Et land av stein

Et land av stein

Bergartene som har formet Norge

stein

tynne

bor

et svaberg av størknet magma – magmatiske bergarter

og eksplosjoner

vulkanske bergarter

medfart på store dyp – metamorfe bergarter

evig tid

En ny sfære

nye begynnelser

forord

Velkommen til bergartenes verden

Det er ganske vanlig å se på landet vårt som en eneste stor og grå steinrøys. Her og der er steinene dekket av leire og vegetasjon, men stort sett finner vi bergarter og fjell overalt. Det er i dette varierte og steinrike landskapet vi nordmenn føler oss hjemme. Likevel er det sjelden jeg møter noen som vet hva hjemmet vårt er bygget opp av, og hva slags bergarter vi tråkker rundt på. De fleste lever sitt liv på en jordskorpe som stort sett forblir anonym, som forblir en steinrøys. Men variasjonene er enorme, og historiene som bergartene kan fortelle, er verdt å lytte til. Landet vårt har en tre milliarder år lang fortid som skinner mot oss i hele fargespekteret. Av og til blir man blendet av de vakre, rødgrønne eklogittene og blå larvikittene, andre ganger tar fascinasjonen overhånd ved synet av for lengst utdødde dyr eller rester etter voldsomme vulkanutbrudd. Enten man faller for detaljene eller tiltrekkes av landskapets største trekk, har bergartene og geologien noe å gi oss. Selv den lille knausen man går forbi på vei til skole eller jobb, den som ikke gjør så mye av seg, kan holde på viktige historier.

Flyet passerer noen store skyer, og sikten er god. Jeg presser pannen mot det lille vinduet og forsøker å få øye på berggrunnen. Der nede skimtes innsjøer, byer og dyrket mark, men også fjell uten vegetasjon, vridde og buktende folder i berget, lyse og mørke partier. Jeg suger til meg inntryk

Litosfære og biosfære. Sandstein fra Bile utenfor

kene og landskapet før det er for sent, før det forsvinner til høyre for meg. Der og da skulle jeg gjerne vært på bakken igjen, der nede, og sett bergartene på nært hold, forsøkt å forstå hva de har vært gjennom, kanskje ta med en prøve. Jeg stresser, for farten er høy og berggrunnen forsvinner for fort, og jeg tenker at jeg må undersøke det geologiske kartet så snart flyet lander. Jeg zoomer inn, zoomer ut, og reddes av skyer som dekker til utsikten slik at jeg kan lene meg tilbake i flysetet. Men rett der framme, ikke mer enn noen minutter unna, skimtes den blå himmelen igjen.

Vi flyr over Østlandet og ser for oss vulkanutbruddene i Oslo feltet, ser det gamle grunnfjellet i Sør-Norge og hvordan det har overlevd en håndfull voldsomme platekollisjoner og temperaturer over 800 grader. Fra Jotunheimen og videre utover Vestlandet har jordskorpen et fremmed opphav og hører egentlig ikke hjemme her. Det samme gjelder gammel havbunn fra Røros til Trondheim, med lava og metallrikt havbunnsslam. Vi flyr videre nordover og ser restene etter en gammel fjellkjede med bånd av marmor og skifer som en gang var havbunn. Størknede magmakamre stikker seg ut som ørkener av stein – og noen av dem kommer fra jordens mantel. Om ikke dette var nok, blir vi i Finnmark møtt av de eldste bergartene vi har. Sporene etter liv er så ufattelig gamle, nesten tre milliarder år, men likevel er de synlige og nærmest forståelige. Noe som er mer krevende å ta inn over seg, er at vi i berggrunnen har håndfaste bevis for at jorden har vært fullstendig pakket inn i is, og at havbunnen har vært dekket av jern.

