Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

Kambrium

Oprindelig forfatter BBu

Ved begyndelsen af den kambriske periode var hele Baltica én stor nederoderet grundfjeldsflade. Rekonstruktioner af den fortidige geografi viser, at kontinentet lå langt mod syd på den sydlige halvkugle (45°-60° S), og ifølge palæomagnetiske data var det roteret næsten 180° ved begyndelsen af perioden. Gennem hele Kambrium må Baltica have ligget relativt stille med passive kontinentrande uden vulkansk aktivitet. I løbet af perioden blev randområderne oversvømmet, og kontinentalsoklen blev dækket af tynde sand- og leraflejringer, der stammede fra det forvitrede grundfjeld. Da det bornholmske område lå langs Baltica’s rand ud mod Tornquist Havet (figur 7-1), blev det gennem Kambrium præget af havets oversvømmelse og aflejring af sand- og lerlag.

Nexø Sandsten

Den ældste sedimentære aflejring fra Kambrium på Bornholm er den røde, godt 110 m tykke Nexø Sandsten, der ligger oven på den nederoderede grundfjeldsoverflade. Nexø Sandsten er kendt fra blotninger og stenbrud omkring Nexø, men findes også under yngre aflejringer andre steder på Bornholm (figur 7-8). Der er tale om en mellem- til grovkornet kvartssandsten med en markant rødviolet farve. Den røde farve skyldes dels et lille indhold af det røde mineral kalifeldspat, dels farvning med jernmineralet hæmatit. Sandstenen er grovest i bunden. Opadtil aftager indholdet af kalifeldspat, og kornstørrelsen bliver mindre.

NID-2-135.png

NID-2-133.png

Figur 7-8. Nexø Sandsten brydes i dag i to mindre brud vest for Nexø. Her kan den lagdelte, rødviolette sandsten ses i de to til tre meter høje brudvægge (A). Sandstenen blev aflejret på landjorden, og lodrette snit viser bænkning og krydslejring, der skyldes transport af sandet i strømmende vand, sikkert på flodsletter (B). Foto: B. Buchardt.

I Kambrium var der ingen plantevækst på landjorden, og landplanterne fik først fodfæste 150 millioner år senere. Den bornholmske landoverflade kan derfor ved begyndelsen af Kambrium nærmest beskrives som en „våd ørken“. Spor af denne fugtighed kan nogle steder ses som en omfattende kemisk forvitring af de øverste meter af grundfjeldsoverfladen under de kambriske aflejringer, f.eks. ved Onsbæk.

Annonce

Strukturerne i Nexø Sandsten viser, at sandkornene har været udsat for både vand- og vindtransport inden aflejring, mens flader med tørkesprækker og regndråbeaftryk peger på periodevis udtørring. Den røde farve kan skyldes udvaskning af jernoxider fra den forvitrede grundfjeldsoverflade, men kan også være et resultat af senere processer.

Sandstenen er sedimentologisk „umoden“, det vil sige at den overvejende er opbygget af lokale forvitringsprodukter. Sandsynligvis blev den aflejret på en flodslette tæt ved en kyst, hvor havet lå syd og vest for Nexøområdet. Kysten kan have været Baltica’s grænse ud til Tornquist Havet.

Der er ikke fuld enighed om, hvor grænsen mellem Prækambrium og Kambrium skal lægges på Bornholm. Enkelte forskere har placeret Nexø Sandsten i den yngste del af Prækambrium. Sandstenens lokale karakter og den omstændighed, at formationen viser en gradvis overgang til den overliggende Balka Sandsten, gør det imidlertid meningsfuldt at inkludere den i de tidligste, kambriske aflejringer. Der er aldrig fundet fossiler i sandstenen, så man mangler et grundlag for at vurdere denne grænsedragning.

