Figur 1: Madeleine Vickers sitter med glendonittene fra den Paleogen sedimenter i Danmark. Photo: N. Thibault.
Jordens klima under tidlig paleogen (65 til 50 millioner år siden) var mye, mye varmere enn i dag, med svært høye atmosfæriske karbondioksidnivåer og ingen polare iskapper.
I løpet av denne drivhusperioden var det korte intervaller hvor det globale klimaet ble enda varmere, kalt «hypertermiske episoder», hvor den gjennomsnittlige globale overflatetemperaturen steg raskt mer enn 5 °C. Dette er sammenlignbart med prognoser for menneskeskapte fremtidige klimaendringer.
Denne perioden er derfor svært viktig å studere for å forstå hvordan jorden reagerer på så rask oppvarming, slik at vi er bedre forberedt på de fremtidige klimaendringene.
Mens de fleste lokaliteter studert fra denne tidsperioden gir bevis på svært varmt klima, utgjør nylige funn av gåtefulle «glendonitter» i sedimenter avsatt i løpet av denne tiden fra Skandinavia et tilsynelatende paradoks: hvis glendonitter bare kan dannes nær frysepunktet (< 4 °C), hvordan ble de dannet i et hav som burde ha vært godt over 15 °C?
“Glendonitt” er navnet vi gir til piggete, stjerneformede mineraler som kan finnes i de sedimentære lagrekkene på Svalbard og i andre arktiske områder (fig. 1). Glendonitter er egentlig fossilisert «ikaitt». Dette er et mineral som er identisk med det som danner skjell og kalk på kjelen din når du koker «hardt» vann, bortsett fra at ikaitt inkluderer vann i krystallstrukturen.
I dag finnes ikaitt kun i noen få områder rundt om på kloden, som alle er kalde og har et uvanlig lokalt kjemisk miljø. Ikaitt er oppkalt etter Ikka-fjorden på Grønland. Der vokser enorme tårn av ikaitt opp under vann, på steder hvor hydrotermiske kilder strømmer inn i det kalde fjordvannet.
Glendonitter finnes med jevne mellomrom gjennom hele den geologiske tidsskalaen, men har bare blitt rapportert fra to steder i den tidlige paleogene drivhusperioden: nord i Danmark og på Svalbard.
I august 2021 gjennomførte International Ocean Drilling Program (IODP) en ekspedisjon (Exp 396) for å bore sedimentkjerner gjennom havbunnen utenfor kysten av Norge (fig. 2), for å undersøke klimaet og havforholdene i de nordiske hav i løpet av tidlig paleogen.
Forskerne ble overrasket over å finne ikke bare tallrike glendonitter i sedimentkjernene, men at også noen av de lå i sedimenter avsatt under den største hypertermiske episoden de siste 56 millioner årene, kalt Paleocene-Eocene Thermal Maximum (PETM).
PETM sees på som den nærmeste analogien til dagens klimaendringer, og antas å ha blitt utløst, som moderne klimaendringer, av utslipp av enorme mengder CO2 til atmosfæren. Så hvordan kan kalde glendonitter ha blitt dannet i denne perioden?
Dette er et spørsmål som forvirret forskerne om bord, og et team ledet av forskere fra Universitetet i Oslo har siden jobbet for å finne ut av det.
En ledetråd til dannelsen av disse glendonittene ligger i sedimentene: hundrevis av lag med vulkansk aske fra et enormt vulkansk senter som hadde flere utbrudd i løpet av denne perioden.
Som figur 2 viser, skjedde vulkanutbruddene i nærheten av funnstedet. Vulkanutbrudd er kjent for å kunne forårsake regional avkjøling, slik som Laki-vulkanutbruddet på Island fra 1780-tallet som forårsaket 2–3 års avkjøling stort sett begrenset til den nordlige halvkule.
Gitt det store antallet vulkanske askelag i de nordiske hav-sedimentene fra tidlig paleogen, må flere store utbrudd som kunne ha forårsaket slik avkjøling ha skjedd gjennom hele denne varme perioden i jordhistorien. Kanskje nok til at til og med kaldtvanns-ikaitt kunne vokse.
Den vulkanske asken ville også ha skapt uvanlige kjemiske forhold i de nordiske havene, lik de som finnes der ikaitt vokser i Ikkafjorden i dag. Teamet ved Universitetet i Oslo jobber for tiden med å teste disse hypotesene.
Madeleine Vickers er Marie Skłodowska-Curie postdoktor ved Institutt for Geofag, Universitetet i Oslo. Hun har studert de mystiske glendonittene i Skandinavia i nesten 10 år.
Hennes nåværende prosjekt, ICECAP (“Investigation of Climatic Events – Cooling and Ash in the Palaeogene”) har som mål å løse spørsmålene angående vulkanisme og klima som er diskutert i denne artikkelen.
Dette er hennes bidrag til formidlingskonkurransen 2023.
