I dag forteller vi historien om havet på toppen av et fjell. Dette høres ut som en selvmotsigelse, men i geologien er ting aldri enkle. Det er derfor vi elsker det så høyt. Underveis på etappe fire ser rytterne bergarter som ikke kunne ha blitt dannet på et mer annerledes sted enn der vi finner dem i dag. Disse steinene ble født i et oseanisk spredningssenter!
De fleste av disse bergartene var en del av havskorpen. De krystalliserte seg flere kilometer under havbunnen. Noen, som vulkanske bergarter, ble dannet ved ryggen, mens andre, som sedimentære bergarter fra dyphavet, ble avsatt på havbunnen. Slike hav er tre til fem kilometer dype! De ble ikke eksponert på land i Alpene som følge av et enormt fall i havnivået. På etappe to fortalte vi at det skjedde i Middelhavet. På den tiden lå imidlertid dagens havbergarter allerede høyt og tørt på toppen av Alpene. I stedet har ulike tektoniske prosesser ført havbunnen opp på toppen av fjellene. Col de Montgenèvre har et hav på et fjell. La oss ta et dypdykk i dette. Ordspill tilsiktet.
Flytte
Bergartene vi ser på etappe fire, mer enn to kilometer oppe i Alpene, illustrerer hvor mye jordas plater kan skyve rundt på bergarter hvis man gir dem lang geologisk tid. Et grunnleggende prinsipp i geologien er at bergartene vi kan se langs veien eller i klipper, sjelden befinner seg i det miljøet der de ble dannet, eller der de ble avsatt. Med mindre du ser på lava på flankene av en aktiv vulkan. Det er så nært hjemmet som det kan komme. Resten beveger seg over store områder, som steinene som utgjør Alpene. Nesten ingen av disse ble dannet i fjellene. Dette er typisk for nesten alle bergarter i fjellkjeder som ikke har aktiv vulkanisme. Så hvor ble disse byggesteinene i Alpene dannet da?
Tilstedeværelsen av havbunnsbergarter i Alpene gjenspeiler mer enn bare en forkastning som har løftet dem fra dypet til en posisjon høyt over havoverflaten. Havbunnsskorpen dannes i et havbunnsmiljø der to plater sprer seg fra hverandre. Denne spredningen betyr at det ytre laget av jorden som utgjør platene, litosfæren, blir tynnere. Resultatet var at jordoverflaten sank langt under havnivået.
Dette er et helt annet tektonisk miljø, faktisk det stikk motsatte, enn det som hever slike bergarter over havnivå. Dette skjedde etter hvert fordi platene (Afrika og Europa) nærmet seg hverandre. Mellom dannelsen ved en midthavsrygg og hevingen i Alpene, har mange av de havbergartene du ser i dag, gjennomgått en avgjørende mellomliggende del av reisen der de gikk (dypt) ned før de kom opp! La oss ta en titt på den reisen.
Forandring
Mange av de oseaniske bergartene i Alpene skiller seg fra sine opprinnelige “moderbergarter” (kalt “protolitter”) fordi de har gjennomgått en prosess som kalles metamorfose. Dette er omkrystallisering i fast tilstand. Det har endret mineralogien, teksturen og fargen på de opprinnelige havbunnsbergartene. De opprinnelige magmatiske mineralene i disse bergartene er nå borte. I stedet ser vi nå forskjellige, metamorfe mineraler.
Geologer har i laboratorieforsøk funnet ut under hvilke forhold slike metamorfe mineraler dannes. Dette viser at de oseaniske bergartene i Alpene langs dagens etappe gjennomgikk metamorfose langt under jordoverflaten. Vi snakker om flere titalls til over hundre kilometer under overflaten. Det betyr at de kom inn i en subduksjonssone. Det var her havplaten de ble dannet på, gikk dypt ned i jordens mantel.
