Hvordan lage en klimakrise

Ubegripelige mengder flytende stein steg opp gjennom jordskorpen i Sør-Afrika for 183 millioner år siden. Den flytende steinen kokte oljefylte sedimentære bergarter i undergrunnen og førte til en global klimakatastrofe.

Seks geologer fra Senter for Jordens utvikling og dynamikk (UiO) kjørte forventningsfullt inn i Karoo, den tørre halvørkenen som dekker store deler av det sørøstlige Sør-Afrika, en grå vårdag i oktober.

Vi skulle studere det 183 millioner år gamle vulkansystemet til Karoo vulkanprovins, et område der det i juratiden trengte opp ubegripelige mengder flytende stein – magma– fra dypet under jordskorpen.

Magmaene størknet under jordoverflaten og vi finner dem i dag som gjennomgående lag – lagganger på fagspråket- på opptil over hundre meters tykkelse klemt inne mellom sedimentære bergarter.

Mye av magmaet strømmet også opp til overflaten og rant ut som tykke lavastrømmer. Mer om det senere.

De basaltiske laggangene er motstandsdyktige mot erosjon og danner spektakulære klippe-formasjoner. I bakgrunnen ses det golde Karoo-landskapet med store sletter og fjell.

Karoo vulkanprovins er en av landjordas største. Hundretusenvis av kubikkilometer med magma kom opp mot, og rant utover, overflaten i løpet av noen hundretusener år. Enorme mengder på bemerkelsesverdig kort tid.

Den kjente supervulkanen Yellowstone har til sammenligning produsert omtrent 3 800 kubikkilometer med lava de siste to millioner år, altså kun en brøkdel av volumet i Karoo, på over dobbelt så lang tid.

Resultatet av den massive vulkanismen i Karoo ser man tydelig i den fossile lagrekken. Samtidig med vulkanismen i Karoo steg temperaturene globalt med 6-7 grader og mye av livet i havet døde ut. Det som skjedde i Sør-Afrika i juratiden var katastrofalt.

Tilbake til vårt feltgeologiske eventyr. Vi startet tidlig første morgen vest i Karoo, utenfor den døsige byen Loeriesfontein. I et goldt, oransje-brunt landskap dekket av små tornebusker og noen spredte kaktuser, så vi umiddelbart spor etter det vi var kommet for å studere.

En tykk basaltisk laggang, en gråsvart bergart spekket med lysere feltspatkrystaller, i kontakt med eldre sedimentære bergarter. Et av målene med feltarbeidet var å dokumentere hvordan den varme magmaen (over 1 100 °C) påvirket de omliggende sedimentene, og tidfeste nøyaktig når det skjedde ved hjelp av aldersbestemmelser i laboratoriet hjemme i Oslo.

En fremtredende teori for hvordan disse enorme vulkanprovinsene fører til store klimaendringer, er nemlig at magmaene koker sedimentene ved ekstreme temperaturer slik at olje, gass eller kull i sedimentene fordamper og slippes raskt ut i atmosfæren som CO2 eller metan, og dermed forsterker drivhuseffekten radikalt.

Mekanismene bak CO2- og metanutslipp som følge av intrusjon av basaltiske lagganger i sedimenter som inneholder organisk materiale. Etter Svensen med fl. (2015).

Ved lokaliteten fant vi tydelige spor av hvordan sedimentene var fullstendig omvandlet (metamorfosert) som følge av oppvarmingen rundt laggangen. Hvis det var petroleum her, ville dette ha fordampet og funnet veien opp i atmosfæren.

Etter å ha studert store lagganger i flere dager, var det på tide å oppsøke lavaene som flommet ut på overflaten. Lavaene i Karoo-provinsen er blottet i høylandet i Lesotho og er et imponerende skue. Lag på lag med lava utgjør en samlet tykkelse på over en kilometer.

Når vi vet at mye av lavastratigrafien er borte og at den dekket store deler av Karoo-bassenget, så er mengden lava som rant utover Sør-Afrika for 183 millioner år siden vanskelig å begripe.

Lesotho, med sine bratte fjellsider og åpne daler fulle av små, runde hytter med stråtak, er virkelig billedskjønt. De grønne dalsidene gir en flott kontrast til de mørke fjellsidene med lag på lag av basaltlavaer.

Lesothos vakre landskap med med tradisjonelle hus og grønne daler omkranset av høye fjell bestående av lag på lag med basaltlavaer, er et eldorado for geologer.

Turen opp til de øverste lavaene, på svingete veier til nesten 3 000 meters høyde, gjorde fotofingeren aktiv; dette er natur som tar pusten fra deg.

På toppen fant vi et stort steinbrudd, perfekt for å studere lavaene i detalj. Et viktig mål er å aldersbestemme lavaene slik at vi kan sammenligne dem med aldrene på laggangene dypere ned i jordskorpen for bedre å forstå utviklingen i denne store vulkanprovinsen og si mer om hvordan den massive magmatismen kunne oppstå.

Det vil også gi kunnskap om årsakssammenhengene mellom vulkanismen og klimaendringene vi kan observere i de sedimentære lagrekkene.

Denne jurasiske klimakrisen er et godt eksempel på en miljøkrise som følge av enorme drivhusgassutslipp. I den kan vi studere noen av mekanismene som inntreffer når CO2-nivået i atmosfæren øker hurtig.

Sedimentlagrekka viser hvordan miljøet raskt ble påvirket av endrede atmosfæriske forhold og ikke minst hvordan dette virket inn på livet i havet.

Ved å studere det geologiske arkivet, kan vi bedre forstå hva som vil skje ved fremtidige økte CO2-nivåer.

Karoos spektakulære geologi og vakre natur viser geologenes arbeidsbetingelser på sitt beste, samtidig som den gamle vulkanske kjempen gir oss viktig kunnskap om sammenhenger mellom store drivhusgassutslipp og klimaendringer.