Hvis vi ser på værprognosene, vil det ikke bli arktisk vær under sykkelrittet i Zürich 2024. Istidene var imidlertid avgjørende for å skape løypa vår. For bare kort tid siden var løypen geologisk sett dekket av hundrevis av meter med is. Isbreer og smeltevannselver har gjort løypen til det den er: et utfordrende løp med 2400 høydemeter for elitedamene og ikke mindre enn 4500 høydemeter for herrene. Sammen med Institutt for jord- og planetvitenskap ved ETH, universitetet i Zürich, har vi sett nærmere på geologien i VM-løypene.
Istid
Winterthur-Zürich-området ligger i forlandet til den alpine fjellkjeden. I løpet av den såkalte kvartærtiden, som begynte for ca. 2,6 millioner år siden, opplevde denne regionen minst 15 betydelige og ganske dramatiske miljøendringer. Klimaet svingte betydelig fra varme faser, med årlige gjennomsnittstemperaturer som var omtrent 2 °C varmere enn i Sveits i dag, til svært kalde istidsperioder. I disse periodene var temperaturen 16 °C lavere enn i dag. Under disse istidene var Alpene dekket av is. Store dalbreer strømmet nedover fra denne alpine iskappen og nådde forlandet på begge sider av Alpene. De dannet omfattende såkalte piedmontbreer, som du kan se i denne videoen.
Fra kaldt til varmt, og tilbake igjen
Selv om kvartærtiden var ganske kort på den geologiske tidsskalaen, hadde den en enorm innvirkning på landoverflatens morfologi. Under istiden eroderte de nedoverskredene isbreene, sammen med en del grus, sand og vann under isen, dype, karakteristiske U-formede daler inn i den alpine fjellkjeden. I forlandet på nordsiden av Alpene er relativt myke sedimentære bergarter som sandstein den dominerende berggrunnstypen. Piemont-breene skar mer enn 500 meter dype daler ned i berggrunnen. Bunnen av disse dalene var så dype at de til og med ligger under havoverflaten.
Iserosjonen skapte ikke bare disse dalene, men også andre elementer vi ser i landskapet i dag, som morener og drumliner, ved at sedimenter ble avsatt. Disse er i mye mindre skala enn dalene, men de er godt synlige langs løypa. Vi vil belyse dem senere, men først må vi undersøke hvordan de oppsto.
Vannet former landet
Var det ismassene alene som hadde “skylden” for all erosjon og avsetning av sedimenter? Nei, det var det ikke. I overgangen fra kalde istider til varme mellomistider var det ikke isen, men store mengder smeltevann som var hovedansvarlig for de overflateformende prosessene. Etter hvert som isbreene smeltet og trakk seg tilbake, kunne smeltevannstrømmene inneholde store mengder vann. De eroderte og skar kanaler og daler ned i berggrunnen.
I varme perioder mellom istidene ble store mengder steinmasser, som hadde samlet seg langs breene fra Alpene og ned til forlandet, transportert nedstrøms av elvene. Det endte opp i dalene på forlandet. Thomas forklarte også dette i bloggen om tidsforsøkene. I dag utgjør disse grus- og sandforekomstene det aller mest utvunnede byggematerialet i Sveits. Det brukes hovedsakelig som tilslag til betongproduksjon. Grusfyllingen i breenes daler utgjør også den viktigste typen grunnvannsmagasin i det alpine forlandet.
Is, is baby
De fleste geomorfologiske sporene etter de eldre eller mindre omfattende istidene har blitt ødelagt (erodert) av senere brefremstøt. De landformene vi kan se i dag, er hovedsakelig et produkt av det siste (yngste) istidsmaksimumet (LGM), rundt 24 000 år før nåtid. Det er geologisk sett som om det skjedde i går.
Åsene, innsjøene og dalene i dagens landskap i det alpine forlandet stammer fra de siste istidene. Noen eksempler er smeltevannsrenner, morener, drumliner og daler, som vi viser noen eksempler på senere i denne bloggen. Det er det synlige beviset på at isen har dekket landet. De har bare satt sine spor som vi kan se og ri over. Men hvordan kan vi bevise at isbreene en gang nådde frem til forlandet der vi kjører, slik vi viste i videoen? På tide å se på de små tingene. Vi sammenligner formene på erosjonselementene eller avsetningene. Hvordan ser de ut? Vi ser også på materialsammensetningen i sedimentene med trekk som i dag oppstår i nedisede områder. Hva er de laget av?
