Geologiens 10 største opdagelser
Jorden er en dynamisk planet. Det bevidner de dramatiske bjerge, jordskælv og vulkaner om. Men hvor kommer al den aktivitet fra? Og hvordan har Jorden ændret sig gennem tiden? Det kan du finde svaret på her.

Model af Jordens indre. Inderst findes den solide del af kernen, som er afkølet og krystalliseret. Uden om den findes den ydre kerne, som stadig er flydende. (Foto: NASA)

1) Jorden har en kerne

Opdagelsen af Jordens kerne blev gjort af seismologen Richard Oldham i 1906. Opdagelserne blev gjort ved at analysere trykbølger fra jordskælv.

Man kunne se, at trykbølgernes hastighed pludselig blev meget langsommere i den dybde, hvor vi nu ved, at grænsen mellem kappen og kernen befinder sig.

I 1936 blev det så yderligere opdaget, at Jordens kerne er opdelt i en indre fast del og en ydre flydende del, af den danske geofysiker Inge Lehmann. Hun så, at nogle af de seismiske bølger, der bevægede sig gennem kernens indre del, ikke bevægede sig igennem den ydre kerne. Derved kunne det fastslås, at den ydre del stadig er flydende.

2) Kontinentaldrift

Kontinentaldriften blev foreslået som teori i 1911 af Alfred Wegener. Det var også Wegener, der opdagede, at alle de nuværende kontinenter havde hængt sammen i et stort superkontinent – Pangea. Wegner fik efter sigende idéen, da han som ung arbejdede som geofysiker på Grønland og så isbjergene flyde rundt på havet.

Wegener måtte udholde megen spot og spe for sine idéer, da samtiden forklarede Jordens varierende landskabsformer med at Jorden krympede, fordi den afkøledes, og overfladen, der allerede var afkølet for længst, derved blev bulet og foldet op visse steder.

3) Oceanbundsspredning

I 1960 fremkom geologen Harry Hess med teorien om oceanbundsspredning.

Teorien, som var baseret på de store landskabsmæssige variationer, man kunne observere på oceanbundene, blev publiceret i 1962.

Teorien forklarer, hvordan varm magma fra Jordens kappe trænger op langs de store spredningszoner og danner bjergkæder på de dybe oceanbunde. Derved skubbes pladerne til side og ny oceanbund dannes.

Vi ved i dag med sikkerhed, at denne proces finder sted, da vi kan iagttage, hvordan Jordens skiftende magnetfelt præger de dannede vulkanske bjergarter, så der dannes ens ”magnetstriber” på hver side af spredningszonen

4) Pladetektonik

I 1960erne blev pladetektonikken anerkendt som teori. Denne teori var ikke en enkelt persons værk, men fremkom som et resultat af en masse forskeres arbejde.

Jordens skorpe bevæges rundt, næsten som isflager, oven på den varme bevægelige kappe. Det skaber bjergene og dybhavene, og er skyld i både vulkanisme og jordskælv. (Foto: Jose F Vigil USGS)

Nu var kontinenterne ikke bare noget, der passivt drev rundt oven på Jordens kappe, som i teorien om kontinentaldrift, men også noget der blev revet over og skubbet op i bjergkæder, ligesom man nu havde en forklaring på mange vulkaner, dybgrave og jordskælv. Vi ved nu, at pladerne bevæger sig med mellem 2-20 cm om året.

5) Polvendinger

Allerede i 1906 opdagede den franske geofysiker, Bernard Brunhes, at Jordens magnetfelt tidligere har været omvendt af vores nuværende magnetfelt. Det opdagede han ved at undersøge leraflejringer, der var blevet bagt af en 13 millioner år gammel lavastrøm. Der skulle dog gå ca. 50 år endnu, før hans teori blev almindeligt anerkendt.

Jernholdige partikler, primært jernoxider, i bjergarter opfører sig som små magneter, der orienterer sig efter det magnetfelt, Jorden har, når de bliver afsat.

Ved at undersøge jernholdige bjergarter (især lavastrømme) kan man derfor med stor nøjagtighed se, hvilken retning magnetfeltet havde ved deres dannelse.

Det er ikke noget mønster i, hvor ofte polerne vender, og hvor lang tid de enkelte perioder varer, men i gennemsnit sker polvendinger med 300.000 års mellemrum. Det er nu ca. 780.000 år siden polerne vendte sidste gang.

