsatte sin teori om kontinentaldrift. Foto: Alfred Wegener Institute

Allerede i 1596 gjorde den nederlandske kartografen Abraham Ortelius observasjoner (Thesaurus Geographicus) som ledet ham til å foreslå at Amerika hadde blitt revet bort fra Europa og Afrika. Litt ut på 1600-tallet la den engelske vitenskapsmannen og politikeren Francis Bacon også merke til at Vest-Afrikas og Sør-Amerikas kystlinjer passer sammen “som hånd i hanske“.

Mye senere, rundt 1800, gjorde den tyske naturvitenskapsmannen og utforskeren Alexander von Humboldt den samme observasjonen. Han (re-)lanserte derfor tanken om at landene som grenser opp til Atlanterhavet en gang hadde hengt sammen.

Veien frem til en teori

I 1858 (samme år som Norges geologiske undersøkelse ble opprettet) argumenterte så den franske vitenskapsmann Antonia Snider-Pellegrini for at Nord-Amerika og Europa en gang hadde eksistert som én og samme landmasse. Bevisene hans var funn av identiske plantefossiler i kull-lag på begge sider av havet. Dette var derfor første gangen geologiske observasjoner ble benyttet som argument for at kontinentene hadde forflyttet seg i forhold til hverandre.

Ved inngangen til 1900-tallet foreslo den østerrikske geologen Eduard Suess at et superkontinent bestående av Jordens sørlige kontinenter – de han samlet kalte Gondwanaland – en gang for veldig lenge siden hadde dekket det meste av Jorden. Hans hypotese gikk ut på at superkontinentet sprakk opp, hvorpå store landmasser sank inn, og at det på den måten oppstod hav (for eksempel Stillehavet) og flere mindre kontinenter. Forklaringen var at Jorden krympet. At Jorden krymper, fordi man trodde at den sakte ble avkjølt, kunne også forklare eksistensen av fjellkjeder. Fjellkjedene ble til som skallet på et eple som tørker. Problemet var at fjellkjedene er ulikt fordelt over Jorden og kun forekommer som tynne belter på kanten av kontinentene. Suess tenkte imidlertid kun i form av vertikale bevegelser. Han hadde i det hele tatt ikke horisontale bevegelser i tankene.

I 1910 fremstod den amerikanske geologen Frank B. Taylor med en hypotese som var mye nærmere sannheten. Han hadde studert en rekke fjellkjeder i både Amerika og Asia og var av den overbevisning at fjellene bare kan ha blitt dannet ved hjelp av horisontale krefter som oppstod på grunn av kontinentalforskyvning. Ingen tok imidlertid notis av dette.

I ettertid er det derfor Alfred Wegener, med sitt foredrag fra 1912, og boka fra 1915, som (helt korrekt, må vi ha lov til å si) har fått æren for å stå bak teorien om kontinentaldrift, basert på solid vitenskap. Årsaken er at han la frem en serie med geologiske bevis. Gjennom nesten 20 år benyttet han også mye tid og prestisje til å underbygge og argumentere for den nye teorien.

Wegeners kongstanke var at alle Jordens kontinenter gjennom paleozoikum og mesozoikum hang sammen i ett – Pangea (gresk, “hele Jorden”), og at de på et tidspunkt drev fra hverandre. Kontinentaldrift ga dermed en plausibel geologisk forklaring på en rekke geologiske observasjoner som på den tiden ikke var forstått.

Wegener kom for øvrig med flere utgivelser av boka (1920, 1922, 1929) der han la frem ytterligere bevis og presiseringer.

Kontinentaldrift og platetektonikk

Wegener innførte begrepet kontinentaldrift. Det har imidlertid nesten falt ut av den moderne ordboka og blitt erstattet av platetektonikk som inkluderer kontinentaldrift (kontinentenes forflytninger), havbunnsspredning (dannelsen av oseaner) så vel som platetektonikken (mekanismen). Strengt tatt sier heller ikke platetektonikken noe om mekanismen. Platetektonikk er egentlig en kinematisk beskrivelse. Begrepet “plate” er likevel viktig fordi vi da snakker om både kontinenter og oseaner som beveger seg samlet.

kont280.jpg
Wegeners rekonstruksjon av i karbon, eocen og kvartær.

Værmannens livslange prosjekt

Alfred Wegener ble født i Berlin i 1880. I Berlin, Heidelberg og Innsbruck studerte han fysikk, meteorologi og astronomi før han 24 år gammel tok doktorgrad i astronomi. Etter studiet var det imidlertid meteorologi han praktiserte, og i 1911 utga han en lærebok om atmosfærens termodynamikk. Da hadde han allerede opparbeidet seg et svært godt rykte som foreleser.

