Disse avsetningene er gjennom millioner av år omvandlet til faste bergarter som sandsteiner og konglomerater, skifre og mektige kalkformasjoner.

Organismene, dyrene og plantene som levde i disse forhistoriske miljøene er oppbevart som fossiler inni de enkelte avsetningene. Det er forekomstene av avsetningsbergarter som gjør at vi i det hele tatt kan finne fossiler.

I sterkt omdannede bergarter (for eksempel gneiser) og magmatiske bergarter (lavaer) finner vi ikke spor av liv. Ser man på et enkelt geologisk kart over Svalbard så kan man håpe å finne fossiler ettersom nesten en milliard år gamle avsetninger er bevart på denne øygruppen.

Svalbards fossilrikdommer

Feltarbeide de siste årene har avdekket rike forekomster av fossiler av marine reptiler i Svalbards svarte skiferbergarter. Disse dyrene - fiske- og svaneøgler - svømte rundt i et åpent havområde i juratiden, for ca 150 millioner år siden, og sank ned i det svarte bunnslammet da de døde.

Men Svalbards fjellsider avslører mye mer enn disse svømmende monstrene, området er kjent for fossiler fra omtrent alle jordas geologiske perioder, helt fra nesten en milliard år gamle mikrofossiler og algeavsetninger til nyere tids kull og istidsorganismer.

Det vil føre for langt å omtale alle de rike fossilforekomstene i detalj, så vi har her fokusert på enkelte perioder som innen evolusjonsforskningen virkelig har plassert Svalbard på verdenskartet!

Prekambrium - flercellet liv i Svalbards bergarter

De eldste bergartene med spor etter liv er 3,8 milliarder år gamle og er funnet på Grønland. De eldste gjenkjennbare organismene er fossile bakterier, rundt 3,5 mrd gamle, mens fossiler av de eldste organismer med ekte cellekjerne (eukaryoter) er funnet i 1,7 milliarder år gamle bergarter.

Flercellet liv utviklet seg for rundt 1,8-2,1 milliarder år siden, men representanter for dyr og planter vi omgir oss med i dag oppsto først for 545 millioner år siden, i starten av tidsperioden kambrium.

Hva skjedde i dette enorme tidsrommet på nest 1,5 milliarder år?

Professor Andrew Knoll ved Harvard University har siden tidlig på 1980-tallet beskrevet prekambriske fossiler fra Spitsbergen. Han har påvist en rekke mikrofossiler i bergarter fra Ny Friesland og på Nordaustlandet.

Dette er encellede alger og algecyster med bevarte organiske membraner som kan observeres i tynnslip og forkislete organismer som er oppbevart kalksteiner. Cyanobakterier og alger dannet matter på sjøbunnen for 600-800 millioner år siden - mens Svalbardområdet lå plassert i et tropisk klimabelte.

Mattene opptrer nå som stromatolitter og vi kan gjenkjenne en rekke arter som har bygget opp disse: encellede kuler, tråder og filamenter. Flercellete grønnalger representert med minst fem arter her har vært med å kaste lys over utviklingen av denne viktige plantegruppen.

Artssammensetningen avspeiler varierende avsetningsmiljøer, men felles er at mattene ble dannet under påvirkning av sollys - dette var fotosyntetiserende organismer som bidro til å øke atmosfærens innhold av oksygen.

Totalt er det kjent rundt 110 arter av disse prekambriske organismene fra Spitsbergen.

Ordovicium

I 1975 sto den norske paleontologen Tove Bockelie og siktet små fossiler hun hadde løst ut med syre fra kalkstein. Hun visste ikke da at de små fossilene hun fant, medførte at lærebøkene måtte skrives om. 

Kalksteinen var samlet inn noen år tidligere på Ny Friesland og var 470 millioner år gammel. Da Tove Bockelie senere kikket på fossilene i mikroskopet, så hun noe hun aldri hadde sett før.

Ved nærmere studier viste det seg at disse små fossilene besto av apatitt. Diskusjonen gikk høyt ved Geologisk Museum i Oslo. Var det verdens eldste beinvev de så i mikroskopet?

Dette var et sensasjonelt funn. Fossilene var små biter av et kroppspanser fra en primitiv, kjeveløs fisk. Den ble oppkalt etter Norges mest kjente ekspert på fossile fisker, Anatol Heintz, og fikk navnet Anatolepis heintzi. Senere er lignende biter funnet mange steder i verden i opptil 510 millioner år gamle bergarter.

Devon - fiskenes tidsalder

Tidsperioden devon (360-415 mill. år siden) er ganske sparsomt representert på det norske fastlandet, men på Spitsbergen og Bjørnøya finnes det store områder med fossilførende rødbrun sandstein fra denne perioden.

Her finner vi omfattende, og evolusjonsmessig sett svært viktige fiskefossiler. Fisk er kjent tilbake til kambrium, men det var først i devon endrede miljøbetingelser førte til en sterkt øket artsrikdom.

De fleste devonfiskene fra Svalbard tilhører cephalaspidene som er kjennetegnet med at hodet og den fremre del av kroppen var dekket av et panser som besto av et varierende antall, adskilte plater.

På grunn av noen usedvanlig vel bevarte fossiler fra Svalbard vet vi at munnen lå langt fremme på buksiden og var dekket av et stort antall små plater. Bakenfor panseret var kroppen dekket av noen få rader med store, tykke skjell som må ha gjort disse urfiskene meget lite bevegelig.

