Havbunnen langs spredningsryggen fornyes ved at nye lavastrømmer sprer seg ut over eldre havbunn. Her ser vi putelava ved Mohnsryggen. Foto: Ægir 6000/UiB
Denne saken ble først publisert i GEO 2025. Magasin og kalender kan bestilles her.
Mohnsryggen. Den undersjøiske, 500 km lange fjellkjeden som skiller Norskehavet fra Grønlandshavet markerer hvor havbunnsplatene skiller lag. Spredningen tillater varme masser fra mantelen å bevege seg oppover mot havbunnen, noe som resulterer i vulkansk aktivitet og dannelse av ny havbunnsskorpe.
Havbunnsplatene beveger seg fra hverandre i et makelig tempo, ca. 14 mm per år. Det er sakte, selv i havbunnsspredningssammenheng.
Den midtatlantiske rygg, som Mohnsryggen er en del av, har til sammenlikning en gjennomsnittlig spredningshastighet på ca. 25 mm per år. Langs Øst-Stillehavsryggen er hastigheten målt til hele 150 mm per år. Vi omtaler derfor Mohnsryggen som en ultrasakte spredningsrygg.
– Ultrasakte spredningsrygger har en ganske annen karakteristikk enn mer hurtigspredende rygger, forteller Håvard Hallås Stubseid, forsker ved Senter for dyphavsforskning ved Universitetet i Bergen (UiB).
Han forklarer at den mest øyensynlige forskjellen er topografien. Sakte spredning er nøkkelen for å danne en riftdal langs plategrensen.
– Langs en hurtigspredende rygg er volumene av magma som strømmer opp fra dypet betydelige, slik at det bygges en tykk vulkansk skorpe. Ved lavere spredningshastigheter er spredningen mindre magmatisk, og mer tektonisk påvirket.
Langs Mohnsryggen er denne riftdalen av betydelig omfang: om lag 10 – 15 km bred og 1 – 1,5 km dyp. Flankene av riftdalen er preget av store forkastninger, og langsmed dalbunnen stikker en rekke vulkanske fjellstrukturer opp.
4 000 km undergrunnsdata
Stubseid disputerte for doktorgraden høsten 2024 med avhandlingen Volcanic activity and temporal evolution of ultraslow-spreading ridges.
Doktorgradsarbeidet har resultert i tre vitenskapelige artikler, der den ene er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications. Kort fortalt har Stubseids mål vært å øke vår forståelse for den vulkanske aktiviteten som finner sted langs ultrasakte spredningsrygger, ved å blant annet beskrive den romlige og tidsmessige utviklingen av en riftdal.
– Avhandlingen er i stor grad basert på et stort datasett som vi fikk tilgang på fra Sokkeldirektoratet (Sodir).
Sokkeldirektoratet har over flere år gjennomført tokt i dyphavet, både i egen regi og i samarbeid med UiT Norges arktiske universitet og UiB. Kanskje mest omfattende var toktet i 2019, da Sodir samlet inn nærmere 4 000 km linjer med AUV-data (AUV = autonomt undervannsfartøy) langs to segmenter av Mohnsryggen.
For Stubseid var det de grunnpenetrerende ekkoloddataene – grunne seismiske data – som skulle ha mest nytte i hans forskning. Indirekte datering av lavastrømmene ble nøkkelen for å forstå den vulkanske utviklingen langs Mohnsryggen generelt og i riftdalen spesielt.
– Basert på analyser av sedimentkjerner vet vi at sedimentasjonsraten har vært ca. 6 cm per 1 000 år de siste 50 000 årene med jevn romlig og tidsmessig fordeling. Da kan vi eksempelvis fastslå at om et 1,5 meter tykt lag av sedimenter har akkumulert over en lavastrøm, innebærer det at lavastrømmen er ca. 25 000 år gammel, forklarer forskeren.
Ifølge Stubseid er dette første gangen at en slik systematisk kartlegging av lavastrømmer langs en spredningsrygg har blitt gjennomført i stor skala. Han opplyser at datasettet som de har benyttet dekker omtrent 25 prosent av Mohnsryggen, men understreker at det er representativt for hele riftdalen, da det dekker hele spekteret av landskapstypene en kan støte på i dette unike terrenget.