Hans første vitenskapelige arbeider var innenfor meteorologi. Han var en pioner i bruk av ballonger for atmosfæriske målinger, og med en 52 timer sammenhengende luftetur satte han og broren verdensrekord i 1906.

Senere samme år dro han til Grønland for å studere polare luftmasser.

- Han var da forlovet med Else Köppen (datter av Wladimir Köppen). Under Alfred Wegeners grønlandsekspedisjon blev hun sendt til Vilhelm Bjerknes sin familie i Oslo. Bjerknes hadde fått et professorat i meteorologi ved Universitet i Leipzig, og familien ville lære seg tysk. Wegener ga henne senere et signert eksemplar av læreboka fra 1911, opplyser Jørn Thiede, (GEO 04/2008) som har vært direktør ved Alfred Wegener Institute i Tyskland gjennom ti år.

Da Wegener kom tilbake fra Grønland ble han ansatt ved Universitetet i Marburg, og det var her han i 1911 kom over en artikkel som viste at identiske dyr- og plantefossiler, flere hundre millioner år gamle, hadde blitt funnet på hver sin side av Atlanterhavet. I artikkelen ble imidlertid fossilfunnene benyttet som bevis for at det hadde eksistert landbroer der Atlanterhavet nå ligger.

Allerede året før hadde Wegener i et brev til sin Else uttrykt at kystlinjene til Sør-Amerika og Vest-Afrika passet svært godt til hverandre, og la til at dette var en observasjon han hadde lyst til å undersøke nærmere.

Den nye kunnskapen om fossiler pirret den nysgjerrige vitenskapsmannen, og han begynte å se etter om det fantes flere identiske organismer som hadde levd på hver sin side av Atlanterhavet. Wegener slo seg nemlig ikke til ro med hypotesen om at det hadde eksistert landbroer mellom kontinentene, og at de senere hadde sunket inn. Han fremholdt at den frapperende likheten mellom kystlinjene på øst- og vestsiden av Atlanterhavet ikke kunne være tilfeldig. Kanskje var det heller slik at kontinentene en gang hadde hengt sammen i ett stort? Han startet derfor på et livslangt prosjekt for å bevise at kontinentene tidligere hadde vært samlet og deretter drevet fra hverandre.

Bare kort tid etter, 6. januar 1912, presenterte Wegener sine radikale tanker på et møte i Geologische Vereinigung, Senckenberg Naturmuseum i Frankfurt (Originaltittel på foredraget var Die Herausbildung Der Grossformen der Erdrinde (Kontinente und Ozeane). Fire dager senere ga han det samme foredraget i Marburg. Loddet var kastet. Teorien om kontinentaldrift var lansert. Det ble innledningen på en mer enn 50 år lang kontrovers blant geologer og geofysikere.

- I den aller første presentasjonen han ga om teorien hadde han faktisk en forklaring som tok utgangspunkt i konveksjon i mantelen. I senere publikasjoner har han ikke gjentatt dette, og jeg tror årsaken er at han fikk så mye motbør at han rett og slett ikke turte, mener Thiede.

I 1915 utga han boken Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. Den første verdenskrigen gjorde imidlertid at få tok notis av den, men den tredje utgaven (1922) ble oversatt til engelsk, fransk, russisk, spansk og svensk. Det var også her han introduserte begrepet Pangea, og hvor han antok at superkontinentet sprakk og brøt opp for 200 millioner år siden.

- Sammen med Wladimir Köppen (1846-1940, opprinnelig fra St. Petersburg, senere ansatt som meteorolog ved Norddeutsche Seewarte i Hamburg) skrev han på denne tiden en bok om paleoklimatologi (Die Klimate der geologischen Vorzeit, 1924) som åpnet nye vitenskapelige perspektiver. Kombinasjonen av ”klimasoneringer’”(fra Köppen) og ”paleogeografi” (fra Wegener) brakte fram en helt ny forståelse av verdens klimatiske historie. I et nært samarbeid med Milutin Milankovitch (1879-1958) utviklede Köppen og Wegner også en presis tidsskala for istidene og mellomistidene, forteller Thiede, og understreker at Alfred Wegener var en særdeles begavet vitenskapsmann.

Bokas fjerde utgave kom I 1929. På det tidspunktet hadde de aller fleste geologer og geofysikere avvist teorien om kontinentaldrift. Ett viktig unntak var den amerikanske geologen Alfred Holmes. Han hadde postulert ideen om konveksjonsstrømmer i mantelen forårsaket av en varm kjerne. Holmes hadde altså en forklaring på kontinentaldrift. Men Wegener var kanskje selv ganske nær en forklaring, uten å vite det.