NID-2-136.png

NID-2-134.png

NID-2-137.png

NID-2-138.png

FIGUR 7-9. Balka Sandsten på Bornholm. Den grå Balka Sandsten fra Tidlig Kambrium udgør overfladen under muldjorden i store områder af det østlige og sydlige Bornholm. Sandstenen kan ses i kystområderne på Østbornholm omkring Balka og Snogebæk, hvor den ved lavvande udgør store flader, bl.a. med sporfossilet Diplocraterion (A). Inde i landet er sandstenen ofte kun dækket af et tyndt muldlag, som det kan ses i opgravningen ved Pedersker (B). Bedst ses sandstenen i det gamle fattigmandsbrud ved Åkirkeby (C). Her kan den studeres i både lodrette profiler og gamle lagflader, der viser smukt bevarede strukturer fra den oprindelige havbund, f.eks. bølge- og strømribber (D). Foto: B. Buchardt.

Sandsynligvis mangler der under Nexø Sandsten på Bornholm aflejringer fra adskillige millioner år af det tidligste Kambrium; lag, der bl.a. kan ses i Sibirien og i Polen. Enten er de ikke aflejret på Bornholm, eller også er de blevet eroderet væk senere.

Balka Sandsten

Efter aflejring af Nexø Sandsten blev det bornholmske område oversvømmet af et lavvandet hav. Ser man bort fra Nexø Sandsten, hvis forekomst er begrænset til Bornholm, indledes de tidlig kambriske lag i det sydlige Skandinavien stort set alle steder af sandsten dannet i dette kystnære havmiljø. På Bornholm finder man hvide til lysegrå, mellemkornede sandsten fra den ca. 80-90 m tykke Balka Sandsten direkte oven på Nexø Sandsten (figur 7-9). Tilsvarende sandsten kendes bl.a. fra Skåne (Hardeberga Sandsten), fra Västergötland og fra den danske undergrund.

Alle steder drejer det sig om kvartssandsten, der i enkelte lag kan indeholde det grønne lermineral glaukonit. Glaukonit blev udfældet i havet og aflejret samtidigt med sandet. Sandstenen er rig på sedimentære strukturer dannet i lavvandede, kystnære områder: bølgeribber, strømribber, strømskår og ikke mindst spor efter gravende organismer. Særlig karakteristiske er to typer af lodrette gravegange, nemlig den U-formede Diplocraterion og de rette Skolithos og Tigillites. De er alle gravet ned i sand med bølgeprægede flader, og organismerne har levet beskyttet mod bølgerne. Man må forestille sig et tidevandsdomineret kystmiljø med sandbanker og vidtstrakte sandvader, beboet af bl.a. sandormelignende organismer. Disse ukendte dyr repræsenterer de ældste spor af levende organismer i Danmark.

Boks 7-2. Kambriske sandsten og deres strukturer

NID-2-142.png

Typiske er de uformede gravegange Diplocraterion, der på lagfladerne viser sig som langstrakte fordybninger mellem U’ets to grene.

Sandsten er hærdnede sandaflejringer. De sedimentære strukturer på lagfladerne afspejler kortvarige begivenheder under sandstenens dannelse, f.eks. bølgevirksomhed, strømmende vand eller udtørring. Kambriske sandsten viser mange interessante strukturer dannet i lavvandede miljøer for mere end 500 millioner år siden. Nexø Sandsten er præget af strukturer, der tolkes som dannet på land i floder og søer, mens Balka (Hardeberga) Sandsten viser spor af marine aflejringsforhold.

NID-2-143.png

Spor efter vandbevægelser
På lavt vand i f.eks. søer eller ved kyster kan bølgebevægelser i vandet danne symmetriske ribber på bunden. Ribbernes retning er vinkelret på bølgernes bevægelse. Størrelsen af disse ribber afhænger afbølgehøjde og vanddybde. Bølgeribber er forskellige fra ribber dannet af strømmende vand.

Sådanne ribber er asymmetriske. Bølge- og strømribber er ofte bevaret på lagflader i sandsten.

