Fjellplantene under siste istid

Var landet vårt fullstendig dekket av is under siste istid? Eller fantes det isfrie nunataker hvor enkelte hardføre planter kunne overleve? Biologene og geologene har diskutert dette lenge, men mysteriet er fortsatt ikke løst.

I den nordlige og sørlige kulminasjonen av den skandinaviske fjellkjeden vokser mellom 50 og 100 blomsterplanter som er det vi kaller bisentriske eller unisentriske. Kartografi: Fridtjof Riis

Da innlandsisen trakk seg tilbake fra Skandinavia fulgte fjellplantene raskt etter. De etablerte seg i ulike plantesamfunn på lokaliteter der de kunne trives. Botanikerne kan følge innvandringsrutene fra sør og øst.

Men i noen fjellstrøk i den nordlige og sørlige kulminasjonen av den skandinaviske fjellkjeden blir det vanskeligere. Her vokser mellom 50 og 100 blomsterplanter som er det vi kaller bisentriske eller unisentriske.

Noen vokser bare på én eller noen få lokaliteter. Ca. 30 av dem er vest-arktiske – de finnes ellers bare på Island, Grønland og i Nord-Amerika. De er ikke urimelig kravstore, og de har ikke frukt og frø som er egnet til å spre seg langt. Hvordan kan en forklare innvandringshistorien til disse artene? Når og hvordan krysset de Atlanterhavet?

Botanikerne Sernander og Blytt lanserte overvintringsteorien på 1890-tallet, de mente at slike isolerte arter i Skandinavia måtte ha overlevd den maksimale nedisingen under siste istid, enten på nunataker eller på isfrie områder langs kysten.

Overvintringsteorien ble avvist av geologene, som lenge hevdet at absolutt hele Skandinavia hadde vært dekket av et tykt isdekke i sein Weichsel. Den alternative hypotesen var at plantene måtte ha innvandret fra områder utenfor det skandinaviske isdekket etter kuldeperioden for mellom 25 000 og 18 000 år siden (siste glasiale maksimum).

På Norges tak – tvilen vekkes

Sommer 1977: Feltarbeid med berggrunnskartlegging for NGU sør for Lyngsalpene i Troms. Vi tok ett fjell hver dag, 1 500 meter opp isskurte dalsider med gode profiler gjennom skyvedekkene på vei opp mot et helt annet landskap – la oss kalle det Norges tak.

Norges tak består av slake rygger og fjellplatåer med blokkmark og litt flytejord, ikke fast fjell, ingen isskuring å se. På Russetind, det høyeste lille fjellplatået, omgitt av breie dype daler, mellom snøflekkene, der og bare der, blomstret gule fjellvalmuer.

Fjellvalmuen er en hardhaus. Sammen med rødsildre vokser den på jordas nordligste faste punkt, Kaffeklubben Ø i Polhavet nord for den grønlandske innlandsisen. Den skandinaviske typen av fjellvalmue finnes hos oss og på Island og Færøyene.

I Norge er det en god del isolerte forekomster i fjellområdene både i nord og sør, og hvert område har sin egen variant som skiller seg litt fra de andre formene av samme art.

Jeg hadde lest plantegeografi som ung student, men der og da, i 1977, var det jeg forstod hva overvintringsteorien gikk ut på. Hvorfor skulle man konstruere opp en lang innvandringsvei for disse plantene som er skapt for å leve på de avblåste fjelltoppene? Kunne det tenkes at isen ikke hadde vært så tykk likevel?

Et drøyt tiår senere, rundt 1990, arbeidet jeg sammen med Willy Fjeldskaar med å forstå storskala nedising av Skandinavia, glasial erosjon i Barentshavet og på fastlandet og avsetning av sedimenter på sokkelen. Vi var i god kontakt med de kvartærgeologiske miljøene i Norge.

