Geologi: innledning til arbeid med grottene

Geologi er læren om jordas bergarter og mineraler og de prosesser som foregår på jordens overflate og i jordas indre. Dere skal lære litt om noen bergarter og mineraler og litt om de prosessene som skjer på jordens overflate. Når dere lurer på ord og uttrykk kan dere gå inn på nettressursen Geoleksi for å finne ut mer om det. Geologi har mange faguttrykk og vi har her forsøkt å forenkle disse så mye som overhodet mulig.

Den vanligste bergarten i Norge er gneiser. Gneis er en så omdannet bergart at man ikke kan kjenne igjen den opprinnelige bergarten, som kan være både sedimentær og størkningsbergart , Andre vanlige bergarter er granitt, som er en størkningsbergart, og skifre, som er sedimentære bergarter. Sedimentære vil si at det er løsmasser som er sammenpressa til en bergart. I tillegg finnes det mye kvartsitt (består av kvarts) som enten er en omdannet sandstein, men som også kan bli utfelt av veldig varme væsker dypt nede i jordskorpa. Mineraler er bergartens byggeklosser.

Et mineral er satt sammen av grunnstoffer og dette uttrykkes enten som en kjemisk formel, eller med et navn. For eksempel er den kjemiske formelen for kalsitt CaCO3, som betyr at det er et kalsium (Ca), ett karbon (C) og tre oksygenatomer (O3) i mineralet. Kvarts har kjemisk formel SiO2, som betyr ett silisiumatom (Si) og 2 oksygenatomer. Det finnes tusenvis av mineraler, og vi kommer bare til å se på noen av de vanligste. En bergart kan være satt sammen av ett eller flere mineraler. Marmor består bare av kalsitt (som også kalles kalk, eller kalkspat), mens granitt består av kvarts, feltspat og biotitt. Skifer består av flere typer mineraler, for eksempel kvarts, muskovitt, biotitt, amfiboler også videre. En nettside som kan lære dere mer om mineraler er geoleksi, som du finner her: http://alun.uio.no/geomus/leksi/ . Mange av oppslagene her finner dere også på www.snl.no .

Da har vi lært litt om bergarter og byggesteinene deres.

Her er en bergkrystall til venstre, fra: http://no.wikipedia.org/wiki/Fil:Kryszta%C5%82_g%C3%B3rski.jpg og til høyre ser du en sandstein, fra: http://no.wikipedia.org/wiki/Fil:Sandstone(quartz)USGOV.jpg

Alle bergarter er typisk veldig oppsprukket, og inneholder mange brudd, sprekker og forkastninger. Brudd har ikke åpning, brudd og sprekker dannes på mange måter. Generelt kan en si at bergart sprekker på grunn av spenninger som oppstår når kontinentene flytter på seg (se platetektonikk på geoleksi om du vil vite mer), eller det kan være på grunn av tyngdekraften for eksempel oppe i en

fjellside. Man finner sprekker som er bare noen millimeter lange i naturen, og sprekker som en kan følge i mange kilometer. Når det er bevegelse langs sprekken kaller vi det en forkastning. Da flytter den ene siden av sprekken seg i forhold til den andre. På et geologisk kart er forkastninger ofte inntegnet, kan du finne noen i ditt kartområde?

Oppsprukket berg til venstre. Fra http://pic.srv104.wapedia.mobi/thumb/40e714536/en/max/720/900/Cracks_at_Sunrise-on-Sea%2C_Eastern_Cape.jpg?format=jpg,png,gif. Til høyre en stor forkastning med mange små forkastninger og sprekker. Ser du hvor det har vært

bevegelse? Fra http://www.geology.wisc.edu/courses/g112/Images/salv_faults.jpg .

Kornstørrelsesskala, hentet fra NGU

Løsmasser er svært viktig for Norge, vi bruker det for eksempel til veibygning og husbygning, i for eksempel betong. Bilde fra: http://www.trondergrus.no/bilder/100_0005.JPG

Navn Diameter (mm)

Leir <0,002

Silt 0,002 - 0,063

Sand 0,063 - 2,0

Grus 2,0 - 64

Stein 64 - 256

Blokk >256

Eksempel på et geologisk kart- et berggrunnskart, her ser du litt av Beiardalen og Gråtådalen. Rødt er granitt, grønt er skifer (oftest glimmerskifer), og blått er marmor. Oransje er kvartsitt, grått er løsmasser, og brunt er andre størkningsbergarter. Du kan også prøve selv på: http://www.ngu.no/kart/bg250/ .

