Geologi

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
«Oppbrytingen av Pangea», fra Alfred Wegeners Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, utgitt i 1929. Bildet viser rekonstruerte verdenskart for de geologiske tidsperiodene tidligkarbon, eocen og kvartær (pleistocen).
Tyskeren Abaham Werner formulerte den såkalte neptunismen, et faglig blindspor som dominerte geologifaget i lang tid.
Studiet av bergarter står sentralt i geologien. Her et stykke gabbro, en typisk tung og ung havbunnsbergart.
Kalklag på Kypros. Med forståelsen av de sedimentære bergartenes lag (strata) ble det banet vei for en rekke erkjennelser innen geologien, evolusjonslæren og paleontologien.
Den skotske geologen og stratigrafen Charles Lyell (1797-1875) øvde stor innflytelse på Darwins forståelse av jordens høye alder.
Baltazar Mathias Keilhau - den norske geologiens pioner - portrettert av Christiane Schreiber ca. 1857.
Hovedfokus her er fagdisiplinen geologi. For jordklodens oppbygging, se: Jorden, Jordens geologi og Europas geologi.

Geologi er læren om jordens opprinnelse, oppbygging og forandring. Begrepet geologi stammer fra de greske ordene geo som betyr jord og logi som betyr lære. Læren har utviklet seg gjennom interesse for å utforske jordens oppbygning. Spesielt har planters forhistorie blitt viet stor oppmerksomhet, men også de økonomisk interessene for metaller, kull og olje. Geologi er en del av av geovitenskapen, og vitenskapelig geologi oppsto først ved overgangen til 1800-tallet. Det sentrale i geologien er studiet av hvordan jordens indre krefter (jordskjelv, vulkanisme) bygger jordskorpen opp, og hvordan jordens ytre krefter (flom, erosjon) bryter jordskorpen ned.[1]

Skotten Charles Lyell (1830) grunnla stratigrafien som postulerer at de geologiske prosessene har avsatt biologiske rester og bergarter lagvis gjennom svært lang tid. Senere i samme århundre ble studiet av fossiler satt inn i en evolusjonær sammenheng hvor de og bergartene gjensidig daterer hverandre, og oppdagingene til Lyell og andre geologer inspirerte Charles Darwin sterkt. Dette brakte geologien i berøring med paleontologien, læren om tidligere tiders dyreliv. Geologien og paleontologien har vakt erkjennelsen om at de geologiske kreftene danner og omdanner de fysiske betingelsene som livet på jorda tilpasser seg.[1] I etterkrigstiden ga landevinninger innen uorganisk kjemi geologene redskaper til å bestemme bergarters alder og sammensetning mer nøyaktig. Studiene av dagens bergarter gir nøkkelen til å forstå fortidens utvikling av jordskorpa.

Geologiske fagfelt[rediger | rediger kilde]

Geologifaget studerer indre og ytre geologiske krefter og elementpåvirkning på Jorda. De indre geologiske kreftene er varmeutviklingen fra Jordas indre som i sin tur skaper platebevegelser, jordskjelv og vulkanisme. De ytre geologiske kreftene er varmeenergien fra solen, som skaper vind, nedbør og elver som i sin tur fører til erosjon.

Geologien kan deles opp i en rekke fagfelt, som kan inndeles kronologisk etter når de ble oppdaget omtrent slik:

Geologiens historie[rediger | rediger kilde]

Utdypende artikkel: Geologiens historie

I Oldtidens Hellas syslet tenkere med noen grunnleggende geologiske teorier om jordens opprinnelse - Aristoteles så hvor langsomme geologiske endringer var.[2] Hans etterfølger ved Lyceum, filosofen Theofrastos (372-287 f.Kr.), gjorde seg mest bemerket med sitt arbeid peri lithon («Om steiner»), som forble det klassiske læreverket helt til Opplysningstiden. Han beskrev mange mineraler, ertser, ulike typer marmor og kalkstein, og forsøkte å gruppere mineraler utfra hardhet. I romertiden lagde Plinius den eldre en oversikt over mange mineraler og metaller og beskrev rav som et fossil fra furutrær. Han var også inne på krystallografi ved å oppdage den oktaedriske strukturen i diamanter. Abu Rayhan Biruni (973-1048 e. Kr.) var en av de tidligste muslimske geologer, og ga de første beskrivelsene av de geologiske forholdene i India.[3] I Kina formulerte renessansemannen Shen Kuo (1031-1095) en hypotese om landdannelse eller geomorfologi: Etter observasjon av fossile skjeletter i et geologisk stratum i et fjell flere hundre mil fra havet, antydet han at landet var dannet ved landheving, erosjon og avsetning (sedimentasjon) av silt fra elver. Han fant marine fossiler funnet i Taihangfjellene som ligger flere hundre mil fra Stillehavet, og fossilt bambus i et tørt og ugjestmildt område i Shaanxi som satte han på tanken om klimaendring.

