Artikkel

Hotspot-vulkanisme på Grønland: – En korridor i Nord-Atlanteren dannet vulkansk landskap

Ny teori om vulkansk aktivitet på Grønland. Illustrasjonsbilde Grønland.
Grønland er jordens største øy. Forskerne har nå funnet en korridor med tynnere landmasse fra øst til vest over den sentrale delen av Grønland, som de forklarer med at Grønland beveget seg over en stasjonær hotspot. Foto: Colourbox

Hotspot-vulkanisme på Grønland: – En korridor i Nord-Atlanteren dannet vulkansk landskap

Vulkansk aktivitet knyttes primært til platetektoniske grenser på Jordens overflate, men vulkaner kan også oppstå ved at strømmer av magma stiger opp i såkalte hotspots. En gruppe forskere presenterer nå en teori om hvordan denne typen hotspot-aktivitet kan forklare massive, tidlige vulkanske utbrudd på Grønland og i den nordatlantiske regionen.

Vulkansk aktivitet kan oppstå langt borte fra Jordens plategrenser ved at strømmer av magma stiger opp fra Jordens dype indre. Dette kalles et varmepunkt eller en "hotspot". Når dette materialet når overflaten, bryter det gjennom jordskorpen for å danne en vulkan.

Når de litosfæriske platene (det ytre skallet på planeten vår) beveger seg over en slik hotspot, dannes det en kjede av vulkaner. En slik kjent øykjede er blitt laget ved at Stillehavsplaten har beveget seg vestover over Hawaii-hotspot'en.

Orforklaringer

Litosfære er det faste, ytterste laget på en steinete planet. På Jorden inkluderer litosfæren jordskorpen og det øvre laget av mantelen.

Mantelen, som betyr kappe, ligger under jordskorpa og over Jordens kjerne. Den ytterste delen av mantelen består av faste, tunge bergarter og utgjør sammen med de lettere bergartene i jordskorpa det vi kaller litosfæren. Den indre delen av mantelen består av flytende bergmasse.

Varmepunkt (engelsk «hotspot») er de steder på Jordens overflate der det strømmer magmatisk lava opp gjennom en søylestrøm («mantel plume») helt nede fra mantelen. På slike steder har det ofte vært vulkansk aktivitet over en lang periode.

Kilde: Wikipedia

I Atlanterhavet er også Island kjent som et sted for aktiv vulkanisme relatert til en dyp varmesøyle (en «plume»), men uten at en lignende kjede av vulkaner er funnet i tidligere tider.

Likevel, på både Grønland og langs nordatlanterhavsregionen er det mange utdødde vulkaner som hadde utbrudd for rundt 60 millioner år siden. Disse vulkanene er ikke ordnet i kjeder, men er i stedet fordelt over et stort område, slik at de ikke intuitivt vises som en tradisjonell hotspot-vulkanisme.

Et åpent spørsmål

En av forfatterne av artikkelen i tidsskriftet Nature Geoscience, professor Trond H. Torsvik ved UiOs Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED), sier:

Det har vært et åpent spørsmål om denne vidstrakte vulkanske aktiviteten ble forårsaket av søylestrømmen på Island som en enkelt kilde. For å finne ut av dette, kombinerte vi nylige resultater fra platerekonstruksjoner, seismisk tomografi og geodynamisk modellering for å vurdere hvordan og hvor søylestrøm-materialet strømmet opp under litosfæren for å forårsake den observerte vulkanismen.

Fant en korridor

Den tverrfaglige forskergruppen bestående av forskere fra Tyskland, Irland, Canada og Norge kunne imidlertid demonstrere at disse vulkanene også kan forklares av hotspot-aktivitet.

Forskerteamet, ledet av Bernhard Steinberger (GFZ og CEED), brukte i sine analyser høyoppløselige tomografiske bilder - en teknikk for å avbilde Jordens indre strukturer basert på jordskjelvsdata - for å finne en fortynnet korridor innenfor Jordens litosfære (se grafikk). Korridoren de fant, strekker seg fra øst til vest over det sentrale Grønland.

