Noen kilometer øst for Troll forskningsstasjon i Dronning Maud Land ligger den imponerende fjellformasjonen Jutulhogget.
Den nærmest loddrette bergveggen reiser seg hele 900 meter over det isdekte landskapet.
Forskere han nå gjennomført en detaljert geologisk undersøkelse av Jutulhogget.
Fjellene som stikker opp fra isødet i Antarktis blottlegger fjellets fødsel dypt nede i jordskorpen.(Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt)
De fant et sjeldent godt bevart geologisk «øyeblikksbilde». Det viser hvordan jordskorpen smeltet og utviklet seg for rundt 500 millioner år siden.
Geolog Synnøve Elvevold med en steinprøve fra Jutulhogget i Antarktis.(Foto: Ivan Ortegon / Norsk Polarinstitutt)
Et geologisk øyeblikksbilde fra dypet
For geolog Synnøve Elvevold fra Norsk Polarinstitutt er den enorme bergveggen som en åpen historiebok.
– Det som gjør denne fjellsiden helt spesiell, er hvor klart og tydelig den viser sin geologiske historie. Strukturer og mønstre i bergartene lar oss følge prosesser som fant sted dypt i jordskorpen for hundrevis av millioner år siden, sier hun.
Antarktis gir geologene gode muligheter til å studere berggrunnen – til tross for det barske klimaet.
– De nakne fjellene som stikker opp gjennom isen er fri for vegetasjon. Berggrunnen er godt blottlagt. Det gjør det mulig å studere geologiske strukturer over store områder, forklarer Elvevold.
Elvevold har arbeidet i området gjennom flere feltsesonger.
Prøvene og observasjonene som ligger til grunn for den nye studien, er samlet inn under geologiske ekspedisjoner i Gjelsvikfjella.
Jutulhogget ligger i Gjelsvikfjella i Dronning Maud Land, nær Troll forskningsstasjon. Fra venstre: Forskerne Audun Tholfsen, Ane Engvik, Øyvind Sunde og Synnøve Elvevold.(Foto: Trine Lise Sviggum Helgerud / Norsk Polarinstitutt)
Historien er skrevet i stein
For mellom 600 og 500 millioner år siden ble bergartene i dette området presset ned til 15–20 kilometers dyp. Der ble de utsatt for temperaturer på rundt 800–850 °C.
Under disse ekstreme forholdene begynte gneisene å delvis smelte.
Gneis er Norges vanligste bergart. Den er omdannet fra en annen eller flere andre bergarter etter å ha vært utsatt for stort trykk og varme.
Resultatet var dannelsen av migmatitt.
Det er en bergart som viser overgangen mellom to forskjellige typer bergarter: De som er dannet ved høyt trykk og/eller høy temperatur, uten at den smelter helt, og de som er dannet av smeltet stein.
Migmatittene bevarer dermed spor fra en tid da berggrunnen befant seg i grenselandet mellom fast fjell og smeltet stein.
Annonse
– Bergarter forteller historier, og det er vårt mål som geologer å nøste opp i dem. Det gjør vi gjennom en kombinasjon av feltarbeid, mikroskopstudier og analyser i laboratoriet, forteller Elvevold.
En bergart kan dannes på tre hovedmåter
Størkningsbergarter eller magmatiske bergarter: Dannes når smeltet stein – magma eller lava – kjøles ned og størkner.
Avsetningsbergarter eller sedimentære bergarter: Dannes ved at løsmasser presses sammen og herdes over lang tid. Over millioner av år blir lagene presset sammen til fast stein, for eksempel sandstein eller kalkstein.
Omdannede bergarter eller metamorfe bergarter: Dannes når en eksisterende bergart endrer seg uten å smelte. Det kan skje på grunn av høyt trykk, sterk varme eller kjemisk påvirkning. Dette skjer vanligvis dypt nede i jordskorpa.
Kilde: Store norske leksikon.
Et sjeldent godt bevart innblikk i fjellets historie
En smelte er et flytende, smeltet materiale av bergarter under eller på jordoverflaten.