Under subduksjonen dykker det meste av den 70 km tykke havplaten ned i mantelen. Deretter forsvinner den. Noen ganger skjærer imidlertid subduksjonsforkastningen seg inn i toppen av den subdukterende platen. Dette overfører steinene på havbunnen til et høyere nivå. Dette kan skje nær overflaten. I så fall vil du se foldede og sammenkrøllede sedimentære bergarter i fjellbeltet ditt. Disse bergartene var ikke begravd dypt nok til å bli metamorfosert, slik som i Jurafjellene. De ser fortsatt mer eller mindre like ut. Men denne skjæringen kan også skje i jordskorpe som allerede er subdusert ned til 100 kilometers dyp. Disse steinene metamorfoserte. Noen ganger kan de komme tilbake til overflaten i kanaler av bergarter som er mindre tette enn den omkringliggende mantelen og subduksjonsplaten. Klem dem sammen som et såpestykke, selv om de ikke er like glatte som såpe.
Klatre
En god del av klatringen tilbake til overflaten av våre stakkars, lemlestede havbergarter fant sted mens subduksjonen i Alpene fortsatt var aktiv. Det siste kapittelet som lukket havet og løftet havbunnsbergartene opp til overflaten, fant imidlertid sted da randen av et kontinent (Europa) delvis ble ført ned under randen av et annet. I dette tilfellet Adria, som ligger under Po-sletta og Adriaterhavet, og som er forbundet med Afrika. Les mer om dette.
Den subdukterende oseaniske litosfæren var tettere enn mantelen og ville synke, men det ville ikke kontinentet med lavere tetthet. Subduksjonsprosessen ble avsluttet. De sedimentære bergartene på toppen av det kontinentale materialet beveget seg under de metamorfoserte havbergartene og løftet dem opp. De ble deretter stablet oppå hverandre av skyveforkastninger, noe som resulterte i dannelsen av en høy fjellkjede som Alpene. På toppen av denne sammenskutte, sammenbrettede og oppløste haugen ligger alt som er igjen av havbunnen vår. Dette havet på toppen av fjellet var mye bredere enn fotavtrykket til den moderne fjellkjeden.
Grand Tour du Rocks
Etappen med å få et hav på et fjell vi ser på etappe fire var mye lenger, både horisontalt og vertikalt, enn rytterne gjør i Tour de France. Den horisontale reisen fra dannelsen ved en havspredningsrygg til et stykke ned i en subduksjonssone og deretter tilbake til overflaten ville ha vært hundrevis av kilometer. Den kan til og med ha overskredet tusen kilometer. Ned- og oppstigningene er enda mer slående.
Havgravene, der havplaten synker ned under en kontinentalmargin eller en annen havplate, er de dypeste stedene på havbunnen. De ligger dypere (under havnivå) enn de høyeste fjellene over havet. Du kan tenke på Marianergraven, som er dypere enn Mount Everest er høy. Den største delen av bergartenes reise opp må imidlertid ha gått fra flere titalls til over 100 kilometer under havbunnen langs subduksjonssonen til de nå ligger eksponert i fjellene. Det er verdt mange poeng for den prikkete trøyen. Vi tildeler den Souvenir Henri Desgrange!
Hold øye med tidsbegrensningen
Selvfølgelig tilbakelegger rytterne i Touren horisontale og vertikale distanser mye raskere enn disse steinene gjorde. Den raskeste hastigheten for disse steinene var centimeter per år. De ville definitivt vært utenfor tidsbegrensningen. Millioner av år har gjort det mulig for disse steinene å fullføre sin langdistansetur.
Selv om gjennomsnittshastigheten på steinene var langsommere enn bevegelsene til det tregeste dyret, skjedde mye av forflytningen ikke i en jevn, langsom gjennomsnittshastighet. I store deler av tiden, særlig i subduksjonsmiljøet, beveget ikke bergartene seg i det hele tatt på hundrevis av år. I et jordskjelv flytter de seg da meter for meter. Det er supersonisk fart for en stein. Det er en fin analogi til den rystelsen som kan komme i sammendraget i dag, når rytterne klatrer tusenvis av høydemeter for å ende opp i et hav som startet fem kilometer under havoverflaten!
NB: Blogger på andre språk enn engelsk er alle automatisk oversatt. Våre skribenter er ikke ansvarlige for eventuelle språk- og stavefeil.