- Alfred Wegner var den gang professor ved Universitetet i Graz. En annen geofysiker (Schwinner) jobbet samtidig med seismisiteten i nærheten av subduksjonssoner, mens en geolog ved Universitet i München (Ampferer) utviklet en teori om konveksjonsstrømmer i jordklodens indre. Hvis de tre hadde snakket sammen, er det en mulighet for at de kunne ha oppfunnet platetektonikken noen dekader tidligere, fremholder Thiede.

I 1930 var Wegener ansvarlig (selv om han var ansatt ved et østerriksk universitet) for en tysk ekspedisjon til Grønland. Hensikten var å registrere været i tolv måneder. Tyske myndigheter hadde investert 120.000 dollar, og – etter mange forsinkelser på grunn av dårlig vær – tok Wegener på seg ansvaret med å frakte inn mat og utstyr til to forskere som skulle oppholde seg inne på isen vinteren gjennom. På tilbaketuren gikk det imidlertid galt, og Wegener døde, kanskje av hjerteinfarkt.

Wegener mente at det kun var mulig å gjennomføre en slik ekspedisjon så lenge man var yngre enn 50 år (!), og den 1. november 1930 feiret han sin 50-årsdag på Station Eismitte. På tilbaketuren falt temperaturen til mellom 50 og 60 kuldegrader, samtidig som vindstyrken var ekstrem. Sannsynligvis utløste uværet Wegeners alt for tidlige død ca. 180 km west for Station Eismitte. Her ligger han fortsatt innefrosset i isen, opplyser Thiede.


fossilbevis616.jpg
Funnsteder av fire forskjellige utdødde arter som i dag finnes på vidt adskilte kontinenter.
jorn280.jpg
Professor Jörn Thiede var i ti år direktør for Alfred Wegener Insititut i Bremerhaven på terskelen til Nordsjøen. Derfor er det bare naturlig at han også har interessert seg sterkt for Alfred Wegener, vitenskapsmannen som publiserte en banebrytende bok om sin teori om kontinentaldrift allerede i 1915, og sammen med bl.a. Wegeners barnebarn har Thiede utgitt den opprinnelige boken i faksimile. Foto: Halfdan Carstens

Flere hovedargumenter

Teorien om kontinentaldrift bygget på flere uavhengige observasjoner.

Den mest iøynefallende var selvsagt likheten mellom Sør-Amerikas og Vest-Afrikas kystlinjer. Ved å “eliminere” Atlanterhavet ser vi at de legger seg inntil hverandre. Tilpasningen blir imidlertid enda bedre hvis vi legger verdensdelene ved siden av hverandre langs dybdekoten 2000 meter. Wegener hadde selvsagt ikke gode bathymetriske kart over dyphavene å forholde seg til, de kom først langt ut på 1900-tallet, men i dag vet vi at dette gir mening fordi vi da legger kontinentene inntil hverandre, ikke bare landmassene. Grensen mellom kontinenter og oseaner går som kjent utenfor kontinentalsoklene. Dette var også kunnskap som Wegener ikke hadde kjennskap til.

Wegeners store innsats lå imidlertid i at han samlet en rekke geologiske og klimatologiske bevis.

Wegener pekte på at plante- og dyrefossiler fra perm og karbon var identiske på flere kontinenter. Han argumenterte med at det var fysisk umulig for enkelte dyreorganismer å bli transportert flere tusen kilometer fra den ene til den andre siden av Atlanterhavet. Samtidig fremholdt han at det var svært usannsynlig at de kunne ha utviklet seg uavhengig av hverandre – med så stor avstand – og blitt så like. Det kan slik sett virke som om han hadde lest og tatt opp i seg Charles Darwins teori om artenes opprinnelse fra 1859 (GEO 01/2009).

Det best kjente eksemplet er det bregnelignende treet Glossopteris som hadde blitt funnet i India, Sør-Afrika og Australia. Andre eksempler er krypdyret Mesosaurus som hadde blitt funnet både i Sør-Amerika og Sør-Afrika, landreptilet Cynognathus funnet i Sør-Amerika og Sentral-Afrika, samt landreptilet Lystrosaurus som hadde blitt funnet i Antarktis, India og Sentral-Amerika.

