Geologi i Antarktis

Antarktis viser et stort geologisk mangfold; fossilførende sedimentære bergarter, lava og dypmagmatiske bergarter, en rekke ulike metamorfe bergarter, samt aktive vulkaner og glasiale avsetninger. Det meste av Antarktis er dekket av is, men der fjellene stikker opp av isen eksponeres blotninger som er helt fri for vegetasjon. Dette gir geologene en unik mulighet til å studere bergartenes dannelseshistorie med hensyn til de ulike geologiske prosesser som har funnet sted i jordskorpa. I de senere år er det også tatt i bruk geofysiske metoder for å innhente informasjon om berggrunnen som finnes under isen.

Geologi i Dronning Maud Land

Nunatkken Ulvetanna i Fenriskjeften, Antarktis

Nunatakkene i Fenriskjeften består av massiv kvarts syenitt. Bildet viser Ulvetanna. Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt

To fjell i Dronning Maud Land: Hoggstabben og Vedkosten

Mange av fjellene i Dronning Maud Land har fått norske navn som gjenspeiler deres utseende. Bildet viser den 900 m høye Hoggstabben, en granitt/dioritt intrusjon, til venstre i bildet og Vedkosten, som består av mørk charnoklitt, til høyre. Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt

Dronning Maud Land utgjør nærmere 1/6 av det antarktiske kontinentet. En fjellkjede strekker seg parallelt med kysten, ca. 100–200 km fra iskanten. Geologien i Dronning Maud Land har gjennom de siste tiårene vært kartlagt og beskrevet av norske, tyske, sør-afrikanske, japanske, indiske og russiske geologer. Fjellene i Dronning Maud Land representerer et dypt erodert snitt av en ca. 500–600 millioner år gammel fjellkjede.

Dronning Maud Land grenset på denne tiden til Afrika, Madagaskar, Sri Lanka og India og var en del av det store superkontinentet Gondwana. Dette urkontinentet besto av Antarktis, Afrika, India, Australia og Sør-Amerika. For 200 millioner år siden begynte Gondwana å bryte opp og noen deler, som f. eks. Afrika og India begynte å drive nordover mot sin nåværende plassering.

Berggrunnen i Dronning Maud Land er dominert av prekambriske bergarter som ble dannet for ca. 1000–1200 millioner år siden, før dannelsen av Gondwana. Disse bergartene, som er av magmatisk eller sedimentær opprinnelse, opptrer som gneis (ortho- og paragneis), migmatitt, kalksilikat bergarter og amfibolitt. Berggrunnen gjennomgikk en ny episode med deformasjon, høy-temperatur omvandling (metamorfose) og delvis oppsmelting under den pan-afrikanske orogenesen for 500–600 millioner år siden. Detaljerte analyser av mineralselskap, mineralsammensetning viser at omvandlingen fant sted ved temperaturer mellom 700–850°C og trykk som tilsvarer skorpedyp på omkring 25–30 km.

I denne tidsperioden trengte store volumer bergartsmelte inn i gneisene. Smeltene størknet og dannet nye bergarter som granitt, charnokitt og syenitt. Disse magmatiske instrusjonene er massive og stedvis svært grovkornet, og bergartene danner ofte spektakulære spisse tagger og tinderekker som er så karakteristisk for landskapet i sentrale deler av Dronning Maud Land. Et annet karakteristisk trekk ved de granitoide bergartene i Dronning Maud Land er den mørke brune vitringsfargen som gjør at bergarten ofte gjenkjennes på lang avstand.

Mot slutten av den pan-afrikanske orogenesen ble den fortykkede jordskorpen ustabil. En strekning av skorpen i Dronning Maud Land førte til at bergarter fra dype skorpenivå ble hevet til grunnere nivåer. Strekningen (ekstensjonen) foregikk kontinuerlig fra dypere skorpenivåer der deformasjonen av bergartsmassen skjer duktilt(plastisk), og så gradvis mot høyere skorpenivå der skorpen deformeres sprøtt. Strukturer dannet på de ulike skorpenivå kan observeres som folder, skjærsoner og forkastninger. [1] [2] 

Dronning Maud Land som et naturlig laboratorium

Trollslottet, Muhlig-Hofmannfjella

Avfargingsoner i Trollslottet, Muhlig-Hofmannfjella. De lyse stripene som kutter gjennom den mørke bergarten er forårsaket av væskeinfiltrasjon via mikrosprekker. Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt

Store deler av Dronning Maud Land er karakterisert av brune bergarter. Ofte vil man kunne se lyse soner og striper på fjellveggene. De lyse stripene er forårsaket av væsker som har omvandlet, dvs. bleket de mørke bergartene.