å lære bergartenes språk

For at vi skal kunne finne ut mer om landet vårt, må vi vite hva bergartene har å fortelle oss, vi må lære å forstå dem. Vi må lære bergartenes språk. Det innebærer å lese landskapet der de opptrer, sammenhengene de inngår i, og alt det spesifikke; hvordan bergarter dannes og brytes ned. Det betyr også at vi må vite hvordan vi kan kjenne igjen de forskjellige bergartstypene, og hva de egentlig er for noe. På universitetet forsker jeg på bergarter med mål om å rekonstruere hva som har foregått på jorden langt tilbake i tid, som

en jordens historiker. Dette fagfeltet, altså læren om bergarter, kalles petrologi. Denne boken er min guide til bergarter og geologi. Du kan lese om mange av de aller vanligste bergartene i Norge – pluss en del uvanlige og til og med ekstremt sjeldne bergarter som vi kan finne rundt omkring i landet. De mange bildene i boken gjør det enklere å lære seg forskjellen på både hovedtypene og variantene. Jeg har ikke skrevet et oppslagsverk eller en systematisk oversikt over alle mulige bergarter vi finner i Norge, heller ikke om alle mineralene og fossilene. Geologien på Svalbard og kontinentalsokkelen utenfor Norge er bare nevnt sporadisk. Mangfoldet er rett og slett for stort til å få med alt.

Boken er organisert slik at de første seks kapitlene handler om de overordnede tingene, som jordens dannelse, hva som skjuler seg under havet, og hva som driver jordplatenes bevegelser. Hva er forskjellen på jordskorpen og den underliggende mantelen, og finner vi mantelbergarter i Norge? Denne første delen forteller om det store rammeverket som hjelper oss til å forstå hvordan jorden virker. Det gjør oss bedre rustet til å lære om prosessene som skaper bergarter.

De neste fire kapitlene handler om de tre hovedtypene av bergar ter og noen av de uvanlige historiene som de kan fortelle. Her får du høre om alt fra diamanter i fjellkjeder og hvorfor vulkanutbrudd blir store, til hvordan CO2 kan lagres i bergarter. Bergarter dannes ikke bare under høyt trykk og temperatur, men også på jordens overflate. Hvor finner vi egentlig landets aller yngste bergart?

når vi tenker på stein

Landet vårt er ganske så unikt når det gjelder utvalget av bergar ter. Alle bergartstypene ligger lett tilgjengelig i berggrunnen, selv sjeldne bergarter, i motsetning til i de fleste andre land i Europa. Mange av turistene som kommer hit, tar med seg stein hjem i koffertene. Interessen for bergarter har økt de siste årene, og folk er nysgjerrige på steiner og bergarter de har sett eller funnet. Jeg får ofte e-poster fra folk som har plukket opp bergarter de synes er vakre, og lurer på hva det er for noe. Kan det være en gullklump eller

et sjeldent fossil? Eller en meteoritt? Steiner fra verdensrommet er veldig vanskelige å finne og kjenne igjen, så de vanligste mistenkte er som regel jernrikt slagg fra industrien eller tidlig gruvedrift – eller prøver av helt vanlige steiner. Litt av utfordringen med bergarter er at de ofte ser ganske like ut for et utrent øye. Er det flint eller kvartsitt? Og hvordan ser vi forskjellen på en kalkstein og en granitt? Bergartene kan være funnet på en strand, på fjellet, i hagen, langs en elv. I diskusjonsgrupper på nettet samles steininteresserte, og veldig mange av spørsmålene som stilles der, har å gjøre med «hva er det jeg har funnet?» og «hvor kan jeg lære mer om disse bergartene?». Noe av målet med boken er å gi svar på slike spørsmål. Noe som er typisk, er at mange glemmer å fortelle om hvor steinene er funnet, som om det ikke er av betydning. For oss geologer er dette noe av det aller viktigste: Bergartene og steinene er som regel alltid knyttet til jordskorpen og området der de er funnet. På en måte er bergartene akkurat som oss. De ligner mest på sin nærmeste familie.

