Forskere: Bjergkæder er yngre, end vi troede
Nyt dansk studie kapper mange millioner år af bjergkædernes alder. Et centralt element i den nye teori er aftryk og forsteninger af fisk, søpindsvin og alger.
Bjergklæder langs mange kyster er ikke så statiske som hidtil antaget. De fornyr sig selv med få millioner års mellemrum. Det mener forskere fra Københavns Universitet at kunne læse ved at studere bl.a. flade plateauer på toppen af bjergkæder ved Disko-bugten i Grønland. (Foto: Niels Nielsen)

Langs kysterne i bl.a. Norge, Grønland, Brasilien, det vestlige Indien og det østlige Australien knejser bjergkæder, som man hidtil har antaget er 100 millioner år gamle.

Den forestilling udfordres nu af nyt dansk studie, hvis resultater er publiceret i de to videnskabelige tidsskrifter Global and Planetary Change samt Geological Society of America Bulletin.

»Vores studie tyder på, at alle disse bjergkæder er meget yngre, end hvad man hidtil troede, nemlig ofte kun 10–20 millioner år gamle,« siger Peter Japsen, der som seniorforsker, dr.scient. ved GEUS, De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, har ledet studiet.

Hav dannet ved opbrud af kontinentalplader

Den gængse teori er, at bjergkæderne er blevet skabt langs den brudzone, hvor en kontinentalplade er blevet revet i stykker, og at de derfor stammer fra det tidspunkt, hvor for eksempel Sydamerika og Afrika gled fra hinanden og blev til to selvstændige kontinenter.

I takt med at kontinentalpladens brudstykker bevæger sig væk fra hinanden, bliver der dannet ny oceanbund i revnen, der bliver fyldt med vand, hvorved der opstår et hav som for eksempel Atlanterhavet.

Fakta

En kontinentalplade brød op i Sydatlanten for 120 millioner år siden. Det har fået mange forskergrupper til at konkludere, at en høj bjergkæde uden for Rio de Janeiro var tilsvarende gammel.

Peter Japsen og hans kolleger er derimod overbeviste om, at den pågældende bjergkæde er 20 millioner år gammel. Altså en faktor seks gange yngre.

»Den geologiske litteratur omtaler ofte disse bjergkæder som ældgamle fænomener, der stammer fra dengang, kontinenterne startede deres rejse væk fra hinanden, men det vurderer min forskergruppe er forkert. Vi mener, at bjergkæderne er unge fænomener, der er dannet længe efter kontinentalpladernes opbrud,« siger Peter Japsen.

Peter Japsen og hans team sætter i deres videnskabelige artikler en helt anden hypotese i spil, nemlig at de oprindelige bjergkæder, som blev skabt under opbrud af kontinentalplader for snesevis af millioner år siden, for længst er jævnet med jorden af vind og vejr.

Processen har dannet et lavland langs kysten, hvor floder og indtrængende havvand kan afsætte sedimenter. De bjergkæder, som er at finde i områderne i dag, er skabt af efterfølgende geologiske processer i undergrunden.

»Vi argumenterer for, at disse bjergkæder er meget mobile og både har bevæget sig op og ned siden kontinentpladernes opbrud,« siger Peter Japsen.

Unge fossile havdyr fundet i bjergene

Den nye forestilling er ifølge forskerne ikke det rene tankespind, men springer ud af en stribe observationer, som forskerne har gjort sig under feltekspeditioner til flere af disse bjergområder, samt fra en gennemgang af den eksisterende videnskabelige litteratur på området.

110 millioner år gammelt søpindsvin fundet af Lara de Castro Manso (Universitet i Sergipe, Brasilien) 600 m over havet på Araripe Plateauet i den nordøstlige Brasilien. Dette søpindsvin levede, efter havbunds-spredningen var begyndt mellem Sydamerika og Afrika i et hav, der dækkede dele af Brasilien, hvor der nu er høje bjerge. Målestokken er 10 mm. (Foto: Castro Monso)

Et af forskernes stærkeste kort er, at de under deres studier af disse bjergkæder har fundet dokumentation for forekomster af fossiler af fisk, søpindsvin og alger, der har levet i havvand – aflejringer, der stammer fra de have, som blev skabt efter kontinentalpladernes opbrud.