Denne figuren, som kalles en 3D-modell, viser Gråtådalen og litt av Beiardalen, sett i fugleperspektiv fra nordøst. De grønne fargene er skiferbergarter, disse har en gang i tida vært leire, silt og sand. Blått er marmor, som har vært kalkstein og er dannet fra skallet til dyr som har levd i havet. Rosa er granitt, dette er en magmabergart, som har strømmet ut fra

jordas indre. På grunn av at bergartene er omdannet, de har blitt stekt i mange millioner år nede i jordskorpa, er de nesten ikke gjenkjennbare fra hvordan de så ut egentlig, da de ble avsatt.

Grotter

En grotteinngang til venstre, Øvre Rønnåhøla. Til høyre inne i Satisfaction Cave. Begge bilder er tatt av S.-E. Lauritzen.

Grotter er hulrom i bergarten, laget av naturlige prosesser, og som minst må være så store at et menneske får plass i dem. En gruve er ikke en grotte, den er lagd av mennesker.

I Norge finnes det tusenvis av grotter, og de aller fleste finner vi i marmor, grunnen til det er at marmor er lett oppløselig med vann som er litt surt. Marmor er det mest av i Nord-Trøndelag, Nordland og Troms fylker. Marmor er egentlig det samme som kalkstein, men er omdannet under høyt trykk og høy temperatur nede i jordskorpen etter at kalksteinen ble avsatt, det vil si 4-500 bar og 650 til 750 grader celsius.

Det finnes grotter over hele verden, de aller fleste i kalkstein, men også i salt(!) og i gips (disse er dannet i spesielle sedimentære bergarter som kalles evaporitter).

Hvis du går inn på www.ngu.no sin side, kan du finne berggrunnskart over Norge, her kan du lete etter din kommune og finne ut hvilke bergarter som finnes der. Finnes det marmor der du bor? Hvilke andre bergarter finner du der? Tegnforklaring finner du også på siden. Dette krever litt leting, og du trenger bare å si noe om de bergartene det er mest av. Hva slags type bergart er disse? Sedimentære, metamorfe eller størkningsbergarter? Noen ganger er fargen grå, dette betyr løsmasser, dvs leire, silt, sand, grus, stein eller blokk. Finner du dette på kartet?

Grotters dannelse:

Grotter dannes ved at vann (kjemisk formel H2O) løser opp marmoren (kjemisk formel CaCO3). Regnvann er naturlig surt, med en pH på 5,5. Grunnen til at regnvann er surt er fordi at vann reagerer med karbondioksyd (kjemisk formel CO2) i atmosfæren. Regnvannet reagerer med marmor og løser opp marmoren. Men om regnvannet bare renner på overflaten blir det ikke en grotte, vannet må ned i en sprekk for å kunne løse opp bergarten slik at det blir en grotte. Hvis ikke blir det bare en kanal på overflaten.

Her ser du eksempler på hvordan en grottegang kan se ut. Blå farge er vann. Brune prikker viser løsmasser. Når grotta først dannes, får den en rund form, vannet løser opp kalkbergarten under trykk, både i tak, vegger og gulv, fig A. Etter hvert som vannivået synker, vil vannet kun løse opp nedover, da styrer tyngdekraften (fig. D, E og F). Dette kaller vi en elvenedskjæring, kanjon eller gjel. Figur B viser hva som skjer om sand kommer inn i grotta, det klarer ikke vannet å løse opp, og løser bare opp i taket. C viser hvordan passasjen i B vil se ut etter at vannet forsvinner.

Løsmasser i ei beiargrotte. Kan du bruke kornstørrelsestabellen og finne ut ca hva slags kornstørrelse vi ser her? Foto: S.E. Lauritzen

Eksempel på et grottekart, dette er Satisfaction Cave, og her skal vi jobbe. Vi ser grotta rett ovenfra, med vegger, profiler, løsmasser i brunt, og piler indikerer hvor bratt det er, jo lengre piler, jo slakere. Finner du skalaen? Hvor langt er det fra Øverste innganger til Midtre inngang?

Dette er Øvre Rønnåhøla, også kjent som Tyskerhøla. Se tegnforklaring i teksten til grottekart over Satisfaction Cave.