Legen Georg Agricola (14941555) skrev den første avhandlingen om gruve-drift og metallutvinning, De re metallica libri XII i 1556, med vedlegget Buch von den Lebewesen unter Tage. Han beskrev vindenergi, vannkraft, smelteovner, transport av erts, ekstraksjon av natrium, svovel og aluminium. Danske Niels Stensen (16381686) er kreditert med tre hovedprinsipper i stratigrafien – superposisjonsprinsippet, prinsippet om opprinnelig horisontalitet og prinsippet om lateral kontinuitet – teorier som tidligere møtte motstand fra kirken.

På 1600-tallet var geologien sterkt preget av teologi.[4] Den norske presten Michel Pedersøn Escholt i 1657 verket Geologia Norvegica om jordskjelvets teoretiske og teologiske fundamenter, og omtalte blant annet grotter og hulrom, jordgasser og vulkaner. Og i 1696 publiserte briten William Whiston A New Theory of the Earth[5] som «beviste» at Syndefloden hadde forekommet og dannet jordens bergartslag. Også tyskeren Abraham Werner viste til Syndefloden og foreslo at bergartslag, også basalt og granitt, ble utskilt fra havet i en teori kalt neptunisme.[6]

Vulkanstudier, plutonisme og neptunisme[rediger | rediger kilde]

1700-tallet tegnet Jean-Étienne Guettard og Nicolas Desmarest franske geologiske kart og gjorde de første beskrivelser av vulkansk materiale i denne delen av Frankrike. William Smith (17691839) tegnet i Storbritannia noen av de første geologiske kartene og kartla bergartslag ved å studere fossilinnholdet. Ved siden av ham regnes James Hutton ofte som den første moderne geolog. I 1785 ga han ut Theory of the Earth via Royal Society of Edinburgh. Han mente jorden måtte være eldre enn tidligere antatt fordi fjellerosjon og sediment-avsetning tar tid.[7] Hutton gikk særlig sterkt ut mot teoriene som bygget på Bibelhistorien om Syndefloden i geologidebatten. Hans plutonisme hevdet at vulkanske prosesser skapte bergartsdannelsen.[8]

Gruveindustrien i det 18. århundre økte forsåelsen for stratigrafi. I 1741 ble det undervist i geologi ved National Museum of Natural History i Frankrike.[9] I Norge stod Beergseminaret på Kongsberg lenge sentralt. Neptunisme og Plutonisme sto mot hverandre som konkurrerende teorier.[10] I 1774 publiserte Abraham Gottlob Werner boken Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien der han presenterte et system for å identifisere mineraler på grunnlag av visse karakteristika.[11] Og i 1749 publiserte den franske naturalisten Georges-Louis Leclerc sin Histoire Naturelle der han angrep de kristne teoriene til blant annet Whiston.[12] Ved sammenligning med avkjølende kuler konkluderte han at jordens alder ikke var 6,000 år som foreslått utfra Bibelen, men snarere 75 000 år.[13]

Stratigrafi og evolusjonslære[rediger | rediger kilde]

Termen geologi ble introdusert av to naturalister fra Geneve, Jean-Andre Deluc og Horace-Benedict de Saussure.[14] Geologi ble også brukt i Encyclopedie i 1751 av Denis Diderot.[15] I 1741 opprettet National Museum of Natural History i Frankrike den første lærerstilling innen geologi.[16]

William Smith, Georges Cuvier og Alexander Broignart var foregangsmenn for fossilbasert stratigrafi.[17] Etter utgivelsen av Cuvier og Broignarts bok Description Geologiques des Environs de Paris i 1811 økte interessen for denne nye læren.[18] I 1833 kartla Adam Sedgwick bergarter som han tidfestet til kambrium. Samtidig foretok den banebrytende, skotske geologen Charles Lyell en inndeling av tertiærtiden basert på stratigrafiske studier i Skottland.[19] Roderick Murchison kartla samtidig Wales der han tidfestet øvre deler av Sedgewick's kambrium til nedre deler av silurtiden.[20]

