Grønlands geologiske historie

Grafik af Elise Biersma, 2022.

Licens: Begrænset anvendelse

Det grønlandske grundfjeld er domineret af stærkt deformerede bjergarter dannet 20-30 km nede i jordskorpen under nu nederoderede bjergkæder. Størstedelen af grundfjeldet er dannet for mere end 2.800 mio. år siden, bl.a. som her ved Danmarkshavn, hvor bånd af gnejs ses. Landområdet syd for Arsuk er en tilbygning dannet for ca. 1.800 mio. år siden.

Bo Elberling, 2021.

Licens: Begrænset anvendelse

Rødfarvede lag af sand og mudder ved Carlsberg Fjord i Østgrønland. For ca. 200 mio. år siden satte store planteædende dinosaurer deres fodspor i et fugtigt mudderlag. De forstenede fodspor og skeletrester af de store dinosaurer findes nu indlejret i klipperne og fortæller om et helt andet Grønland i en fjern fortid.

Elise Biersma, 2021.

Licens: Begrænset anvendelse

Bo Elberling, 2021.

Licens: Begrænset anvendelse

Jorden blev angivelig ramt af en global istid for ca. 650 mio. år siden. På den tid var kontinenterne samlet i et superkontinent, og den del, der nu udgør Grønland, lå på ækvator. Ikke desto mindre findes tykke istidsaflejringer i Nordøstgrønland. Disse lag indikerer, at Jorden gennem omkring 20 mio. år var dækket af iskapper fra polerne til ækvator.

Walter Myers/Science Photo Library/Ritzau Scanpix, 2010.

Licens: Begrænset anvendelse

Jernmalm i klippeside i Isua. Bjergarten blev dannet i havet for mere end 3.700 mio. år siden, og den består af vekslende lag af mineralerne kvarts og magnetit. Magnetit er et magnetisk mineral, som udelukkende består af jern og ilt. Siden jernmalmen blev opdaget i 1960’erne, har flere store projekter arbejdet for at udnytte jernforekomsten. Bjergarterne i Isua er blandt de absolut ældste, og de giver det mest omfattende billede af overflademiljøet i Jordens tidligste barndom.

Minik Rosing, 2010.

Licens: Begrænset anvendelse

Trap Danmark.

Licens: Begrænset anvendelse

Grønland har en meget lang dannelseshistorie, som omfatter stort set alle typer af geologiske processer gennem hele Jordens geologiske historie. Det landområde, vi kalder Grønland, blev ikke dannet som en ø, men er et fragment af et kontinent, der er brudt op i mindre stumper ved kontinenternes drift over Jordens overflade. Grønlands geologi skal derfor forstås i sammenhæng med de omkringliggende områder; landet er en brik i et puslespil, som omfatter Skandinavien, dele af Rusland, Canada, Færøerne og De Britiske øer.

Superkontinentet brydes op

For 175 mio. år siden var alle Jordens kontinenter samlet i ét såkaldt superkontinent, der strakte sig som et bælte fra Nordpolen til Sydpolen. Idéen om, at alle Jordens kontinenter engang var samlet i ét, blev fostret af Alfred Wegener under Danmark-Ekspeditionen til Nordøstgrønland 1906-1908. Han kaldte dette samlede urkontinent Pangæa. Wegener foreslog, at landmasserne er i stadig bevægelse og driver rundt på Jordens overflade. For 330 mio. år siden havde alle kontinenter stødt ind i hinanden og var begyndt at bevæge sig som en samlet masse, Pangæa.

Superkontinentet begyndte for 175 mio. år siden at slå revner, og forskellige dele drev i forskellige retninger. Afrika begyndte at drive bort fra Sydamerika for 150 mio. år siden. Sprækkerne mellem de to dele blev fyldt af basaltmagma, som steg op fra Jordens gloende indre. Sprækkerne forplantede sig nordover, som en lynlås, der stille og roligt åbnede sig fra syd mod nord. Efterhånden som det basaltfyldte sprækkelandskab udviklede sig, blev det overskyllet af havet og dannede det, vi i dag kender som Atlanterhavet.

For 90 mio. år siden var sprækkesystemet nået op på højde med Sydgrønland. Grønland blev sammen med Europa trukket mod øst, mens Canada og USA drev mod vest, og Labradorhavet åbnede sig mellem Vestgrønland og Labrador.