Bergartenes språk

Noe av det mest grunnleggende du må vite om bergarter i Norge, er at de, med noen få unntak, ikke er blitt til der du finner dem på landoverflaten i dag. De har som regel vært nedom en tur i jordskorpen, ofte på store dyp der temperaturen var høy og trykket har presset dem sammen til det ugjenkjennelige. Det betyr egentlig at bergartene, slik de opptrer i naturen, befinner seg utenfor sitt opprinnelsessted. De kommer fra et annet sted. Av og til er det krevende å nøste opp detaljene om hva de har vært gjennom nede i dypet. Men med litt kunnskap om geologi kan du forstå noen av prosessene som foregår i jordskorpen, og hvordan de forskjellige bergartene er blitt til.

En god start på veien inn i bergartenes verden er å dele denne verdenen inn i tre hovedtyper av bergarter: Den første typen bergar ter, de sedimentære bergartene, er som regel blitt til ved forsteining av sedimenter som sand og leire, enten på land eller på havbunnen. Den andre typen, de magmatiske bergartene, er blitt til ved oppsmelting av andre bergarter. Da dannes magma. Når magma størkner i dypet, kalles bergartene for dypbergarter eller plutonske bergarter, men størkner de på overflaten, kalles de dagbergarter eller vulkanske bergarter. De vulkanske bergartene kan se veldig annerledes ut enn de plutonske, og jeg presenterer dem derfor i et eget kapit tel. Den tredje typen er de metamorfe bergartene, som er omdan net under høyt trykk og temperatur og ofte også har endret både



Kannesteinen i gneisterrenget i nærheten av Måløy. Bildet er tatt med et trekamera og en Dallmeyer-linse fra 1940-årene.

form og utseende underveis. Alle bergartstypene kan igjen omdannes og bli til nye metamorfe bergarter, de kan smelte og bli til magmatiske bergarter – eller eroderes og bli til sedimenter igjen. Denne gradvise endringen fra én type bergart til en annen kalles bergartenes kretsløp. Så lenge jorden har eksistert, har dette kretsløpet laget nye bergarter.

Utfordringen for dem som ønsker å lære om bergarter, er at det kan være vanskelig å se forskjellen på de tre hovedtypene. Alle kan se ganske like ut hvis du ikke kjenner deres kjennetegn og særegen heter. Hva gjør vi for å komme i gang?

stripete, prikkete, lagdelte Geologen og pedagogen Merethe Frøyland har forsket på hvor dan vi kan lære oss forskjellen på de tre hovedtypene av bergarter.1

Utfordringen med begrepene sedimentære, metamorfe og magma tiske er at de er abstrakte og krevende å lære seg. I stedet for å insistere på å pugge mineraler og teori tok Frøyland heller utgangspunkt i det rent visuelle. Magmatiske bergarter inneholder synlige krystaller og er ofte prikkete eller kornete. De sedimentære er som regel lagdelte siden mange av dem er avsatt i havet, lag på lag. I tillegg kan de ofte splittes langs lagene. De metamorfe bergartene er stripete og harde, med bøyde og buktende former som en følge av høyt trykk og tempe ratur. Dermed kan hovedtypene av bergarter forenkles til prikkete (magmatiske), lag på lag (sedimentære) og stripete (metamorfe).

Den enkleste måten å lære seg de grunnleggende forskjellene på, ble først utprøvd i barnehagen. Ved å forske på hvordan barn i andre klasse i barneskolen og ungdommer forstår steiner, fant hun ut noe interessant. Det viste seg at barna klarte å plassere bergarter i riktig kategori. Barneskoleelevene klarte seg faktisk bedre enn elever i videregående skole som fikk tradisjonell opplæring i bergarter. Den tradisjonelle måten å lære bort på er mer opptatt av klassifikasjon, mineralinnhold og teori – og det kan fort bli mye pugging og lite om hva som visuelt sett forener og skiller de forskjellige typene. Mange husker kanskje steinkassene med bergarter fra videregående skole, og at de ikke var særlig populære. I den nye tilnærmingen er det visuelle viktigst, og barna får i tillegg kunnskap om prosessene som har dannet bergarter.