Spor efter udtørring
Ved udtørring af lavvandede områder, f.eks. I en sø, kan der ske opsprækning af søbunden, der bevares i lagfalderne i form af tørkesprækker. Også aftryk af regndråber kan af og til ses på sådanne flader.

Spor efter gravende eller krybende organismer (sporfossiler)
Lodrette gravegange findes ofte på udsatte flader i kystzonen, hvor organismerne har skulle beskytte sig mod bølgernes virksomhed. I Balka Sandsten ses en række lagflader med lodrette spor efter ormelignende dyr.

NID-2-140.pngNID-2-141.png
A. Vandret flade i Nexø Sandsten dækket med små bølgeribber med en bølgelængde på en til to cm. Sådan en flade kunne være dannet i en lavvandet sø. Foto: Bjørn Buchardt.B. Store bølgeribber i Balka Sandsten dannet i forbindelse med tidevandsbevægelser eller storm. Bølgelængden mellem ribbetoppene er 10 til 20 cm. Foto: Bjørn Buchardt.
NID-2-139.pngNID-2-144.png
C. Billedet viser en vandret lagflade i Nexø Sandsten dækket af tørkesprækker, der senere er fyldt med lysere sand. Der kan både ses smalle og brede sprækker. De bredeste af sprækkerne er ca. 1 cm brede. Foto: Bjørn Buchardt.D. Lagflade i Balka Sandsten dækket med spor af Diplocraterion. Lommekniven er 6 cm lang. Foto: Bjørn Buchardt.
NID-2-145.pngE. Krybespor i vandret lagflade af Balka Sandsten ved Pedersker. En ukendt organisme er krøbet hen over en sandbarre, sikkert i søgen efter føde, og har efterladt en rende i havbunden. Foto: Bjørn Buchardt.

Gennem årene har der været nogen forvirring om navngivning af Balka Sandsten Formationen, der er opkaldt efter lokaliteten Balka Strand syd for Nexø. Tidligere blev den ofte kaldt Balka Kvartsit på grund af dens hårde, velcementerede fremtræden. Almindeligvis benyttes udtrykket kvartsit om en metamorfoseret sandsten. Selv om Balka Sandsten givetvis er blevet omdannet og cementeret under høje temperaturer i forbindelse med senere begravelse (se Silure graptolitskifre), er der ingen grund til at antage en egentlig metamorf dannelses af bjergarten. Den tilsvarende sandstensformation i Skåne benævnes Hardeberga Sandsten efter en lokalitet tæt ved Lund. Dette navn er benyttet tidligere end Balka Sandsten og har derfor fortrin, og da de to enheder på mange måder er identiske, skal Balka Sandsten formelt kaldes Hardeberga Sandsten. Navnet Balka Sandsten er imidlertid udbredt i den danske geologiske litteratur og vil nok leve videre mange år endnu.

NID-2-146.png

NID-2-147.png

FIGUR 7-10. Sandsten fra Broens Odde Leddet ses bedst ved ekstremt lavvande i Østersøen (A). De pudelignende former skyldes bølgernes nedbrydning af bjergarten langs systemer af lodrette svaghedszoner, såkaldte joints. Vandrette lagflader i sandstenen kan indeholde centimeterstore knolde af det sorte mineral fosforit (B). Foto: B. Buchardt.

Læså Formationen

Efter aflejring af Balka Sandsten øgedes havdybden mærkbart i det bornholmske område. Som et resultat ser man i dag, hvordan Balka Sandsten opadtil gradvist går over i en ca. 90 m tyk grågrøn, lagdelt og finkornet sandsten med mange siltlag. Denne enhed blev tidligere benævnt „de grønne skifre“, men udgør i dag den nedre del af Læså Formationen med navnet Broens odde Leddet efter typelokaliteten syd for Snogebæk på Bornholm. Da bjergarten hverken er en skifer eller er specielt grøn, er navneskiftet særdeles velvalgt (figur 7-10).

