Geologisk katastrofeområde
Vestlandet er en del av et gammelt geologisk katastrofeområde, siden vi ligger nær kollisjonssonen mellom to store kontinenter, som støtte sammen for over 400 millioner år siden. Skadene var svært omfattende, spesielt i nordvest. Kontinentalskorpe og havbunnsskorpe ble krøllet og presset sammen. Deler av skorpen nærmest «sprutet» ut til sidene som skyvedekker. Møysommelig arbeid og moderne teknikker har gjort det mulig å finne ut hvordan utviklingen var i tiden like før og under denne kollisjonen.
Kontinenter i bevegelse
Effekten av den kaledonske fjellkjeden preger svært mye av Hordalands berggrunn. Dypbergarter ble omvandlet til gneiser, leirsteiner til fyllitt og glimmerskifer, basalter til grønnsteiner og amfibolitter, osv. Men hva er egentlig årsaken til at kontinenter kolliderer?
Vi vet at jordplatene, inkludert de store kontinentene, nærmest flyter oppå den tyngre mantelen, omtrent som store isflak som driver omkring på havet. Mantelen tilsvarer vannet, og jordplatene er isflakene. Strømninger i de varme og seige bergartsmassene i mantelen under jordskorpen gjør at kontinentene beveger seg i forhold til hverandre. For eksempel fjerner Norge og Grønland seg i dag med en hastighet på knappe 2 centimeter i året, mens India beveger seg nordover og inn i Asia med 4–5 centimeter i året. Disse bevegelsene høres kanskje ikke så imponerende ut, men i løpet av millioner av år kan dette bli til atskillige titalls kilometer.
I siste del av kambrosilurtiden, for ca.400– 500 millioner år siden, var bevegelsen den motsatte av i dag. Det førte til at Vest-Norge og Grønland til slutt braste sammen i en sakte, men likevel voldsom kollisjon. Resultatet ble at jordskorpen ble presset sammen, og en enorm fjellkjede, den kaledonske fjellkjeden, oppstod langs Skandinavias vestkant og Grønlands østside.
I størrelse kan denne fjellkjeden sammenlignes med Himalaya-fjellkjeden, hvor bergarter blir presset opp, mens India sakte, men sikkert seiler inn i det asiatiske kontinentet. En slik kollisjon går over mange millioner år. De sterke kreftene som virker i slike kollisjonssoner, eller fjellkjeder, fører til at bergartene i dypet blir presset flate eller «smurt ut». Nærmere overflaten dannes det forkastninger og sterke jordskjelv. Den gang lå fjellet flere kilometer over dagens jordoverflate i Hordaland, fjell som gradvis er blitt tært bort av elver, isbreer og andre krefter som har virket siden silurtiden. Vi kan i dag altså vandre omkring dypt nede i roten av det som en gang var en fjellkjede dagens Himalaya.
Norge ved oldtidens begynnelse
Før den kaledonske fjellkjeden begynte å reise seg, var hele Norge et flatt kontinent på linje med dagens amerikanske Midtvesten eller Finland og Russland. Flere hundre millioner år var gått siden forrige fjellkjededannelse, og naturkreftene hadde hatt god tid til å tære ned fjell og topper. På denne tiden hang Norge, resten av Skandinavia og Russland sammen med Grønland og det nordamerikanske kontinentet. Disse kontinentene var blitt sveiset sammen flere hundre millioner år tidligere, under den svekonorvegiske fjellkjededannelsen (forrige artikkel).
Ved overgangen fra jordens urtid til oldtiden sank dette flate landskapet langsomt ned i havet. Dermed ble det dannet et grunt hav, som etter hvert dekket hele Sør-Norge og størstedelen av Skandinavia. På denne havbunnen samlet det seg sakte, men sikkert lag av strandgrus, sand og leire.