Havbassiner dannes

Når et kontinent bryder op, sker det på grund af kræfter, der trækker i forskellige retninger. Først giver landet sig så meget, det nu kan, ved at jordskorpen bliver trukket tyndere, indtil der opstår sprækker og til sidst et endeligt brud. Den udvikling har betydning for geologien langs kysten af Vestgrønland, hvor den deformerede skorpe stedvis sank ind og blev oversvømmet af havet. Det førte til dannelsen af en række bassiner i havbunden ud for Grønland, bl.a. i Qeqertarsuup Tunua (Disko Bugt) og omkring Nuussuaq-halvøen.

Bassinerne blev gradvis fyldt op af sedimenter og døde planter, dyr og planktonorganismer, som med tiden blev omdannet til kul, olie og gas. Det er den del af tilblivelseshistorien, der danner grundlag for forhåbningerne om olie- og gasforekomster ud for Grønland – og som skabte de kullag, der blev udvundet ved forrige århundredes minedrift i Qullissat.

Lava opbygger basaltlag

Grønland kunne meget vel have været en del af Europa i dag, hvis ikke Island var kommet ind i historien. Inden Grønland og Canada blev fuldstændig adskilt, passerede kontinentet hen over en strøm af varmt materiale, som steg op fra flere hundrede kilometers dybde i Jordens kappe – et såkaldt »hotspot«. Det varme materiale begyndte at smelte, og store mængder af magma steg opad mod overfladen. Det strømmede ud gennem de mange sprækker og svaghedszoner, der var opstået under den fremadskridende opsplitning mellem Grønland og Canada og gennem svaghedszoner langs det, der nu er Grønlands østkyst.

Sammenfaldet mellem opsprækningen og hotspotten skabte de gigantiske lag af lava, der dækker Qeqertarsuaq (Disko), Nuussuaq og Svartenhuk i Vestgrønland, Baffin Island i Canada og Blosseville Kyst i Østgrønland.

I løbet af 10 mio. år opbyggede millioner af kubikkilometer lava de op til 7 km tykke basaltlag, som i dag dominerer landskabet i den vestlige del af Qeqertarsuup Tunua og nordover til Upernavik, og Blosseville Kyst i Østgrønland.

Kontinentet sprækker

Kontinentalpladen fortsatte sin drift hen over den varme strøm, mens vulkanismen fortsatte. Den stadige strøm af varmt materiale fra Jordens dybe kappe skabte en kæmpe bule under landet. Det førte til landhævninger og til en strækning af skorpen. Det, der nu er Grønlands østkyst, havde dannet kysten til et nu forsvundet hav, Iapetus-oceanet, for 600 mio. år siden. Denne gamle sprækkezone viste sig som en svaghedszone i den samlede Europa-Grønland-region af Pangæa. Kontinentet sprækkede, og åbningen af Atlanterhavet, som ellers havde forsøgt at kile sig ind mellem Grønland og Canada, hoppede over mellem Grønland og Europa. Nordøstgrønland og Norge blev hinandens geologiske spejlbilleder, og mange træk af Sydgrønlands geologi kan følges gennem Skotland, det nordlige Skandinavien og ind i Kolaregionen i Rusland.

Stumper af de tykke lag af basalt fra Grønlands østkyst fulgte med Europa mod øst, hvor de nu udgør Færøerne, Hebriderne og dele af Irland. Vi kan stadig se, at Færøerne hang sammen med Blosseville Kyst, fordi lag af lava fra enkelte specifikke vulkanudbrud for 55 mio. år siden har deres ene halvdel i Østgrønland og den anden i de færøske fjelde. Den varme strøm fra kappen producerer stadig store mængder af lava og kaldes den islandske hotspot, fordi vulkanøen Island er der, hvor vulkanismen kan ses på overfladen.

Kontinentets gamle kyst

Nordgrønland og Nordøstgrønland er geologisk set dybt fascinerende områder, hvor man stadig kan se kystlinjen af det kontinent, som blev skabt ved det pladetektoniske harmonikasammenstød for 1.800 mio. år siden. Man kan stå på kontakten, hvor sedimenter har lagt sig til rette oven på gnejsen fra det gamle grundfjeld. Det har mindet om de sabkha-miljøer, man i dag finder i Arabien. En marsklignende kyst med klitter og indsøer, som med mellemrum er tørret ud og har efterladt sig tørkesprækker og saltkrystaller, der stadig kan findes som aftryk i sandstenen i dag, næsten 2 mia. år senere.

