4.5 Bergarter, erosjon og jordas historie

Fjellene som aldri står stille

Se på fjellene rundt deg. De virker evige og uforanderlige, som om de alltid har stått der. Men sannheten er at fjellene er i konstant bevegelse -- bare altfor sakte til at vi kan se det.

Fjellene reiser seg, centimeter for centimeter, drevet av enorme krefter dypt inne i jorda. Samtidig brytes de ned, millimeter for millimeter, av vann, is og vind. Bergartene omdannes i et kretsløp som har pågått i milliarder av år. Stein som en gang var havbunn, kan bli til et fjelltoppas. Stein som en gang var et fjell, kan bli til sand på en strand.

Og under alt dette ligger en utrolig historie. Jorda er 4,6 milliarder år gammel. I løpet av den tiden har kontinenter beveget seg over kloden som brikker i et gigantisk puslespill. Dinosaurer har levd og dødd. Enorme isbreer har dekket Skandinavia og gravd ut fjordene våre. Og livet har utviklet seg fra enkle bakterier til det fantastiske mangfoldet vi ser i dag.

I dette kapittelet skal vi utforske bergartenes kretsløp, forstå kreftene som former landskapet, og reise gjennom jordas utrolige historie.

De tre bergartgruppene og bergartssyklusen

Alle bergarter på jorda deles inn i tre grupper, basert på hvordan de er dannet.

Magmatiske bergarter dannes når smeltet berg (magma) fra jordas indre avkjøles og stivner. Hvis magmaet avkjøles sakte dypt nede i jordskorpen, dannes store krystaller -- dette gir dypbergarter som granitt, en av de vanligste bergartene i norske fjell. Hvis magmaet strømmer opp til overflaten som lava og avkjøles raskt, dannes dagbergarter som basalt, med små eller ingen synlige krystaller.

Sedimentære bergarter dannes når løsmateriale -- sand, grus, skjellfragmenter, døde organismer -- avsettes i lag over lang tid. Lagene presses sammen (kompaksjon) og kitter seg (sementering) til fast berg. Sandstein, kalkstein og leirskifer er eksempler. Det er nesten bare i sedimentære bergarter vi finner fossiler -- avtrykk og rester av fortidens liv.

Metamorfe bergarter oppstår når eksisterende bergarter utsettes for ekstremt trykk og temperatur dypt i jordskorpen, uten å smelte helt. Granitt kan bli til gneis. Kalkstein kan bli til marmor. Sandstein kan bli til kvarsitt.

Disse tre gruppene er koblet sammen i bergartssyklusen: Magma stivner til magmatisk berg. Forvitring og erosjon bryter det ned til løsmateriale. Løsmaterialet presses til sedimentært berg. Trykk og varme omdanner det til metamorft berg. Smelter det helt, blir det magma igjen -- og syklusen starter på nytt. Den er drevet av indre krefter (varme fra jordas indre, platetektonikk) og ytre krefter (sol, vann, vind, is).

Forvitring og erosjon -- kreftene som bryter ned

Hvis bergartssyklusen bygger opp, så bryter forvitring og erosjon ned. Disse to prosessene er forskjellige, men jobber sammen.

Forvitring er nedbrytning av bergarter på stedet der de befinner seg. Det finnes tre typer.

Mekanisk forvitring er fysisk sprengning av berg. Den mest kjente formen er frostsprengning: Vann trenger inn i sprekker i fjellet. Når vannet fryser, utvider det seg med ca. 9 %. Denne utvidelsen sprenger sprekken litt videre. Neste gang det tiner og fryser, sprenges den mer. Gjentatt fryse-tine over år og tiår løsner steinblokker og knuser fjell til grus. Planterøtter som vokser inn i sprekker bidrar også.

Kjemisk forvitring er oppløsning av mineraler. Regnvann tar opp karbondioksid fra luften og danner en svak syre. Denne syren løser sakte opp mineraler, spesielt i kalkstein. Over tusener av år kan kjemisk forvitring grave ut huler og grotter.

Biologisk forvitring skyldes organismer som lav, mose og bakterier som bryter ned bergoverflaten.

Når forvitringen har løsnet materiale, tar erosjon over. Erosjon er transporten av materialet bort fra stedet. Rennende vann i elver og bekker er den viktigste erosjonskraften. Isbreer graver ut daler med enorm kraft. Vind blåser sand og støv over store avstander. Bølger sliter ned kysten. Og tyngdekraften trekker stein og jord nedover i ras og skred.

Forvitring løsner. Erosjon fjerner. Sammen skulpterer de landskapet, sakte men sikkert, gjennom millioner av år.

Platetektonikk -- når kontinentene danser

Jordskorpen er ikke én sammenhengende plate. Den er delt inn i store stykker som sakte beveger seg på den halvflytende mantelen under. Denne bevegelsen kalles platetektonikk, og den forklarer noen av de mest dramatiske fenomenene på jorda.