Uniformitarisme-katastrofisme-debatten var grunnleggende for vitenskapen i det 19. århundre.[21] Charles Lyell debatterte dette i Principles of Geology (1802) med nytt materiale fra England, Frankrike, Italia og Spania, og bygde opp under Hutton’s ideer om gradualisme.[22] Lyell konkluderte som doktrine at prosesser foregår med samme hastighet i dag som i fortiden.[23] Doktrinen om uniformitarisme ble med dette alminnelig akseptert.[24] Charles Darwin hadde deltatt sammen med Sedgwick ved enkelte ekskursjoner i Wales. Han leste Lyell’s bok Principles of Geology og fattet stor interesse for uniformitarismen. Da Darwin i 1859 fremsatte sin evolusjonteori i boken The Origin of Species henviste han i stor utstrekning til Lyell.[25]

Moderne geologi[rediger | rediger kilde]

På 1800-tallet ble jordens alder anslått til millioner av år, og ved overgangen til det 20. århundre ble alderen anslått til 2 milliarder år. Radiometrisk datering av mineraler og bergarter ga etter hvert mer nøyaktig datering.[26] Geologisk tidsskala ble dermed videreutviklet og stadig mer nøyaktig. I Norge var Baltazar Mathias Keilhau (1797-1858) pioneren ved Universitetet i Christiania, og foretok geologiske studiereiser i hele landet fra 1830-årene og utga hovedverket Gara Norvegica med geologiske kart over Oslofeltet (1838), Nord-Norge (1844) og Sør-Norge (1850).

Keilhau var den første urbane utforsker av Jotunheimen i 1920, men forfulgte derimot et neptunittisk blindspor da han foreslo at granittlagene i Oslo var sedimentære avsetninger.[27] Her traff Theodor Kjerulf (1825-1888) bedre med oppdagelsen av metamorfe strukturer og isavsmeltingens betydning for blokk- og morenedannelse i Norge (1857). Året etter opprettet han Norges Geologiske Undersøkelse og utga etterhvert en rekke gode geologiske kart.

Teorier om kontinentaldrift ble presentert av Frank Bursley Taylor i 1908 og utvidet av Alfred Wegener i 1922, og oppsto på bakgrunn av det lange tidsperspektivet.[28][29] Kontinentene var ifølge Wegener opprinnelig et sammenhengende landområde som han kalte Pangaea, det sprakk opp og kontinentene drev som flåter over havbunnen. Wegner og Arthur Holmes mente endel atskilte kontinenters kystkonturer, geologi og dyreliv passet påfallende godt sammen om de ble lagt inntil hverandre.[30] Denne teorien ga også en forklaring på fjellkjededannelse.[31]

Dette ble ikke fullt anerkjent før på slutten av 1960-tallet med teorien om platetektonikk og oppdagelsen av at havbunn skapes vulkansk langs verdenshavenes midtrygger. Derimot fikk kroaten Andrija Mohorovicic mer gjennomslag da han i 1910 postulerte grensen mellom jordskorpa og mantelen gjennom studier av jordskjelv. Nå gjorde seismologien raske framskritt da tyskeren Beno Gutenberg i 1913 anslo kjernens radius utfra forplantning av jordskjelvbølger, mens danske Inge Lehmann i 1936 oppdaget at det fantes både en indre og en ytre kjerne.[32]

Geologien i etterkrigstiden[rediger | rediger kilde]

1960-tallet påviste studier av platetektonikk de geofysiske sideveis bevegelsene av kontinentene og at tung havbunnsskorpe av gabbro, diabas og basalt er yngre enn lettere kontinentalskorpe av granitt, gneis, kalkstein og sandstein. Dette støttet hypotesene om havbunnsspredning og paleomagnetisme. Teorien om havbunnsspredning ble fremsatt av Robert S. Dietz og Harry H. Hess – de mente at ny havbunnsskorpe dannes når havbunner presses fra hverandre langs midthavsrygger. Canadieren John Tuzo Wilson fastslo at Iapetushavet («Atlanteren») hadde åpnet seg, og siden lukket seg i den kaledonske fjellkjedefoldingen. Siden fant man at kontinentene hadde støtt sammen og drevet fra hverandre utallige ganger gjennom jordhistorien.[33] En slik syklus med havbunnsspredning og senere kollisjon kalles gjerne for en wilson-syklus etter nettopp geologen John Tuzo Wilson. Både Appalachene i USA og Kaledonidene i Europa består av felles havbunnsskorpe fra Iapetushavet som dekket kontinentene i kollisjonsfasen under den kaledonske fjellkjedefolding.