Det vi ikke kan se, er de overdekkede dalene, de som noen ganger til og med lå under havnivå. De er fylt med erosjonsprodukter som steinsprut, grus eller sand. Som Thomas forklarte, ble de transportert nedstrøms inn i forlandet av isbreer og deretter av elver. De fylte opp dalene som var skåret ut i berggrunnen under den forrige istiden. Tenk deg at uten erosjon kunne vi hatt enda brattere stigninger.
Landemerker
Det er på tide å se på noen av de gjenkjennelige landemerkene langs ruten. Den røde linjen er herrenes landeveisritt. Kvinnene sykler Zürich-runden og en runde rundt Greifensee. Punkt 1, 2 og 3 gjelder kun for herrenes eliteritt. Punkt 4 til 8 gjelder både for herrenes og kvinnenes eliteritt.
1. Drumlins
Vi finner disse kun på herreløypen, på Winterthur-runden – se kartet nedenfor. Drumlin er et irsk uttrykk for “liten åsrygg”. Disse åsryggene er langstrakte, ovale åser som ofte opptrer i grupper. Drumlinene nord i Winterthur og i Glatt Valley-området er omtrent 500 meter lange, 100 meter brede og 20-25 meter høye.
Drumlinenes lange akse indikerer i hvilken retning breen beveget seg. Disse åsene har ofte en brattere flate mot isens strømningsretning. Drumliner har trolig oppstått i samspill mellom isen og de underliggende løsmassesedimentene. Men glasiologene diskuterer fortsatt den nøyaktige opprinnelsen.
2. Irchel-fjellet – en nuntak eller et tafelberg?
På den nordvestlige kanten av Winterthur-sløyfen i herreløpet finner vi neste høydepunkt. Irchel – nummer 2 på kartet nedenfor – har en markant morfologi med en flat, svært svakt nordvesthellende topp på 670-695 meter over havet. Den har bratte flanker på alle sider. Den skiller seg derfor ut fra terrenget med rundt 250-300 meter. Ut fra formen ser det ut som et tafelberg. Men Irchels opprinnelse er flerfoldig.
Den flate toppen markerer en tidligere landoverflate, der glasifluvial grus ble avsatt av smeltevannsstrømmer etter en av de første istidene i kvartærtiden for ca. 2 millioner år siden. Irchel er berømt for daterbare pattedyrfossiler som er funnet i interglasiale sedimenter på bakketoppen, og som representerer et viktig aldersbevis for disse tidlige istidene i kvartærtiden.
Ismassene fra senere istider nådde knapt opp til toppen av Irchel, men eroderte området rundt, slik vi har forklart tidligere. Dette gjør Irchel til en nunatak, det vil si et fjell som stikker ut fra ismassene som en øy i et hav av is.
Hvor treg?
Når vi vet relativt mye om de lokale bre- og fluvialavsetningene og -prosessene, er dette området svært verdifullt for å estimere erosjonsmengden og -hastigheten. Denne hastigheten bruker vi for eksempel i planleggingen av et dypt geologisk deponi for atomavfall, som Thomas skrev om. Et slikt underjordisk deponi må bygges dypt nok til at det vil være beskyttet mot erosjon i opptil 1 million år.
Så hvordan måler vi erosjon? Med den relative innskrenkningen av landoverflaten på ca. 370-450 meter siden tidlig kvartær, kan vi utlede en erosjonsrate for elver og isbreer som gir 0,14-0,22 mm per år. Dette er et viktig mål for en så langsiktig prosess.
På tide å se på noen flere funksjoner langs løypa.
3. Tösstal – Kyburg
Her stiger veien 150 meter i løpet av en og en halv kilometer. Den gjennomsnittlige stigningen er 10 %. Den bratte skråningen ble dannet av smeltevannet fra Töss-elven som eroderte relativt raskt ned i berggrunnen.
