Ritlandkrateret – et prakteksemplar

– Meteoritten som traff Ritland kan ha målt ca. 115 meter i diameter, sier Elin Kalleson, post doktor ved Institutt for geofag på Universitetet i Oslo. Det betyr at diameteren er nesten det dobbelte av høyden av Oslo Rådhus (66 meter).

Sammen med sine forskerkollegaer på instituttet, professor Henning Dypvik, stipendiat Abdus Azad og to masterstudenter, samt Fridtjof Riis i Oljedirektoratet, har hun siden 2009 forsøkt å forstå dannelsen av og prosessene rundt Norges hittil tredje kjente meteorittkrater [1].

Rekonstruksjonen av den opprinnelige kraterstrukturen, samt de geologiske prosessene som bidro til å fylle opp krateret i ettertid av nedslaget, har nylig blitt godt dokumentert basert på all denne forskningen. I mai 2011 publiserte prosjektmedlemmene Riis, Dypvik og Kalleson sammen med tidligere doktorgradstudent Svein Olav Krøgli og førsteamanuensis Odd Nilsen, begge fra instituttet, en artikkel i tidsskriftet Meteoritics and Planetary Science.

En nysgjerrig geolog

Historien om Ritlandkrateret startet da geologen og turgåeren Fridtjof Riis i 2000 ble nysgjerrig på breksjen og fordypningen i det prekambriske grunnfjellet i området ved Ritland Gård, Hjelmeland i Rogaland.

Allerede året etter lanserte han hypotesen om at den usedvanlige geologien kunne være dannet som følge av et meteorittnedslag, og i 2007 klarte han sammen med Dypvik å skaffe bevis for at han hadde funnet et nedslagskrater. Et lite kvartskorn, kun én tidels millimeter i bredde, var det som skulle til.

– Et ørlite kvartskorn ble et kjempesprang for prosjektet. Kvartskornet, med sitt unike sprekkemønster, vitnet nemlig om at det hadde blitt utsatt for et så stort trykk som bare et meteorittnedslag kunne være i stand til å forårsake, fremholder Dypvik.

På bakgrunn av dette har Ritlandprosjektet fått støtte fra Norges Forskningsråd fra 2009 og fram til 2013.

Gode eksponeringer gir god innsikt

Enorme krefter virket inn da meteoritten traff Ritland for mer enn 500 millioner år siden. Grunnfjellet ble knust gjennom hele krateret, og i selve episenteret smeltet grunnfjellet.

– Store deler av den 2,7 km brede og 350 meter dype kraterstrukturen er svært godt eksponert, forteller Kalleson entusiastisk.

– Vi har funnet gode blotninger – nærmest fra bunn til topps. Spesielt er kraterveggene, kraterkanten og de sedimentære innfyllingene godt eksponert. Årsaken er at overliggende kaledonske skyvedekker har beskyttet strukturen fram til glasial erosjon i kvartær tid avdekket kraterstrukturen.

I dag er bunnen av den eroderte kraterstrukturen delvis dekket av vann og holocene avsetninger, men forskerne har likevel funnet et tydelig oppsprukket grunnfjell samt mindre mengder smeltebergart. Det var i prøver hentet fra nettopp denne smeltebergarten at Riis og Dypvik fant det viktige sjokkede kvartskornet.

Den typiske runde kraterstrukturen, det knuste grunnfjellet, og smelten i bunnen av krateret forteller første del av historien som utspilte seg på Ritland en skjebnesvanger dag i kambrium. Karakteristikken og utbredelsen av smelten, samt det knuste grunnfjellet er noe av det Kalleson har undersøkt så langt.

– Sedimentene som fylte opp krateret etter nedslaget forteller oss resten av historien, forklarer Kalleson, og viser til sin kollega Abdus Azad som skriver sin doktoravhandling om de sedimentære innfyllingene i kraterstrukturen.

Umiddelbart etter meteorittnedslaget begynte de ustabile kraterveggene og kraterkanten å kollapse. Store skred gikk hyppig langs veggene og ned mot bunnen av krateret. Geometrien og utbredelsen av disse skredavsetningene reflekterer hva som utspilte seg både dagene, månedene og årene etter nedslaget. Det er dette Azad forsøker å tolke.

Videre oppover i stratigrafien blir skredavsetninger gradvis avløst av fossilrik kambrisk skifer og grunnmarin sandstein, noe som vitner om stabilisering av kraterstrukturen, roligere avsetningsforhold og at havet til slutt dekket hele strukturen.

Ny alder, nytt avsetningsmiljø

– Nedslaget skjedde ikke i prekambrisk tid som vi først trodde, det er yngre, forteller Kalleson.

Undersøkelsene som prosjektdeltakerne har gjort så langt forteller at sammenstøtet skjedde i tidlig- til mellomkambrium. Ejekta, materiale som har blitt kastet ut av krateret under nedslaget, er noe av grunnlaget de baserer denne antakelsen på. Ejekta har nemlig blitt funnet i kambriske lagpakker utenfor kraterstrukturen.

– Forskerne har observert ejektamateriale i alle størrelser, fra mikropartikler opp til meterstore gneissblokker blant marin siltstein og skifer i lagpakkene. Denne oppdagelsen har også avkreftet vår første teori om at nedslaget skjedde på land, på det peneplanerte grunnfjellet, forteller Kalleson.

– Den stratigrafiske posisjonen av ejektalaget viser tydelig at Ritland på nedslagstidspunktet var dekket av et grunt hav som følge av den kambriske transgresjonen. Dette vil ha konsekvenser for videre forståelse av den regionale geologien, påpeker Kalleson.

Sammen med sine kollegaer ved instituttet håper hun å kunne tidfeste dannelsen av krateret mer nøyaktig. Uran- og blydateringer på smeltebergarten har blitt prøvd, men resultatene har ikke vært gode nok. Biostratigrafi kan derfor være løsningen for kraterforskerne. I løsblokker fra de kambriske skifrene i krateret er det nemlig funnet trilobitter. Om de klarer å gjøre tilsvarende funn av makro- eller mikrofossiler i skifrene in situ kan det gi en mer detaljert datering av krateret.

– Lett blir det derimot ikke, da disse skifrene befinner seg i en nær vertikal vegg i midten av kraterstrukturen, mener Kalleson.

En iterativ prosess

Forskerteamet som studerer Ritlandkrateret har også samarbeidet med en russisk kollega. Valery Shuvalov, matematiker ved Vitenskapsakademiet i Moskva, har ved hjelp av datamodeller og numerisk analyse rekonstruert hendelsesforløpet under og kort tid etter meteorittnedslaget. Modellen har vært svært nyttig for å teste ulike hypoteser som vanndyp, størrelser på blokkene som har blitt kastet ut av krateret, høyden på kraterkanten og andre viktige parametre.

– Jo mer vi ser i felt, jo mer forstår vi om prosessene som har foregått. Og jo mer vi forstår, jo mer klarer vi å se i felt. Det har hele tiden vært en iterativ prosess, og Shuvalovs modell har vært en viktig brikke i dette forløpet, avslutter Elin Kalleson.