Hvor tykt hadde det maksimale isdekket vært? I litteraturen var det foreslått både svært tykke og svært tynne ismodeller. Fordi iskappen siger utover og brytes opp der den møter dyphavet kan høyden på overflata av isen bli modellert.

Ikke alle parametere var godt kjent, men iskappen i Fjeldskaars oppdaterte modeller var tynnere over vestlandsfjellene enn den tykkeste modellen skulle tilsi, og lå ikke så langt over de høyeste fjelltoppene.

DNA gir nye svar

Et lite, isolert plantesamfunn vil etter hvert utvikle genetiske ulikheter. Graden av ulikhet mellom flere slike plantesamfunn forteller om hvor lenge de har vært isolert, men gir ikke nøyaktige, absolutte aldre.

Omfattende bruk av DNA-undersøkelser i seinere år har gitt botanikerne nye holdepunkter for å finne ut om overvintringsteorien har noe for seg.

Undersøkelser av fjellvalmuer viser for eksempel at selv om de ulike bestandene har litt forskjellig utseende er den genetiske variasjonen ikke større enn at den kan ha utviklet seg etter siste glasiale maksimum. Fjellvalmuene verken beviser eller motbeviser overvintringsteorien.

Kristine Bakke Westergaard har studert genetisk variasjon i arktiske planter som lever i Skandinavia, Island, Grønland, Nord-Amerika og på Svalbard.

Slike studier indikerer at selv planter med frø som normalt ikke fraktes langt kan spre seg overraskende fort, bl.a. på drivis og med vinden over isdekte områder. Alsos mfl (2007) har dokumentert spredning over til Svalbard fra andre landområder i en artikkel i Science.

DNA-undersøkelsene i de vest-arktiske plantene Kristine har undersøkt viser genetiske linjer som har spredd seg over Atlanterhavet etter siste glasiale maksimum, både mot øst og mot vest.

Kristine konkluderer derfor med at det både har skjedd langdistansespredning og at arter kan ha overlevd i områder som ligger innenfor maksimal utbredelse av iskappen. Metoden gir ikke svar på nøyaktig hvor disse områdene lå, men gir indikasjoner på i hvilken retning spredningen har foregått.

Mange spor peker mot Andøya

2009-2010: I OD evaluerte vi sokkelen utenfor Lofoten og Vesterålen. De grunne lagene er viktige for å forstå petroleumsgeologien. Andfjorden og Vestfjorden er store glasialt utformete trau.

Gjennom alle istidene de siste 2,7 millioner år har isstrømmer i disse trauene fraktet og lagt igjen erosjonsmateriale ut til sokkelkanten og i skråninga mot dyphavet. Resten av sokkelkanten mellom Vestfjorden og Andøya har lite kvartære sedimenter fordi fjellryggene i Lofoten og Vesterålen styrte de store isstrømmene mot nord og sør.

Fra Andøya er det bare 15 kilometer til sokkelkanten der isstrømmen fra Andfjorden kalvet. Fjelltoppene hadde lokale botnbreer som har skapt alpine landskapsformer og bidratt til å skape strandflaten.

Under glasialt maksimum var havnivået lavt, og de grunneste bankene kan ha vært eksponert. Dataene kan tyde på at i ly av Lofotfjellene var isdekket uavhengig av innlandsisen, men forteller ikke om deler av bankene kan ha vært isfrie.

Forskning ved Universitetet i Tromsø viser at de eldste sedimentene i vann og myr på Andøya går tilbake til mer enn 20 000 år. En artikkel av Parducci mfl (2012) i Science tolker funn av DNA fra gran og furu i materiale fra disse gamle avsetningene. Det er ikke så lang vei fra Andøya til det nordlige senteret for sjeldne fjellplanter.

En spesiell variant av fjellmarkmus lever her. Et godt utgangspunkt for botanikere, zoologer og geologer som skal lete etter flere spor av liv under siste glasiale maksimum.

På Møre-kysten har vi en liknende geometri med høye fjell og alpine former nær dyphavet. De største isstrømmene har gått nord og sør for de høyeste fjellene, og bankene er grunnere enn ellers på sokkelen.