Det overraskende ved disse havaflejringer er, at de i dag befinder sig langt over havets overflade. I det nordøstlige Brasilien er der søpindsvin 600 meter over havet, og i Vestgrønland er der havalger (dinoflagellater) 1.200 meter over havet. 

Aflejringerne tyder ifølge forskerne på, at de nuværende bjerge var dækket af hav efter kontinentalpladernes opbrud. Senere er de blevet løftet op af geologiske processer i undergrunden (se boksen under artiklen). Den gamle havbund er altså ved et geologisk snuptag blevet forvandlet til højland, der stadig bærer efterladenskaberne fra sin våde fortid.

Flade plateauer kan være gamle flodlejer

Peter Japsens forskergruppe har under studierne også gjort en anden observation, som den mener underbygger teorien, nemlig at bjergkædernes højland er karakteriseret ved gigantiske flade plateauer. Plateauerne, som kan være titusindvis af kvadratkilometer store, er kortlagt i såvel det arktiske område som i troperne.

De flade plateauer repræsenterer efter Peter Japsens overbevisning ’peneplaner’, det vil sige områder, som er skabt ved floderosion nær havniveau, efter at de oprindelige bjerge var slidt ned til grunden. Disse flodsletter er så efterfølgende blevet løftet op, da de nye bjerge rejste sig.

»Vores hovedkonklusion på studiet er, at randen af kontinenterne er ustabile og kan løfte og sænke sig over relativt korte tidsskalaer – dvs. 10 millioner år, snarere end 100. Der foregår store bevægelser i Jordens overflade, som man hidtil ikke har været så opmærksom på,« siger Peter Japsen.

Aarhus-forskere er lodret uenige

Fakta

Olieselskaberne Statoil og PetroBrass har postet penge i Peter Japsens studier. Studierne kan nemlig afsløre, hvor langs kysterne det er værd at lede efter olie.

De steder, hvor det igennem tiderne er foregået en heftig nedbrydning af bjerge, er der strømmet store mængder sand ud i havene, som potentielt set kan give en form for oliereservoir.

Den nye hypotese har været undervejs gennem mange år, men den har haft en svær barndom. Den har løbende fået tæsk af geofysikere fra Aarhus Universitet under ledelse af professor Søren Bom Nielsen. Denne forskergruppe har en helt anden forskningsmæssig tilgang til bjergenes dannelse og holder sig til den gamle teori.

Søren Bom Nielsen og hans team er ligesom Peter Japsen optagede af at finde forklaringen på plateauerne højt oppe i de mange bjergkæder. For få år siden udviklede de således en computermodel, der viser, at disse plateauer kan være blevet skabt af højtliggende gletsjere, der gennem tiderne har filet sig ind i bjergene og dermed skabt de karakteristiske flade indhug højt oppe.

Søren Bom Nielsen har ikke meget til overs for den dokumentation, som Peter Japsen bringer til torvs.

»Jeg er slet ikke enig med forfatterne i deres forståelse af geologiske processer, samt i deres fortolkning af observationer og resultaterne af deres metoder. Artiklen indeholder faktuelle fejl. Hvis topografi eroderes, så hurtigt som de påstår, skulle bjergkæden Appalacherne i Nordamerika f.eks. også for længst være væk, men det er den jo ikke,« siger han.

Stridighed blusser op

Det er sjældent, at man i naturvidenskab finder en uenighed af sådanne dimensioner

Peter Japsen

Søren Bom Nielsen afviser, at de nuværende bjerge overhovedet vil kunne være skabt ved den mekanisme til hævning, som Peter Japsen og hans kolleger foreslår (se boksen under artiklen). Denne mekanisme mener Søren Bom Nielsen er fysisk umulig at forene med de geologiske observationer, og hvad man i øvrigt ved om bjergarters styrkeegenskaber.

