Er det første riktig, så er fjellene i Norge mye eldre enn dinosaurene.

Er det siste riktig, så oppsto fjellene våre lenge etter at den siste dinosauren var død.

Ikke jordskorpe-kollisjoner

Alpene, Andesfjellene og Himalaya finnes det gode forklaringer på. De presses opp der store plater i jordskorpen kolliderer med hverandre.

Men under Norge kolliderer ikke jordskorpeplatene.

Hvorfor er det da fjell her?

En veldig polarisert diskusjon

Norske geologer har lenge antatt at fjellene våre bare er drøyt 20 millioner år gamle.

Men i geologmiljøet i Bergen argumenteres det nå for at fjellene våre kan være mye eldre.

– Vi har hatt noen rimelig heftige diskusjoner. Noen har tatt dette nokså personlig, sier professor Ritske S. Huismans på Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen (UiB).

– Diskusjonen ble en stund fryktelig polarisert.

– Noen gamle geologer syntes det var helt feil det vi har gjort her i Bergen. Også noen yngre geologer reagerte.

– Jeg tenker at det vi har gjort er viktig. Vi har foretatt kvantitative beregninger som klart stiller spørsmålstegn ved en etablert hypotese.

Hovedhypotesen fra 1800-tallet

La oss ta det fra begynnelsen. Det vil si fra slutten av 1800-tallet.

Da la nemlig Hans Henrik Reusch, direktør for Norges geologiske undersøkelse (NGU), fram sin hypotese om hvorfor fjellene i Norge ser ut som de gjør.

For å forstå Reusch sin hypotese begynner vi med å skru klokka drøye 400 millioner år tilbake i tid. Da lå nemlig også Norge oppå et dramatisk møtepunkt mellom to jordskorpeplater (tektoniske plater). En enorm fjellkjede ble presset opp når de to platene Baltika (Skandinavia og Baltikum) og Laurentia (Nord-Amerika) støtte sammen.

Det som steg opp var Den kaledonske fjellkjeden.

Slik ble det fjell i Norge og Skottland. Utløpere av fjellkjeden finner du helt opp til Svalbard i nord og til Appalachene i USA i sør

Dette er geologene enige om. Men det følgende er geologene ikke enige om:

Hovedhypotesen til Reusch slår nemlig fast at disse kaledonske fjellene eroderte nesten helt ned. De forsvant.

Den skandinaviske halvøya ble til en flat slette, delvis oversvømt av havet.

Hvor kommer da dagens norske fjell fra?

Jo, de kom opp av bakken for 20-30 millioner år siden. Da «noe» dyttet dem opp.

Havsletter i høyfjellet

Et viktig poeng med denne gamle hovedhypotesen er at den forklarer et spesielt fenomen her i Norge. Nemlig at vi har store sletter høyt til fjells.

Tenk på Hardangervidda eller på Dovre.

Disse høyslettene er ifølge hypotesen flate rester av det gamle og helt nedslitte kaledonske fjellet. Sletter nær havnivå er løftet til værs og blitt til sletter tusen meter over havet.

Det er langt fra sikkert du fikk med deg dette da læreren undervise i det kompliserte faget geologi i naturfagtimene på ungdomsskolen eller på videregående. Men kanskje husker du bildene i naturfagboka? De som forklarte at U-dalene i Norge er lagd av isbreer og at V-dalene er lagd av elver. Og at veldig mye av fasongen på landet vårt og fjellene våre ble til under den korte tiden på knappe tre millioner år hvor vi hadde en hel rad med istider her. En periode som ganske sikkert ikke er over ennå.

Dette er altså hovedhypotesen om hvordan landet vårt fikk fjell og ser ut som det gjør.

• Les også geologen Ane K. Engviks helt nye blogg på forskning.no: Bergtatt

Reusch i modifisert form

Hos Norges Geologiske Undersøkelser (NGU) i Trondheim er forsker Per Osmundsen opptatt av å få fram at Reuschs hypotese fra 1800-tallet ikke er den gjeldende teorien om Norges fjell, i helt umodifisert form.