Går man over den vældige sedimentplatform fra Indlandsisens rand ud mod kysten, møder man yngre og yngre aflejringer. Man kan spadsere gennem 1 mia. års geologisk historie og se resultaterne af dramatiske omvæltninger i Jordens klima, som har ændret livets vilkår på Jorden. Efter aflejringen af sandstenslagene findes tykke lag af basalt, dannet ved en ny opsprækning for 1.250 mio. år siden. Herefter følger 400 mio. år, hvorfra der ikke er nogen bevarede aflejringer, sandsynligvis fordi de er eroderet bort.

Superkontinentet Rodinia

Grønland kommer ind i historien igen for omkring 850 mio. år siden. Det samlede Nordamerika-Grønlandkontinent, Laurentia, var nu del af et sammenhængende superkontinent, Rodinia, som på mange måder svarede til det senere Pangæa. Nordgrønland lå stadig på randen af kontinentet med kysten ved den nuværende israndslinje. Herfra strakte en lavvandet shelf sig omkring 100 km nordpå og blev afløst af et dybere oceanbassin ud mod det, der nu er Det Arktiske Ocean.

Nederst i aflejringerne, og altså først, er der aflejret groft sand, tæt på kysten. Højere oppe i aflejringerne, og altså senere i tid, er der aflejret finere sand og mudder, som typisk repræsenterer dybere og mere roligt vand, og derefter kalksten og så atter sandsten. Tilsammen er aflejringerne omkring 1.000 m tykke, og de er allesammen aflejret på få meters vanddybde i havet.

Men hvordan hænger det sammen? Et havbassin, som kan rumme 1.000 m tykke lag af sediment, må vel være mindst 1.000 m dybt? Det er en fantastisk illustration af den dynamik, der hersker i forbindelse med kontinentalpladernes bevægelser og åbning og lukning af oceaner. Historien er, at strækning af kontinentskorpen har ført til, at et bassin synker ind på shelfen. I takt med at bassinet er sunket ind, er det blevet fyldt med sediment. Sedimentet har tynget skorpen og trykket den ned, og strækningen har skabt plads til, at bassinet kunne synke ind i en rate, så det gennem hele perioden har været lavvandet eller til tider tørt.

Fra mikrober til det tidligste dyreliv

Mange af kalkstenene i Nord- og Nordøstgrønland er opbygget af millimetertynde lag, som danner uregelmæssige bølgende lag og blomkålslignende strukturer. Det viser, at en del af kalkstenen er dannet af mikroorganismer, som har samlet sig i lag på havbunden og beskyttet sig mod det ydre miljø med lag af slim. Små kalkpartikler er løbende blevet fanget i slimlaget og har blokeret for sollyset. Mikroorganismerne er derfor vokset op gennem kalklaget og har dannet et nyt slimlag. Processen har gentaget sig igen og igen og har skabt de tykke flagede aflejringer – stromatolitter. De repræsenterer de mere end 3 mia. år af Jordens historie, hvor dyr og planter endnu ikke var opstået, og alt liv bestod af mikrober.

I de sandede lag oven på stromatolitterne i Nord- og Nordøstgrønland begynder der imidlertid at optræde nogle små rørformede strukturer i sandstenen. Det er gravegange lavet af en eller anden form for tidligt dyr, der sikkert har mindet om sandorm. Her er vi trådt ind i en helt ny æra af Jordens historie. En verden med dyr og planter – måske ikke en moderne verden, men noget, der begynder at minde om det.

Den totale nedisning

Teorien kaldet Snowball Earth fremsætter den tese, at Jordens klima af endnu ukendte årsager blev markant koldere for omkring 700 mio. år siden – en teori, der bygger på fund af moræner fra en tidlig istid.

Ud fra den pladetektoniske udvikling af Rodinia-kontinentet kan et forudgående tropisk miljø, repræsenteret af sabkhaaflejringer og kalksten, påvises. På den tid, hvor de blev aflejret, befandt Grønland sig lige på ækvator, den varmeste zone på Jorden, og landet lå stadig på ækvator, da morænelagene blev til. Det viser, at klimaet ved ækvator for 717 mio. år siden var som på Sydpolen i dag.