Lenger vest, mellom Norge og Grønland, ble det nå dannet et nytt havområde. Det ble til ved at Grønland og resten av det amerikanske kontinentet på den ene siden og Norge på den andre siden sakte drev fra hverandre på samme måte som i dag. Til slutt røk den kontinentale skorpen mellom Norge og Grønland. Det var den gamle svekonorvegiske sveisen mellom de to kontinentene som røk, etter å ha holdt i over 400 millioner år. Norge og Grønland drev fra hverandre, og det dannet seg ny havbunnsskorpe ved at varm og flytende magma fra mantelen steg opp og fylte tomrommet mellom kontinentene. Det samme skjer i dag på Island og ellers langs den midtatlantiske ryggen midt mellom Norge og Grønland.
Norge og Grønland nærmer seg igjen
Vi vet ikke hvor langt Norge og Grønland drev fra hverandre. Kanskje var de like atskilt som i dag. Men en gang i overgangen mellom kambrium og ordovicium for rundt 500 millioner år siden snudde bevegelsene. De to landene og kontinentene de tilhører, begynte igjen å nærme seg hverandre. Havbunnsskorpen som «nettopp» var dannet i det gamle havet mellom Norge og Grønland, fikk dermed trange kår. Den kjente presset fra de to kontinentene som nå var begynt å drive mot hverandre. Havbunnsskorpe er tyngre enn kontinentalskorpe, og havbunnsskorpen sank derfor ned i mantelen. Én eller flere subduksjonssoner ble dermed dannet – soner der havbunnsskorpe glir ned i mantelen hvor den opprinnelig kom fra. Dette er naturens egen storstilte måte å resirkulere bergarter på.
Leirsedimenter og lignende som følger med ned i subduksjonssoner, inneholder relativt mye vann. Dette fører til at det danner seg smelter i dypet. Slike smelter er lettere enn omgivelsene og trenger seg opp gjennom den overliggende jordskorpen. Det som størkner på vei opp, danner dypbergarter som granitt og gabbro. Steinsmelte som når overflaten, danner rekker av vulkanske øyer som ofte får en buet form. Moderne eksempler på slike øyrekker eller øybuer finner vi ved subduksjonssonene i Stillehavet.
De såkalt eksotiske bergartene av kambrosilurisk alder på Vestlandet er rester etter blant annet slike øyrekker. Vi finner også enkelte rester etter den gamle havbunnsskorpen som ble dannet i oldtidshavet mellom Norge og Grønland. Mest utbredt er dypbergartene som trengte inn i denne havbunnsskorpen. I Sunnhordland og Austevoll finner vi store mengder av slike dypbergarter, som spenner fra gabbro (eldst) til senere granodioritter og granitter. En del dagbergarter (lavabergarter) finnes også. Det er mulig å skille disse dypbergartene og lavaene fra de lignende, men eldre bergartene i grunnfjellet ved dateringsmetoder og kjemiske analyser. Dateringer med uran-bly- og rubidium-strontium-metodene tyder på at øyrekker og subduksjonssoner ble utviklet allerede for rundt 490 millioner år siden, og var i aktivitet fram til for rundt 430 millioner år siden.
Mange forskere antar at slike øybuer først og fremst fantes på den nordamerikanske/ grønlandske siden av det forhistoriske havet mellom Norge og Grønland. Dette må ha vært et område med rykende vulkaner og hyppige jordskjelv, mens det i Hordaland trolig var roligere forhold. I dag finner vi rester av disse øybuekompleksene både på Newfoundland og langs den norske vestkysten, som et resultat av den påfølgende kollisjonen mellom Norge og Grønland.
Norge og Grønland kolliderer
Norge og Grønland drev mot hverandre i nærmere 100 millioner år i ordovicium-silurtiden. Til slutt var det meste av havbunnsskorpen presset ned i mantelen igjen. Men kontinentene fortsatte å bevege seg mot hverandre, og Grønland og Norge braste sammen i en intens kollisjon. Akkurat når dette skjedde, er ikke helt klart, men det var i silurtiden, trolig for rundt 425 millioner år siden.
