Den moderne fjellkjedens dype røtter

Røttene i dagens fjellkjede er restene etter to kontinenter som kolliderte i overgangen silur-devon for litt mer enn 400 millioner år siden. Den kaledonske fjellkjededannelsen la grunnlaget for det ville og karrige landskapet som preger vår natur og kultur.

Fjellkjeden som strekker seg langsetter den skandinaviske halvøya har nær sammenheng med en langt mektigere og eldre fjellkjede, Kaledonidene, som i Skandinavia strakk seg fra Jæren i sør til Nordkapp i nord, og fra Nordsjøen og Norskehavet i vest til Østersund-Torneträsk i Sverige.

Med sine høyreiste fjell og spisse tinder hadde den større likheter med Himalaya enn dagens fjell her i landet, og selv om de nåværende fjellformasjonene neppe kan tilbakeføres til denne oldtidsfjellkjeden, er bergartene den består av selve røttene til Kaledonidene. Dessuten er metamorfosen og deformasjonen av bergartene under dannelsen av fjellkjeden viktig for hvordan fjellene i dag ser ut.

Et land uten fjell

Vi drar 550 millioner år tilbake i tid, og ser at hele Skandinavia fremstår som et temmelig flatt landskap på vestranden av et kontinent som blir kalt Baltika. Flatere har vel denne delen av verden aldri vært. Ikke så ulikt landområdene rundt Østersjøen og Bottenviken, bare fullstendig uten vegetasjon; ingen trær, ingen busker, ikke et gress-strå.

I vest ligger havet, og etter hvert stiger havnivået, slik at det flate, norske landskapet druknes. Litt vitringsjord, grus og sand som har lagt seg på grunnfjellet dekkes etter hvert av et lag med slam og leire. Slik ligger det i mer enn 100 millioner år, skjult av det grunne havet og bebodd av grunnmarine skapninger som graptolitter og trilobitter. I vest markerer kontinentalskråningen grensen mot dyphavet, et hav som geologene kaller Iapetus.

Etter omtrent 50 millioner år, mot slutten av tidsperioden kambrium, dukker det opp rekker med vulkanske øyer i dette havet, kanskje ikke så ulikt noen av øyrekkene på sørsiden av dagens Indonesia. Forklaringen er at havbunnsskorpe først synker ned i dypet, deretter trenger smelter opp mot overflaten, og resultatet er undersjøiske vulkaner som bygget seg opp til vulkanske øyer. Iapetus begynner samtidig å krympe.

Omsider kommer det et kontinent til syne på horisonten i vest. Dette kontinentet er Laurentia («Nord-Amerika), og det var østkysten av fjellene som i dag utgjør Grønland som til slutt braste inn i Baltika, vår norske vestkyst, samtidig som det løftet opp, presset sammen og skjøv foran seg svære biter av den gamle, flere kilometer tykke havbunnen.

Selve kollisjonen inntraff for rundt 425 millioner år siden (i slutten av silurtiden) og pågikk i noe slikt som 20 millioner år, godt inn i devontiden. Dramatisk i geologisk sammenheng, om enn noe sakte, sett i et menneskelig perspektiv.

Kaledonidene i Norge. Skyvedekkene er delt inn i enheter med forskjellig farge. Dyp (km) i Sør-Norge indikerer omtrentlig hvor dypt forskjellige deler av grunnfjellet ble begravd under kollisjonen med Grønland. Illustrasjon: Haakon Fossen

Kaledonidene i Norge. Skyvedekkene er delt inn i enheter med forskjellig farge. Dyp (km) i Sør-Norge indikerer omtrentlig hvor dypt forskjellige deler av grunnfjellet ble begravd under kollisjonen med Grønland.
Illustrasjon: Haakon Fossen

Da Laurentia og Baltika kolliderte

Hva skjedde egentlig da de to kontinentene, Laurentia og Baltika, støtte sammen? Det var ikke helt som en bilkollisjon i sakte kino, der begge bilene presses inn i hverandre. Nei, de to partene oppførte seg forskjellig.