Stadig fornyelse av havbunnen
Ett av hovedfunnene i studien er at vulkansk aktivitet forekommer over hele riftdalens bredde på drøyt 10 km. Til sammenlikning vil en hurtigspredende rygg kun ha vulkansk aktivitet innenfor et svært smalt belte på rundt et par hundre meter.
– Ved spredningsrygger generelt forventer vi at de yngste lavastrømmene opptrer der spredningen skjer, og at de vulkanske bergartene blir eldre desto lenger unna spredningsaksen du beveger deg. Vi kunne da forventet at lavastrømmene langs flankene av riftdalen ved Mohnsryggen ville være opptil én million år gamle, men vi så at de sjeldent var eldre enn 180 000 år gamle.
Disse observasjonene styrket hypotesen om at den vulkanske aktiviteten langs en ultrasakte-spredende rygg som Mohnsryggen dekker et større område og ikke begrenser seg til den smale sonen der platene skilles.
Mohnsryggen er altså langt mer vulkansk dynamisk enn hva som tidligere har vært antatt. Det innebærer at havbunnen i dette terrenget stadig fornyer seg og dermed er relativt ung.
– Vi kalkulerte at 50 prosent av havbunnen fornyer seg (dekkes av nye lavastrømmer) over en periode på 25 000 år.
Hyppige utbrudd
Kan dataene som forskerne har analysert dermed si noe om hyppigheten av vulkanske utbrudd langs Mohnsryggen? Stubseid mener bestemt at det er mulig å gi estimater på dette, og at disse skiller seg vesentlig fra tidligere antakelser fra 80- og 90-tallet.
– Det har vært foreslått at utbrudd langs saktespredende rygger forekommer mye sjeldnere enn langs hurtigspredende rygger, men samtidig at de er mye større i omfang. Jeg er ikke enig i dette, sier forskeren.
Det er minst to observasjoner som gjør at Stubseid stiller seg kritisk til at vulkanutbrudd ved saktespredende rygger skal være store, men sjeldne.
– I riftdalen ser vi generelt et «flekkete» mønster på havbunnen med interne variasjoner i sedimenttykkelse. Dette tolker vi som mindre, individuelle vulkanutbrudd der variasjonen i alder kan være rundt 10 000 år.
Også geokjemiske analyser støtter tolkningen med små, hyppige vulkanutbrudd i riftdalen.
– Analysene viser at isotopsammensetningen varierer voldsomt – lavastrømmer som ligger tett inntil hverandre har gjerne helt ulik isotopisk sammensetning. Det kan ikke forklares med få og store utbrudd.
De geokjemiske analysene har lagt grunnlaget for hans andre artikkel, som nylig ble publisert i tidsskriftet Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
Ifølge Stubseid har lavastrømmene i riftdalen en typisk utbredelse på om lag 1 – 2 km2. Ved å kombinere denne informasjonen med kartleggingen av havbunnsaldre, mener han at det er grunnlag for å si at vulkanutbrudd forekommer med noen hundre års mellomrom på de store vulkanryggene langs Mohnsryggen.
Dette skiller seg vesentlig fra tidligere antakelser om utbrudd langs saktespredende rygger med 1 000 – 10 000 års mellomrom, noe Stubseid ser på som svært usannsynlig, gitt at halvparten av havbunnen i riftdalen fornyes i løpet av 25 000 år. Da måtte lavastrømmene dekket svært store arealer hver gang et utbrudd forekom, noe som ikke er forenlig med hverken de geokjemiske resultatene eller variasjonene i sedimenttykkelse.
Han legger til at hver enkelt av de kartlagte lavastrømmene, som de også omtaler som vulkanske celler, igjen kan bestå av flere, mindre utbrudd. Men dette er vanskelig å fastslå basert på dataene forskerne sitter på i dag. Vi kan imidlertid se til hendelser i nyere tid på land for å forstå at dette er en mulighet.
– De siste årene har vi vært vitne til en håndfull utbrudd på Reykjaneshalvøya på Island. Flere av disse lavastrømmene opptrer i nærheten av hverandre, og ville trolig ha blitt tolket som én vulkansk celle – ett utbrudd – om vi hadde observert dem i dyphavet.