Søkelys på beryllium

I kvartskorn som blir eksponert for kosmisk stråling dannes det små mengder beryllium-10. Måling av berylliumisotoper i kvartskorn fra overflateprøver forteller hvor lenge de har vært eksponert.

Undersøkelser av ¹⁰Be blokkhav i høyfjellet de siste ti årene har gitt en bedre forståelse av hvor tykt isdekket har vært under siste glasiale maksimum og vist at blokkhavene på Norges tak kan være svært gamle.

I kystområdene vest for Svartisen er fjell-landskapet preget av iserosjon. Bare ett fjell jeg kjenner til skiller seg ut: Helgelandsbukken som rager opp over de andre fjellene og ligger mellom to dype fjorder. Henriette Linge mfl (2007) foretok en rekke beryllium-analyser fra Helgelandsbukken, fra andre fjell og fra lavlandet vest for Svartisen.

De skriver at mens alle de andre fjelltoppene er isskurt, er Helgelandsbukken dekket av blokkhav, uten synlig påvirkning av is. En liten rest av Norges tak. Beryllium-aldrene er i samsvar med dette, de ligger på ca. 15 000 år på de fleste lokalitetene, mens Helgelandsbukken gir 30 000 til 50 000 år.

Noe som ikke nevnes i artikkelen er at Helgelandsbukken er eneste lokalitet for en form av fjellvalmue som kalles svartisvalmue. Den er fredet, og et symbol for Meløy kommune. Betyr beryllium-aldrene at Helgelandsbukken var isfri under glasialt maksimum, en nunatak? Ikke nødvendigvis.

Et isdekke som bare ligger oppå blokkhavet uten å erodere eller flytte på det vil ikke resette beryllium-aldrene. Dette kan skje med en kald is som er frosset fast til underlaget. Artikkelen viser også til at det er gjort modellering av isens bevegelse fra Svartisen og ned i fjordene, og at toppen av isen maksimalt kan ha ligget ca. 90 m over toppen av fjellet.

På Helgelandsbukken finner vi den eneste lokaliteten av svartisvalmue. Den er fredet, og et symbol for Meløy kommune.

Hva gjør du her i krateret?

Sommeren 2006: Feltarbeid i Ritlandsstrukturen sammen med geologer fra Universitetet i Oslo. I en solvarm grasbakke over tregrensa stod et par kolonier av skredmjelt.

I Norge er denne planten bare funnet noen få steder i fjellet i Hjelmeland kommune, nærmeste voksested er i Skottland. Hjelmeland og Suldal har tre fjellplanter med isolert utbredelse av denne typen.

De er på langt nær så hardføre som fjellvalmuene og det har ikke vært nunataker i området. Bare Norskerenna skiller dem fra det som var store landområder i Nordsjøen under siste istid.

Kristine Bakke Westergaard har undersøkt genetisk materiale fra fjellplanter i Skottland og foreslår at de er kommet fra Sentral-Europa etter at isen begynte å trekke seg tilbake. Skredmjelten er ikke analysert foreløpig, kanskje den har en liknende historie å fortelle.

Kraften vi ikke kan modellere

Mysteriet om fjellplantene er ennå ikke tilfredsstillende forklart. Ulike hypoteser lever side om side.

Men med den kunnskapen vi har i dag bør det være mulig å komme fram til en bred forståelse av hvordan isutbredelse og klima har vært i Skandinavia under glasialt maksimum og hvilke betingelser det var for livet.

Uansett viser utbredelsen av fjellplantene hvor sterk livskraften er: Arter overlever og sprer seg under ekstreme forhold der ingen skulle tro at noe kunne leve.

Livskraft – en faktor som ikke lar seg modellere og som hjelper planter og dyr til å tilpasse seg selv ekstreme klimaforandringer.

Denne saken ble først publisert i GEO 02/15.