De to kontinentene var like lettflytende, og begge hadde de samme forutsetninger for å bli presset ned i den glovarme mantelen. I det voldsomme sammenstøtet som oppstod, ble store flak revet løs fra kontinentenes ytterkanter og skjøvet bort fra kollisjonssonen. Det var Vestlandet som måtte bukke under for presset fra Grønland, og vestlandsskorpen ble trykket ned i mantelen under kollisjonssonen. Jo lenger mot nordvest vi går på Vestlandet, jo dypere ble grunnfjellet skjøvet ned. Samtidig ble stadig nye stykker grunnfjell revet løs. De ble fraktet mot sørøst, over grunnfjellet og de overliggende leiravsetningene som hadde blitt avsatt i det grunne havet tidligst i oldtiden.
Både trykket og temperaturen steg da skorpen ble presset ned. Resultatet var at leiravsetningene oppå grunnfjellet ble omdannet til fyllitt og glimmerskifer.
Jo lenger vest eller nordvest vi kommer, jo mer omfattende var ødeleggelsene av det gamle Vestlandet. Det er omtrent som to biler som kolliderer. Treffer de hverandre front mot front, vil ødeleggelsene på bilene øke i omfang mot fronten. Det er dette vi ser i dag i Hordalands grunnfjell. I sørøst er det for det meste upåvirket av kollisjonen, og strukturene fra jordens urtid har fått være i fred. I nordvest er det derimot svært forgneiset og utvalset. Urtidsstrukturene er presset flate under kollisjonen.
Skyvedekkene kommer
Langt mot nordvest, hvor det i dag er hav, ble effekten av kollisjonen størst. Der ble enorme stykker av grunnfjellet revet fullstendig løs og skjøvet mot sørøst. Det samme skjedde med det som var igjen av havbunnsskorpen og de vulkanske øyrekkene som ble dannet over subduksjonssonene. Slike bergartsmasser på flukt bort fra kollisjonssoner kalles skyveflak eller skyvedekker. Skyvedekkene ble stablet oppå hverandre. Stabelen var tykkest i nordvest og minket mot sørøst. Noen av dekkene vandret nesten helt til Oslo. De gled oppå det tynne laget av fyllitt som finnes oppå grunnfjellsflaten. Fyllittlaget er rikt på glimmermineraler (opprinnelig leirmineraler) og fungerte derfor som et effektivt smøremiddel under bevegelsene. I kakemodellen for hordalandsgeologien er fyllitten å sammenligne med det bløte og tynne vaniljelaget over den tykke kakebunnen. Det er langs vaniljelaget de overliggende kakelagene lettest vil kunne gli.
De kontinentale skyvedekkene
Det ble utviklet både store og små skyvedekker av grunnfjellsbergarter under kollisjonen. Noen av dekkene ble revet av langt nordvest for Hordaland, andre lenger sørøst. Det største skyvedekket vi finner i dag, er kjent som Jotundekket. Det strekker seg fra Vikafjellet i vest til Valdres i øst og var en gang mange kilometer tykt. I Jotunheimen er dette dekket best bevart. Her ligger det som en kappe over fyllittlaget i store områder. Når vi nærmer oss Hordaland, blir Jotundekket mer usammenhengende. Der er det daler som skjærer ned til grunnfjellet gjennom både skyvedekkene og fyllitten, mens skyvedekkene danner de velkjente skarvene, som Reineskarvet og Hallingskarvet. Når vi kommer inn over Hardangervidda, er det meste av skyvedekkene borte. Bare på de høyeste toppene, som Hardangerjøkulen og Hårteigen, er dekkebergartene bevart fra erosjon. Mot Røldal og Haukeli er igjen betydelige mengder dekkebergarter bevart. Her har de fått samlenavnet Hardanger-Ryfylkedekkene. Fra Vikafjellet til Hardanger finner vi Bergsdalsdekkene som gigantiske linser eller flak mellom Jotundekket og grunnfjellet, delvis smurt inn i fyllitten under de voldsomme bevegelsene.
De store grunnfjellsdekkene, som Jotundekket og Hardanger-Ryfylkedekkene, tolkes til å være Vestlandets forlengelse mot nordvest før kollisjonen mellom Norge og Grønland. Det gamle Hordaland ble brutt opp i flak som delvis ble stablet oppå hverandre. Trekker vi disse flakene, skyvedekkene, tilbake slik at de blir liggende etter hverandre, ser det ut som om de store grunnfjellsdekkene må ha ligget nordvest for dagens kystlinje. Vi snakker da om bevegelser av disse enorme dekkene i størrelsesorden flere hundre kilometer. Både Hordaland og Sogn og Fjordane må ha strukket seg langt mot nordvest og utgjorde trolig flere ganger dagens areal. Under denne transporten, som varte i flere millioner år, ble fyllittlaget under dekkepakken voldsomt utvalset. Den opprinnelige lagdelingen, som de leirrike lagene fikk under avsetningen, ble i stor grad visket bort. Vi kan se folder i fyllitten som ble dannet da skyvedekkene beveget seg over som en gigantisk kjelke. Men også selve dekkebergartene ble stedvis ødelagt eller deformert.
Det meste av deformasjonen og omdanningen foregikk langs bunnen av dekkene. Høyereliggende deler av dekkene har derfor bevart mange av urtidsstrukturene som til dels ligner dem vi ser i grunnfjellet under fyllitten. Jotundekket er det beste eksempelet på dette. Langs bunnen er bergartene utvalset til det ugjenkjennelige, men et par hundre meter over kan vi mange steder se grunnfjellsstrukturer som er nærmest upåvirket av den kaledonske deformasjonen.
Kaledonske «fartsstriper»
Den kaledonske deformasjonen av dekkebergartene viser ofte en lagdeling som ble dannet under innskyvningen. I tillegg er det gjerne utviklet en stripning eller linjestruktur i disse lagene. Geologene kaller slike gjennomgående linjestrukturer lineasjoner. Det kan være konglomeratboller som har blitt dratt ut i en spesiell retning, som på Sandviksfjellet ved Bergen, eller det kan være ansamlinger av mineraler som har fått en avlang, nesten blyantaktig form under dekketransporten. Slike lineasjoner er av spesiell interesse, fordi de kan fortelle oss noe om retningen på dekkebevegelsene under kollisjonen.
Det har vært mye uenighet om hvordan denne sammenhengen egentlig er. I første del av det tjuende århundret mente mange, med den østerriske geologen Sander i spissen, at lineasjonene måtte være dannet på tvers av bevegelsesretningen, omtrent som rullestokker som ligger på tvers under noe tungt som blir dratt over. Mot midten av det samme århundret skjønte en at lineasjonene var dannet ved utstrekning da de enorme skyvedekkene beveget seg, og dermed peker i transportretningen. Den bergenske geologen Anders Kvales doktorgradsarbeid fra Bergsdalsdekkene på 1940- tallet var ett av arbeidene som fikk betydning for denne tolkningsendringen. Han kartla lineasjonsmønsteret i området Kvamskogen– Voss og tolket dem til å vise transport av skyvedekkene mot øst over grunnfjellet og fyllittsonen. Denne oppfatningen er i store trekk gjeldende også i dag.
De oseaniske, eksotiske dekkene
Oppå skyvedekkene av grunnfjellsbergarter ligger de eksotiske bergartene. Disse bergartene utgjør en egen familie skyvedekker som ble stablet på toppen av grunnfjellsdekkene under kollisjonen mellom Grønland og Norge. Vi finner dem bevart i de kystnære delene av Hordaland. Lenger øst har de nok også vært, men har blitt fjernet ved landhevning og erosjon. Det er trolig disse bergartene som har blitt fraktet lengst fra sitt opphavssted. Som vi har vært inne på tidligere, kan de ha blitt dannet på grønlandssiden av havet som skilte Norge og Grønland før kollisjonen. Under kollisjonen ble de presset opp over grunnfjellsdekkene, både på Vestlandet og på Øst- Grønland.
Også i disse eksotiske, oseaniske dekkene finnes det store partier som ikke er særlig påvirket av den siste transporten over grunnfjellet. Spesielt gjelder dette de stive dypbergartene i Sunnhordland og Austevollområdet, hvor strukturer fra deres tilblivelse og oseaniske forhistorie er bevart. Enkelte steder, som på Stord og i Os, har selv fossiler av dyr som levde i det gamle havet, blitt bevart gjennom denne siste lange transportetappen.
Fjellkjeden faller sammen
Etter at Grønland og Norge hadde kollidert og Vestlandet var blitt presset ned i dypet mot vest, stoppet kollisjonsprosessen opp. De sterke kreftene som presset de to kontinentene sammen, avtok i styrke, og kontinentene begynte å drive fra hverandre igjen. Dette skjedde i begynnelsen av devontiden for rundt 405 millioner år siden. Hvordan vet vi så at bevegelsene ble reversert på denne tiden?
Vi har allerede sett at da skyvedekkene ble innskjøvet, skjedde mesteparten av deformasjonen langs fyllittsonen under skyvedekkene og i bunnen av dekkene.
Dersom vi studerer de mange strukturene som er bevart i denne sonen, viser de i hovedsak at skyvedekkene ble transportert mot vest og nordvest. Dette er det motsatte av det vi i utgangspunktet kunne vente oss. Alle var og er fortsatt enige om at skyvedekkene forflyttet seg mot sørøst fra kollisjonssonen mellom Norge og Grønland. Nærmere undersøkelser viste imidlertid at det finnes et eldre sett strukturer som ble dannet under innskyvningen av skyvedekkene. Dermed var historien klar: Etter innskyvningen beveget hele dekkepakken seg tilbake mot nordvest. En regner med at denne tilbakeglidningen av skyvedekkene var i størrelsesorden 20–30 kilometer. Dette er en imponerende distanse å forflytte de voldsomme bergartsvolumene som skyvedekkene utgjorde, selv om det bare er snakk om en tiendedel av innskyvningsdistansen.
For å forstå det som hendte etter kollisjonen, kan vi tenke oss en far som skyver gutten sin på en kjelke (skyvedekkene) på snøen oppover en slak bakke. Når faren slutter å skyve og slipper kjelken, vil den kunne skli litt tilbake, slik skyvedekkene gled tilbake mot nordvest.
Etter at skyvedekkene hadde glidd tilbake noen få titalls kilometer, stoppet denne bevegelsen. Jordskorpen på Vestlandet ble nå hakket opp av svære forkastninger. I dypet var fjellet mykere på grunn av stort trykk og høy temperatur, slik at fjellet her ble dratt ut som en myk deig. Hardangerfjorden går langs en slik forkastning eller skjærsone som en gang var dypt nede. Her har nordvestsiden av fjorden falt ned flere kilometer i forhold til sørøstsiden. Derfor er det grunnfjellsbergarter helt til topps på Folgefonnhalvøya, mens vi på nordvestsiden finner de eksotiske bergartene bevart. En annen betydelig sone løper langs Fensfjorden, som markerer den østlige grensen av det som geologene kaller Bergensbuene. Også her er det den vestlige delen som er falt ned. I Seljestadjuvet i Odda kommune kan vi se en mindre utgave av disse bevegelsessonene langs den gamle veien. Dette er strukturer som har hatt stor betydning for utviklingen av landformer, især Hardangerfjorden, som i store trekk er gravd ut langs en av de store forkastningene.
Både tilbakeglidningen av skyvedekkene og de (nord)vestoverhellende bevegelsessonene gjorde at jordskorpen ble tynnere. Den var blitt ekstra tykk under kollisjonen, men ble nå fortynnet til en mer ordinær og stabil tykkelse. Da dette var skjedd, kunne jordskorpen på Vestlandet ta det mer med ro.