Funn av fossiler som stammer fra et tropisk klima, og som gjenfinnes på steder der det i dag er et arktisk klima, var blant de paleoklimatiske bevisene han brukte. Wegener kjente også til kull-lagene på Svalbard, og de stemte dårlig med at øygruppen ikke har ligget mye lengre sør i tidligere tider. Med sin kjennskap til svalbardkullet var Fridtjof Nansen en av dem som tidlig støttet Wegeners teori (GEO 08/2011).

Basert på kartlegging av eldre, glasiale avsetninger ble Wegener også klar over at en kontinental iskappe må ha dekket Sør-Amerika, Sør-Afrika, India og sørlige deler av Australia (Gondwanaland) for omkring 300 millioner år siden. Noen av disse eldre glasiale avsetningene finnes nær dagens ekvator, og han konkluderte derfor med at kontinentene må ha flyttet på seg i forhold til dagens sydpol.

Mange storskala geologiske trekk henger også tydelig sammen hvis de to kontinentene plasseres inntil hverandre. Wegener viste bl.a. til likheten mellom den gamle fjellkjeden i Skottland og Skandinavia (Kaledonidene) og en tilsvarende fjellkjede i USA og Canada (Appalakkene), og at en fjellkjede i Sør-Afrika henger sammen med en lignende fjellkjede i Argentina. Kratoner med svært gamle krystallinske bergarter på hver sin side av Atlanterhavet endte også opp som store enheter. Wegener trakk videre frem at det spesielle Karroo-bassenget i Sør-Afrika hadde sterke likhetstrekk med et sedimentært basseng i det sørlige Brasil. Han viste også hvordan ørkener og tropiske skoger passet inn i paleogeografiske kart konstruert med basis i kontinentaldrift.


frimerke280.jpg

Manglende forklaring

Det manglet altså ikke på gode observasjoner til å understøtte kontinentaldriftsteorien. Likevel var det få geologer som var villige til å akseptere denne revolusjonerende tanken. Den viktigste grunnen til motstanden var at Wegener manglet en god forklaring på hvordan kontinentene hadde forflyttet seg. Mekanismen manglet. Nettopp det var til god hjelp for konservative forskere som (paradoksalt nok) ikke liker nye ideer.

Wegener, uten dagens kunnskap om kontinenter, oseaner og mantel, antok selv at kontinentene hadde “pløyet” seg gjennom jordskorpen, slik isbrytere bryter isflakene. Geofysikere mente dette var en umulighet siden skorpen var alt for hard til at det kunne skje.

Motstanden toppet seg på et dedikert geologisk symposium som American Association of Petroleum Geologists (AAPG) holdt i New York 1926. Her ble teorien arrogant avvist av de aller fleste, uten at det syntes å påvirke Wegeners oppfatning.

- Wegener deltok ikke selv i symposiet. Han hadde ingen internasjonal legning, og han snakket kun flytende dansk (på grunn av deltakelsen i danske ekspedisjoner til Grønland) i tillegg til tysk. Han behersket således verken engelsk eller fransk, forteller Thiede.

Wegener var selv innforstått med at mekanismen ikke var forstått, og bare ett år før han forulykket forutså han at løsningen lå langt frem i tid. Nå vet vi at det skulle gå ytterligere 30-40 år til teorien om platetektonikk var akseptert. Den stadfester som kjent at kontinentene i minst tre milliarder år har vært i bevegelse.

Wegener var imidlertid sikker i sin sak på ett punkt. Kreftene som flyttet på kontinentene var de samme som dannet fjellkjeder, jordskjelv og vulkanisme. Også der hadde han rett.

Vi våger den påstanden at Alfred Wegener gjorde en av naturvitenskapenes største oppdagelser.



Anbefalt lesning:
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Wegener/wegener.php

Tyskerne feirer jubileet med Wegener-seminar:
http://www.awi.de/en/news/press_releases/detail/item/wegener/?cHash=5941704cfec2e895c6f2d586a7ef3710

Rekonstruksjon av Wegeners store øyeblikk:
http://science.discovery.com/videos/100-greatest-discoveries-shorts-continental-drift.html

Et paradigmeskifte som forandret geovitenskapene:
http://geony.imaker.no/sfiles/2/22/6/file/GEO_08_Paradigmeskifte_16-19.pdf

Fra kontinentaldrift til platetektonikk:
http://geony.imaker.no/sfiles/3/22/6/file/GEO_08_Platetektonikk_20-30.pdf

Abonner på GEO Artikkelen er fra GEO 01 - 2012

Tips en venn..

om denne artikkelen



Oppdatert: 09.02.2012 17:06
av geoaktuelt


Annonse

Annonse
tullowlogo_banner.gif

Annonse