Vann som strømmer gjennom berggrunnen dypt i jordskorpa kan forandre fjellene. I Dronning Maud Land ser vi fenomenet som lyse soner, som kutter og omvandler de opprinnelige mørke bergveggene i nunatakene.

Vann og andre væsker kan reagere med mineralene i steinen og danne bergarter med et helt nytt utseende, ny farge og ny struktur på berget. Årsaken til forandringen er dannelse av nye mineraler, og noen ganger også en endring av den kjemiske sammensetningen.

Når større deler av berggrunnen blir forandret av slike reaksjoner mellom vann og stein i dypet av jordskorpen, kan det påvirke store geologiske prosesser som over lang tid former fjellkjeder og kontinenter. Kontinenter beveger seg sakte rundt på jordkloden og gjennom millioner av år kan de kollidere og bygge seg opp til nye fjellkjeder. Bergartenes egenskaper, slik som tetthet til steinen og evnen til å deformeres på store dyp i jordskorpen, er med på å styre prosessene. Det viktig å forstå hvordan bergartene omvandles, fordi omvandlingen også er med på å forandre de fysiske egenskapene til steinen.

Spisse mørke nunataker

Derfor har vi reist til Antarktis – for å studere prosesser hvor væskestrømmen påvirker fjellene. Nei, ikke den på overflaten, ikke den som i dag sliper ned kontinentet i form av mektige isbreer som flyter ut mot havet og frakter med seg stein som avsettes på kontinentalsokkelen. Jeg snakker om væskestrømmen som skjedde dypt i jordskorpen for mange hundre millioner år siden.

I de sentrale delene av Dronning Maud Land består store deler av fjellene som stikker opp av isen av charnokittiske bergarter. Charnokitt er en bergart som består av de vanligste jordskorpe-mineralene feltspat og kvarts, sammen med det mørke mineralet pyroksen. Charnokitt er en "tørr" bergart, - med mineraler uten vann i krystallstrukturen. Bergarten er dannet ved høy temperatur dypt i jordskorpen og er typisk mørkebrun i fargen. Vanligvis forbinder vi mineralene kvarts og feltspat som lyse, men i Dronning Maud Land er det overraskende nok den friske feltspaten, som sammen med pyroksen, er årsaken til den dype brune fargen.

Fargeforandring fryder

De mørke og «tørre» bergartene vil lett omvandles. Omvandling rundt sprekker og årer trer markert fram i de blottlagte nunatakene - lett synlige som bleke soner som kutter den brune charnokitten. Fargeforandringen er forårsaket av at de opprinnelig friske og mørke feltspatkrystallene reagerer med vann - de sprekker opp, fylles med væskeporer og nye små mineraler. Samtidig blir pyroksen borte og erstattet av det vannførende mineralet biotitt.

Hvordan kan vann strømme gjennom stein?

Bergartene vi studerer gir oss et bilde av hva som skjedde på mange kilometers dyp i jordskorpa. Et stort væsketrykk førte til oppsprekking av de harde bergartene. Væskene strømmet gjennom tynne sprekker, noen steder sammen med smeltet stein som størknet som årer i berget. Når jeg studerer steinen i mikroskopet kan jeg se at også de små mineral-krystallene har sprukket opp, og at dette har hjulpet væskene med å trenge fram gjennom de harde bergartene. Væskene reagerer med de tørre mineralene og omvandler de mørke charnokittiske bergartene til lyse granitter og gneiser.

De små porene inne i mineralkornene har bevart rester av de væsken som en gang strømmet gjennom fjellene. Det gir meg mulighet til å finne svaret på hva de består av. Ved å analysere porene fant jeg at sammensetningen til væskene hovedsakelig var vann og CO2 med litt nitrogen. Sammensetningen og relasjonene av de lyse sonene i fjellveggene viser at væskene strømmet gjennom berggrunnen sent i dannelsen en den gamle fjellkjeden.

I dag kan vi se restene av vannet som strømmet gjennom fjellene dypt i jordskorpen som lyse soner gjennom den mørke berggrunnen langs store deler av fjellkjeden som strekker seg gjennom Dronning Maud Land.