Tag med forsker på ekpedition til Arktis

Geolog Christian Knudsens blog på Videnskab.dk har ligget stille hen nogle år - men nu hvor han tager af sted på ekspedition til Arktis for at samle prøver til to forskellige projekter, får bloggen en revival.

1. Det ene projekt handler om landhævning, og om hvordan landskaberne i det nordligste Grønland og Canada er blevet formet.
2. Det andet projekt koncentrerer sig mere om spørgsmålet om, hvad der så sker, når landskabet er blevet løftet.

»Det, vi ønsker med bloggen, er at lave en dagbog, som holdes opdateret så jævnligt som muligt. Hver dag på sådan en tur ser man noget nyt, som ingen har set før. Ting, der kan beskrives med ord og billeder. Målet er at beskrive de geologiske opdagelser på en levende måde,« siger Christian Knudsen.

Projekt 1: Undersøge den canadiske side af Baffin-bugten

I Vestgrønland er plateau-fladen dannet som en flodslette nær havniveau for cirka 30 millioner år siden og først derefter hævet til sin nuværende højde.

Fra geologiske undersøgelser i Vestgrønland ved man, at de op til to kilometer høje fjelde er dannet gennem to – i geologisk sammenhæng – unge episoder af landhævning, der startede for cirka ti millioner år siden.

Men hvordan forholder det sig på den canadiske side af Baffinbugten? Det skal Christian Knudsen undersøge i det første projekt.

Baffin Island har mange træk til fælles med Vestgrønland: Høje fjelde ud mod kysten og et terræn der skråner jævnt væk fra havet. Desuden er mange fjelde flade, og toppene er karakteriseret af et meget vidtstrakt plateau.

Landskabsdannelsen kan sammenlignes med de norske fjelde

Meget tyder på at den geologiske udvikling på begge sider af Baffinbugten har været symmetrisk i de seneste millioner år og har fulgt den type landskabsdannelse, som mange kender fra Norge, hvor fjeldene i vest næsten alle sammen har en top i samme højde, forklarer Christian Knudsen, der er tilknyttet GEUS - De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland.

Når man rykker østover gennem de norske fjelde, falder niveauet jævnt og ender i havniveau i Stockholm. Landskabet minder om en plade, der er vippet op, så den er højest i Vestnorge. I pladen har vind, vejr, is, frost og tø så skåret det landskab, vi kender i dag.

En lignende landskabsdannelse kan man altså se i Grønland og på den store canadiske ø, Baffin Island, hvilket Christian Knudsen og hans kolleger på GEUS og i Canada vil undersøge nærmere.

»Der er nogle forskellige teorier om, hvorfor det ser sådan ud, men for at vi kan være sikre, må vi først finde ud af, hvornår det er sket. Der kan muligvis være en sammenhæng med andre episoder i landskabsdannelsen,« siger Christian Knudsen.

Avanceret teknik skal afsløre alder

For at vide om fjeldene langs den canadiske side af Baffinbugten er lige så unge som i Vestgrønland, vil forskerne udføre to forskellige typer undersøgelser.

I den ene vil de indsamle prøver af grundfjeld og sedimenter, som skal undersøges med den meget avancerede teknik, ’apatit fissions-sporsanalyse’.

»Med denne metode kan man analysere mikroskopiske fissions-spor i mineralet apatit, der indeholder radioaktivt uran,« siger Christian Knudsen.

Når uran henfalder, bliver henfaldsprodukterne skudt fra hinanden med så stor energi, at de danner spor i apatit-kornenes overflade.

De såkaldte ’fissionsspor’ bevares kun, hvis temperaturen er så lav, at materialet ligger mindre end tre kilometer fra Jordens overflade.

Temperaturen stiger, jo længere man kommer ned

Antallet af fissionsspor stiger, jo længere apatitten i en bjergartsprøve har ligget på lav dybde, og giver derfor et mål for hvor længe prøven har ligget i en given dybde.

Højere temperatur fører til kortere spor, så længden af fissionssporene kan derfor bruges til at tolke temperaturen.

På den måde er det muligt at beregne, hvornår en bjergartsprøve er blevet afkølet som følge af, at dæk-lagene over prøven er blevet fjernet ved erosion.

Fjeldplateauer på Baffin Island skal kortlægges

Derudover skal forskerne kortlægge fjeldplateauerne på Baffin Island og fastlægge, hvordan de relaterer sig til de yngre sedimenter, der er i området.