Broens odde Leddet indeholder glaukonit, der dannes i havvand, og i visse horisonter centimeterstore knolde af det sorte mineral fosforit, der dannes ved kemiske reaktioner på havbunden under langsom sedimentation. Bjergarten er blevet kraftigt gennemgravet af bundlevende organismer, der har efterladt sig spor i form af vandrette og lodrette gravegange. I de finkornede, mudderrige lag er der flest vandrette gravegange efter fødesøgende organismer af typen Planolites og Rhizocorallium. De mere grovkornede sandlag, der sikkert skyldes stormepisoder, domineres af lodrette gravegange af typen Diplocraterion.

Broens odde Leddet tolker man som aflejret på den indre del af kontinentalsoklen, på dybere vand end Balka Sandsten. Miljøet har mindet om de dybere dele af nutidens Nordsø, hvor bølgebevægelser sjældent når ned, og hvor de mere finkornede partikler kan bundfældes. Havbunden har indeholdt et rigt dyreliv, der har ernæret sig ved alger og bakterier. Primitive trilobitter kendes fra samtidige aflejringer i andre områder, men er endnu ikke fundet på Bornholm. Herfra er derimod beskrevet rester af den kegleformede, skalbærende organisme Hyolithus, en uddød dyregruppe, der muligvis er beslægtet med nutidige vingesnegle.

Hyolitterne er de tidligste skalbærende fossiler, man kender fra Danmark (figur 7-11).

 FIGUR 7-11 (a). Hyolitter er 2-5 cm lange, kegleformede fossiler, der optræder relativt hyppigt i Broens Odde Leddet fra Bornholm. De er oftest fladtrykte og sortfarvede af fosforit. Foto af hyolit fra Geologisk Museums samling ca. 4 cm lang.

FIGUR 7-11 (a). Hyolitter er 2-5 cm lange, kegleformede fossiler, der optræder relativt hyppigt i Broens Odde Leddet fra Bornholm. De er oftest fladtrykte og sortfarvede af fosforit. Foto af hyolit fra Geologisk Museums samling ca. 4 cm lang.

FIGUR 7-11 (b). En rekonstruktion af et hyolitdyr. Hyolitterne er en uddød dyregruppe med visse ligheder med moderne vingesnegle, der lever fritsvømmende i oceanerne. De er blandt de ældste skalbærende fossiler i den danske lagserie.

FIGUR 7-11 (b). En rekonstruktion af et hyolitdyr. Hyolitterne er en uddød dyregruppe med visse ligheder med moderne vingesnegle, der lever fritsvømmende i oceanerne. De er blandt de ældste skalbærende fossiler i den danske lagserie.

Aflejringer, der svarer til Broens Odde Leddet, kender man fra Skåne under navnet Norretorp Formationen.

I blotninger langs bredden af Læså på Sydbornholm kan man se, hvordan Broens Odde Leddet gradvist bliver mere grovkornet opadtil. Aflejringen får til sidst karakter af en egentlig sandsten, Rispebjerg Sandsten, der er den anden og øverste enhed i Læså Formationen. Rispebjerg Sandsten er en 3 m tyk kvartssandsten med velafrundede sandkorn og et stort indhold af fosforit i de øverste lag. Den repræsenterer en strandzone, hvor en del af sandkornene har været transporteret af vinden. Der er altså sket et havspejlsfald i det bornholmske område, siden det er muligt at finde strandbredslag oven på havaflejringerne.

Rispebjerg Sandsten afslutter i dag de tidlig kambriske aflejringer på Bornholm, mens der i Skåne oven på Rispebjerg Sandsten findes yderligere én tidlig kambrisk formation, Gislöv Formationen, der er opbygget af vekslende lag af kalksten og skifre.

Boks 7-3. Danmarks ældste fossil.

