Onsdag 15.8.2018 - Uke 33

logo

Samarbeidspartnere

Hvorfor vi har høye fjell i Norge har lenge vært et mysterium blant geologene og geofysikerne. Et internasjonalt og tverrfaglig forskningsprosjekt mener en varm og lett mantel under Sør-Norge kan ha bidratt til at fjellene er hvor de er i dag.


530x351 FjellEn varm og lett mantel kan være årsaken til at Norge har fjell. På bildet ser vi Øksfjordjøkelen. Foto: Halfdan Carstens

De fleste fjellkjeder i verden finnes ved konvergerende plategrenser. I kollisjonssonene blir en av platene presset opp over den andre og danner høye fjell. For eksempel er Himalaya-fjellkjeden, med verdens høyeste fjell, Mount Everest, et resultat av at den indiske kontinentalplaten skyves nordover mot den eurasiske platen med en hastighet på fem centimeter i året.

Men hvorfor har vi en fjellkjede i Norge, langt unna plategrensene? Det er spørsmålet forskerne stilte seg da de i 2008 startet prosjektet TopoScandiaDeep.

TopoScandiaDeep
Formålet med TopoScandiaDeep er å undersøke sammensetningen og egenskapene til skorpen og øvre del av mantelen under den sørlige delen av Skandinavia. Dette har blitt gjort ved hjelp av tomografiske metoder, der 31 mobile seismometre ble utplassert. Det har også blitt utført gravimetriske og magnetiske målinger, samt undersøkelser av jordvarme.

Prosjektet er støttet av Norges Forskningsråd. Det er en del av TopoEurope, et forskingsprogram organisert gjennom European Science Foundation.

Deltakerne i prosjektet er universitetene i Oslo, Bergen, Århus, København, Karlsruhe,  Leicester, Amsterdam, Uppsala og Oulu, samt NGU og Norsar.

180x205 Maupin- Fjellkjeder som ikke er tilknyttet kollisjonssoner finner vi også noen få andre steder i verden, for eksempel Uralfjellene i Russland, samt en stor fjellkjede midt i Antarktis, opplyser Valérie Maupin, seismolog ved Institutt for geofag, Universitetet i Oslo og prosjektleder for TopoScandiaDeep.

Valérie Maupin er prosjektleder for TopoScandiaDeep. Foto: Privat

Registrerte globale jordskjelv gjennom to år

Da prosjektet startet i 2008 hadde forskerne allerede samlet inn mye data i forbindelse med et prosjekt kalt MAGNUS. Dette prosjektet hadde plassert ut 31 seismometre i Sør-Norge og Sverige. Den gjennomsnittlige avstanden mellom seismometrene var 70 km, og målte kontinuerlig vibrasjoner i jordskorpen og mantelen forårsaket av jordskjelv rundt om i verden.

200x303 figure2Forskningprosjektet er basert på seismisk data fra 31 seismometre (markert i rødt), samt skyting av seismiske profiler (stiplede linjer i blått, hvitt og gult). Illustrasjon: TopoScandiaDeep

I tillegg ble stasjonære seismometre som tilhører Universitetet i Bergen og Norsar benyttet, og tre seismiske profiler ble skutt ved hjelp av mobilt utstyr og kontrollerte eksplosjoner.

- Vi fikk mye data fra disse seismometrene, og registrerte ulike typer bølger, både trykkbølger, skjærbølger og overflatebølger, forteller Maupin.

De forskjellige bølgetypene ga ulike bilder av hva som befant seg under bakken. Kombinert resulterte dette i en mye bedre oversikt over skorpen og mantelen i Sør-Norge og Sør-Sverige enn hva en tidligere har hatt.

Interessante data fra dypet

Resultatene fra kontinentalskorpen bekrefter hva forskerne tidligere har visst, nemlig at skorpen er tykk under de midtre delene av Norge og Sverige, men mye tynnere ved vestkysten av Norge og utover kontinentalsokkelen.

Mer interessante var trykkbølgene som kom fra flere hundre kilometers dyp i mantelen.