I utgangspunktet er krystalline bergarter med opprinnelse fra store skorpedyp tette og ugjennomtrengelige. Men væsker kan trenge inn i bergarten via sprekker som opptrer som årer sentralt i de lyse stripene. Den markerte fargeforandringen har oppstått idet væskene strømmet gjennom mikrosprekker i sidebergarten og omvandlet de opprinnelige mineralene til nye vannholdige mineraler. Analyser av væskeinneslutninger som er bevart i mineralene viser at de besto av vann, karbondioksid og små mengder nitrogen. Væskeinfiltrasjonen i berggrunnen i Dronning Maud Land er gjennomgripende og viser en regional utbredelse. Fordi væsker kan reagere med mineraler i bergarter, forandrer de bergartens egenskaper og er dermed viktige for prosesser i jordskorpen. Væskers betydning i geologiske prosesser har vært et viktig forskningstema de siste årene. På grunn av den gode blotningsgraden der hvor fjellene stikker opp av iskappen i Antarktis, er Dronning Maud Land er et unikt laboratorium for å studere nettopp slike prosesser. [3]

Jutulsessens geologi

Jutulhogget, Gjelsvikfjella

Jutulhogget, Gjelsvikfjella. Grå gneis er intrudert av tre generasjoner ganger. Den hvite gangen består av {felsisk}]felsiske[/tooltip] pegmatitt, de sorte gangene av amfibolitt og den brune, og yngste gangen, har syenittisk sammensetning. Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt

Litologier

Homogene, resistente litologier som for eksempel syenitt og granitt, dannes ofte nær vertikale fjellsider i Dronning Maud Land.  Foto: Synnøve Elvevold / Norsk Polarinstitutt

Berggrunnen i Jutulsessen består av hovedsakelig av granittisk gneis og migmatitt. I tillegg opptrer syenitt og gabbro i de nordøstlige deler av Jutulsessen. Området er karakterisert av et stort antall felsiske gangbergarter som stedvis utgjør 20–30 % av bergartsvolumet. Dette kan man blant annet observere i vesteveggen av Sætet. Strukturelt varierer gneisene fra å være massive og ensartede til å vise en tydelig lagdeling. 

De eldste bergartene, granittisk gneis og migmatitt, er datert til ca. 1100 millioner år. Senere, under den pan-afrikanske fjellkjededannelsen for ca. 500 millioner år siden, ble gneisene omdannet under amfibolitt- og granulitt facies. Langs østsiden av Jutulsessen, og også andre steder, kan man se strukturer som viser at bergartene har vært delvis oppsmeltet. 

Stabben er en imponerende fjellformasjon med 300 m høye steile vegger. Fjellet består av en massiv, grovkornet syenitt som intruderte (trengte inn i) sidebergartene for ca. 500 millioner år siden. Syenitt er mer resistent mot erosjon enn de omkringliggende fjellene som består av gabbro, og står derfor opp som en klippe. Jutulhogget danner høye, steile fjellvegger, og består også av homogene og resistente (harde) gneiser. I områder hvor bergartene er mer lagdelt og rike på glimmermineraler, er fjellene lavere og med svakere helning, som for eksempel nordsida av Grjotlia.

Jutulsessen er en nunatak mellom to isfall i øst og sørvest. Små botnbreer i Jutulsessen har erodert og formet Sætet og Grjotlia og lagt igjen mye morenemateriale som består av leire- og sandpartikler og bruddstykker fra fjellene omkring. Løsmasseområdene er preget av permafrost og flere steder er det utviklet polygonmark med 5–10 m store, og opptil en meter høye sirkler og polygoner med store steiner samlet i midten. Forvitringen av de isfrie fjellsidene skjer gjennom frostsprengning og sterk vind som fører med seg sand- og ispartikler. Disse prosessene har bl.a. formet dype hull og forsenkninger langs noen fjellsider.[4]

Siste artikler om geologi i Antarktis

Flere artikler om geologi i Antarktis

Referanser

  1. Owada, M., Baba, S., Läufer, A.L., Elvevold, S., Shiraishi, K., Jacobs, J. 2003. Geology of eastern Mühlig-Hofmannfjella and Filchnerfjella in Dronning Maud Land, East Antarctica: A preliminary report on a Japan-Norway-Germany joint geological investigation. Polar Geoscience 16: 108–136.
  2. Elvevold, S., Engvik, A.K. 2013. Pan-African decompressional P-T path recorded by granulites from central Dronning Maud Land, Antarctica. Mineralogy and Petrology 107(5): 651–664. DOI:10.1007/s00710-012-0249-z.
  3. Engvik, A.K., Elvevold, S., Fütterer, D.K. (red.), Damaske, D. (red.), Kleinschmidt, G. (red.), Miller, H. (red.), Tessensohn, F. (red.) 2005. Late Pan-African fluid infiltration in the Mühlig-Hofmann and Filchnerfjella of central Dronning Maud Land, Antarctica. Antarctica: Contributions to Global Earth Sciences: 55–62. DOI:10.1007/3-540-32934-X_7
  4. Dallmann, W.K., Austrheim, H., Bucher-Nurminen, K., Ohta, Y. 1990. Geology around the Norwegian Antarctic Station "Troll", Jutulsessen, Dronning Maud Land. Norsk Polarinstitutts Meddelelser 111. Tromsø, Norway: Norsk Polarinstitutt. 39 s.