– Han har et par grunnideer som også er tatt inn i nyere modeller. Reusch var langt forut for sin tid. Men moderne varianter av denne teorien baserer seg på et langt større datagrunnlag enn det Reusch hadde.

Osmundsen forteller at mye av det nye vi nå vet om Norges fjell, er kunnskap hentet gjennom olje-og gassvirksomheten på kontinentalsokkelen.

Århus og Bergen mot Oslo og Trondheim

Likevel var det noen utenfra som måtte til for å se med helt nye øyne på det nordmenn lenge har tatt som en selvfølge: At det er fjell i Norge.

I paddeflate Danmark – nærmere bestemt ved Universitetet i Århus – begynte nemlig noen geologer å tenke helt nytt om fjell.

• Les også: Dansk krangel om norske fjell

Nå er geologer i Norge dermed delt i to leire:

Ved det geologiske miljøet på Universitetet i Bergen (UiB) støtter forskere Århus-hypotesen. I Trondheim og Oslo holder flere fast ved mye av den gamle Reusch-hypotesen.

– Vi har et problem i norsk geologi

– Uansett hvordan vi snur og vender på dette, kommer vi ikke unna at vi har et problem i norsk geologi, sier Ritske S. Huismans, geologiprofessor ved UiB.

Per Osmundsen, forskeren ved NGU i Trondheim, svarer imøtekommende:

– Det er veldig bra at vi har fått en diskusjon om dette. At noen røsker opp i gamle hypoteser som begynner å bli mosegrodde. Det er når folk er uenige at vitenskap beveger seg framover.

Og uenige er de altså.

Masse data fra Nordsjøen

Norsk geologi er i dag i realiteten to fag, vanlig geologi og petroleumsgeologi.

Det siste faget – sammen med mengder av ny kunnskap som har kommet gjennom olje- og gassletingen i Nordsjøen – har de siste tiårene brakt mye ny kunnskap til den vanlige geologien i Norge.

I Nordsjøen er det nemlig sedimenter under havbunnen. I disse ligger oljen og gassen. Sedimentene er dannet av små steinpartikler. Partikler som en gang må ha vært fjell i fastlands-Norge.

Fjellet er altså brutt ned. Deretter er sedimentene blitt transportert med vann ut i havet.

Men noe slo geologer i Bergen da de etter hvert fikk stadig nye data om mengden sedimenter på kontinentalsokkelen: Det er så enormt mye!

Det er rett og slett for mye til at regnestykket går opp, dersom hovedhypotesen du lærte på skolen skal være riktig.

De 60 uforklarte prosentene

I Bergen har forskere de siste årene lagd datamodeller hvor de har «løftet» alle sedimentene fra istiden opp fra bunnen av Nordsjøen. Steinpartiklene fra havbunnen har forskerne, ved hjelp av beregninger, puttet på plass igjen i de utgravde fjordene på Vestlandet.

Men da får de bare plass til 40 prosent av løsmassene som petroleumsgeologene har funnet i Nordsjøen.

Hvor kommer da de resterende 60 prosent av sedimentene fra?

Husker du hovedhypotesen fra 1800-tallet med den flate sletten på havnivå som ble løftet til værs – den ble til det geologene kaller et peneplan – og fjordene på Vestlandet som altså er gravd ut fra dette peneplanet?

Med franskmannen Philippe Steer i spissen regnet forskere i Bergen ut at dersom vi tar disse 60 prosentene med ekstra utvaskede sedimenter og fordeler dem oppå Vest-Norge, ja så blir landskapet 400 til 600 meter for høyt til at det kan stemme med peneplanet i hovedhypotesen om Norges fjell.

Er De kaledonske fjellene her fortsatt?

– Mengden av sedimenter på kontinentalsokkelen er altså for stor til bare å kunne komme fra nedslipingen av de norske fjordene, sier Ritske S. Huismans ved UiB.

I Nordsjøen er det så mye sedimenter at geologer i Bergen tror dette må være restene etter mye høyere fjell i Norge.

Bergen-geologene foreslår derfor at fjellene som ble dyttet opp av de to jordplatene som støtte sammen under Norge for minst 400 millioner år siden – lenge før dinosaurene levde – aldri har forsvunnet.