6) Radiometrisk datering

Jordens magnetiske poler har byttet plads mange gange i Jordens historie, sidste gang for 780.000 år siden. (Foto: NASA)

I 1907 udviklede radiokemikeren Bertram Boltwood en teknik til at aldersbestemme bjergarter ved at måle deres indhold af hhv. uran og bly, fordi uran langsomt ændres til bly ved radioaktivt henfald.

Han opdagede, at indholdet af bly i forhold til uran var meget større i gamle bjergarter end i unge.

Selv om han fejlagtigt bestemte Jordens alder til ca. 2,2 mia. år, så var det stadig en enorm bedrift at bestemme Jorden til at være så gammel i starten af 1900-tallet.

Vi ved nu, at Jorden faktisk er ca. dobbelt så gammel, hvilket blev bestemt af Clair Patterson i 1956 på grundlag af datering af meteoritter.

7) Klimaændringer

At klimaændringer er en naturlig proces på Jorden, som har været med til at forme fortidens landskaber og livsformer, er også en af de helt store opdagelser inden for geologi.

Jordens og Månens alder kan dateres ved hjælp af meteoritter og radiometrisk datering, hvor man måler indholdet af radioaktive isotoper og deres datterprodukter. Derved kan man bestemme, hvor lang tid siden det er, meteoritterne blev dannet. Jorden er nemlig dannet samtidigt med de andre planeter og smålegemer i solsystemet. (Foto: NASA)

Klimaets foranderlighed og istiderne blev påvist af glaciologen Louis Agassiz i 1840.

Selvom Jorden især i de sidste 2,6 mio. år har gennemgået store klimaændringer, og der nu er kommet stort fokus på CO2-udledningen og menneskets påvirkning af vores klima, så er klimaændringer ingen nyhed, når man ser på hele Jordens historie.

Faktisk ligger middeltemperaturen nu ca. 18 grader lavere end den gennemsnitlige temperatur for hele Jordens historie.

8) Magmaprocesser (differentiation)

At der forekommer magmatisk differentiation nede i Jordens magmakamre, er også en af de helt store opdagelser inden for geologien, fordi det har givet os et vigtigt indblik i Jordens indre, og de processer der danner skorpens bjergarter.

Magmatisk differentiation dækker over en række af processer, der fungerer som en slags sorteringsproces nede i magmakammeret.

Lavafontæner, som den på billedet, er et eksempel på, hvor man kan se, at der foregår magmaprocesser i undergrunden. Når varm magma presser sig op gennem overfladen, skabes vulkaner og man kan være heldig at se lavastrømme og fontæner. (Foto: Wolfgang Beyer)

På grund af disse processer kan det samme modermagma producere en hel række af bjergarter med forskellig kemisk og mineralogisk sammensætning.

Processerne blev foreslået af geologen N.L. Bowen i 1915, men allerede i 1912 observerede den danske mineralog N.V. Ussing differentiation i bjergarter fra Sydgrønland, og geologen L.R. Wager fandt Skærgårdsintrusionen i Østgrønland i 1930, som er det klassiske eksempel på differentiation.

9) Periodiske istider

I 1930'erne udviklede den serbiske astrofysiker Milankovitch en teori, som koblede Jordens bane om Solen, hældning og rotation til langtidspåvirkninger af klimaet.

Det er disse faktorer, der styrer, at vi får periodiske istider på Jorden, og at klimaet ændres med intervaller på 20.000 år, 41.000 år og 100.000 år.

I de sidste 2,6 mio. år har vi befundet os i Kvartærtiden, som har været præget af skiftende istider og mellemistider.

Under den sidste istid var det meste af den nordlige halvkugle dækket at et tykt lag is. De blå landområder viser, hvilke dele af landjorden der var dækket.

Det er vekslende isfremstød fra de forskellige istider, vi ser spor efter alle steder i det danske landskab. Vi befinder os i en mellemistid nu, som indtil videre har varet i ca. 10.000 år.

10) Jordens alder og dannelse

At Jordens alder kun er 30-60 mio. år yngre end vores solsystem, og at Jorden dannelse er tæt knyttet sammen med Månens dannelse, er en af de helt store opdagelser inden for geologien, og i virkeligheden også inden for den del af astronomien, der beskæftiger sig med vores eget solsystem.

Jorden opnåede sin nuværende størrelse, efter at en planet på størrelse med Mars kolliderede med den tidlige Jord.

Det var et sammenstød af enorm størrelse, og nedslagsenergien var voldsom nok til at smelte store dele af begge planetlegemer op og slynge materialet til Månen ud i kredsløb om Jorden.

 

Denne artikel er lavet i samarbejde med Minik T. Rosing, Professor ved Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.