Det brukes som et sekkebegrep for både magma (befinner seg under overflaten) og lava (smelte som har strømmet ut på overflaten).
Studien viser i detalj hvordan granittisk smelte blir dannet, transportert og samlet i jordskorpen.
Den grå migmatitten er gjennomskåret av tre generasjoner ganger i fjellet. Den sorte gangen ble dannet før bergartene endret form. Den hvite gangen ble dannet under og mot slutten av deformasjonen. Den yngste brunlige granittgangen ble dannet etter at lagdelingen i fjellet var utviklet.(Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt)
– Smelten samlet seg gradvis til et nettverk av lyse, kryssende årer som er godt synlig i fjellveggen i dag, sier Elvevold.
Feltobservasjonene viser at smelting, deformasjon og transport av smelte foregikk samtidig.
Migmatittene i Jutulhogget gir et sjeldent godt bevart innblikk i hvordan granitt dannes og beveger seg gjennom jordskorpen, forklarer geologen.
Foldede bånd avslører de sterke kreftene bergarten ble utsatt for når den endret form.(Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt)
Spor etter to superkontinenter
Studien bidrar også til å løse et mye større puslespill om hvordan Antarktis har vært koblet til andre kontinenter gjennom jordas historie.
– Målet vårt er å forstå de geologiske prosessene som dannet denne gamle fjellkjeden. Vi ønsker mer kunnskap om Dronning Maud Lands rolle i dannelsen og oppsplittingen av tidligere superkontinenter, sier Elvevold.
Annonse
Kontinentene er i stadig bevegelse. I jordens historie har kontinentalplatene regelmessig kollidert og dannet superkontinenter. Når kontinenter kolliderer, bygges store fjellkjeder opp. Samtidig brytes landskapet gradvis ned av erosjon.
Bergartene i Dronning Maud Land inneholder spor i form av mineraler etter to slike superkontintenter. Både Rodinia, som ble dannet for rundt én milliard år siden, og Gondwana, som tok form for om lag 540 millioner år siden.
– Grunnfjellet rundt Troll ble først dannet under samlingen av Rodinia. Omtrent 500 millioner år senere ble de samme bergartene presset dypt ned i jordskorpen. Der ble de oppvarmet og omdannet på nytt under dannelsen av Gondwana, forklarer Elvevold.
Dette gjør Dronning Maud Land til et viktig område for å forstå hvordan superkontinentene har utviklet seg gjennom jordas historie.
Da Synnøve Elvevold gikk gjennom feltbildene fra 2022 på nytt sist vinter begynte brikkene å falle på plass. Observasjonene la grunnlaget for den nye studien.(Foto: Ivan Ortegon / Norsk Polarinstitutt)
Forvaltning av naturverdier
Forskningen har også en mer praktisk betydning.
Antarktis er et av verdens minst berørte naturområder. Geologien er selve fundamentet for landskapet vi ser i dag.
– Vi samler kunnskap om hvordan området har blitt dannet og utviklet gjennom hundrevis av millioner år. Slik får vi også et bedre grunnlag for å kartlegge naturverdier og dokumentere den geologiske arven i Antarktis. Slik kunnskap er viktig når vi skal forvalte og verne områdene for framtidige generasjoner, sier Elvevold.
Antarktis har et stort geologisk mangfold. Vi finner både sedimentære, vulkanske og metamorfe bergarter, samt aktive vulkaner og glasiale avsetninger.
Dronning Maud Land utgjør Norges kravområde i Antarktis. Det dekker nærmere en sjettedel av kontinentet.
Området er preget av nunataker og fjellmassiver som stikker opp gjennom iskappen. De befinner seg hovedsakelig 100 til 200 kilometer fra kysten.
De isfrie fjellene gir geologene en sjelden mulighet til å studere berggrunnen direkte.
Jutulsessen, hvor Troll-stasjonen ligger, består av noen av de eldste bergartene i området. Granittisk gneis og migmatitt er mellom 1,13 og 1,18 milliarder år gamle.
Isbreer har gjennom millioner av år formet landskapet og etterlatt morener bestående av leire, sand og steinmateriale.