Fjellene vi har i Norge i dag er De kaledonske fjellene.

Hardangervidda er ikke en gammel slette nær havnivå som er blitt til en høyslette, slik du lærte på skolen. Vidda og fjellene er i stedet det som står igjen etter erosjonen av De kaledonske fjellene. En nedbryting som skjøt fart under de siste tre millioner årene med istider.

En helt motsatt idé

– Det finnes ingen gode argumenter for at dagens norske fjell bare kom opp av bakken for 20 eller 30 millioner år siden, mener Huismans.

– Hadde det vært tilfelle, ville vi ha funnet mer ungt fjell i Norge. Det gjør vi ikke. Det som dominerer i Norge er jo gammelt grunnfjell, påpeker professoren i Bergen.

– Det er derfor vi i Bergen har forsøkt å følge opp tankegangen fra Århus. En helt motsatt idé av hovedhypotesen om fjell i Norge.

Huismans understreker at han ikke er sikker på at han har rett og andre tar feil. Han mener likevel alle kvantitative argumenter antyder at den alternative hypotesen er korrekt.

Gode argumenter for unge fjell

Hos NGU i Trondheim svarer Per Osmundsen:

– Den øvelsen de har gjort i Bergen med å putte løsmassene fra Nordsjøen inn i de utgravde fjordene på Vestlandet, har også andre forskere gjort.

– Og kommet til et helt annet resultat.

Osmundsen mener det enkelt forklart handler om hvor mye av sedimentene i Nordsjøen som tas med i beregningen.

– Dessuten finnes det gode argumenter for at dagens fjell i Norge ble løftet opp av bakken for 20-30 millioner år siden, svarer Osmundsen. Og viser til forskningsfunn både han selv og andre har gjort på dette de siste årene. Mye av den med bakgrunn i nye funn på kontinentalsokkelen. Altså funn fra samme kilde som det Huismans og hans kolleger i Bergen og Århus bruker i sin argumentasjon.

Svaret på fjellene ligger i Nordsjøen

– Vi har vist at det er et klart forhold mellom strukturen til kontinentalmarginen i Nordsjøen og Norskehavet, og topografien på land i Norge, sier Osmundsen.

Kontinentalmarginen er den delen av havbunnen som ligger mellom land og dyphavet.

Kontinentalmarginen omfatter dermed både selve kontinentalsokkelen hvor det bores etter olje og gass, og den bratte skråningen (kontinentalskråningen) utenfor som går ned i dyphavet.

– Våre funn forteller oss veldig klart at det er en sammenheng mellom dagens norske fjell og kontinentalmarginen vi finner ute i havet, sier Osmundsen.

– Disse funnene forteller oss veldig tydelig at noe har blitt løftet opp de siste titalls millioner år. De forteller oss at dagens norske fjell er av mye yngre dato enn de over 400 millioner år gamle kaledonske fjellene.

Istiden viktig i begge hypotesene

Om du ikke er så god på geologi, får vi minne om tre ting om istiden før vi går videre:

• De siste istidene er en helt fersk hendelse i Jordas eldgamle historie.
• Det kan ha vært rundt 30 av dem. Hver kan ha vart i rundt 100 000 år. Til sammen blir det bare 3 millioner år. Eller trolig enda litt mindre, mener geologene.
• Altså for nesten ingenting å regne i Jordas 4,5 milliarder år gamle historie.

Det er også for nesten ingenting å regne mot alderen på en stein du plukker opp fra bakken i Norge. En slik stein er ofte fra det norske grunnfjellet – og kan dermed være mer enn 1000 millioner år gammel.

Begge de to hypotesene du leser om her bygger likevel på at disse ferske istidene har hatt en dramatisk effekt på Norges fjell.