Kontinenter har relativt lav tetthet og vil helst ikke dras ned i den tyngre, underliggende mantelen. Men vestranden av Baltika hang fast i tung havbunnsskorpe som gjennom lang tid hadde sunket ned i dypet i det vi kaller en subduksjonssone. Havbunnsskorpen sank stort sett pent og pyntelig nedover. På den måten endte det med at Laurentia overkjørte Baltika, mens den baltiske marginen ble trukket mange titalls kilometer ned i mantelen.

Dypest bar det på Nord-Vestlandet, i Nordfjord-Møre-området. Det vet vi fordi geologene mange steder i Sogn, Sunnfjord, Nordfjord og på Møre har funnet bergarten eklogitt. Eklogitt dannes under stort trykk. Vanligvis opptrer den i mindre mengder som omdannede mafiske (jern- og magnesiumrike) linser i gneis, men de kan også forekomme i større mengder der store mafiske kropper er omdannet.

Engebøfjellet vest for Førde, hvor mineralet rutil (TiO2) finnes i usedvanlig store mengder, er et eksempel på at eklogitten kan være av økonomisk interesse. Her har kontinentkollisjonen gjort en viktig og energikrevende jobb, for i dypet ble titan-jernoksidet ilmenitt (FeTiO3) omvandlet til titandioksid.

Verdensrekord i dypdykk?

Enkelte mineraler, deriblant ørsmå diamanter og spor etter SiO2-mineralet coesitt, forteller oss at deler av gneisene kan ha blitt presset langt ned i mantelen, sannsynligvis til noe slikt som 150 km dyp. Det er mye når vi vet at jordskorpen ellers sjelden blir noe særlig tykkere enn 40-50 km. Det er godt mulig at dette er verdensrekord i kontinentalt dypdykk.

Kollisjonen og den motvillige ferden på skrå nedover gikk langt fra smertefritt. Store og små bergflak ble revet løs. Disse flakene, eller skyvedekkene som de kalles, ble fraktet mot øst eller sørøst, og de gled på det «sleipe» leirskiferlaget fra kambrium. Leirskiferen, som til dels ble omdannet til fyllitt og glimmerskifer mens vann ble frigjort, var nemlig et utmerket glidelag. Skyvekreftene kom fra de enorme platenes konvergente bevegelser. De gjorde det mulig å flytte store bergmassiver flere hundre kilometer inn over det baltiske grunnfjellet.

Ett av de største og stiveste skyvedekkene i den norske fjellheimen er Jotundekket. Sannsynligvis er dette en del av det gamle Baltika som ble revet løs under kollisjonen, eller kanskje er det restene av et mikrokontinent som ble etablert allerede under den senprekambriske riftdannelsen som gikk forut for dannelsen av Iapetus-havet.

De imponerende fjellformasjonene i Jotunheimen, med Galdhøpiggen og Hurrungane øverst på listen, er utformet i Jotundekkets bergarter. Selve utmeislingen av fjellformene skjedde mye senere, først og fremst under de kvartære istidene, men råmaterialet – gneiser og størkningsbergarter av prekambrisk alder – ble skjøvet på plass under den kaledonske kontinent-kontinent-kollisjonen, eller fjellkjededannelsen, for vel 400 millioner år siden.

Mens Jotundekket består av prekambriske bergarter (mange rundt én milliard år gamle) av kontinental skorpetype, så er andre fjellområder utformet i bergkomplekser som stammer fra selve Iapetus. Havet ble lukket, og det meste av havbunnsskorpen forsvant ned i dypet, men noen deler, særlig de vulkanske øyrekkene og tilgrensende enheter, ble skvist og skjøvet opp på Baltika (Skandinavia).

Lyngsalpene, en imponerende fjellrekke i vår nordlige landsdel, er nettopp en rest av havbunnsskorpebergarter fra dette havet. I Sulitjelmafjellene finner vi også slike bergarter, og Gullfjellsmassivet øst for Bergen utgjør nok et eksempel på fjell bestående av havbunnsskorpebergarter.

Grønnstein, metagabbro og enkelte ultramafiske bergarter (serpentinitt) karakteriserer denne oseaniske komponenten av de kaledonske bergartene, i tillegg til omdannete sedimentære bergarter som ble avsatt på havbunnen før kollisjonen.