I studien ble bergartstypene lært bort gjennom grunnleggende fortellinger som barna kunne relatere seg til. På den måten kunne de fortelle om gamle magmakamre og vulkaner når de så en prikkete bergart, de så for seg forsvunne hav ved funnet av lagdelte bergarter – og store fjellkjeder, platekollisjoner og høyt trykk og temperatur når de så stripete og foldede bergarter. Lava, hav og fjell er noe vi kan forholde oss til, og gjør det enklere å både forstå bergarter og visualisere hovedtrekkene i jordens historie. Historiene kan lett gjøres mer detaljerte ved å ta med ekstra funn og observasjoner. Finner du fossiler i en bergart, kan du være sikker på at bergarten er sedimentær – trolig dannet i havet. Funn av røde granater gjør at vi kan konkludere med at en bergart er metamorf, siden disse granatene bare kan dannes under høyt trykk og temperatur.

Pene steiner som endte opp i lomma. Men hva er de for noe?

Det er ikke alltid så lett å vite.

Det er ikke vanskelig å finne eksempler på bergarter som ikke passer inn i denne inndelingen. Noen metamorfe bergarter er lagdelte, og sedimentære bergarter kan være prikkete. Dessuten er enkelte bergarter nesten umulige å gjen kjenne bare ved å se på dem, særlig hvis fargene befinner seg i den grå delen av skalaen og mineralene er finkornede. Disse kan være krevende å forstå, selv for eksperter, og må studeres der de opptrer i naturen og deretter tas med til laboratoriet for videre undersøkelser. Men slike ting trenger vi ikke å bekymre oss over ennå.

norske landskap

Det er alltid en grunn til at et landskap ser ut som det gjør, enten terrenget er gjennomsatt av trange søkk og daler, er flatt eller småkupert med nakne svaberg, eller er uten vegetasjon. Det norske landskapet er formet av rundt 40 istider og mellomistider de siste 2,6 millioner år, noe som betyr at berggrunnen er blitt grundig slipt ned av isbreer og rennende vann. Berggrunnen er i dag delvis dekket av enten morener fra isbreer, sand og grus fra elver, eller leire fra da havet sto høyere etter siste istid. Når vi i dag betrakter et landskap, er det berggrunnens svar på den langvarige slitasjen vi egentlig ser. Og et landskap er igjen kjennetegnet av forskjellige typer landformer. Disse landformene består av berggrunn og sedimenter, fra småstei ner og former på centimeterskala til kilometerstore åsrygger, daler og brattheng, til kløfter, søkk – og vidstrakte sletter.

Jeg har ofte lurt på om det finnes landskap på jorden som har sett helt like ut i dag som for millioner av år siden. For uansett hvor i landet vi befinner oss, er det et ungt landskap vi ser. Bergartene er gamle, men formene og overflaten er gradvis blitt utformet av istidenes breer og de varme periodene mellom dem. Under siste istid dekket isbreene landområdene sørover til Nord-Tyskland og Nederland da isdekket var på sitt største for omtrent 21 000 år siden. Det betyr at vi må lete utenfor Nord-Europa for å finne landskap som ikke er direkte påvirket av istidene.

Store deler av det nordlige Australia kan ha vært fullstendig statisk og uendret over svært lange tidsrom. Landskapet kan ha sett helt likt ut siden i kritt-tiden, det vil si i mer enn 66 millioner år.2 Ideen er nesten uvirkelig interessant – at deler av jorden har unnsluppet omfattende forvitring og nedtæring, med det resul tatet at man kanskje kunne ha kjent seg igjen hvis det var mulig å reise tilbake i tid. I tillegg må dette landskapet ha befunnet seg i en usedvanlig stabil og tørr klimasone, slik at den sparsomme vegeta sjonen er forblitt sparsom. Hvis noen ønsker seg en tidsmaskin, er en innlevelse i de gamle landskapene det nærmeste vi kan komme.