Paleomagnetisme er måling av orienteringen til jordens magnetfelt. Den britiske geofysikeren S. Runcorm foreslo konseptet om paleomagnetisme under henvisning til at kontinentene hadde beveget seg relativt til polområdene.[34]

Klassifikasjonen av bergarter er av ny dato, størkningsbergartene ble eksempelvis først klassifisert på en konsistent måte av tyske Albert Streckeisen i 1973, hvor innholdet av fem mineralgrupper avgjør grupperingen i lyse, mørke og svært mørke dypbergarter eller vulkanske bergarter.

Se også[rediger | rediger kilde]

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ a b Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til - Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 23.
  2. ^ Moore, Ruth. The Earth We Live On. New York: Alfred A. Knopf, 1956. p. 13
  3. ^ Abdus Salam (1984), "Islam og vitenskap". I C. H. Lai (1987), Ideals and Realities: Selected Essays of Abdus Salam, 2nd ed., World Scientific, Singapore, p. 179-213.
  4. ^ Ramberg, Ivar (red), Landet blir til – Norges geologi. 2007, side 15.
  5. ^ Gohau, Gabriel. A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990. p. 118
  6. ^ Frank, Adams Dawson. The Birth and Development of the Geological Sciences. Baltimore: The Williams & Wilkins Company, 1938. p. 209
  7. ^ James Hutton, 1795, Vol. 1 og Vol. 2, Project Gutenberg.
  8. ^ Albritton, Claude C. The Abyss of Time. San Francisco: Freeman, Cooper & Company, 1980, side 95-96
  9. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 219
  10. ^ Frank, Adams Dawson, The Birth and Development of the Geological Sciences. Baltimore: The Williams & Wilkins Company, 1938, side 209, 239
  11. ^ Jardine, N., F. A. Secord, og E. C. Spary, Cultures of Natural History. Cambridge: Cambridge University Press, 1996, side 212
  12. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 88
  13. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 92
  14. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 8
  15. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 8
  16. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 219
  17. ^ Albritton, Claude C. The Abyss of Time. San Francisco: Freeman, Cooper & Company, 1980. p. 104-107
  18. ^ Peter, Bowler J, The Earth Encompassed. New York: W.W. Norton & Company, 1992, side 216
  19. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 144
  20. ^ Second J A (1986) Controversy in Victorian Geology: The Cambrian-Silurian Dispute Princeton University Press, side 301ff. ISBN 0-691-0244-13
  21. ^ Peter, Bowler J, The Earth Encompassed. New York: W.W. Norton & Company, 1992, side 404-405
  22. ^ Albritton, Claude C, The Abyss of Time. San Francisco: Freeman, Cooper & Company, 1980, side 104-107
  23. ^ Gohau, Gabriel, A History of Geology. New Brunswick: Rutgers University Press, 1990, side 145
  24. ^ Albritton, Claude C, The Abyss of Time. San Francisco: Freeman, Cooper & Company, 1980, side 104-107
  25. ^ Frank, Adams Dawson, The Birth and Development of the Geological Sciences. Baltimore: The Williams & Wilkins Company, 1938, side 226. Dette framgår også tydelig når man leser Artenes opprinnelse.
  26. ^ Jardine, N., F. A. Secord, og E. C. Spary, Cultures of Natural History. Cambridge: Cambridge University Press, 1996, side 227
  27. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til - Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 58.
  28. ^ Jardine, N., F. A. Secord, and E. C. Spary. Cultures of Natural History. Cambridge: Cambridge University Press, 1996, side 227
  29. ^ Charles, Drake L. The Geological Revolution. Eugene : Oregon State System of Higher Education, 1970, side 11
  30. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 24-25.
  31. ^ Peter, Bowler J, The Earth Encompassed. New York: W.W. Norton & Company, 1992, side 404-405
  32. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 25.
  33. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 29.
  34. ^ Peter, Bowler J. The Earth Encompassed. New York: W.W. Norton & Company, 1992, side 405-415

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]