1. Den gamle hypotesen som støttes i Oslo og Trondheim, mener at de relativt unge (drøyt 20 millioner år) og opprinnelig ikke spesielt høye norske fjellene, under de ferske istidene ble slipt ned fra en høyslette (tenk deg mye av Norge som Hardangervidda) til dagens landskap med både høysletter, U-formede daler og dype fjorder. Dette er forklaringen du lærte på skolen.
2. Den nye hypotesen fra Århus og Bergen mener at isen gikk mye mer dramatisk til verks. Fram til så nylig som tre millioner år siden sto fortsatt mye igjen av de 400 millioner år gamle opprinnelige kaledonske fjellene i Norge. Fjellene hadde kanskje topper helt opp i Himalaya-høyde. Men i løpet av bare tre millioner år med istider ble disse kjempefjellene slipt ned til dagens norske fjellandskap. Støtte for denne hypotesen mener altså Bergen-geologene at de finner i enorme mengder med nyoppdagede sedimenter fra fastlandet, som i dag ligger på bunnen av Nordsjøen.

Tynn jordskorpe som forklaring på fjellene

Per Terje Osmundsen, forskeren ved NGU i Trondheim, tror altså mer på den opprinnelige hovedhypotesen til Hans Henrik Reusch enn alternativhypotesen fra Bergen. Men han vil altså ikke ha det på seg at han og kollegene bare henger fast i Reusch sin over hundre år gamle hypotese.

I løpet av mer enn 40 år med oljevirksomhet har det nemlig kommet mye data fra petroleumsvirksomheten på sokkelen som ikke bare gir støtte til den gamle hypotesen, men som også har bidratt til at den er blitt videreutviklet.

– Vi ser nå hvor nært landskapet i fastlands-Norge er knyttet til landskapet på sokkelen ute i havet, sier Osmundsen.

–Siden Reuschs dager har vi forstått mye mer om hvordan Jordas overflate er blitt utformet, takket være gjennombruddet i platetektonikken. Jordplatene støter ikke bare sammen, jordskorpa blir også strukket. Det er det siste som har skjedd rett vest for Norge, under Nordsjøen, og langs Atlanterhavet og Barentshavet.

Her må vi minne om de to kontinentalplatene under Amerika og Europa nå driver fra hverandre med noen centimeter hvert år. Sprekken går under Island.

Når jordskorpa strekkes, blir den tynnere.

Der dette skjer synker landskapet ned og kan bli begravd under sedimenter, slik vi ser i Nordsjøen.

Men langs ytterkantene av dette tynnede området vil landskapet heve seg opp.

Her spiller fastlands-Norge rollen som ytterkant. Og det er derfor vi har så unge fjell i Norge, forklarer Osmundsen.

Fastlands-Norge er ytterkanten av en nedsynkning

Fastlands-Norge er altså det hevede området i ytterkanten av den tynnede og nedsunkne kontinentalsokkelen, ifølge Osmundsen og hans meningsfeller. Dette kan forklare hvorfor hevingen har gått så kraftig til verks på mye av Vestlandet og i Nordland og at fjellene der er blitt så bratte.

Ifølge Osmundsen og hans kolleger kan også vekten av de enorme mengdene med sedimenter som er oppdaget gjennom oljeboringen på sokkelen, ha bidratt til å presse opp landskapet inne på land.

Her finner altså tilhengerne av hovedhypotesen et mulig svar på hva for «noe» som har hevet fjell-Norge de siste titalls millioner år.

– I tillegg ser vi en klar relasjon mellom den dype strukturen på sokkelen og høyden på fjellene inne på land. For oss er det en veldig klar indikasjon på at dagens norske fjell reflekterer dannelsen av det vi kaller Den norske kontinentalmarginen. Og på at fjellene er av adskillig nyere dato enn 400 millioner år, sier Osmundsen.

Her er det nødvendig å nevne at det også finnes andre forklaringer på de unge norske fjellene. Forklaringer som støtter seg på at det foregår prosesser dypt nede i mantelen, og at Norges fjell slik er blitt dyttet opp fra bakken.

Felles for disse modellene er at de aksepterer Reusch sin ide om at slettelandene i den norske fjellheimen som Hardangervidda og Dovre, en gang lå nær havnivå. De aksepterer også at den fundamentale årsaken til dagens topografi i Norge er å finne i de samme prosessene som også skapte Nordsjøen og Atlanterhavet.