Ella Ø i Kong Oscar Fjord i Nordøstgrønland er et af de fineste eksempler på overgangen mellem tropisk og glacialt klima, men der findes tilsvarende aflejringer fra denne periode på alle kontinenter. Sandsynligvis var Jorden nediset to eller flere gange gennem en periode på 90 mio. år, og klimakrisen var tilsyneladende en enestående hændelse i Jordens lange historie. På en eller anden måde – åbne sprækker i det globale isdække, et flydende hav under isen – formåede livet i så fald at komme igennem den ufattelig lange vinter, og spor efter de tidligste dyr på Jorden opstår kort tid efter afslutningen af den globale istid.

Evolutionen tager fart

Lige nord for J.P. Koch Fjord i Peary Land ligger Sirius Pas. Det gennemskærer kalksten og sorte skifre fra den tidligste del af Kambrium, som markerer indgangen til phanerozoikum, den geologiske æon, hvor dyr og planter indtager Jorden. I den sorte skifer ved fjeldet Buen fandt en ekspedition fra Grønlands Geologiske Undersøgelse, nu en del af GEUS, i 1984 nogle fossiler, der ikke lignede noget, man ellers havde set. Dog kunne de minde om nogle fossiler fundet i Burgess-skiferen i Canada. Fossiler består som oftest af skeletter, men her var tale om bevarede spor efter dyr uden skeletter eller med bevarede bløddele, der ellers aldrig har været mulighed for at studere.

Sirius Pas gav pludselig en mulighed for at møde nogle af de første dyr, der opstod i havet, og de gjorde det muligt at følge, hvordan nutidens dyregrupper udviklede sig i løbet af forbløffende kort tid. Når en skiferblok fra Buen Formationen kløves, ses et billede af den kambriske eksplosion fastfrosset i tiden. Det er et øjebliksbillede fra en kort hektisk evolutionsbegivenhed, hvor alle slægter af de dyr, der befolker Jorden i dag, opstod. Så vidt vides kan alderen af lagene i Sirius Pas bestemmes til omkring 513 mio. år.

Et superkontinent bryder op

På denne tid var superkontinentet Rodinia ved at bryde op, og et hav, Iapetus-oceanet, var begyndt at kile sig ned mellem Grønland og Norge. Det Baltiske Kontinent blev skilt fra Laurentia, og langs kysterne af de to nye kontinenter blev der aflejret kilometervis af sedimentlag, indtil oceanet igen lukkedes, og Baltica og Laurentia for 425 mio. år siden igen stødte sammen som et led i opbygningen af superkontinentet Pangæa.

Dannelse af sedimentbassiner

Det betød dog ikke, at der var geologisk ro i regionen. Dannelsen af Den Kaledoniske Bjergkæde var, som de fleste bjergkæder, fulgt af langvarige justeringer af kontinentskorpen. Den samling, hvor kontinentdelene var »klistret« sammen, og hvor Iapetusoceanet havde ligget, vedblev med at udgøre en svaghedszone i skorpen. Gennem de følgende mange millioner af år opstod en række bassiner langs det, der nu er Grønlands og Norges kyster. Nogle havde forbindelse til havet og blev fyldt med kalksten, skifer og andre marine sedimenter. Andre var kontinentale bassiner, som er fyldt med rødt ørkensand, mens atter andre repræsenterer lavvandede kystnære sumpområder. Disse bassiner kan nu findes som perler på snor gennem fjeldlandskaberne fra Kangertittivaq (Scoresby Sund) og op gennem Kronprins Christian Land, som udgør Grønlands nordøstlige hjørne.

Disse sedimentbassiner er, hver for sig, små geologiske skattekister, som illustrerer forskellige dele af Jordens nyere geologiske historie. Under Den Danske Østgrønlandsekspedition i 1931 fandt man resterne af Ichthyostega, den »firbenede fisk«, ved Celsius Bjerg i fjordkomplekset nord for Mestersvig. Her finder man aflejringer dannet i et lavvandet sumpområde under Devon-tiden for ca. 370 mio. år siden. Ichthyostega havde træk, der minder om fisk, men også lemmer som tetrapoderne – de firbenede hvirveldyr på land, og de var i stand til både at gå og svømme gennem sumpene. De regnes som den tidligste form for landdyr.

Klimakatastrofe og masseuddøen

Længere sydpå, på halvøen Jameson Land lige nord for Kangertittivaq, er der tykke aflejringer fra de geologiske tidsperioder Trias, Jura og Kridt og, hvor halvøen er forbundet med fastlandet, også lag fra de ældre tidsperioder Kultiden og Perm. Igen kan et klimatisk drama følges gennem de geologiske lag.