»Dermed kan vi finde en relativ alder for, hvornår plateauerne er dannet ved erosion og efterfølgende landhævning,« siger Christian Knudsen.

Ved at sammenholde erosions-historien vurderet ud fra fissions-sporsresultaterne med kortlægningen af plateauerne, forventer Christian Knudsen og hans kolleger at kunne udvikle en samlet model for hvornår plateau-fladerne er dannet og hvornår de er blevet løftet til deres nuværende højde.

Projekt 2: Finde sandets DNA

Det andet projekt, Christian Knudsens ekspedition skal undersøge, handler om, hvad der sker, når landskabet er blevet løftet op.

Ved hjælp af nye metoder kan man undersøge det sand, der er skyllet ud i havet, og forsøge at fastslå, hvor sandet er blevet slidt af de opløftede områder.

»Vi arbejder med at udvikle metoder til en slags DNA-kodning af sandpartikler. De fleste sandkorn består af kvarts (SiO2), der udgør de hvide korn i sandet. Men derudover indeholder sandet andre ofte mørke mineraler, der hver især husker ting om, hvordan de er skabt. For eksempel husker mineralet zirkon alderen for, hvornår det er krystalliseret,« siger Christian Knudsen.

Zirkon indeholder uran, og når en zirkon-krystal dannes, så er det ligesom et timeglas. Uran henfalder nemlig gradvist til bly, og ved at måle forholdet mellem uran og bly kan man aldersbestemme sandpartiklen.

Andre mineraler husker ting som det tryk og de temperaturer, de er skabt ved, eller den kemiske sammensætning af de magmaer, de er krystalliseret ud fra, forklarer han.

To formål med prøveindsamlingen

Prøveindsamlingen har to formål:

1. Dels at indsamle prøver af flodaflejringer der karakteriserer det opland, floden har, og dermed laver ’fingeraftryk’ af området.
2. Dels at indsamle prøver af gamle sandsten der er skyllet sammen af nedbrydningsprodukter fra tidligere tiders nedslidning af fjeldene.

»Ved at bruge ’fingeraftrykket’ fra floderne med aftrykket fra sandstenene håber vi at kunne fastslå, hvorfra materialet i sandstenene kommer.

Men det kræver, at vi har et meget stort ’bibliotek’ af prøver fra floder i hele regionen. Derfor håber vi i år på, at vi kan samle prøver hele vejen fra Ellesmere Island i nord til Labrador i syd,« siger Christian Knudsen og tilføjer, at GEUS tidligere har samlet prøver fra hele Vestgrønland.

Christian Knudsen er bidt af Arktis

Grønland og Arktis har fulgt Christian Knudsen gennem hele hans professionelle karriere. Han var første gang i Grønland i 1975, da han uddannede sig til geolog.

Som geolog er Grønland enormt spændende på grund af bjergkædefoldninger og landskaber, hvor man kan se, hvad der er sket gennem hele jordens historie.

Christian Knudsen

»Som geolog er Grønland enormt spændende på grund af bjergkædefoldninger og landskaber, hvor man kan se, hvad der er sket gennem hele Jordens historie. Man kan gå og studere det, der er sket. I Danmark er det hele dækket af jord,« siger han.

Men Christian Knudsens passion er ikke kun professionel. Han har også en personlig forkærlighed for Arktis.

»Jeg har udviklet en stor kærlighed til Arktis. Jeg bliver fascineret af, hvor langt øjet kan vandre i Arktis. Jeg bruger benene. Og så er der noget med farverne, den skarpe, friske luft deroppe og de utrolig søde folk, man møder i byer og bygder. Det er hele det følelsesmæssige spektrum, jeg bliver ramt af,« siger han.

Forskerens begejstring skal smitte læserne

Christian Knudsen håber at hans egen passion kan dryppe over i de blogindlæg han kommer til at lave.

»Min drøm for bloggen er, at vi laver noget, der giver dem, der læser den, en opfattelse af, at naturvidenskab er noget, der er sjovt og spændende. Forhåbentlig kan folk få nogle andre billeder på, hvad der er fascinerende ved mit arbejde. Derudover håber jeg, der kommer følelser og oplevelser ind, så folk kan mærke min begejstring for mit fag,« siger han.

Ekspeditionen starter 25. juli og varer omkring seks uger, afhængigt af hvordan det praktiske går.

Du kan følge Christian Knudsen og de to studerende på deres tur her.