Steinarkiv kan avdekke oksygengåte

Et vogntog med 3600 meter borekjerner fra Russlands grunnfjell skal losses og lagres ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) i Trondheim. Kjerneprøvene skjuler Jordas oksygengåte og blir gjenstand for omfattende internasjonal forskning i årene som kommer.

Publisert
"Vasily Litvinenko har vært sjefkoordinator for boreprosjektet i Russland. Det øverste bildet viser geologene Dmitri Rychanchik og Alexandr Romashkin ved Karelian Science Centre. Alle foto: Aivo Lepland"
"Vasily Litvinenko har vært sjefkoordinator for boreprosjektet i Russland. Det øverste bildet viser geologene Dmitri Rychanchik og Alexandr Romashkin ved Karelian Science Centre. Alle foto: Aivo Lepland"

- Vi har det siste halve året boret og hentet ut unike kjerneprøver fra Kolahalvøya og Karelen. Dette blir det beste steinarkivet fra Jordas urtid. Prøvene kan belyse dannelsen av den “moderne jord”, med den første spede utviklingen av oksygen i atmosfæren, forteller forsker Aivo Lepland ved NGU.

15 borehull

Sammen med NGU-kollega Victor Melezhik har han oppholdt seg ved borerigger i det vestlige Russland i mer eller mindre fem måneder i år. I regi av den omfattende millionsatsingen i International Continental Drilling Programme (ICDP), er det hentet opp nesten fire kilometer med kjerner fra i alt 15 dype borehull.

Det omfattende feltarbeidet ble gjennomført ved hjelp av et titall dyktige geologer, studenter og hjelpere fra State Company Mineral i St. Petersburg og Geologisk institutt ved Karelian Science Centre i Petrosavodsk.

Selve boringen ble utført av det finske selskapet SMOY.

Feltarbeidet fra dag til dag.

Suksessamarbeid

"NGUs Victor Melezhik blir intervjuet av et team fra Murmansk TV."
"NGUs Victor Melezhik blir intervjuet av et team fra Murmansk TV."

- Det er en krevende operasjon å gjennomføre et så stort boreprogram når vi samtidig skal bore på ulike steder. Vi er helt avhengig av mange gode hjelpere for å bygge ned, reise opp til 1000 kilometer, sette opp alt på nytt og starte arbeidet igjen, forteller Victor Melezhik.

"Feltarbeidet er slutt viser fra venstre geolog Alexandr Romashkin, boreassistent Alexey Smirnov, sjåfør Oleg Vernosov, borer Jukka Erola, forsker Aivo Lepland, sjefkoordinator Vasily Litvinenko og direktør Nicolay Philippov i State Company Mineral."
"Feltarbeidet er slutt viser fra venstre geolog Alexandr Romashkin, boreassistent Alexey Smirnov, sjåfør Oleg Vernosov, borer Jukka Erola, forsker Aivo Lepland, sjefkoordinator Vasily Litvinenko og direktør Nicolay Philippov i State Company Mineral."

- Men det nitide og brede samarbeidet på tvers av land og institusjoner er blitt en
suksess. Borekjernene blir nå lagret og logget ved NGU, før de blir gjort tilgjengelig for forskere verden rundt, understreker han.

Forskere fra 15 land er ventet til Trondheim for prøvetaking av kjerner. Ved universiteter rundt omkring i verden ligger det nå tilsagn på mer enn 100 millioner kroner til forskningen, som skal pågå i fem år.

Jordas urtid

Alt handler om Jordas urtid. Boringene har skjedd i 2,5 til 2 milliarder gamle bergarter. 15 dype hull på 100 til 500 meter er boret i Pechenga og Imandra på Kolahalvøya, og ved Onegasjøen i Karelen lenger sør.

Sedimenter og vulkanske lavaer som ble avsatt her for 2,5 til 2 milliarder år siden, skjuler viktig kunnskap: Først og fremst at oksygeninnholdet i atmosfæren økte.

- Hva skjedde egentlig da verden fikk en mer oksygenrik atmosfære for om lag 2,3 milliarder år siden? Er årsaken at oksygenproduserende livsformer fikk en framvekst?

- Eller sørget den geologiske utviklingen for at Jordens overflate ble gradvis mer oksisk? Det kan ha ført til at produksjonen av oksygen ble større enn opptaket. Dermed kan det frigjorte oksygenet ha hopet seg opp i atmosfæren, antyder Lepland.

Oksygen og olje

Økningen av oksygen i atmosfæren var den spede starten på den “moderne Jorda” slik den fungerer i dag.

Bergartene fra denne tiden har isotopsignaturer og kjemiske signaturer som inneholder bevis på dramatiske hendelser, som deling av kontinenter, vulkanisme og gjentatte verdensomspennende istider, eller “snowball earth”.

- Den økte biologiske produksjonen i havene førte til avsetning av sedimenter rike på planterester. De første store oljereservoarene ble også dannet da.

- Den nå for lengst forsteinede, asfaltlignende oljen viser med all tydelighet at det ble dannet olje tidlig i jordhistorien. Kunnskap om dannelsesprosesser av gammel olje kan igjen åpne for nye letemodeller og -metoder, forteller Aivo Lepland

Internasjonal samarbeid

Prosjektet fikk navnet Fennoscandian Arctic Russia - Drilling Early Earth Project (FAR-DEEP). Arbeidet i Russland har kostet seks millioner kroner og er betalt av International Continental Drilling Programme (ICDP) i samarbeid med Norges forskningsråd, det tyske forskningsrådet DFG, NASA og National Science Foundation i USA, samt Senter for geobiologi ved Universitetet i Bergen.

ICDP finansieres av deltagerlandene Canada, Finland, Japan, Kina, Norge, Polen, Tsjekkia, Tyskland, Østerrike og USA. I tillegg er UNESCO og selskapet Sclumberger ICDP-medlemmer.

Det norske medlemskapet er finansiert av Norges forskningsråd, mens det administrative ansvaret for norsk deltagelse er lagt til Norges geologiske undersøkelse (NGU).

18 boreoperasjoner

Fra programmet ble opprettet i 1995 og fram til i dag er i alt 18 boreoperasjoner finansiert gjennom ICDP.

Steder hvor det er boret inkluderer Hawaii, Mt. Unzen i Japan, Chixulubkrateret i Mexico, San Andreas-forkastningen, den østafrikanske riftdalen og Lake Bosumtwi i Ghana.

Norske forskere har vært, og er, involverte i boringer i Malawi-sjøen (klima-arkiv for de siste 800 000 år), Dødehavet (paleomiljø og klima) og Chesapeake Bay (meteoritt-krater), San Andreas-forkastningen (jordskjelv-observatorium), og altså det omtalte prosjektet i Nordvest-Russland der Norge har sentral rolle.