»Mere grundlæggende misforstået er forfatternes forsøg på at bevise deres hypotese i stedet for at afprøve den, sådan som man normalt gør inden for naturvidenskab. Denne tilgang gør, at man bliver gift med sin hypotese og nødigt ser den gå heden som en konsekvens af afprøvning mod data,« slutter han sin skarpe kritik.

Peter Japsen mener, kritikken er uberettiget og opfordrer Søren Bom Nielsen til at revurdere sin teori. Han henviser til den videnskabelige litteratur, der i årtier har kunnet dokumentere, at havet i perioder dækkede de nuværende bjerge i både Grønland og Brasilien umiddelbart efter kontinentalpladernes opbrud i disse områder.

Endelig understreger Peter Japsen, at den nye teori er underbygget af flere uafhængige observationer (se faktaboks).

»Vores observationer dokumenterer, at den aarhusianske teori er forkert. Søren Bom Nielsen og hans team på Aarhus Universitet forsøger f.eks. at forklare de flade plateauer med gletsjererosion. Men det holder ikke, da man finder de selvsamme plateauer i troperne. De karakteristiske plateauer finder vi globalt og både, hvor der er koldt og varmt. Det kan man ikke forklare ved hjælp af gletsjere. Men det kan man til gengæld ved landhævninger« slutter Peter Japsen.

Brasilien er den seneste case

Højdeforholdene i den nordøstlige Brasilien mellem de to plateauer Chapada Diamantina mod nord og Planalto da Conquista mod syd. Højdemodellen viser tolkningen af to sletter der ligger i meget forskellig højde, Højsletten (HS) og Lavsletten (LS). (Se stor version af grafikken.)

Den lavtliggende slette er mellem 300 og 400 m over havet og hælder svagt mod havet i øst. Høje skrænter adskiller de to sletter fra hinanden.

Højsletten er særlig velbevaret på Planalto da Conquista (900 m over havet). Læg mærke til brede floddal der kan følges henover højsletten (HS) mod øst hvor den skærer sig ned gennem en canyon inden den når lavsletten (LS). Indenfor kortet omfatter denne højslette et areal på c. 18.000 km2. HS er også veldefineret på Chapada Diamantina (1200 m over havet).

Tolkningen af dette landskab tyder på at de to plateauer har været del af den samme slette der oprindelig blev dannet ved floderosion nær havniveau for omkring 30 millioner år siden. For 20 millioner år siden blev det nordøstlige Brasilien udsat for landhævning der løftede de oprindeligt lavliggende sletter til deres nuværende højder på omkring 1 km over havet. Derefter begyndte floderne at erodere sig ned under sletterne der nu var blevet til højsletter og dannede derved de lavtliggende sletter (LS).

Bjergkæder skabes af spændinger i Jordens kappe

Peter Japsen og hans team beskriver i deres videnskabelige artikel de geologiske mekanismer, som efter deres vurdering kan flytte bjergene hurtigt op og ned:

Når kontinentalplader glider uhindret fra hinanden (f.eks. Sydamerika fra Afrika), vil den underliggende kappe give efter, således at pladerne synker ind. Men når kontinentalplader støder på modstand i deres bevægelse væk fra hinanden, opstår der spændinger, som presser kanterne op. Det fører til landhævning.

Pladerne indgår jo i et sammenhængende system, så hvis der opstår spændinger et sted, kan de forplante sig langt væk. Spændingerne kan enten opstå ved, nabo-pladerne ikke flytter sig hurtigt nok, eller ved at konvektionsstrømmene i jordens kappe ændrer sig.

Pladernes kanter bliver altså presset op, hvis kontinentalpladerne støder på modstand i deres bevægelse væk fra hinanden. Modstanden kan komme fra nabo-plader eller fra ændringer i jordens kappe.

Forskerne føler sig sikre på, at det er sådan, det hænger sammen, fordi de kan observere landhævninger, der finder sted, samtidig med at der sker ændringer i pladernes bevægelsesmønster.