Figur over hot spot vulkanisme på Grønland og Nord Atlanteren. CEED team
Grønland beveget seg vestover (røde piler) over en aktiv og nær stasjonær varmesøyle for mellom 90 og 60 millioner år siden (Ma), noe som ga en øst-vest-korridor av fortynnet litosfære over Sentral-Grønland (bildet t.v.). Trolig var det sterkere aktivitet fra ~ 60 Ma, og magma fra den islandske søylestrømmen brøt gjennom og ga samtidig vulkanaktivitet på begge sider av Grønland. Daterte vulkaner er vist som røde sirkler (bildet t.h.). Den islandske varmesøylen ble sentrert under Øst-Grønland (gul stjerne i bildet t.h.) ved 60 Ma, og magma herfra strømmet mer enn 1000 kilometer langs undersiden av litosfæren, men forble nær den vestlige grensen på Grønland. Magma fløt også sør-sørvest langs Grønlands østgrense og mot Skottland og Irland. Grafikk: Forskerteamet/Alisha Steinberger

Korridoren kan ha blitt dannet da Grønland gled vestover og på tvers over den islandske søylestrømmen (hotspot) som fortsatt er aktiv innenfor Jordens indre. Dannelse av korridoren skjedde for 90 til 60 millioner år siden.

Er du interessert i forskning om Jorden, realfag og teknologi? Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt

Fra hva til hvorfor

Forskerteamet kunne med høy presisjon rekonstruere aktiviteten til den islandske varmesøylen for de siste 90 millioner årene, men:

Etter å ha rekonstruert aktiviteten til den islandske søylestrømmen, måtte vi fortsatt lete etter en forklaring på hvorfor. Hvis den var aktiv på vestre del av Grønland for 90 millioner år siden, hvorfor begynte da den vulkanske aktiviteten for ca. 60 millioner år siden? sier Steinberger.

Med en ny modell var forskerne i stand til å rekonstruere hvordan varmt materiale som steg opp fra søylestrømmen ble akkumulert innenfor korridoren. De fant ut at det varme materialet forårsaket at Jordens litosfære gradvis ble tynnet ut, noe som startet for 90 millioner år siden.

Steinberger fortsetter:

Vi antar at opphopningen og strømmen av varmt materiale fra Jordens indre, sammen med prosessen med plater som ble revet fra hverandre mot øst og vest, førte til at den opprinnelig tykke litosfæren ble tynnet ut i løpet av millioner av år. Disse geologiske prosessene førte til slutt til utbruddet av vulkaner for 60 millioner år siden og deres lokalisering i begge ender av landmassen.

I flere retninger

Det som i dag er kjent som den islandske varmesøylen, var tidligere sentrert under Øst-Grønland for 60 millioner år siden, og magma må ha forplantet seg horisontalt mer enn 1000 kilometer ved foten av den tynne korridoren i litosfæren over det sentrale Grønland.

Samtidig fløt magma også sørover mot De britiske øyer, innenfor et område som hadde gjennomgått omfattende kontinentoppsprekking over en periode på flere hundre millioner år.

Materialet fra den islandske søylestrømmen fløt over til de tynneste delene av litosfæren, og til slutt kunne den også ha utløst kontinentoppbruddet mellom Grønland og Eurasia (Norge) for rundt 55 millioner år siden på grunn av opp-ned-drenering av øvre del av søylestrømmen, forklarer Trond H. Torsvik.

Den vitenskapelige artikkelen:

Steinberger, B., Bredow, E., Lebedev, S., Schaeffer, A., Torsvik, T.H. 2018. Widespread volcanism in the Greenland-North Atlantic region explained by the Iceland plume. Nature Geoscience

Kontakt:  

Bernhard Steinberger, forsker ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk og Institutt for geofag

Les mer på Titan.uio.no:

Vil du vite mer om hotspots, prosesser i Jordens indre og den islandske varmesøylen, se denne videoen - som er laget av datteren til Bernhard Steinberger:

 

Kategori: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Dagens islandshester nedstammer antakelig fra hestene som ble gravlagt sammen med vikinger på Island.

Mektige islandske vikinger fikk hingster med seg i graven

Eldgammelt DNA fra 19 hester i vikinggraver er undersøkt, og det viste seg at alle unntatt én var av hankjønn. Det tyder på at de virile og til dels aggressive dyrene ble slaktet som ledd i et gravferdsritual som skulle markere den avdøde vikingens status.

Else-Ragnhild Neumann

Et forskerliv i stein og vulkaner

Hun ble Norges første kvinnelige professor i geologi og er ikke minst kjent for sine funn om det vulkanske Oslofeltet. På hennes 80-årsdag, 7. desember, deles den første prisen ut i Else-Ragnhild Neumanns navn.