Permtiden afsluttedes temmelig brat for 252 mio. år siden med den voldsomste masseuddøen, Jorden har oplevet. Mere end 90 % af alle de dyrearter, som levede i havet, og 70 % af de mange arter af hvirveldyr, der befolkede landjorden, måtte i løbet af ganske kort tid lade livet pga. en voldsom klimakrise. Det ser ud til, at Jordens gennemsnitstemperatur steg omkring 10 °C som følge af en voldsom stigning i CO₂-indholdet i atmosfæren. Noget tyder på, at en kombination af vulkanisme og brande i de tykke aflejringer af kul, som var dannet i den forudgående Kultid, udløste klimakatastrofen.

Nyere tid – Mesozoikum

Katastrofen har sat sit tydelige præg på det nordlige og østlige Jameson Land. Her finder man de mest utrolige røde fjeldlandskaber, opbygget af ørkensandet fra den afsvedne jord.

Den voldsomme bølge af udryddelse af dyrearter førte, som altid, til et gevaldigt spring i dyrenes udvikling. Nye arter af dyr og planter myldrede frem. En af de dyregrupper, som rejste sig af asken efter den udslettede Devon-verden, var dinosaurerne. I fjeldene omkring Carlsberg Fjord finder man dinosaurskeletter, og sporene efter dinosaurer, der har spadseret omkring for mere end 200 mio. år siden, står stadig tydeligt i de lag, der dannede jordoverfladen dengang.

I det centrale Jameson Land findes også tykke aflejringer fra Jura og Kridttiden, hvor sedimentbassinerne som følge af Pangæas begyndende opsplitning igen sank ind og blev overskyllet af havet. Grønland hang stadig sammen med Norge, Færøerne og Skotland, og Island eksisterede ikke endnu. I den periode dannedes en række sedimentbassiner i zonen mellem Grønland, De Britiske Øer og Skandinavien, ligesom der opstod tilsvarende bassiner langs Grønlands vestkyst. Disse bassiner er kilden til de norske olieformuer og kilden til de danske og britiske oliefelter i Nordsøen. Dermed er de også kilden til Grønlands håb om at finde olie på eget territorium.

Grønland vælger side

Ved Kridttidens afslutning åbnedes først Labradorhavet mellem Grønland og Canada. Siden sprang det gamle brud fra Iapetus-oceanet op igen, og Europa begyndte at drive mod øst, mens Grønland fortsatte sammen med Nordamerika mod vest. De tykke lag af basalt, fra den lava, som strømmede ud gennem sprækkerne, ses nu i de stejle, kulsorte klippevægge langs Blosseville Kyst, Svartenhuk, Qeqertarsuaq (Disko) og Nuussuaq, og det højeste fjeld i Arktis, Gunnbjørn Fjeld, består af lava, der strømmede ud, dengang Nordatlanten blev født.

Da livet tog form

Grundfjeldet i Grønland er, som alle andre steder, temmelig begivenhedsløst, nogle ville sige kedeligt. Men et lille bitte stykke grundfjeld fra Isua 150 km nordøst for Nuuk kalder på en særlig opmærksomhed. I slutningen af 1960’erne fandt man ud af, at den grå gnejs i Nuup Kangerlua (Godthåbsfjorden) var mere end 3.600 mio. år gammel og dermed betydeligt ældre, end man havde forestillet sig, at bjergarter kunne være.

Samtidig opdagede Kryolitselskabet Øresund en forekomst af jernmalm af en særlig stribet eller båndet type, der i Jordens tidlige barndom er aflejret som et sediment i havet. Det viste sig, at der findes ganske små lommer af velbevarede sedimentære bjergarter og lavabjergarter i Isua, og at lagene er mere end 3.700 mio. år gamle.

Blandt de gamle sedimenter var et ganske lille klippeparti, på størrelse med et skrivebord, hvor lag af den fineste velbevarede sorte skifer stak frem. Ved nærmere studier viste det sig, at skiferens sorte farve stammer fra millioner af bittesmå indeslutninger af grafit, kulstof. Det viste sig ydermere, at kulstoffet har et karakteristisk mængdeforhold mellem de to stabile isotoper kulstof-12 og kulstof-13. Et forhold, som kun kendes fra levende organismer. Den lille klippeblok i Isua blev dermed en fødselsattest for livet på Jorden.

Læs mere i Lex

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.