Figur 1: Interiør fra ei karstgrotte i Nordland. Foto: Stein-Erik Lauritzen.
I mellomkrigstiden studerte Gunnar Horn (1894- 1946) karstgrotter i Rana og Meløy kommuner i Nordland, Figur 1. Hans konklusjoner, som på den tiden var radikale og resultat av en grundig tankerekke, gikk ut på at grottedannelsen måtte ha foregått ved langsom vannstrøm under store isdekker i løpet av den siste, eller de aller siste, glasiale sykler. Det er dokumentert noe over 2 000 karsthuler i Norge, de fleste er ganske små sammenliknet med grotter i andre land. Horn brukte bl.a. størrelsen som argument for deres lave alder.
Våre undersøkelser av karstgrotter har fokusert på morfologisk analyse, studier av sedimentære lagfølger og radiometriske dateringer hvorved vi har kunnet teste Horns hypotese. Mange av de store grottesystemene danner labyrinter, dvs. med et nettverk av passasjer i horisontal- eller vertikalplanet. Mange, også til dels ganske små karstgrotter er eldre enn siste glasiale syklus; noen er også betydelig eldre enn dateringsmetodenes rekkevidde (750 000 år), slik at de i prinsippet kan være eldre enn istidene. (Det gjenstår imidlertid å finne direkte bevis for sistnevnte alternativ i form av f. eks. morfologi eller preglasiale sedimenter og fossiler).
Vi har videre kunnet vise at vannstrømmen som utvidet grottene i hovedtrekk var langsom, og at de enkelte ”etasjer” i labyrintformede grotter ikke var uavhengige av hverandre, men fungerte som strømningsnettverk. Modelleringseksperimenter viser en tendens til at labyrinter vil dannes når grotteutviklingen foregår i kontakt med isbreer.
Dannelseshastigheten er, på grunn av de kjemiske forholdene under isbreer, generelt mye langsommere (ca. 50 ganger) ved isbrekontakt enn under interglasiale forhold. Dette gir en god forklaring på hvorfor vi generelt har små karsthuler, men som har relativt høy alder.
Figur 2: Tid-distanse diagram over brefrontens posisjon (vertikal akse er vestover) utenfor og i Nordland igjennom de siste 80 000 år, dette er den fiolette kurven. Svart kurve viser atmosfærisk CO2-innhold igjennom samme periode. Svarte og grønne rektangler er perioder da vi vet enkelte grotter var fylt av bresjøsedimenter. Blå, oransje og røde prikker er radiometriske dateringer av dryppstein og grottesedimenter. Fra Lauritzen and Skoglund (2012).
Kronologiske data fra ulike karstgrotter i Norge og deres sedimenter er satt sammen i diagrammet i Figur 2. Dersom dette hadde representert en og samme karsthule, ville det knapt gjenstå noe tid i det hele tatt til grottedannelsen igjennom siste glasiale syklus. På den annen side kan vi vise at mange karsthuler faktisk var aktive i samme periode, blant annet fungerte de som underjordiske eskersystemer. Samtidig var mange grotter eller deler av dem fullstendig fylte med bresjøsedimenter og isolert fra vannstrøm. Vi konkluderer derfor med at grottedannelsen i gjennomsnitt var langsom og sporadisk i tid og rom, men at den kunne akselerere når forholdene lå til rette for det. Dette leder til den utvidete iskontaktmodellen hvor de hydrologiske og kjemiske forholdene i kontakt med isbreene varierte kontinuerlig i takt med brefrontens posisjon og vannbalansen i isdekket. En god analogi er en bilvask som beveger seg (fram og tilbake) over en stillestående bil, Figur 3.
Vi har nylig skrevet en oversiktsartikkel i «Treatise on Geomorphology» om dette, hvor vi gjennomgår de ulike aspektene ved isbreers hydrokjemi og mulige utfall av grottedannelsesprosessen.
Figur 3: Bilvask-analogien. To grotter, 1 og 2, ligger i ulik høyde i et dalprofil. Ved a) ligger brefronten på kontinentkanten og grottene er i hovedsak inaktive, ved b) er de innenfor isdekkets ablasjonsområde og mottar vann, ved c) er de i brefronten og har maksimal vanngjennomstrømning, og ved d) ligger brefronten innenfor grottene og kun grotta i dalbunnen mottar vann. Fra Lauritzen (2010a).
Referanser:
Horn, G. 1947: Karsthuler i Nordland. Norges Geologiske Undersøkelse, 165, 1-77.
Lauritzen, S. E. 2010a: Grotter. Norges ukjente underverden, Tun Forlag, Oslo.
Lauritzen, S. E. 2010b: Litt Om Paragenese eller antigravitativ korrosjon; klassifikasjon av former (Paragenesis, or antigravitative corrosion, a classification system). Acta Spelæologica Norvegica, 1&2, 94-104.
Lauritzen, S. E. & Skoglund , R. Ø. 2012: Kap. 6.15: Glacier ice-contact speleogenesis in marble stripe karst. In Frumkin, A. (ed.) Treatise on Geomorphology, Vol.6: Karst Geomorphology. Elsevier, London.
Skoglund, R. Ø., Lauritzen, S.-E. & Gabrovšek, F. 2010: The impact of glacier ice-contact and subglacial hydrochemistry on evolution of maze caves: A modelling approach. Journal of Hydrology, 388, 157-172.
Skoglund, R. Ø. & Lauritzen, S. E. 2010: Morphology and speleogenesis of Okshola (Fauske, northern Norway): example of a multi-stage network cave in a glacial landscape. Norsk Geologisk Tidsskrift, 90, 123 -139.
Skoglund, R. Ø. & Lauritzen, S. E. 2011: Subglacial maze origin in low-dip marble stripe karst: examples from Norway. Journal of Cave and Karst Studies, 73, 31 – 43.
