Samtaler om platetektonikkkonseptet begynte for lenge siden i tidlig 1900-tallet med Alfred Wegeners sin kontinentdriftteori1. Wegener trodde at kontinentene var samlet i en stor landmasse i fortida, superkontinentet Pangea, og da ble revet fra hverandre. Sånn forklarte Wegener hvorfor det finnes lignende landdyr og bergartsbelter på kontinentene på begge sider av Atlanterhavet. Mange var ikke enige med Wegener og andre teorier eksisterte da. En av dem, landbroteorien3,4, foreslo at kontinentene som Afrika og Sør-Amerika eller Europa og Grønland var knyttet sammen med tynne broer, som landdyr brukte for å spre (Figur 1).
Utvikling i geofysikk på 60-tallet bekreftet at kontinentene har blitt og fortsatt er gradvis revet fra hverandre ved midthavsrygger, som er tusenvis av km lange lineare undervannsvulkaner med bevegelser på opptil 20 centimeter per år. Og sånn ble moderne platetektonikk født.
Vi nå vet at Jorda er dekket av et ytre lag, skorpa, som består enten av tykke (30–80 km) og lette, lysfargete bergarter som granitt eller gneiss på kontinentene, eller tynne (≤ 10 km) og tette mørke bergarter som basalt som dannes vanligvis undervann ved midthavsrygger (Figur 2 og Figur 3). Det fungerer nettopp som isberg på havet. Siden is er lettere enn vann, vises circa 10% av isberg over vannoverflaten. Derfor står tykk skorpe av relativt lett granitt over havoverflaten (kontinentskorpe), mens tynn og tett basalt skorpe typisk ligger på havbunnen (oseaniskskorpe).
Men platetektonikk forklarer ikke alt, spesielt ikke hvorfor skorpa på Island er 30–40 km tykk2, det vil si mye tykkere enn typisk oseaniskskorpe, mens Island ligger ved Atlanterhavets midthavsryggen (Figur 2). Og Island er ikke det eneste problematisk området (f. eks. Davisstredet, Sør-Atlanterhavet, og Sør-Afrika–Antarktika; Figur 3). Tykkelsen av skorpa på Island tyder på at det består hovedsakelig av kontinente bergarter. Selvsagt, minner det om landbroteorien, som vi vet ikke stemmer helt fordi det ikke tar hensyn til dannelsen av ny oseaniskskorpe ved midthavsryggene.
Siden verken platetektonikk eller landbroteorien fungerer alene, må svaret bli et kompromis av begge teorier: fjellkjedebroteori5. Fjellkjeder er svært tykke (70–80 km) deler av kontinentskorpe dannet gjennom kollisjon av to kontinenter (f. eks. den Kaledonske fjellkjeden dannet når Grønland og Skandinavia kolliderte for 425 millioner år siden; oransje linjer på Figur 2).
Midthavsrygger bruker sprekker fra tidligere hendelser for å briste gjennom kontinentskorpa, spesielt sprekker som er parallele med midthavsryggsaksen for de gjør det lettere for midthavsryggen å spre. Eksempler er de Kaledonske sprekker som ble bruker i løpet av åpningen av Nord-Atlanterhavet. Men ved fjellkjeder ortogonale med midthavsryggen, blir sprekker ikke så hjelpsom for å åpne havet. I stedet oppfører ortogonale sprekker seg som vegger eller barrierer med midthavsryggen. Derfor må nye sprekker dannes, som tar mer tid for å briste skorpa.
Midthavsryggen er orientert NØ–SV i Nord-Atlanterhavet og Polhavet, men svinger i en N–S retning i Framstredet (Figur 2). I tillegg, er Framstredet smalere enn Atlanterhavet og Polhavet fordi det åpnet c. 30 millioner år senere6,7. Der traff midthavsryggen tykkere kontinentskorpe deformert for c. 600 millioner år siden (Timanianske Fjellkjeden; røde linjer på Figur 2). Fjellkjeden utsatte åpningen av havet i Framstredet og bøyde midthavsryggen (Figur 2). Det samme gjelder Island (Figur 2) og området rundt Jan Mayen Mikrokontinent. Og det er viktig akkurat nå.
De norske myndighetene har nettopp bestemt å åpne delen av den norske sokkelen til mineralvirksomhet (grønt området i Figur 2). Mens oseanisk skorpe inneholder viktige mineraler og metaler (f. eks. maganese og sulfider) til grønne energier (vind, e-bil) og elektroniskutstyr, er disse mineraler ikke så vanlige i kontinentskorpe. I følge fjellkjedebroteorien, består en stor del av området åpnet for mineralvirksomhet (spesielt området rundt Jan Mayen) av kontinentbergarter. Derfor kommer dette til å påvirke svært hva slags mineraler og metaler man leter etter på den norske sokkelen i fremtida.
Jean-Baptiste Koehl er forsker i geologi ved McGill Universitet (Canada) og Universitetet i Oslo. Han jobber med Jordas utvikling i de siste 2 milliarder år og implikasjoner for naturressurser og naturlige farer.
Dette er hans bidrag til formidlingskonkurransen 2024.
Les mer om konkurransen og se flere bidrag her
Referanser
[1] Wegener, A.: The Origin of Continents and Oceans, Dutton E. P. and Company Publishers, New York, New York, USA, 1924.
[2] Foulger, G. R., Doré, T., Emeleus, C. H., Franke, D., Geoffroy, L., Gernigon, L., Hey, R., Holdsworth, R. E., Hole, M., Höskuldsson, Á, Julian, B., Kusznir, N., Matinez, F., McCaffrey, K. J. W., Natland, J. H., Peace, A. L., Petersen, K., Schiffer, C., Stephenson, R. and Stoker, M.: The Iceland Microcontinent and a continental Greenland–Iceland–Faroe Ridge, Earth-Science Reviews, 206, 102926, 2020b. doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.102926
[3] Von Ihering, H.: Land-Bridges across the Atlantic and Pacific Oceans during the Kainozoic Era, Quarterly Journal of the Geological Society, 87, 376–391, 1931. doi.org/10.1144/GSL.JGS.1931.087.01-04.14
[4] Schuchert, C.: Gondwana Land Bridges, Bulletin of the Geological Society of America, 43, 875–916, 1932.
[5] Koehl, J.-B. P. and Foulger, G. R.: The orogenic bridge theory: towards a predicting tool for past and future plate tectonics, Open Research Europe, 2024 awaiting peer review. dx.doi.org/10.12688/openreseurope.17238.1
[6] Koehl, J.-B. P.: Impact of Timanian thrusts on the Phanerozoic tectonic history of Svalbard, Keynote lecture, EGU General Assembly, May 3rd–8th, Vienna, Austria, 2020.
[7] Koehl, J.-B. P., Magee, C. and Anell, I.: Timanian thrust systems and their implications for late Neoproterozoic–Phanerozoic tectonic evolution of the northern Barents Sea and Svalbard, Solid Earth, 13, 85–115, 2022.
[8] Dolphin, G. R.: Evolution of the Theory of the Earth: A Contextualized Approach for Teaching the History of the Theory of Plate Tectonics to Ninth Grade Students, Science & Education, 18, 425–441, 2009. doi.org/10.1007/s11191-007-9136-0
