Geologisk tid og datering

Kompetansemål i Geofag 1 (LK20)

Elevene skal kunne

• gjøre rede for ulike metoder som brukes for å datere bergarter, og bruke metoder for å identifisere relativ alder

(Udir, u.å.-b)

Kjerneelementer som dekkes i dette kapitlet:

• Jordsystemer i tid og rom: «Kjerneelementet jordsystemer handler om delsystemer som geosfæren, atmosfæren, hydrosfæren, kryosfæren og biosfæren.»

• Geofaglig feltarbeid: «Kjerneelementet geofaglig feltarbeid handler om planlegging, innsamling av georefererte data i felt og bearbeiding av disse.»

• Modeller og modellering: «Kjerneelementet modeller og modellering handler om å bruke modeller og modellering i geofag.»

(Udir, u.å.-a)

I dette kapitlet lærer du om

den geologiske tidsskalaen, prinsippene for relativ datering, radiometrisk datering og halveringstid, andre dateringsmetoder som varv, vulkansk aske og kosmisk stråling, og hvordan relativ og absolutt datering brukes sammen.

Hva tror du?

Larvikitten fra Oslo-riften er en av de mest kjente bergartene i Norge. Kan vi bruke C-14-metoden for å finne ut hvor gammel den er? Tenk over svaret mens du leser – vi kommer tilbake til det i delen om radiometrisk datering.

Dateringen er grunnlaget for resten av geologien. Når du leser i Norges geologi at Leka-ofiolitten er ca. 497 millioner år gammel, eller i Isbreer og landformer at isen smeltet bort fra landet etter siste istid, er det dateringsmetodene i dette kapitlet som ligger bak tallene.

Hvor gammel er jorda, og hvordan deler vi inn tiden?

Geologisk tid er så lang at det er vanskelig å forestille seg den. På slutten av 1800-tallet mente de fleste geologer at jorda var ca. 100 millioner år gammel. De visste mye om hvilke bergarter og fossiler som var eldst og yngst, men ikke hvor gamle de var regnet i år (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Først da radioaktivitet ble oppdaget, fikk geologene en «klokke» som kunne måle alderen. I dag regner vi med at jorda er ca. 4,54 milliarder år gammel. Alderen bygger på blyisotoper fra meteoritter (Newman, 1997). Selve solsystemet er litt eldre, ca. 4,567 milliarder år, og der begynner den geologiske tidsskalaen (Cohen mfl., 2026). De eldste mineralkornene som er funnet på jorda, er små zirkonkrystaller fra Vest-Australia, og de er ca. 4,4 milliarder år gamle (Newman, 1997).

Jordas historie er delt inn i tidsavsnitt i et hierarki. Det lengste er eon, for eksempel fanerozoikum. En eon er delt i æraer, for eksempel mesozoikum, en æra i perioder, for eksempel jura, og en periode i epoker, for eksempel pleistocen (Spjeldnæs & Delsett, 2024). Den internasjonale stratigrafiske kommisjonen, ICS, bestemmer grensene og reviderer tidsskalaen når det kommer ny kunnskap.

Noen grenser er verdt å kunne. Kambrium, den første perioden med mange fossiler, begynte for 538,8 millioner år siden (Bryhni & Delsett, 2024a; Cohen mfl., 2026). Tiden før kalles ofte prekambrium. Kritt sluttet og paleogen begynte for 66,0 millioner år siden, da en masseutryddelse tok livet av blant annet de fleste dinosaurene (Bryhni & Delsett, 2024b). Kvartær, perioden med de store istidene, begynte for 2,58 millioner år siden, og holocen, epoken vi lever i, begynte for ca. 11 700 år siden (Cohen mfl., 2026). Eldre bøker kan ha andre tall, for eksempel 541 eller 542 millioner år for grensen til kambrium eller 1,8 millioner år for kvartær. Grensene er justert etter hvert som dateringene er blitt bedre.

Tabellen viser hvordan de viktigste hendelsene i Norges geologi passer inn i tidsskalaen. Du kan lese om hver av dem i Norges geologi.

Relativ alder – hva er eldst?

Relativ datering er å plassere bergarter og hendelser i rekkefølge, uten å vite hvor mange år siden de skjedde (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Det er en metode du kan bruke selv i en blotning, i et veiskjæringsbilde eller på et geologisk snitt. Den bygger på noen få prinsipper.

Overlagring og opprinnelig horisontalitet

I en lagpakke av sedimentære bergarter som ikke er deformert, er det nederste laget eldst og det øverste yngst. Dette kaller vi overlagringsprinsippet (superposisjon = det å ligge oppå). Den danske geologen Niels Steensen (Steno) foreslo prinsippet i 1669 (Øien, 2025). Sedimenter avsettes dessuten nesten vannrett, som tynne flak. Det kaller vi prinsippet om opprinnelig horisontalitet (Panchuk, u.å.). Står lagene på skrå eller er foldet, må noe ha skjedd med dem etter at de ble avsatt.

Overlagringsprinsippet gjelder bare så lenge lagene ikke er snudd, foldet eller skjøvet. I den kaledonske fjellkjeden ble eldre bergarter skjøvet opp over yngre i skyvedekker, og der ligger altså det eldste øverst (Øien, 2025).

Gjennomskjæring og inneslutninger

En gang, en forkastning eller en sprekk som skjærer gjennom en bergart, må være yngre enn bergarten den skjærer gjennom. Dette kaller vi gjennomskjæringsprinsippet (Earle, 2019). I Oslofeltet skjærer mange ganger av diabas gjennom de eldre bergartene. De viser at jordskorpa ble strukket i øst–vest-retning (Spjeldnæs & Askheim, 2024). Gangene må altså være yngre enn lagene de skjærer gjennom.

Bruddstykker av en bergart som sitter inne i en annen bergart, kaller vi inneslutninger. De må være eldre enn bergarten de sitter i (Earle, 2019). En inneslutning i en magmatisk bergart kalles en xenolitt (av gresk xenos, fremmed). Det samme gjelder steiner i et konglomerat. Steinene fantes før de ble kittet sammen til en ny bergart.

Fossiler og ledefossiler

Livet har utviklet seg gjennom jordas historie, og hver art har levd bare i et bestemt tidsrom. Der lagene ligger i uforstyrret rekkefølge, har paleontologene funnet ut hvilke fossiler som er eldre enn andre. Disse fossilene kan så brukes til å datere lag andre steder (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Et ledefossil er et fossil av en art som levde i kort tid, men hadde stor utbredelse. Da kan det vise at lag på ulike steder har samme relative alder (Delsett, 2025).

Trilobitter er gode ledefossiler. Hver art levde bare i en begrenset tid, og i de kambrosiluriske lagene i Norge er det funnet over 300 arter (Hoel, 2024). Trilobittene levde fra tidlig kambrium til slutten av perm, så et lag med trilobitter er fra paleozoikum (Hoel, 2024).

Diskordans

En diskordans er en grense i en lagrekke der det mangler tid. Enten ble det ikke avsatt noe på en lang stund, eller så ble lag fjernet av erosjon før nye lag ble avsatt. Er de nederste lagene skråstilt og erodert før de øverste ble avsatt, kaller vi det en vinkeldiskordans (Fossen, 2026).

Den mest markerte diskordansen på fastlandet er grensen mellom grus, sand og leire fra de siste istidene og bergartene under. Mange steder mangler det mer enn én milliard år mellom dem (Fossen, 2026). Det subkambriske peneplanet, der lagene fra kambrium ligger rett på grunnfjellet, er også en diskordans (Bryhni, 2024). På norsk sokkel ligger lag fra kritt mange steder over skråstilte sandsteiner fra jura. Denne vinkeldiskordansen var viktig for å fange olje på felt som Statfjord og Gullfaks (Fossen, 2026). Du kan lese mer om oljefeller i Geologiske ressurser.

Slik leser du et snitt

Snittet under viser hvordan prinsippene brukes sammen (figur 1). Lag A til D er sedimentære lag, avsatt fra kambrium til devon. Begynn nederst og arbeid deg oppover, og se så etter det som skjærer gjennom lagene.

Lagene ligger i rekkefølge, så A er eldst og D yngst av lagene. Forkastningen F skjærer gjennom alle fire lagene, og den må derfor være yngre enn lag D. Gangen E skjærer gjennom både lagene og forkastningen, og E er derfor den yngste hendelsen. Gangen inneholder bruddstykker av lag B, og de bekrefter at lag B fantes før magmaen trengte opp. Hele historien blir: avsetning av A, B, C og D, så forkastning og til slutt gangen.

Absolutt alder – radiometrisk datering

Relativ datering forteller hva som er eldst, men ikke hvor gammelt det er. For å finne alderen i år bruker vi oftest radioaktive isotoper. Det kaller vi radiometrisk datering (Mangerud & Spjeldnæs, 2025).

Halveringstid

Noen isotoper har ustabile atomkjerner. De brytes ned av seg selv til andre isotoper med en fast hastighet. Isotopen som brytes ned, kalles morisotopen, og den som dannes, datterisotopen. Tiden det tar før halvparten av morisotopene er brutt ned, er halveringstiden. Etter én halveringstid er halvparten igjen, etter to er en fjerdedel igjen, og etter tre er en åttendedel igjen (Hofstad, 2026). Mengden avtar altså stadig langsommere. Halveringstiden er ikke halve tiden det tar før alt er borte.

Når geologene måler hvor mye det er igjen av morisotopen og hvor mye datterisotop som er dannet, kan de regne ut hvor lenge nedbrytningen har pågått (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Det forutsetter at mineralet har vært et lukket system, altså at verken mor- eller datterisotoper har kommet inn eller lekket ut siden mineralet ble dannet (Mangerud, 2024). Den første dateringen av et norsk mineral ble gjort av professor Ellen Gleditsch i 1911. Hun daterte uraninitt fra Moss med uran og bly til ca. 850 millioner år. Metoden var enkel, men resultatet var forbausende riktig (Mangerud & Spjeldnæs, 2025).

Metoder for bergarter

Hvilken metode vi velger, avhenger av hva som skal dateres og hvor gammelt det er. Halveringstiden må passe til alderen. Er den for kort, er morisotopen nesten borte. Er den for lang, er det dannet for lite datterisotop til å måle.

Kilder: halveringstider fra Newman (1997) og, for rubidium, Villa mfl. (2015), bruksområder fra Mangerud og Spjeldnæs (2025), Lauritzen og Mangerud (2025) og Mangerud (2025a).

Mineralet zirkon er særlig viktig, fordi det inneholder radioaktive grunnstoffer som uran og thorium (Raade, 2025). Leka-ofiolitten er datert med uran–bly-metoden på zirkon til ca. 497 millioner år (Dunning & Pedersen, 1988). Kalium–argon-metoden kan brukes på de fleste bergarter, fordi kalium finnes i mange mineraler. Men argon er en gass, og den lekker ut hvis bergarten blir varmet opp til over ca. 300 °C. Da kan alderen bli for ung (Mangerud & Spjeldnæs, 2025).

C-14-metoden

C-14-metoden er den viktigste metoden for å datere organisk materiale som er yngre enn ca. 50 000 år, for eksempel pinner, blader, bein og skjell. Kosmisk stråling danner hele tiden karbon-14 i atmosfæren. Planter tar opp karbon-14 gjennom fotosyntesen, og dyr får det i seg gjennom maten. Når en organisme dør, tar den ikke opp mer, og karbon-14 brytes ned med en halveringstid på 5730 år (Mangerud, 2025a).

Innholdet av karbon-14 i atmosfæren har variert, blant annet med styrken på jordas magnetfelt. En C-14-alder er derfor ikke det samme som kalenderår, og den må kalibreres. Det gjøres med kurver som bygger på årringer i trær og andre arkiver, for eksempel IntCal20 (Mangerud, 2025a). For eksempel er 10 000 C-14-år ca. 11 500 kalenderår (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Det er én grunn til at eldre kilder kan oppgi ca. 10 000 år for slutten av siste istid. Regnet i kalenderår sluttet den for ca. 11 700 år siden, da holocen begynte (Cohen mfl., 2026).

Nå kan vi svare på spørsmålet fra starten. Larvikitten er ca. 295–290 millioner år gammel (NGU, u.å.). Etter så lang tid er det ikke noe målbart karbon-14 igjen, og larvikitt er dessuten ikke organisk materiale. En slik bergart må dateres med en metode som har lang halveringstid, for eksempel uran–bly på zirkon.

Andre dateringsmetoder og datering i praksis

For den yngste delen av jordas historie, kvartær, finnes det flere metoder som ikke bygger på radioaktiv nedbrytning i bergarten. I Fastlands-Norge finnes det bare avsetninger fra de siste ca. 200 000 årene av kvartær, og det aller meste er yngre enn 15 000 år (Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Derfor er disse metodene viktige her.

