Jordsystemene

I geofag 1 er mottakerne geosfæren og hydrosfæren. Geosfæren er den faste jorda: berggrunn, løsmasser og jord. Hydrosfæren er her ferskvann: elver, innsjøer, grunnvann og porevann. Atmosfære, kryosfære og biosfære er med som drivere. De graver, løser og avsetter. Vær og havstrøm er ikke kjernen.

Havet hører også til hydrosfæren. I geofag 1 følger du ferskvannssporet. Havstrømmer og AMOC ligger i geofag 2.

En vekselvirkning er en endring i ett delsystem som utløser respons i ett eller flere andre. Spørsmålet er hvilken sfære som endres først, på hvilken tidsskala, og hvordan berg, jord, elv og grunnvann svarer.

Elva er hydrosfære som former geosfæren. I bratt fjell: blokk og grus, V-dal. På elveslette: sand og silt, meander. Munner elva i innsjø eller fjord, faller hastigheten, og det bygges delta. Geosfæren styrer elva tilbake, gjennom fall, bergart og løsmassetype.

Grunnvann fyller porer i sand og grus og sprekker i fjell. Gode akviferer er ofte breelvdelta og eskere. Marin leire er tett. Den leder vann dårlig og kan gi salt påvirkning under marin grense.

Forvitring

Forvitring er nedbrytning av berg på stedet. Det er den mest lokale vekselvirkningen du kan peke på i felt.

Mekanisk forvitring: vann i sprekker fryser, utvider seg og kiler fjellet. Det krever hydrosfære, fryse–tine og sprekker i geosfæren. Når isen forsvinner, kan trykkavlastning gi avskalling. Røtter som sprenger er biosfære.

Kjemisk forvitring: regn tar opp CO₂ og blir svak karbonsyre. Kalkspat løses raskt. Derfor gir kambrosilurisk kalkstein i Oslofeltet hardt vann og annen jord enn gneis. Silikater hydrolyseres langsommere til leirmineraler og oppløste ioner. Ionene følger elv og grunnvann. Kvarts er kjemisk seig. Gneis og granitt etterlater sandig, næringsfattig jord.

Forvitring er ikke det samme som erosjon. Erosjon er nedsliting pluss transport med vann, is eller tyngdekraft (USGS, u.å.). Uten forvitring ingen sedimenter.

Mekanisk forvitring på stedet

1Is i sprekk

1. 1Fryse–tine. Hydrosfære som jobber i geosfæren.

Isbreen som agent

Kryosfæren hører hjemme her fordi is graver i geosfæren og mater hydrosfæren. Ikke som klimasystem.

For om lag 2,6 millioner år siden ble det dannet isbreer som fortsatte erosjonen (ICS, 2024). Breisen grov ut botner, dype daler og fjorder. Stein i sålen sliper. Det gir skuringsstriper. Materialet avsettes som usortert morene, eller sorteres av breelver til sand og grus. Når isen sto ut i fjorden, ble leire og silt avsatt i saltvann.

Da isen smeltet, reiste litosfæren seg. Det kalles isostasi. Marin leire ligger nå på land. Elver graver raviner. Grunnvann vasker salt. Resultatet kan bli kvikkleire — det tar vi under skred.

Jostedalsbreen, Folgefonna og småbotnbreer i Nord-Norge er levende agenter. De fleste norske U-dalene er fossil form fra innlandsisen. Fjordene på Vestlandet er druknede U-daler: is formet fjellet, vann fylte det.

Vulkanaske og gass på kort sikt

Vulkaner er geosfære som puster til atmosfæren, og som treffer vann og overflate i løpet av dager til noen år.

Aske faller ut av stratosfæren i løpet av dager til uker og har liten klimaeffekt. SO₂ som når stratosfæren, omdannes til sulfataerosoler som reflekterer sollys og kan kjøle troposfæren. Pinatubo 15. juni 1991 injiserte om lag 20 millioner tonn SO₂ og kjølte jordoverflaten i et par år (USGS, u.å.).

Vulkaner slipper også CO₂, men dagens vulkanske utslipp er noen tiendedels gigatonn per år mot antropogene utslipp på over 35 Gt (Gerlach, 2011). Kort sikt er SO₂ og aske, ikke at vulkanene varmer klimaet.

Karbonat–silikat på lang sikt

På hundre tusen til millioner av år styrer kjemisk forvitring av silikatbergarter en negativ tilbakekobling mellom atmosfære, hydrosfære og geosfære.

Regn med karbonsyre løser berg og frisetter ioner. Elvene fører dem til havet. Der felles kalsiumkarbonat. Karbon lagres i kalkstein i millioner av år. Vulkaner og subduksjon gir CO₂ tilbake. Karbon bruker 100–200 millioner år gjennom den trege sløyfen. Rebalansering via forvitring tar i størrelsesorden noen hundre tusen år.

Mer CO₂ gir varmere klima, mer nedbør og raskere silikatforvitring. Da bindes mer karbon i karbonatbergarter, og CO₂ faller. Det er negativ tilbakekobling (Walker et al., 1981). Fjellkjededannelse leverer ferskt silikatberg til overflaten og kan øke forvitringen.

Kalksteinforvitring pumper også HCO₃⁻ til elvene, men netto trekker den ikke CO₂ ut av atmosfæren på samme måte som silikatforvitring. Oslofeltets ordoviciske og siluriske kalksteiner er havbunn som nå forvitrer på land.

Pinatubo-kjøling er år. Silikatforvitring er geologisk tid. Det er ikke samme vulkan–klima.

Viktige begreper

geosfære

den faste jorda: berggrunn, løsmasser, jord

hydrosfære

her: elver, innsjøer, grunnvann og porevann

vekselvirkning

endring i ett delsystem som utløser respons i ett eller flere andre

tilbakekobling

negativ: en endring utløser en respons som demper den; silikatforvitring trekker CO₂ ut når CO₂ stiger