Vi ville aldri klart å kjenne igjen Norge, hadde vi vært på besøk her i juratiden for 160 millioner år siden. Selv et besøk noen få millioner år tilbake i tid, før istidene satte inn, ville ha ført til full geografisk forvirring. Hvor ble det av fjellene, skjærgården og fjor dene? Men at det norske landskapet utelukkende er ungt, er kanskje å strekke svaret for langt. Fjellandskapet er ungt, men store deler av landet har vært et høyland i 40–50 millioner år. Under istidene stakk enkelte fjelltopper opp over ishavet.

Det finnes landskapstrekk i Norge som antakelig må ha vært til stede i enda lengre tid enn fjellene og høylandet. Hvis vi ser på landet fra luften, enten fra fly eller på satellittbilder, er berggrunnen gjennomsatt av søkk og riss, nesten som skåret av en gigantisk kniv. Søkkene kan følges i terrenget over store avstander og være fra noen meter til flere hundre meter brede. Det er ikke så lett å avgjøre hva disse søkkene egentlig består av, siden de som regel er dekket av innsjøer eller løsmasser. Kanskje inneholder de oppsprukne varianter av bergartene som ligger rundt, kanskje inneholder de vulkanske ganger som forvitrer lettere. Jeg har selv vokst opp i et slikt søkk i Fredrikstad, der iddefjordsgranitten er formet som to enorme hvalskrotter med en dal mellom. Denne dalen er en del av et sprekkesystem som strekker seg fra Hvaler og nordover mot Tune ved Sarpsborg. Glomma renner rett øst for dalen, i samme himmelretning, noe som sikkert ikke er tilfeldig. De gamle sprekkene er fort satt en viktig del av landskapet og påvirker alt fra hvordan landet ser ut, til hvor elvene renner, og hvordan vi planlegger veier og boligfelt.

Slike søkk og sprekker har vært til stede i grunnfjellet i flere

hundre millioner år. Men alderen varierer nok avhengig av hvor i landet sprekkene ligger. I perioder med varmt klima, som da landet befant seg mye lenger sør på grunn av platebevegelsene, trengte forvitringen raskt nedover i sprekkene. Der ble bergar tene brutt ned til leire. Sprekkene ble dype da isbreene høvlet over dem og gravde ut det forvitrede berget. Slik sett kan vi tenke på rissene som landets eldste landskapstrekk.

Digital terrengmodell fra Fredrikstad, Kråkerøy og Onsøy som viser et landskap gjennomsatt av sprekker. Elver og fjorder vises i blått. De lysegrønne områdene ligger lavest, og de rødlige og hvite høyest.

jorden som system

Jordplatene har vært i bevegelse i minst tre milliarder år og holder jordsystemet i gang. Indre krefter drar og dytter på kontinentene, presser jordskorpen sammen og reiser fjell og fjellkjeder. Nye landskap tæres på av de ytre kreftene i en kontinuerlig prosess, der alt det bestående til slutt brytes ned. Jordplatenes bevegelser sørger for at hele jordsystemet er i evig forandring, at det statiske ikke tar overhånd. Landskapet rundt oss endrer seg sakte, men sikkert, hele tiden, uten at vi merker så mye til det. Elver og flom mer drar med seg sedimenter som stammer fra erosjon av et land skap, fjellvegger raser ut og plukkes fra hverandre stein for stein, og deler av landet hever seg med opp til fem millimeter i året. Dessuten reagerer bergartene kjemisk med både luft og vann, de løses sakte opp, mens mange av grunnstoffene de er bygget opp av, fraktes mot havet og gjør det salt. Hvis forholdene ligger til rette for det, kan enkelte mineraler ligge igjen som bestandige skorper eller hinner som dekker bergarter og jordsmonn.3