Årslag i leire og trær

I noen innsjøer avsettes det et lyst, grovere lag om sommeren og et mørkt, finkornet lag om vinteren. Et slikt årslag kalles et varv (svensk varv, en runde). Ved å telle varvene kan vi finne ut hvor mange år avsetningen tok, slik vi teller årringer i en trestamme. Den svenske geologen Gerard De Geer brukte varv i leire på slutten av 1800-tallet for å følge hvordan innlandsisen smeltet tilbake i Skandinavia (SNL, 2024; Mangerud & Spjeldnæs, 2025). Årringer i trær brukes på samme måte, og en sammenhengende årringserie går ca. 14 000 år tilbake i tid. Den brukes også til å kalibrere C-14-alderen (Mangerud, 2025a).

Vulkansk aske

Et lag av vulkansk aske, tefra, ble avsatt samtidig over store områder. Alle lag med samme askelag er altså like gamle. Er asken datert ett sted, for eksempel med C-14, kan den brukes til å datere alle andre steder der den finnes. Det kalles tefrakronologi. Den mest kjente asken i Norge er Vedde-asken fra et kraftig utbrudd av Katla på Island. Den ble først funnet i innsjøer på Sunnmøre og er oppkalt etter gården Vedde på Sula. Asken er ca. 12 000 år gammel og er senere funnet over hele Europa og i iskjerner fra Grønland (Mangerud, 2025c).

Sollys og kosmisk stråling

Med luminescensdatering (OSL) finner vi når sand- eller leirkorn sist ble utsatt for sollys, altså når de ble avsatt og dekket til. Metoden kan brukes for de siste ca. 200 000 årene (Mangerud & Spjeldnæs, 2025).

Eksponeringsdatering måler hvor lenge en stein eller fjelloverflate har vært utsatt for kosmisk stråling. Når strålingen treffer oksygen i kvarts, dannes isotopen beryllium-10 (¹⁰Be). Jo mer ¹⁰Be, desto lenger har steinen ligget fritt. I Norge er særlig gamle fjellskred og isavsmeltingen etter siste istid datert slik. For et fjellskred antar vi at steinen først ble utsatt for stråling da skredet gikk. For isavsmeltingen er det da steinblokken smeltet fram av breen. Geologene daterer minst tre blokker for å unngå feil, og usikkerheten er flere hundre år (Mangerud, 2025b).

Relativ og absolutt datering sammen

I praksis kombinerer geologene metodene. Først finner de rekkefølgen av hendelser med relativ datering i felt. Så dateres noen få nøkkelbergarter eller avsetninger med en absolutt metode. Hendelsene som ligger mellom to daterte nivåer, må ha en alder mellom disse to. Hvis for eksempel et lag ligger mellom to daterte lavalag, er laget yngre enn lavaen under og eldre enn lavaen over. Slik bygger geologene en tidslinje for et område. Det er denne arbeidsmåten du bruker når du beskriver geologien der du bor, i Norges geologi og Feltarbeid.

Viktige begreper

Relativ datering: Å plassere bergarter og hendelser i rekkefølge uten å kjenne alderen i år.

Absolutt datering: Å bestemme alderen i år, for eksempel med radiometrisk datering.

Overlagringsprinsippet: I uforstyrrede sedimentære lag er det nederste laget eldst og det øverste yngst.

Gjennomskjæringsprinsippet: Det som skjærer gjennom en bergart, er yngre enn bergarten.

Inneslutning: Bruddstykke av en bergart inne i en annen bergart. Det er eldre enn bergarten det sitter i.

Ledefossil: Fossil av en art som levde i kort tid, men hadde stor utbredelse.

Diskordans: Grense i en lagrekke der det mangler tid på grunn av erosjon eller opphold i avsetningen.

Halveringstid: Tiden det tar før halvparten av en radioaktiv isotop er brutt ned.

Kalibrering: Å regne om en C-14-alder til kalenderår.

Varv: Årslag i en avsetning, med ett lyst sommerlag og ett mørkt vinterlag.

Tefra: Vulkansk aske som er blåst ut i et utbrudd og avsatt over et stort område.

Sammendrag

Test deg selv