530x568 figure9De lave hastigheten til skjærbølgene i mantelen under Norge (blå linje) samsvarer dårlig med normal hastighet for skjærbølgene i Det baltiske skjold (grått område). Dette tyder på høyere temperatur og muligens også en annerledes mantelkomposisjon. Illustrasjon: TopoScandiaDeep

- Vi observerte at bølgehastighetene var mye lavere under Sør-Norge enn under Sverige, faktisk hele 2-3 prosent lavere enn hva som er gjennomsnittet for Jorden, sier Maupin.

Maupin opplyser at vi i Europa har et stort skille i mantelkomposisjonen som strekker seg fra Nord-Danmark og gjennom Polen. Nord for dette skillet ligger restene av Det baltiske skjold, et kraton som representerer det gamle kontinentet Baltika. Sør for skillet er bergartene og den underliggende mantelen mye yngre.

- De lave hastighetene vi observerte i mantelen i Sør-Norge passer ikke inn i Det baltiske skjold, forteller Maupin.

- De stemmer bedre overens med plattformen lengre sør i Europa. Likevel vet vi fra geologien på overflaten at Norge var en del av Baltika. Dette er meget merkelig.

530x785 figure11plotbFiguren viser en tomografisk modell over Skandinavia basert på skjærbølger. Rød farge indikerer lavere hastigheter og varmere mantel, blått indikerer høyere hastigheter og kaldere mantel. Illustrasjon: TopoScandiaDeep

For å videre danne seg et bilde av hvordan jordskorpen og mantelen under oss så ut, ble det laget geodynamiske modeller ved Norges geologiske undersøkelse (NGU). Parametere som tetthet, temperatur og kjemisk sammensetning ble tilpasset til de stemte overens med de observerte seismiske hastighetene og gravitasjonsfeltet i området.

Varm og lett mantel forklarer topografien

530x147 figure16ploteFiguren viser et tverrsnitt fra Nordsjøen utenfor Bergen til venstre mot Østersjøen til høyre. Modellen representerer integrerte geofysiske resultater, og peker mot at mantelen under Norge er betydelig varmere og dermed lettere enn under Sverige. Illustrasjon: TopoScandiaDeep

Modellen viser at mantelen under Sør-Norge er varmere og dermed lettere enn andre steder i Skandinavia.

- En mantel med høyere temperatur og lavere tetthet kan forklare hvorfor topografien i Norge er slik den er, påpeker Maupin.

- Jorden ønsker alltid å være i isostatisk likevekt, og den kan sammenliknes med et isfjell som flyter i havet. Ettersom isen er lettere enn vannet rundt, vil den stikke noe opp fra havoverflaten. Slik kan det også være med de norske fjellene.

En ny gåte

Men hun tror ikke isostasi alene er forklaringen på Norges topografi og påpeker at gjenværende svakhetssoner fra Den kaledonske fjellkjeden også kan være en del av forklaringen.

- Dette er et komplekst fenomen som vi fortsatt vet lite om. Også forskere som har studert de andre fjellkjedene som ligger langt borte fra plategrenser har problemer med å forklare årsaken, forteller Maupin.

- Problemstillingen for framtidige prosjekter er lagt.

TopoScandiaDeep-prosjektet ser ut til å ha løst gåten rundt tilstedeværelsen av de norske fjellene, men har samtidig gitt nye spørsmål. Hvorfor er mantelen under Sør-Norge  varmere enn under Sverige?

- En hypotese som ble lansert som for noen år siden går ut på at mantelen under Sør-Norge ble påvirket av hotspoten som i dag befinner seg under Island. Resultatene av prosjektet sammen med annen modellering viser at det er usannsynlig at dette er årsaken til fjellene alene. Når tror vi at de høye temperaturene har vært der lengre, avslutter Valérie Maupin.

Samarbeidspartnere

Nyhetsbrev

captcha 

200 ledige stillingerb

200 Tips oss

200 Fortell om din forskning

 

 Ukens PhD comics

phd022311s


Redaktør: Denne e-postadressen er beskyttet mot programmer som samler e-postadresser. Du må aktivere javaskript for å kunne se den.å

Om: Info om Geoforskning.no

Annonsere: Informasjon og priser

Kontakt: Kontaktinformasjon Tips oss

Webløsning ©2013-15 av Web Norge. Skjerm: