Et gigantisk vulkanutbrudd på Island for mer enn år siden har satt. interessante spor etter seg. De er til stor hjelp for å sammenligne klimaet

Transkript

1 Et tynt sandlag og en vulkansk Et gigantisk vulkanutbrudd på Island for mer enn år siden har satt interessante spor etter seg. De er til stor hjelp for å sammenligne klimaet og den geologiske utviklingen på Grønland, i Atlanterhavet og i Europa. 28 GEO Mars 2011

2 Foto: David Karnå?? ASkesky GEO Mars

3 Tekst: Jan Mangerud, professor emeritus, Universitetet i Bergen Da askeskyen fra Eyafjallajøkull nådde Europa og stoppet flytrafikken våren 2010 kom det snart spørsmål om dette var en enestående hendelse eller om det hadde skjedd før og om vi kunne vente mer i framtiden. Jeg kunne fortelle aviser og fjernsyn at dette hadde hendt flere ganger i historisk tid, altså de siste tusen år, og at noen av askened fallene hadde vært mye større enn dette. Ett av dem (1875), som ble beskrevet av den norske forskeren Henrik Mohn, omtalte jeg i siste nummer av GEO. Her skal jeg fortelle om det største askenedfallet fra Island på minst år, også dette først oppdaget av norske forskere nesten. Foto: Marte Mangerud Et annerledes sandlag Vulkansk aske kan brukes til mange slags studier for å forstå geologiske prosesser og Jordas historie. For oss kvartærgeologer, som arbeider med å korrelere hendelser med en presisjon på ned til ti år, er askelag avsatt i løpet av ei uke eller to derfor et fantastisk verktøy. I september 1978 sto jeg med studenter på en flåte på Gjølvatnet på Sula, rett over fjorden fra Ålesund. Vi skulle bore gjennom sedimentene på bunnen av vannet. Det var Inger-Lise Kristiansen og Sven-Erik Lie på bore-flåten på Endrevatn nær Vedde i jo ikke akkurat noen high-tech oljeplattform vi brukte, men riggen ga kontinuerlige og helt uforstyrrete borkjerner med dia meter 11,5 cm, så vitenskapelig sett var det et utmerket utstyr, og vi benytter det frem deles med stort vitenskapelig utbytte. Vi boret først gjennom noen meter med ferskvannsgytje (et brunt, organisk sediment). Under dette fant vi det vi var ute etter, nemlig et tynt lag med brakkvannsedimenter som demonstrerte for oss at havet gikk inn i dette bassenget på flo sjø. Under her igjen ligger marin leire som viser at havnivået var enda høyere på et tidligere tidspunkt. Gjølvatnet ligger 23,3 m o.h., og vi hadde altså nå materiale til å datere når havet på flo sjø sto akkurat så høyt ved ålesund. Det var hovedformålet med å bore. Vi fortsatte likevel å bore nedover i den marine leira i håp om å finne skjell dypt nede som vi kunne bruke til å datere når innlandsisen forsvant her. På 10,78-10,80 m dyp støtte vi på et sandlag som var annerledes enn de andre sedimentene, og jeg noterte svart sandlag. Det samme laget fant vi igjen på forskjellig dyp i alle kjernene i Gjølvatnet, og vi benyttet det til å korrelere mellom kjernene for å konstruere et profil av lagene i bassenget. Sommeren etter boret vi flere andre vann og myrer rundt Ålesund. For å finne hvordan havnivået hadde forandret seg gjennom Foto Jan Mangerud 5,3 m Foto: Øystein S. Lohne Foto: Jan Mangerud Veddeasken 5,4 m 5,5 m Foto av Vedde Askelag i Dalevatn på Gurskøy, Sunnmøre. Mikroskopfoto av Veddeasken. De klare kornene som ser ut som knust vindusglass er sure (rhyolittiske) og de er deler av glassbobler som kom opp av lavaen og sprakk. De brune kornene er basaltiske. JMa_2010_GEO2.ai 30 GEO Mars 2011

4 tid, var det jo ikke nok å bestemme når det sto 23 m o.h. Vi boret derfor innsjøer både høyere og lavere enn Gjølvatnet, og vi fant et lignende sandlag i de fleste. Viktigst for forståelsen var at vi fant sandlaget i innsjøer som lå høyere og hvor det lå i ferskvannsedimenter. Det svarte sandlaget kunne altså ikke ha blitt avsatt av en prosess bare i havet. Under feltarbeidet moret vi oss med hypoteser om den store sandstormen på Sunnmøre og om vulkanen på kontinentalsokkelen utenfor Ålesund. Vi forkastet imidlertid begge ideene fordi det er lite sand på Sunnmøre, og en vulkan for ca år siden på sokkelen? Nei, den gikk ikke. Sandlaget var på det meste oppunder 25 cm tykt, så tanken på Island var enda fjern. Det var bare helt i nærheten av vulkanene på Island jeg hadde sett så tykke askelag. Vedde Askelag fra Island Sandlaget vakte vår nysgjerrighet, men vi var ute etter å bestemme landhevningen og datere isavsmeltingen, så en nærmere undersøkelse ble utsatt enda en stund. Men endelig kom sanden under mikroskop, og stor var forundringen og begeistringen over at mesteparten så ut som knust glass. Det var altså virkelig vulkansk aske, men ikke fra en vulkan på sokkelen. Så i og for seg hadde vi rett i å forkaste den hypotesen. Vi kalte det Vedde Askelag, etter gårdene nær Langevåg på Sula der asken først ble funnet, og hvor laget er veldig tydelig i tre innsjøer og myrer 1. Da jeg var stipendiat ved Universitetet i Stockholm våren 1965 lette Christer Persson som førstemann systematisk etter aske i holosene lagfølger i Norge. Han brukte lysbrytningsindeksen av glasskornene som viktigste karakteristikk og fant flere askelag, bl.a. fra Askjautbruddet i I mellomtiden hadde det skjedd en rivende utvikling av instrumenter, og i Bergen hadde vi nå en mikrosonde hvor vi kunne få en full kjemisk analyse av hvert enkelt glasskorn, helt ned til 0,1 mm i diameter. Det ble fort klart at asken kom fra Island. Nå fikk jeg også glede av mitt gode vennskap med Sigurdur Thorarinsson. Vi fikk både publiserte og upubliserte resultater fra islandske vulkaner. Veddeasken består 1 Mangerud, J., Lie, S.E., Furnes, H., Kristiansen, I.L. and Lømo, L. (1984). A Younger Dryas ash bed in Western Norway, and its possible correlations with tephra in cores from the Norwegian Sea and the North Atlantic. Quaternary Research 21, Persson, C. (1967): Försök till tefrokronologisk datering i tre norske myrar. GFF 89, Grønland ASKE DRYSSER FRA SMELTENDE SJØIS Katla av to populasjoner, en sur (rhyolittisk) og en basaltisk, og den kjemiske sammensetningen viste at de kom fra Katla, i alle fall hvis begge kom fra samme utbrudd, noe som er bekreftet JMa_2010_GEO1.ai av senere undersøkelser. Nå burde jeg vel være flau for at det gikk to år før vi fant ut at dette laget var vulkansk aske. Men vi forskere finner dessverre altfor ofte bare det vi leter etter. Vulkansk aske hadde jeg den gang nesten bare sett under en ekskursjon på Island ledet av Sigurdur Thorarinsson, og det var ikke noe jeg lette etter i Norge. Veddeasken er vidt utbredt Da vi arbeidet med analysene fikk vi fra amerikanske kolleger prøver fra et lag som kalles Ash Zone I i borkjerner fra Nord- Atlanteren. Sandkornene i dette laget er droppet fra isfjell og sjøis som hadde drevet fra Grønlandshavet-Norskehavet, ut mellom Grønland og Island og så smeltet i Nord- Atlanteren. Dette laget kan ikke sees som et askelag, en kan bare finne spredte askekorn Diagram viser sammensetning av vulkansk aske og lava fra Island, Jan Mayen og Laacher See distriktet i Tyskland. De to mørke feltene viser de to populasjonene i Veddeasken. Det er tydelig at Vedde er fra Island. Fra Mangerud at al Yngre Dryas isbre Utvalgte funnsteder og utbredelsen av Veddeasken. I Norskehavet og den viste sonen med isflak i Nord- Atlanteren finnes den i nesten alle borkjerner. Modifisert etter Vorren og Mangerud 2006 (i Hvordan landet vårt blir til Norges geologi). i mikroskop. Vi fant at Ash Zone I inneholder aske fra utbrudd av flere forskjellige vulkaner på Island, men vi fant også mye Veddeaske. Vi var altså ikke de aller første til å påvise Veddeasken, men Ash Zone I egner seg ikke som referanse siden det inneholder flere asker avsatt over noen hundre år. På grunn av problemer med radiokarbondatering av marine prøver (bioturbasjon og reservoaralder) hadde de også fått for unge aldre på Ash Zone I. Vedde er derfor blitt stående som navnet på asken, og ved et søk på Google for Vedde Ash fikk jeg 3400 treff; Veddeasken ga 53 treff. Veddeasken er senere funnet i borkjernene gjennom inn landisen på Grønland, som på mange måter er blitt den nye tids skalaen for sen kvartær, altså de siste år. Den er for eksempel funnet på 1506,14 m dyp i NGRIP- kjernen, og her har de talt årslag fra toppen og ned og funnet at Veddeasken falt for år siden (regnet fra 1950) med en usikkerhet på ± 57 år. Grafikk: Eva Bjørseth GEO Mars

5 I det venstre diagrammet viser de små firkantene sammensetningen av basaltiske askekorn vi fant i samme lag (Ash zone I) i borkjerner i Nord-Atlanteren. Vi har delt de i tre grupper som vi har sirklet inn, tholeittisk (THOL) -1 og -2 og transitional alcalic basalts (TAB-1). De rette linjene viser trender i sammensetning av lava fra noen vulkaner på Island. I det høyre diagrammet er den basaltiske populasjonen i Vedde plottet mot de tre fra venstre diagram. Dette viser at is som på den tiden drev ut i Atlanteren bar med seg aske fra flere forskjellige utbrudd og et av disse var Vedde. Som middel for flere av de norske prøvene av Veddeasken har vi fått en alder på ± C år, som kalibrert til kalender år gir 95 prosent sannsynlighet for at alderen er mellom og år, med midtpunkt år (igjen regnet før 1950, som er nullåret for 14 C-datering). Vi ser at det er bare fem års forskjell på midtpunktene for aldersbestemmelsene ved telling av årslag på Grønland og våre 14 C-dateringer. Nå er jo usikkerheten betydelig større enn det, men uansett usikkerhet i reell alder så vet vi at asken falt samtidig på Grønland, i Norge og alle andre steder. Funnet av Veddeasken utløste en intens jakt på askelag i Europa og i havet mellom Island og Europa. Engelske forskere utviklet en metode med tyngde separering for å finne rhyolittiske askekorn som ikke kan sees som et lag. Slik er både Veddeasken og andre askelag funnet vidt utover. Flest askelag er naturlig nok funnet nær Island. Etter utbredelse og tykkelse av asken regnes Vedde-utbruddet av Katla for å være det største utbruddet på Island de siste år. Vi må altså minst to istider tilbake i tid for eventuelt å finne et større utbrudd. Hva kan askelaget brukes til? Det viktigste er at askelaget kan brukes til å bestemme hvilke nivåer i forskjellige lagfølger som er avsatt samtidig og derved til å korrelere hendelser. For å avgjøre rekkefølge, eller samtidighet, av hendelser mellom forskjellige regioner eller miljøer over så korte tidsrom som noen få tiår er presis korrelasjon avgjørende. Vedde-asken falt i siste del av yngre dryas. Denne tiden, som i Norge er mest kjent for avsetningen av Raet gjennom Østfold og Vestfold, representerer én av de svære og raske klimaendringene ved slutten av siste istid. Som kartet viser er Veddeasken nå funnet i Europa helt ned til Alpene og inn i Russland. I Norskehavet finnes Veddeasken i praktisk talt alle borkjerner. Aske ble også som nevnt over transportert på isflak sørover til Nord- Atlanteren der isen smeltet og asken falt til bunns. Men her ble aske fra flere utbrudd blandet (se diagrammene). På Vestlandet er Veddeasken blitt et meget nyttig verktøy for å kartlegge isfrontens beliggenhet i yngre dryas. Vi finner tydelige askelag i lakustrine (innsjø) og marine lag følger utenfor isgrensen i yngre dryas, men ikke innenfor. Noe Veddeaske finnes riktignok også i lag i innsjøer som ligger innenfor posisjonen til brefronten i yngre dryas. årsaken til dette er at hele innlandsisen fikk et svart teppe av Veddeaske. Asken ble begravd av snøfallet den neste vinteren og derved lagret i isen. For hvert år ble den begravd dypere og etter hvert ble den transportert med isbevegelsen mot brefronten. Her ble den vasket ut med alt det andre breslammet, så selv om vi kan finne askekorn så blir det ikke så vel definerte lag som det vi finner utenfor brefronten under yngre dryas. Vi fant opprinnelig Veddeasken mens vi studerte endringer i havnivået. Senere har asken fått betydning for nettopp slike undersøkelser. Det relative havnivået steg nemlig ti meter i Hordaland under yngre dryas, mens det nesten ikke forandret seg på kysten av Sunnmøre og det sank i Trondheimsfjorden. Veddelaget blir derfor en viktig referansehorisont for havnivået på forskjellige steder i landet. Et eksempel fra Vestlandet Innlandsisen vokste og brefronten rykket fram i yngre dryas. Havet utenfor ble grått og grumsete av breslam. I området utenfor Herdla-Halsnøymorenen i Hordaland ble det gjennom mye av yngre dryas avsatt normale marine sedimenter uten breslam, noe som viser at brefronten lå lenger inne i landet. Breslam-sedimenter, det vi kaller glasimarine sedimenter, finnes i borkjernene først et stykke over Vedde asken. Dette viser at isfronten i yngre dryas avsatte Herdla-Halsnøy-morenen etter at Vedde ble avsatt og altså nådde sin ytterste posisjon helt i slutten av yngre dryas. GEO Mars