4. Glattdalen
Vi finner sletten i Glattdalen (som er fordypet) når herrenes elitefelt forlater Winterthur for å sykle sørover til Zürich-runden. Vi finner to innsjøer, Greifensee og Pfäffikersee, i denne ca. fem kilometer brede dalen. De er rester av større smeltevannssjøer som oppsto etter at isbreene trakk seg tilbake. Bortsett fra de berømte drumlinene lenger oppstrøms i Wetzikon-området, er det få markante landformer i dalen. Det som er spesielt her, ligger under bakken.
Forskere gjorde mange boringer for forskning eller geotermisk utforskning. De kunne rekonstruere at det er en dyp U-formet dal som er skåret ut i berggrunnen under. Den er nå fylt av fluviale sedimenter etter istiden. Hvis slike erosjonsfordypninger i berggrunnen når under det lokale basisnivået (dreneringsbasisnivået, dvs. mer eller mindre det gjennomsnittlige nivået for den regionale berggrunnsoverflaten), kaller vi dem tunneldaler eller overfordypede daler.
Lokalt, som ved Bodensjøen, kan den overdekkede dalen i berggrunnen under nå under havnivå. Overdekningene finnes i mange tidligere islagte områder i et stort utvalg av fjellområder og deres forland. Dannelsesprosessene er fortsatt et diskusjonspunkt. Mest sannsynlig spiller breutskjæring i kombinasjon med fluvial erosjon, kort sagt is og smeltevann, en nøkkelrolle.
5. Küsnacht-dalen
Denne forsenkningen er en del av den øvre Küsnacht-dalen, langs innsjøen. Den er et resultat av elveerosjon i sandsteinsberggrunnen. Området er kjent for Küsnacht-bentonitten. Dette er en sjelden, svært finkornet, myk bergart som stammer fra vulkansk aske. Den ble avsatt for 15 millioner år siden etter et vulkanutbrudd i det nærliggende Sør-Tyskland (Hegau-vulkanfeltet).
6. Zürich-sjøen
Zürichsjøen er en av de mange periglaciale innsjøene i Sveits som ble dannet under den siste istiden for rundt 14 000 år siden. Den 140 meter dype innsjøen ligger i en dal som ble fordypet av isbreen. Den ble erodert ytterligere 150 meter ned i berggrunnen av isbreene.
7. Endmorene i Zürich
Etter siste istid begynte ismassene å smelte, og breene trakk seg tilbake mot Alpene. Dette skjedde ikke i én enkelt prosess, men gjennom flere smelte- og tilbaketrekningsfaser. Varmt, kaldt, varmt, kaldt. Mellom disse fasene stoppet breene opp (stillstandsfase) i noen år. Under en slik stillstandsfase, en gang for mellom 15 000 og 19 000 år siden, ble Zürichs sluttmorene dannet. I dag ligger den i byens gamleby. Den mest kjente rest av denne morenen er den 20 meter høye Lindenhof-høyden. Her er det spor etter bosetning fra minst 4 500 år f.Kr. (yngre steinalder). Den dokumenterer keltisk og romersk aktivitet.
Etter at isen smeltet på nytt, ble smeltevannet demt opp av Zürich-terminalmorenen og dannet Zürichsjøen. Det hadde ingen steder å ta veien. Det store omfanget av boredata fra byggeaktivitetene i byen dokumenterer et lag som inneholder svært spesielle, kaotiske sedimenter. Disse sedimentene tyder på at det må ha skjedd en katastrofal hendelse.
Undersøkelser av bunnsedimenter i innsjøen har vist at det for rundt 14 000 år siden foregikk en undersjøisk rasfare som trolig ble utløst av et jordskjelv. Jordskjelvet, eller alternativt et stort steinras i innsjøen (som den gang nådde mye høyere oppstrøms mot kanten av Alpene), forårsaket en enorm tsunami-lignende bølge som lokalt ødela den oppdemte morenen og førte til dette utbruddet.
8. Zürichberg
Her klatrer rytterne opp en mer enn 12 % bratt moreneskråning. Isbreavsetningene er bare noen få meter tynne. Skråningen er faktisk definert av en grunnfjellsdal som er et resultat av erosjonene i flere faser av istiden.
Denne bloggen er automatisk oversatt fra engelsk. Eventuelle språkfeil er ikke forfatterens feil.