En annen komponent er representert ved landemerket De sju søstre i Nordland. Her er det felsiske bergarter (rike på bl.a. kvarts og feltspat) av mer granittisk sammensetning som står opp, motstandsdyktige som de er mot vann- og iserosjon. Granittene størknet i havbunnsskorpen under et vulkansk øybuesystem i Iapetus-havet, fra tiden før kontinentkollisjonen.

Det er studier av disse bergartene som bekrefter at Iapetus faktisk fantes i kambrium, og at det gradvis ble lukket frem mot kollisjonen mellom Øst-Grønland (Laurentia) og Skandinavia (Baltika) for 425 millioner år siden. Det er interessant å tenke på at enkelte av bergartene i dagens fjellkjede har sin opprinnelse i et kambro-ordovicisk havområde.

Verdens høyeste fjellkjede?

Kollisjonen og subduksjonen av vestranden av Baltika for litt mer enn 400 millioner år siden førte altså relativt lette, kontinentale bergarter uvanlig dypt ned. Skorpen fikk en dyp rot av bergarter med lav tetthet, og det førte igjen til at overflaten løftet seg opp.

Det er generelt sett en nær sammenheng mellom jordskorpens dyp og overflatens høyde, liksom et dyptstikkende isfjell også vil rage høyt over vannflaten. Spesielt sterk ble nok denne gravitasjonsstyrte – eller isostatiske oppløftingen – i devontiden, da havbunnsskorpen som hang på den skandinaviske randen løsnet, og den konvergente platebevegelsen opphørte. Det må ha vært litt som å trekke isfjellet vårt ned i vann og så gi slipp. ”Vannet” er her svært sakteflytende bergarter i mantelen, så bevegelsene var sakte, men like fullt effektive. Kanskje så effektive at vi fikk noen av de høyeste fjellene verden har sett; Kaledonidene var nok på den tiden fullt på høyde med dagens Himalaya.

Her kan vi legge til at det sannsynligvis finnes en øvre grense for hvor høy en fjellkjede kan bli. Blir den for høy, vil den underliggende skorpen ikke tåle vekten av fjellene, og den vil rett og slett kollapse. Det skjer ved at den ”flyter” ut til sidene, og det er nettopp dette som skjer i Himalaya og områdene like rundt. Det skaper store sidelengsbevegelser og ekstensjonsforkastninger, samtidig som vi har skorpefortykkende skyveforkastninger og reversforkastninger som følge av at India beveger seg nordover og inn i Asia.

Kaledonidene – med forgreininger

Fjellkjeden som ble til som følge av at Grønland (Laurentia) braste inn i, og delvis over, Skandinavias (Baltikas) vestrand kjenner vi nå altså som Kaledonidene, eller Den kaledonske fjellkjeden. Navnet kommer fra Caledonia, som er det latinske navnet de gamle romerne satte på Skottland.

Fjellkjeden strekker seg nemlig helt fra Irland over Skottland og Nordsjøen (der den nå er revet i stykker av Nordsjøriften) til Stavanger-traktene og derfra nordover til Finnmark og ut i Barentshavet. Enda lengre mot nord finner vi den igjen på Svalbard. Og i sør henger den sammen med Appalakkene langs østkysten av Nord-Amerika. Fjellkjeden har dessuten forgreininger både inn i Europa og ned langs den afrikanske vestkysten.

Det er sannsynlig at de høyeste delene av fjellkjeden lå nær dagens norske kystlinje, for her må roten ha vært dypest. Det er nemlig her, og spesielt på Møre-kysten, at bergartenes mineralinnhold gir oss bevis for de høyeste trykkene.

Mens Den kaledonske fjellkjeden raget høyest omtrent ved dagens norske kystlinje, så er dagens fjellkjede altså høyest lengre inne i landet. Galdhøpiggen ligger for eksempel så mye som 160 km sørøst for bergartene på Møre som har blitt utsatt for ekstremt høye trykk.

”What comes down must go up”

Da den baltiske kontinentalranden var som dypest og havbunnskorpen slapp, førte ”korkeffekten” ikke bare til at hele området løftet seg, men også at den baltiske platen trakk seg tilbake, dvs. østover.

