I jura var Barentshavet et flatt slettelandskap. Hva har ført til at denne flaten i dag er mer kupert enn fjellområdene i Norge?
Figur 1. Illustrasjon av forholdet mellom opprinnelig og deformert peneplan og den viktigste årsaken til deformasjonen (overlagring av sedimenter).
Et peneplan er et landområde som er nesten plant etter lang tids erosjon, og dannes i områder som har vært tektonisk stabile i mange millioner år. Når elver har erodert ned til erosjonsbasis, vil de begynne å erodere landskapet på sidene. Til slutt vil alle høydedrag i landskapet være borte, og det dannes en flat slette.
I Barentshavet har vi et slikt peneplan som vi skal se nærmere på; et som er dannet i senjura.
Den opprinnelige topografien på dette peneplanet er kjent; det var et sletteland (med lokalt relieff). Fra seismiske data kjenner vi dagens relieff på peneplanet. Dessuten kjenner vi sedimentlasten som nå ligger oppå peneplanet, og hvor det er erodert.
Sedimentlasten over peneplanet er avgjørende for utviklingen av dagens relieff på peneplanet (se figur 1 ovenfor). Selve sedimentlasten er imidlertid ikke den eneste faktoren som avgjør peneplanets relieff.
Det kan være ytterligere tre faktorer som har betydning, noe som gjør at vi kan sette opp følgende enkle ligning for beregning av peneplanets nåværende relieff:
H (peneplan) = F1 (sediment-isostasi) + F2 (gjenstående glasial isostasi + hydro-isostasi) + F3 (tektonikk) + F4 (ikke-tektoniske bevegelser)
Figur 2 (nedenfor) viser kartlagt dyp ned til jura peneplan i Barentshavet. Vi ser at dette peneplanet idag er svært kupert; fra høyt over havnivå på Svalbard/Novaya Zemlya/Norge til 2,5 kilometer dyp sentralt i Barentshavet.
Ved tilgjengelige data fra Barentshavet kan vi studere betydningen av de ulike faktorene i ligningen ovenfor. Vi vil spesielt fokusere på hva slags isostatisk modell som eventuelt kan forklare dagens relieff på dette peneplanet.
Figur 2. Kartlagt dyp ned til jura peneplan i Barentshavet (i meter).
Når det gjelder de ulike faktorene i ligningen ovenfor, kan vi si at både F2 og F4 er forholdsvis små i Barentshavet sammenlignet med F1, som omfatter isostasi både på grunn av overlagrede sedimenter og på grunn av erosjon under peneplanet.
F3 er sannsynligvis av størst betydning mer lokalt, og kan omfatte forkastninger, seismisk aktivitet, magmatisk aktivitet, saltbevegelser, nyere tids hevingsanomalier og så videre.
Vi vil derfor i første omgang konsentrere oss om sediment-isostasi, som har størst potensial til å forklare dagens relieff på jura peneplan.
Beregnet isostatisk innsynkning av jura peneplan ved overlagring av sedimenter over peneplanet og erosjon under dette peneplanet er vist i figur 3 (under). I beregningene er det brukt en elastisk litosfæretykkelse på 30 – 40 kilometer.
Les mer om litosfærens elastiske tykkelse her
Figur 3. Beregnet dyp til jura peneplan (i meter) som funksjon av overlagrede sedimenter og erosjon under denne flaten; elastisk litosfæretykkelse er 30 – 40 kilometer.
Som vi ser i figur 3, er det ganske god overensstemmelse med observert dyp til jura peneplan (figur 2).
Figur 4 (under) viser differansen mellom observert og beregnet dyp til jura peneplan. Som vist her, er forskjellene av mer lokal karakter, og kan skyldes forkastningsaktivitet, saltbevegelser eller magmatisk aktivitet, altså tektonikk (F3).
Figur 4. Beregnet forskjell mellom observert (figur 2) og beregnet (figur 3) dyp til jura peneplan (i meter).
En forholdsvis tynn elastisk litosfære (30 – 40 kilometer) gir god overensstemmelse mellom observasjon og beregninger. Med større elastisk litosfæretykkelse blir det store uoverensstemmelser mellom observasjonene og beregnet relieff på jura peneplan.
Vi kan konkludere med at isostasi forklarer hovedtrekkene i dagens relieff på jura peneplan på grunn av overliggende sedimenter og erosjon under peneplanet.
Dette forutsetter at den elastiske tykkelsen er ganske liten – ikke mye tykkere enn 30 – 40 kilometer (bøyningsfasthet på 5×1023 Nm).
Studiet er del av prosjektet Neogene Uplift of the Barents Sea som er støttet av oljeselskapene Statoil, Total, OMV, Wintershall, GdF Suez, E.ON og NORECO.
Referanse
A.Amantov og W.Fjeldskaar, 2015. Elastic thickness of the lithosphere and tectonic evolution: implications for GIA models. Geophysical Research Abstracts Vol. 17, EGU2015-3905-1, 2015 EGU General Assembly.