– Vi har ikke forstått dette 100 prosent enda. Men for meg virker disse forklaringene mer logiske enn alternativhypotesen fra Bergen, sier Osmundsen.

Er fjellene våre egentlig som isfjell?

Det hører med at den nye Århus/Bergen-hypotesen ikke bare utfordrer Hans Henrik Reusch og hans etterfølgeres hovedhypotese. Den utfordrer også en etablert internasjonal hypotese om hvor gamle store fjellkjeder kan bli.

Den sier nemlig at de fleste fjellkjeder stort sett er erodert vekk – altså forsvunnet – 50 millioner år etter at de oppsto.

Kan det da stemme at norske fjell er hele 400 millioner år gamle?

Her har postdoktor Vivi Pedersen, sammen med Ritske Huismans, kommet med et spennende innspill.

De foreslår at vi tenker på fjellene i Norge som isfjell. Et prinsipp som kalles isostati og som baserer seg på jordskorpens tendens til å ville oppnå en likevektstilstand. Noe som igjen bygger på at jordskorpen er plastisk og derfor kan gi etter for trykk.

Akkurat som et isfjell flyter i kaldt hav, så flyter fjellmassivene våre i en varm sjø av stein. Smelter toppen av isfjellet, får oppdriften resten av isen til å flyte opp. Slik er alltid en del av isfjellet over vannoverflaten.

Slik er det også med fjellene våre, som flyter i et hav av varm stein.

Isostasi kan dermed føre til at når la oss si 100 meter fjell er erodert vekk, så vil nesten like mye fjell komme opp igjen fra bakken. Slik kan isostatisk oppdrift gjøre det mulig for fjell å bli flere hundre millioner år gamle, foreslår Vivi Kathrine Pedersen.

Hun har selv har regnet på det. Og funnet at det stemmer for store deler av Norges fjell.

Hovedhypotesen kan ikke stemme

Samme Vivi Kathrine Pedersen har på en superdatamaskin i Bergen kjørt om lag en million beregninger av modeller. Hun regnet på hovedhypotesen, alternativhypotesen og ulike kombinasjoner av de to. Slik fikk Pedersen mange mulige svar.

Det hun fant at helt sikkert ikke kan stemme, er hovedhypotesen.

Norge kan dermed umulig ha vært en flat slette for et par titalls millioner år siden, konkluderer hun.

Vivi Kathrine Pedersen og en kollega fikk i fjor et dansk stipend på 17,5 millioner kroner som deles ut til unge forskere for at de skal kunne gå videre med lovende forskning.

Det startet med en dansk krangel

Orker du enda litt mer debatt om fjell mellom geologer?

Da hører det med å fortelle deg at diskusjonen mellom geologene i Norge, langt på vei følger opp en hissig krangel som først brøt ut i det flate Danmark.

Om fjell i Norge.

Det var to dypt respekterte danske forskergrupper som i 2009 føk i tottene på hverandre om hvorfor i all verden Norges topografi ser ut som den gjør.

Den ene gruppen var ved De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS) i København. En forskergruppe herfra dro ut og observerte det norske fjellandskapet – for å forsøke å forstå hvordan det har oppstått.

Den andre gruppen var ved Geologisk Institut på Aarhus universitet. De holdt seg på kontoret. Der satset de heller på datamodellering basert på mye kunnskap som allerede var samlet inn om geologiske prosesser.

København-gruppen kom fram til at de norske fjellene er 20 millioner år gamle.

Århus-forskerne kom fram til at de er over 400 millioner år.

To tidfestinger du nå kjenner godt igjen fra geolog-diskusjonen i Norge.

Århus-hypotesen og København-hypotesen

For å ta Århus-forskerne og deres 400 millioner år-hypotese først:

I Århus mener forskerne at Norges fjellandskap en gang lignet på dagens Himalaya, en ung fjellkjede med bare 30 til 50 millioner år bak seg. Himalaya presses fortsatt opp en halvmeter hvert hundreår, når India-kontinentplaten hvert eneste år presses fem centimeter mot Asia-kontinentplaten.