Ved divergerende grenser beveger platene seg fra hverandre. Magma stiger opp fra dypet og danner ny havbunn. Midtatlanterhavsryggen mellom Europa og Nord-Amerika er et eksempel -- Island ligger rett på denne ryggen og vokser sakte bredere!

Ved konvergerende grenser kolliderer platene. Når to kontinentalplater krasjer, presses bergartene opp til enorme fjellkjeder. Himalaya dannes fordi India kolliderer med Asia, og kjeden vokser fortsatt med ca. 1 cm per år. Når en havbunnsplate møter en kontinentalplate, dykker havbunnen under -- dette kalles subduksjon og skaper vulkaner og jordskjelv.

Ved transforme grenser glir platene sidelengs forbi hverandre, noe som gir kraftige jordskjelv. San Andreas-forkastningen i California er det mest kjente eksempelet.

Ildringen rundt Stillehavet er et belte der den store stillehavsplaten kolliderer med andre plater. Her skjer omtrent 90 % av verdens jordskjelv og 75 % av alle vulkanutbrudd.

Platetektonikk forklarer også hvorfor det er funnet fossiler av tropiske planter på Svalbard. Svalbard lå en gang nær ekvator, i et varmt og fuktig klima. Gjennom hundrevis av millioner år har kontinentaldrift brakt det nordover til sin nåværende posisjon i Arktis. Kontinentene beveger seg stadig -- bare noen centimeter per år, men over geologisk tid utgjør det enorme avstander.

Jordas utrolige historie

Jorda er ca. 4,6 milliarder år gammel. For å sette det i perspektiv: Hvis hele jordas historie var sammenfattet i ett døgn -- 24 timer -- ville mennesket først dukke opp de siste 4 sekundene. All skriftlig historie ville passe inn i det siste tusendelen av et sekund.

I prekambrium (4600--541 millioner år siden) dannet jorda seg, atmosfæren utviklet seg, og de første enkle livsformene oppsto -- bakterier, for ca. 3,8 milliarder år siden. Fotosyntesebakterier begynte å produsere oksygen, og sakte ble atmosfæren pustbar.

For omtrent 541 millioner år siden skjedde noe eksplosivt: den kambriske eksplosjonen. Plutselig dukket et enormt mangfold av dyregrupper opp -- forfedre til nesten alle dyregrupper vi kjenner i dag. Livet erobret land, med planter først, deretter insekter og virveldyr.

I karbon-perioden (359--299 millioner år siden) dekket enorme skoger av bregner og tidlige trær store deler av jorda. Disse skogene ble til slutt begravet og omdannet til kull -- det fossile brennstoffet som drev den industrielle revolusjonen millioner av år senere.

Dinosaurene dominerte jorda i over 160 millioner år, fra trias til slutten av kritt. Men for ca. 66 millioner år siden traff en asteroide Chicxulub-krateret ved Mexico. Innslaget sendte støv opp i atmosfæren, blokkerte sollyset, og forårsaket en masseutryddelse der ca. 75 % av alle arter forsvant -- inkludert dinosaurene (unntatt fuglene!).

Etter dinosaurenes fall overtok pattedyrene. De spredte seg inn i alle de ledige rollene og utviklet seg til det enorme mangfoldet vi ser i dag. Og til slutt, for bare ca. 300 000 år siden, dukket Homo sapiens opp. I Norge har de siste istidene formet landskapet -- isbreer gravde ut fjorder, skapte U-daler og avsatte morener. Sognefjorden er over 1300 meter dyp, gravd ut av isen.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket bergarter, erosjon og jordas historie.

Alle bergarter deles i tre grupper: magmatiske (fra smeltet berg, f.eks. granitt og basalt), sedimentære (fra avsatt materiale, f.eks. sandstein og kalkstein) og metamorfe (omdannet av trykk og varme, f.eks. gneis og marmor). De omdannes i bergartssyklusen.

Forvitring bryter ned berg på stedet gjennom mekaniske prosesser (frostsprengning), kjemiske prosesser (oppløsning) og biologiske prosesser. Erosjon transporterer materialet bort via vann, is, vind og tyngdekraft.

Platetektonikk forklarer jordskjelv, vulkaner og fjellkjeder. Ved divergerende grenser sprer platene seg, ved konvergerende grenser kolliderer de, og ved transforme grenser glir de sidelengs.

Jorda er 4,6 milliarder år gammel. Livet startet med bakterier, eksploderte i mangfold under kambrium, og utviklet seg gjennom dinosaurenes tid til pattedyrenes og menneskets tid. Masseutryddelsen for 66 millioner år siden (asteroideinnslag) fjernet dinosaurene og ga rom for pattedyrene. Isbreer formet Norges landskap med fjorder, U-daler og morener.