 A. Danmarks ældste fossil Sabellidites fra Hardeberga Formationens sandsten, Nedre Kambrium, Bornholm.

A. Danmarks ældste fossil Sabellidites fra Hardeberga Formationens sandsten, Nedre Kambrium, Bornholm.

De to nederste formationer på Bornholm, Nexø Sandsten og Balka (Hardeberga) Sandsten, er af gode grunde ikke særlig fossilførende. Der findes som beskrevet en del sporfossiler i Hardeberga Formationen, som fortæller os, at der har været et rigt dyreliv, men kropsfossiler er altså sparsomme. Dog findes der to større enheder domineret af muddersten i den nederste del af formationen. De tolkes som drukningsflader og her har man fundet en del kropsfossiler i form af fladtrykte organiske rør (figur A). Fossilerne tilhører formentlig slægten Sabellidites, som kendes fra Sen Kambrium mange steder i verden.

Fossilerne er svagt koniske og består af en tyk organisk hinde med irregulære, tværgående vækstlinjer. Man kender ikke den organisme, som har konstrueret og beboet disse rør. Det er blevet foreslået, at det er rør fra dyregruppen pogonophorer, der er beslægtet med børsteorme og som i dag lever omkring hydrotermale dybhavsskorstene.

 B. Moderne scyphopolyp i sit rør.

B. Moderne scyphopolyp i sit rør.

Et andet forslag er, at det er polypdyr beslægtet med nutidens scyphopolypper (figur B). Scyphopolypper udskiller ligesom pogonophorerne organiske rør, som de bor i. Polypdyr er rovdyr, som lammer byttedyrene med nældeceller i deres tentakler.

Tekst: Jakob Vinter.

Den tidlige kambriske havstigning

Den tidlig kambriske lagserie i det sydlige Skandinavien kan som nævnt ovenfor tolkes som resultat af en omfattende havstigning ind over det nederoderede Baltica-grundfjeldsskjold. Denne havstigning kendes fra hele kloden og skyldtes øget bevægelse af kontinentpladerne ved begyndelsen af Kambrium. Ved forøget spredning langs de midtoceaniske rygge bliver bjergarterne under spredningszonen opvarmet. På grund af opvarmningen udvider de sig, og en del af udvidelsen sker opad i vandmasserne. Herved vil spredningszonens bjergarter bogstavelig talt fylde mere i oceanerne, og den fortrængte mængde havvand vil flyde ind over kontinenterne. Det observeres i den geologiske lagserie som en havstigning eller transgression.

Figur 7-12.

NID-2-149.png

NID-2-150.png

NID-2-151.png

FIGUR 7-12. Model over de tidlig kambriske lags fordeling i forhold til havdybde og afstand fra kysten. Modellen viser lagfølgen ved stigende havniveau. Mens Læså Formationen aflejredes på dybere vand langt fra kysten, domineredes kystzonen i Sydsverige af sand. Alun Skifer Havet dækkede hele det sydskandinaviske område.

Balka Sandsten og de tilsvarende bjergarter i Skåne er det første skandinaviske tegn på den kambriske havstigning, hvor kystzone-aflejringer afløser den kontinentale Nexø Sandsten eller overlejrer de forvitrede grundfjeldsoverflader (figur 7-12). Jo længere man kommer ind på Baltica, jo yngre bliver sandstenene. Dette må afspejle en svagt stigende grundfjeldsoverflade, hvor havstigningens strandzone f.eks. når Västergötland senere end Bornholm og Skåne. Mens den tidlig kambriske kyst lå i Mellemsverige og det østbaltiske område, har havdybden ved Bornholm været større, og Broens Odde Leddet er blevet aflejret. Stigende kornstørrelse op gennem den øverste del af Broens Odde Leddet, der kulminerede i den kystaflejrede Rispebjerg Sandsten, viser aflejring på stadig lavere havdybde, her sikkert som et resultat af en kortvarig global havniveausænkning.

