For om lag 160 millioner år siden åpnet Atlanterhavet seg, og Nord-Amerika og Grønland beveget seg bort fra landområdet som nå er Norge.

I gropen mellom landmassene strømmet det opp magma og lava, og organisk materiale la seg på bunnen. Det ble etter hvert dekket av sand og senere forseglet av en takbergart som hindret materialet i å sive ut.

Når de geologiske forholdene lå til rette for det, ble det organiske materialet sakte, men sikkert omdannet til olje og gass. Jakten på disse dyrebare hydrokarbonene er en viktig årsak til at faget petroleumsgeologi finnes i Norge.

Studerer små partikler

– For å skjønne nøyaktig hva som har skjedd i løpet av de siste 200 millioner årene, må vi forstå bergartene.

Det sier geolog Udo Zimmermann, som er førsteamanuensis ved Institutt for petroleumsteknologi ved Universitetet i Stavanger.

Han studerer sedimenter. De er dannet av partikler som har blitt fraktet fra ett sted til et annet ved hjelp av vann, vind, is eller tyngdekraft for deretter å bli omdannet til fast form.

Samler selv

– Oljeindustrien er som regel opptatt av å finne sedimentbassenger. Men for å skjønne hvordan bassengene er satt sammen, må man vite hvor gamle bergartene er. Her består min jobb i å finne ut hvor partiklene kommer fra, og tyde forholdene de ble dannet under, forklarer Zimmermann.

Prosessen begynner med at man tenker ut de beste stedene å lete etter steinprøver.

– Jeg må samle inn prøvene selv, for å være sikker på at det blir riktig, sier han.

Hele verden som arena

Geologi er en global vitenskap, forklarer Zimmermann. Steinprøvene som ligger i plastposer på golvet og i hyllene på kontoret hans, kommer fra Namibia, Chile og Irland.

Og fra universitetsområdet på Ullandhaug i Stavanger.

– Noen geologer jobber bare regionalt. Men min oppgave er å finne ut hvor partiklene kommer fra. Jeg trenger bestemte bergarter fra bestemte steder, og jeg drar dit hvor jeg vet at jeg kan finne dem.

Sedimenter

For at geologen skal kunne forstå og modellere sedimentbassenget eller reservoaret, må han skjønne hva som ligger rundt det.

Han må vite hvor bestanddelene har blitt fraktet fra, for å kunne forutse hvordan væske strømmer inne i reservoarene, og hvor oljen sannsynligvis ligger.

Han må finne eksempler fra tilsvarende prosesser andre steder i verden for å kunne sammenligne med dem og dermed øke forståelsen av hvordan sedimentene har oppstått.

Omstendelig datering

Forutsetningen for å kunne datere en bergart er at den enten inneholder fossiler eller radioaktive isotoper i et spesifikt mineral.

Et eksempel på det siste er det uranholdige mineralet zirkon. I tidens løp brytes uran ned til bly.

Siden halveringstiden (tiden det tar å bryte isotopen ned til den halve mengden) til disse stoffene er kjent, er det dermed mulig å regne seg fram til alderen på bergarten, såfremt det lar seg gjøre å måle isotoptettheten nøyaktig.

Omstendelig datering

Datering av bergarter er en omstendelig prosess. Første steg er å hugge ut biter av fjellet. Deretter knuses steinprøven ved hjelp av en hammer eller kvern.

De ulike mineralene blir så skilt fra hverandre, og mineralet som skal undersøkes nærmere, blir støpt inn i epoxy, som er en stivnet plastmasse.

De runde epoxybeholderne har en radius på bare 23 millimeter, og overflaten blir omhyggelig polert før partiklene analyseres ved hjelp av ulike detektorer i elektroniske mikroskop.

Det gjøres for å kartlegge den indre strukturen i mineralene, som ofte er svært kompleks.

Dyrt spektrometer

Alle disse stegene er bare forarbeid til selve dateringsprosessen, som foregår i et spektrometer. Det er et avansert instrument som brukes til å måle mengden av ulike radioaktive stoffer.

Avhengig av forskningsprosjektets budsjett kan massespektrometeret enten være et induktivt koplet plasmamassespektrometer (ICP-MS), eller et sekundærionmassespektrometer (SIMS) av typen SHRIMP (sensitive high-resolution ion microprobe).

Et ICP-MS koster fra om lag seks millioner kroner og oppover, mens et SHRIMP koster omtrent 45 millioner kroner.

Laserstråle

Ifølge Zimmermann finnes det bare åtte slike maskiner i verden, og den nærmeste står i St. Petersburg. I noen dateringer har han benyttet en SHRIMP II-maskin i den australske byen Perth.

Inne i maskinen blir det boret hull med en diameter på 10–30 mikroner i prøvene. Det skjer ved hjelp av en laser- eller ionestråle. De løse partiklene blir skilt ut og siden samlet opp i ulike beholdere og veid og målt.

Slik kan geologene anslå alderen på bergarten.

Internasjonalt samarbeid

Resultatene fra dateringsprosessen sammenholdes med kunnskap fra paleontologi, som er læren om fortidens dyre- og planteverden.

Fagmiljøet i Stavanger samarbeider blant annet med Universitetet i Uppsala, som har forskere med spesialkompetanse på fossiler.

I likhet med geologisk datering er paleontologi en svært spesialisert fagdisiplin med fagfolk som er eksperter på bestemte tidsaldre.

500 millioner år

Studenter fra Universitetet i Stavanger har besøkt Uppsala for å få hjelp i arbeidet med å undersøke 500–700 millioner år gamle bergarter fra Spania og Bornholm og for å lære mer om hvilke teknikker som brukes.

For tiden jobber Zimmermann og studentene hans med et prosjekt som ser på klimaendringer i mesozoikum, det vil si mellomtiden for 248 til 65 millioner år siden da de oljeholdige bergartene i Nordsjøen ble dannet.

De samarbeider med paleoklimatologiske forskere i Edinburgh, og prosjektet er enda et ledd i å utvide kunnskapsgrunnlaget.