Når Norges fjell i dag er blitt mye lavere enn Himalaya, så skyldes det ikke i første rekke de store isbreene. De lå nemlig for det meste stille, ifølge denne Århus-hypotesen. De skyldige er små fjellisbreer. Småbreer som effektivt saget ned norske fjell, mente Århus-forskerne. Forskningen deres kan du lese mer om i denne forskning.no-artikkelen fra 2009: Løser gåte om fjellenes høyde

København-forskerne var av en helt annen oppfatning.

De støttet hovedhypotesen til Hans Henrik Reusch fra drøyt hundre år tilbake. Den om at de eldgamle kaledonske fjellene i Norge for lengst er blitt slipt helt ned. Deretter ble de for bare drøye 20 millioner år siden dyttet opp igjen. Sånn omtrent 2000 meter. Siden har erosjonen skapt dalene og fjordene som vi kjenner så godt i det norske landskapet.

Geologi er litt merkelig

Geologi høres ut som en merkelig fag tenker du kanskje, når forskerne ikke en gang kan bli enige om hvor gamle Norges fjell er.

Du har helt rett. Geologi er litt merkelig.

Geologer er nemlig veldig gode på det som er skikkelig gammelt, gjerne flere hundre millioner år. Men de sliter med sånt som har hendt for bare er noen få millioner år siden.

Spør du for eksempel en geolog hvor gammel en stein du holder i hånden er, kan hun ofte gi deg en ganske klar alder på steinen. Det er fordi hun vet noe om når steinen ble dannet dypt nede under jordoverflaten.

Men spør du i stedet geologen om alderen på fjellet hvor du fant steinen, er det stor fare for at hun blir svar skyldig. Selv om fjellet er laget av steinen du holder i hånden.

Forklaringen er, som du trolig nå har forstått, at steinen nesten helt sikkert er mye eldre enn fjellet.

Et fjell som er 20 millioner år gammelt, kan bestå av stein som er en milliard år gamle. I Norge er mye av steinen du finner på bakken veldig gammel.

Per Terje Osmundsen forklarer:

– Unge ting er generelt veldig vanskelig for oss geologer å datere. Verktøykassa vår mangler en del når det kommer til unge fjell og alderen på landskaper.

Geologer vet veldig mye om stein. Med det hjelper altså ikke geologene særlig mye, om de vil prøve å fastslå alderen på alt (det unge) fjellet som finnes på Jorda.

Vi får svaret

Får vi noen gang et sikkert svar på hvor gamle Norges fjell er og hvorfor de er her?

– Ja det tror jeg, svarer Osmundsen.

– Før eller siden blir metodene våre gode nok til at vi kan gi et endelig svar på det. Bare hos oss her i Trondheim har vi flere stipendiater som nå jobber med på å utvikle stadig bedre og sikrere metoder for å tidfeste alderen på landskaper.

Referanser:

H. Reusch· «Nogle bidrag til forstaalesen af hvorledes Norges dale og fjelde er blevne til», Norgeso Geologiske Undersøkelser, 1901.

Philippe Steer m.fl: «Bimodal Plio–Quaternary glacial erosion of fjords and low-relief surfaces in Scandinavia», Nature Geoscience, 2012, Sammendrag.

Vivi Kathrine Pedersen og David Lundbek Egholm: «Glaciations in response to climate variations preconditioned by evolving topography», Nature, 2013. Sammendrag.

Per Terje Osmundsen og T. F. Redfield: «Crustal taper and topography at passive continental margins», Terra Nova, 2011. Sammendrag

D. L. Egholm m.fl: «Glacial effects limiting mountain height», Nature letters, 2009. Artikkelen.

Andreas Köhler m.fl: «Upper mantle and crustal structure of southwestern Scandinavia: Results of the TopoScandiaDeep project», 2012. 7736-.

Les også:

Denne lille holmen i Langesundsfjorden er proppfull av sjeldne mineraler

Hvordan kan en liten knaus i havgapet mellom Langesund og Helgeroa inneholde flere ulike mineraler enn hele Danmark til sammen? Låven, en holme på 300 kvadratmeter, har en helt spesiell plass i vitenskapshistorien.