Den østlige bevegelsen medførte at underskyvningen, eller subduksjonen, av kontinentalranden ned i dypet ble reversert (eduksjon). Fjellene løftet seg, men samtidig ble de utsatt for tektonisk strekning. Det betyr dannelse av normalforkastninger og dypere ekstensjonsskjærsoner, slik at skorpen ble tynnere og etter hvert fikk mer normal tykkelse.

Devonske konglomerater og sandsteiner ble avsatt i kontinentale bassenger mellom til dels stupbratte forhistoriske vestlandsfjell som følge av slike ekstensjonsforkastninger, kanskje ikke så ulikt dagens Death Valley i California. I dag danner disse bassengavsetningene fjell som Lihesten, Kvamshesten, Håsteinen, Ålfotmassivet og Hornelen, mens de altså opprinnelig ble til i dype forsenkninger (daler) mellom fjell som for lengst er borte.

Kaledonsk skifrighet og dagens fjellformasjoner

Under kontinentkollisjonen og den påfølgende kollapsen av fjellkjeden fikk betydelige deler av de geologiske enhetene ordentlig «juling». De ble sammenpresset, utvalset og knadd, og resultatet er mange steder en sterk skifrighet som blant annet har lagt grunnlaget for skiferindustri i Alta, Oppdal, Otta, Hardanger og mange andre steder i landet vårt.

Mye av skifrigheten og lagdelingen i norske fjell har altså sitt opphav i dannelsen av Den kaledonske fjellkjeden, og avhengig av hvor sterkt utviklet den er, og hvordan den er orientert, setter skifrigheten sitt preg på dagens fjellformasjoner, både på liten og stor skala.

Der skifrigheten er steil, har fjellene i dag en tendens til å bli bratte og avlange, med mange parallelle daler og rygger.

Er de skråstilte, vil vi gjerne få lange fjellrygger, ofte med bratte, avløsende stup. I områdene rundt Mo i Rana – Svartisen – Beiarn finner vi mange eksempler på begge deler.

Horisontal skifrighet eller lagdeling gir derimot et godt grunnlag for et platå- eller hyllelandskap, noe vi kjenner fra deler av Hardangervidda.

Også eldre røtter

Den kaledonske fjellkjededannelsen er viktig for lokaliseringen og dannelsen av dagens skandinaviske fjell. Det bør imidlertid også understrekes at deler av den skandinaviske fjellkjeden ikke nødvendigvis har så mye med den kaledonske fjellkjeden å gjøre. Fjellene i Telemark er for eksempel i all hovedsak utformet i bergarter som representerer røttene til my eldre fjellkjeder, først og fremst Den gotiske fjellkjeden (1,66-1,5 milliarder år) og Den svekonorvegiske fjellkjeden (ca. én milliard år).

Det samme gjelder innholdet i noen av de kontinentale skyvedekkene, kanskje spesielt Jotundekket i Sør-Norge.

Disse prekambriske fjellkjedene var for lengst høvlet og slipt ned til havnivå da Den kaledonske fjellkjeden oppstod, men bergartene, skifrigheten, lagdelingen og foldene som ble til i røttene til disse fjellkjedene står frem og preger blant annet landskapet i Telemark. Gaustatoppen er for eksempel en rest av en hard kvartsittenhet (omdannet sandstein) som stammer fra denne førkaledonske historien. Også området rundt Jostedalsbreen er sterkt preget av eldre fjellkjededannelser.

Det er vertikalbevegelser i Jordens ytterste og stiveste lag (litosfæren) som skaper fjellkjeder, enten som resultat av konvergente platebevegelser, som er tilfellet med Kaledonidene, eller ved andre vertikalbevegelser som ikke alltid er like lett å forklare.

Alt dette forteller oss at fjellkjeder kommer og går over geologisk tid. Og vi lever nå i en tid da det norske fastlandet igjen domineres av en lang fjellkjede – den lengste i Europa.

Mer kunnskap:

Vi anbefaler fire av Haakon Fossens læringsmodul som står på hjemmesiden hans under “Educational geology”: http://folk.uib.no/nglhe/

Basic geology I, e-module, Basic geology II, e-module, Tectonics and the interior, e-module og Structural geology primer, e-module.

Det viktigste fra de siste dagene

PGS to collect plastic

Sjødeponi bedre enn landdeponi

Kan ikke sprenges bort


geo365 Nyhetsbrev



0 Comments