For lettere å forstå kompleksiteten på jorden deler vi den inn i sfærer som er avhengige av hverandre og sammenkoblede: atmo sfæren (luften over oss), biosfæren (alt det levende), hydrosfæren (vann og is) og litosfæren (bergartene). Det er litosfæren, bergar tenes sfære, som denne boken først og fremst handler om. De fire sfærene er ikke isolert fra hverandre, men er koblet sammen slik at endringer innen en av dem fører til endringer innen de andre, som

i en sirkel, en bevegelse uten start eller en veldefinert slutt. I dag kaller vi sfærene og hvordan de henger sammen for jordsystemet.

Starten på den moderne forståelsen av jordsystemet, eller Earth system science som det heter på engelsk, knyttes til James Lovelock.4 I slutten av 1960-årene fikk han i oppdrag av NASA å forske på hvor dan man kan finne liv på andre planeter, som Mars. Han kom fram til at det ikke var nødvendig å reise dit for å løse oppdraget. Det holdt å undersøke planetens atmosfære, noe som kan gjøres fra jorden ved hjelp av bølgelengdene til lyset som kommer fra Mars. Denne måten å løse problemet på dukket opp som en følelse eller intuisjon. «Fornuftige teorier om noe såpass stort og komplekst som jorden, kommer ikke fra rasjonell tenkning», påpekte han senere.5

Lovelock sammenlignet atmosfæren på Mars med den på jorden. Forskjellene var slående. På jorden er atmosfæren domi nert av nitrogen og oksygen, mens på Mars består den av nitrogen og karbondioksid. I tillegg inneholder jordens atmosfære metan. Gasser som oksygen og metan er ikke stabile sammen over tid, noe som betyr at de hele tiden må tilføres atmosfæren. På vår planet er det biosfæren som gjør jobben med å lage oksygen og metan, som er livets avfallsprodukter. Endringer innen biosfæren kan derfor påvirke atmosfæren, som igjen kan påvirke klimaet på jorden. Slike prosesser kalles for tilbakekoblinger, og kunnskapen om dem er kanskje den viktigste arven etter Lovelock. Ideene om hvordan jorden virker og holder seg beboelig, ble til en hypotese som han kalte gaiahypotesen. Den ble utviklet sammen med den ameri kanske biologen Lynn Margulis. Som Margulis påpekte under et norgesbesøk i 2003, er ideen rett og slett at «livet – sett i sin helhet, livets mangfold – aktivt vedlikeholder miljøet på en måte som gjør planeten jorden annerledes enn våre naboer Mars og Venus. Det er det som er hypotesen».6

Da Lovelock og Margulis jobbet med gaiahypotesen utover 1970årene, ble den sett på med skepsis. Forskerne var ikke overbeviste, og mange feiltolket hypotesen. Jorden er ikke en organisme som selv, med en slags egen bevissthet, kan styre sin egen utvikling og sitt eget klima. Hypotesen fikk noe New Age-aktig over seg, som selv i dag er vanskelig å bli kvitt. Gaiahypotesen regnes nå som grunnlaget

for måten vi tenker om jorden på, for hvordan jordens ytre og indre samspiller, for hva som kjennetegner en planet med komplekst liv.

Ved å forstå jorden som et stort og sammenkoblet system, ser vi også bergartene i et annet lys. Bergarter er enorme reservoarer av grunnstoffer som kan flytte på seg, brytes ned eller vokse til. Når grunnstoffer flyttes fra ett sted til et annet, får det konsekvenser. Den sakte nedbrytningen av bergarter, den som foregår i kontakt med vær og vind, spiller interessant nok en av hovedrollene i jordens klimahistorie. Men før vi dykker helt ned i hva som egentlig foregår i bergarter, må vi snakke om noe essensielt, noe som grenser til ubegripelig. Vi må snakke om tid.