Nyttig for mineralleting
– Dyphavsforskning er i vinden mer enn noen gang, fastslår Stubseid.
Han viser til Norges pågående satsning om å øke vårt kunnskapsgrunnlag om dyphavet. Bakteppet er at vi har åpnet for mineralaktiviteter i norsk økonomisk sone.
Det er primært Sokkeldirektoratet, UiB og UiT som har stått for kunnskapsinnhentingen frem til nå. Det var ventet at private aktører ville kunne iverksette eget kartleggingsarbeid i 2025, men i forbindelse med forliket til statsbudsjettet ble det i desember 2024 klart at den første konsesjonsrunden utsettes på ubestemt tid.
For Stubseid er det toktene som har vært høydepunktene i hans forskerkarriere så langt.
– Vi liker å si at vi er like mye utforskere som forskere, smiler Stubseid, og viser til at Senter for dyphavsforskning (og dets forløpere ved UiB) har vært sentrale i utforskningen av dyphavet.
De har stått bak oppdagelsen av en rekke av de aktive kildene og inaktive sulfidforekomstene som vi kjenner til så langt (geoforskning.no: «Avdekker hydrotermiske kilder på havets bunn»).
Det seneste toktet fant sted i november i fjor nord i Framstredet, og forskerne gjorde da flere undersøkelser ved kilden Ultima Thule, som ble påvist høsten 2023 (geoforskning.no: «Gjorde nytt funn – helt på tampen»).
PhD-avhandlingen til den unge forskeren representerer først og fremst grunnforskning, men den kan vise seg anvendbar for aktører som ønsker å lete etter og eventuelt utvinne marine mineralressurser.
På generelt grunnlag er forskningen relevant ettersom den omhandler vulkansk aktivitet, da det er den tilhørende hydrotermiske aktiviteten som danner grunnlaget for avsetning av mineraler og metaller.
Både Sodir og UiB har tidligere uttalt at de forventer at det kan befinne seg svært mange sulfidforekomster langs midthavsryggen i norsk økonomisk sone. Førstnevnte har antydet at tallet kan være rundt 1 000, mens vi så langt har påvist nærmere 15.
– Det har vært mye fokus på at mineralforekomster med tiden kan bli begravet av sedimenter, men for de som befinner seg i riftdalen og på de vulkanske fjellene, er det like sannsynlig at de kan bli dekket av lavastrømmer.
– Dette har selvfølgelig betydning for tilgjengeligheten av ressursene – de forekomstene som dekkes av lava, vil vi kanskje ikke klare å påvise, og de kan være vanskelige å utnytte.
Han nevner funnene Ægirs kilde og Lokeslottet (begge aktive kilder) som eksempler på forekomster som står i fare for å bli begravet av nye lavastrømmer fordi de ligger utsatt til på vulkanrygger (i et perspektiv på tusener av år).
Stubseid er mer optimistisk til bevaringspotensialet for de forekomstene som er plassert langs forkastninger ved flankene av riftdalen, som Fåvne (aktiv kilde) og Gnitahei (inaktiv forekomst).
Forklaringen er at de befinner seg i ytterkanten av den aktive vulkanske sonen, samt at bevegelsene langs forkastningene kan bidra til å løfte forekomstene opp, slik at de kan unngå å bli begravet av både lavastrømmer og sedimenter.
Stubseids forskning kan altså hjelpe leteselskapene å forstå bevaringspotensialet av mineralforekomstene og hvilke områder som er best egnet.
Det er grunn til å tro at flere av selskapene – om eller når de blir tildelt lisenser – vil konsentrere sine aktiviteter innenfor lisensområdene Mohnsryggen Nord og Mohnsryggen Sør, som er mest prospektive med hensyn på sulfidforekomster.
I forbindelse med dette letearbeidet vil kunnskapen om den vulkanske aktiviteten langs spredningsryggen være til stor nytte for å kunne prioritere områder der mineralforekomstene statistisk sett er mindre utsatt for vulkanutbrudd og tildekking av lavastrømmer.