Det specielle ved dette tidlig kambriske scenario har været landoverfladens karakter af peneplan, der må have haft en udstrækning på mange tusinde kvadratkilometer. Terrænhældningen ind over fladen har været meget lille, måske kun få centimeter per kilometer. Man må forestille sig en kystzone med en bredde på 10 til 100 km, oven i købet forstærket af et højere tidevand; Månen var nemlig nærmere på Jorden i kambrisk tid end i dag. I et sådant system vil kystaflejringerne kunne få en meget stor udbredelse. Og endnu vigtigere: De nedbrydende processer vil være næsten lige så omfattende som de aflejrende. Derfor må man forestille sig, at de tidlig kambriske sandsten på Bornholm kun repræsenterer en brøkdel af det tidsrum, hvor kystzonen lå i området. Sandstenene viser os så at sige en række kortvarige „vinduer“, hvor strandaflejringerne af ukendte årsager er blevet bevaret. Tidlig Kambrium omfatter et tidsrum på godt 29 millioner år, hvoraf de bornholmske aflejringer måske højst repræsenterer et par millioner år.

 FIGUR 7-13. Den kambriske eksplosion. I begyndelsen af den kambriske periode skete der en eksplosiv biologisk udvikling på Jorden. Inden for mindre end 10 millioner år blev en række skalbærende organismer som muslinger, snegle, brachiopoder, trilobitter og pighuder udviklet. De danske aflejringer omfatter ikke de ældste dele af denne eksplosive evolution, men de mange ormerør i Balka Sandsten fra Tidlig Kambrium skal ses i denne sammenhæng.

FIGUR 7-13. Den kambriske eksplosion. I begyndelsen af den kambriske periode skete der en eksplosiv biologisk udvikling på Jorden. Inden for mindre end 10 millioner år blev en række skalbærende organismer som muslinger, snegle, brachiopoder, trilobitter og pighuder udviklet. De danske aflejringer omfatter ikke de ældste dele af denne eksplosive evolution, men de mange ormerør i Balka Sandsten fra Tidlig Kambrium skal ses i denne sammenhæng.

Den nedre kambriske lagserie på Bornholm har en samlet tykkelse på godt 300 m, hvoraf de ca. 200 m er aflejret tæt på kysten, enten på land som Nexø Sandsten eller i selve kystzonen som Balka Sandsten. Havstigningen har altså skullet holde trit med de stadigt tykkere aflejringer. Med andre ord: Hvis ikke det relative havniveau var steget med mindst 200 m i løbet af Tidlig Kambrium, ville der ikke have været plads til den bornholmske lagserie. En væsentlig del af denne relative stigning i havniveauet kan forklares ved en begyndende isostatisk indsynkning af det sydlige Skandinavien, idet lagenes vægt trykkede pladeranden ned. Men sådanne isostatiske indsynkninger er langsomme, og de tidlig kambriske sandsten er aflejret hurtigt, så hele forløbet må afspejle en omfattende stigning i det globale havniveau over de få millioner år, sandstenene repræsenterer.

Den kambriske evolutionære eksplosion

Den tidlig kambriske havstigning faldt sammen med en biologisk begivenhed, der ofte kaldes den „kambriske evolutionære eksplosion“ (figur 7-13). Denne begivenhed, hvor hovedparten af de nu kendte dyregrupper etablerede sig i løbet af få millioner år, er en af de vigtigste i livets udvikling på vores planet. „Eksplosionen“ er på ingen måde et udtryk for livets begyndelse. Der har været bakterier og alger på Jorden i mindst 3,5 milliarder år, og de ældste dyrelignende organismer er beskrevet fra 580-560 millioner år gamle, prækambriske aflejringer, den såkaldte Ediacara-fauna omfattende aftryk efter dyr, der muligvis er beslægtet med orme og gopler. Det specielle ved den kambriske „eksplosion“ er forekomsten af de første skal- og skeletbærende dyr, en evolutionær gevinst, der åbnede helt nye muligheder for bevægelse og beskyttelse.

 FIGUR 7-14. Overgangen mellem Rispebjerg Sandsten fra Tidlig Kambrium og Alun Skifer fra Midt Kambrium er i Læså markeret ved et lille vandfald, hvor den hårde sandsten har modstået vandets erosion. Alle lagene har en hældning på nogle få grader mod syd.