Men det finnes også deler av mer avanserte fisker som panserhaier og kvastfinnefisker fra Svalbard. I avsetningene med denne varierte fiskefaunaen er det også funnet fossiler av enkle planter og fotspor av sjøskorpioner.

Trias og jura - kjempeøgler hersker i havet

I 1931 fant engelsk leger som var på Svalbard en ganske komplett bakpart av en svaneøgle i jura-lagene ved Deltaneset på Spitsbergen. Dette eksemplaret ble senere (i 1962) beskrevet av svensken Per Ove Persson, og fikk det latinske navnet Tricleidus svalbardensis.

Etter den tid er det funnet en rekke enkelt-knokler av både fiske- og svaneøgler både i trias- og juralagene på Spitsbergen. Fra trias er det kjent også mer komplette fiskeøgler - senest i 2007 ble det konservert et eksemplar som et samarbeide mellom Norsk Polarinstitutt og Tromsø museum (Universitetsmuseet).

Plesiosaurene (svaneøglene) stammer fra landlevende krypdyr som gikk tilbake til havet. De var i størrelse fra noen meter og opptil 13 meter lange og levde fra triasperioden til de døde ut samtidig med dinosaurene for 65 millioner år siden.

De levde for det meste i havet, men også i ferskvann, og mindre former kunne kanskje krype opp på land for å legge egg. Tricleidus svalbardensis kunne kanskje bli 8-10 meter lang og veie opptil 10 000 kg, med andre ord en mellomstor plesiosaurus. Hodet var lite og butt. Halsen var ikke så lang som hos de typiske “svaneøglene”, kanskje ikke mer enn 2-3 meter.

I 2006 ble det gjort et nytt unikt funn i nærheten av Diabasodden, denne gang av skallerester (en snute) av en korthalset svaneøgle, av typen Pliosaurus . Restene tyder på at skallen var rundt 2,5 m lang, og at hele dyret var mer enn 12 meter langt.

Nye utgravinger i 2007 avdekket flere knokler av dette dyret, men det ble ikke funnet ytterligere skallerester. Et overarmsbein på 96 cm tyder på at Diabas-eksemplaret er mye større enn det største individet av Pliosaurus kjent så langt (det største så langt, fra England, hadde en overarm på 46 cm).

Ichthyosaurene (fiskeøglene) var krypdyr med delfinlignende kropp som levde i havet gjennom hele mesozoikum. I krittperioden var de sjeldne og de døde ut før dinosaurene. Forlemmene var utviklet til luffer og de hadde en kraftig hale. Ichthyosaurene var så tilpasset et liv i vann at de ikke la egg på land lenger, slik forfedrene hadde gjort det, men fødte levende unger.

I 2004 ble det for første gang funnet en skalle av en fiskeøgle på Svalbard. Skallen er 1,1 meter lang og kan minne noe om Ophthalmosaurus som er velkjent fra England, Tyskland og fra Andøya i Vesterålen, men det er antagelig en ny art. Hele dyret kan ha vært rundt fem meter langt og veide kanskje 3 tonn.

Funnene av gigantiske reptiler i juralagene på Spitsbergen har gitt området stor oppmerksomhet innen forskningspolitiske kretser og fra media. NRK har viet funnene oppmerksomhet i beste sendetid, og det er ganske klart at norsk forskning med dette har fått et oppsving i en periode som ellers er preget av redusert norsk innsats.

Tertiær

Svalbards tertiære kull ble dannet mens øygruppen lå omtrent der Nordland fylke ligger i dag. Den gangen førte fjell på det som i dag er vestsiden av Svalbard elvesystemer utover fra vest mot øst på dagens kart.

De store elvene transporterte med seg sand og bygde ut deltasystemer i havet. Utgangsmaterialet for naturlige kull er torv eller algematter. For å bli omdannet til kull må planterestene bli overleiret av flere hundre til noen tusen meter tykke sedimenter og bli utsatt for jordvarme.

I de øvre ti tusen meter av jordskorpen øker temperaturen gjennomsnittlig ca. 3ºC for hver hundre meter. De opprinnelige planterestene består av ca. 60 % karbon, resten er mest oksygen og hydrogen, og mindre mengder for eksempel nitrogen og svovel. På Svalbard er de beste kullagene algekull og ikke fra høytstående planter.

De tykke lagene av planterester ble senere trykket sammen til en tiendedel av sin opprinnelige tykkelse og danner i dag kullagene som det er gruvedrift på, på Svalbard. Alderen på kullagene er vi ikke sikre på, men i dag antar geologene at de er rundt 55 millioner år gamle ut fra innholdet av bl.a. mikrofossiler som pollen.

I kullagene i Gruve 7 ble det i desember 2006 gjort et sensasjonelt funn av uvanlig store fotavtrykk innimellom kullagene. Det er ytterst få kjente dyr som hadde så store føtter den gangen. Ved nærmere undersøkelser viste det seg at det er to spor i hvert av avtrykkene. Bakfoten har tråkket i fotsporet til framfoten.

Bakfoten er dobbelt så stor som framfoten og det er fem tydelige tær. Dette tyder på at vi har å gjøre med en gruppe utdødde planteetere kalt pantodonter . Disse var blant de aller første store planteetende pattedyrene og godt kjent fra Nord-Amerika på denne tiden. De ser ut som langbeinte flodhester. Fotsporene er utstilt på Svalbard museum, og det forskningsmessige arbeidet gjenstår.