FIGUR 7-14. Overgangen mellem Rispebjerg Sandsten fra Tidlig Kambrium og Alun Skifer fra Midt Kambrium er i Læså markeret ved et lille vandfald, hvor den hårde sandsten har modstået vandets erosion. Alle lagene har en hældning på nogle få grader mod syd.

De første skaller synes overvejende at være opbygget af fosfat, men fulgtes hurtigt af karbonatskaller, og fosfat og karbonat har været de dominerende skal- og skeletmineraler lige siden. Det er fristende at se denne udvikling som et resultat af ændrede kemiske forhold i havet og i atmosfæren. Måske har et forhøjet iltindhold accelereret stofskiftet hos allerede etablerede organismer og derved fremmet udviklingen af nye vævstyper og øget bevægelighed. Måske har forøget forvitring af bjergarter langs oceanerne hævet havets indhold af calcium og dermed fremmet udfældningen af biologiske „spildprodukter“ som calciumfosfat og calciumkarbonat.

De talrige spor efter gravende organismer i Balka Sandsten og Læså Formationen vidner om et højtudviklet og varieret dyreliv i det tidlig kambriske hav, sikkert med forbindelse tilbage til ormelignende organismer i Prækambrium. Man kender blot ikke organismerne selv. Hyolitterne på Bornholm er de først kendte skalbærende organismer i det, der nu er Danmark, mens der i Rispebjerg Sandsten findes skalfragmenter af endnu ubeskrevne organismer. Aflejringer i Skåne og Västergötland fra Tidlig Kambrium indeholder talrige fossilrester af bl.a. brachiopoder og trilobitter.

 FIGUR 7-15. Alun Skifer Formationen på Bornholm ses bedst i blotninger langs den idylliske Læså. Bedst kendt af alle er blotningen i åbrinken langs stien mellem Vasegård og Lille Kalbygård. Her kan skiferen ses i et 3 meter højt og 30 meter langt profil med aflejringer fra flere zoner i Sen Kambrium. I profilet ses også flere store antrakonitkonkretioner. Skiferen er mørkegrå til sort i friske brudflader, men fremstår her nærmest rødbrun på grund afjernudfældninger fra forvitring af mineralet pyrit.

FIGUR 7-15. Alun Skifer Formationen på Bornholm ses bedst i blotninger langs den idylliske Læså. Bedst kendt af alle er blotningen i åbrinken langs stien mellem Vasegård og Lille Kalbygård. Her kan skiferen ses i et 3 meter højt og 30 meter langt profil med aflejringer fra flere zoner i Sen Kambrium. I profilet ses også flere store antrakonitkonkretioner. Skiferen er mørkegrå til sort i friske brudflader, men fremstår her nærmest rødbrun på grund afjernudfældninger fra forvitring af mineralet pyrit.

Et hul i lagserien

Efter aflejringen af den kystnære Rispebjerg Sandsten i sidste del af Tidlig Kambrium mangler der på Bornholm lag fra flere millioner år. En sådan periode uden aflejringer, en hiatus, tolkes traditionelt som resultat af tørlægning og efterfølgende erosion. Det bornholmske område skulle således være blevet hævet over havet ved slutningen af Tidlig Kambrium. Mineralet fosforit, der findes i toppen af Rispebjerg Sandsten, har i overensstemmelse hermed været tolket som et resultat af tørlægning, idet fosforit blev set som et tegn på langvarig forvitring på land.

Man kender imidlertid ingen entydige spor efter tørlægning og forvitring i toppen af Rispebjerg Sandsten. Fosforit er et tungtopløseligt mineral, der dannes ved opkoncentrering af store mængder fosfatholdigt organisk materiale, sandsynligvis som et resultat af biologiske processer. Det er i dag velkendt, at fosforit kan dannes på store havdybder, ofte i perioder, hvor havstrømme over lange tidsrum har forhindret sedimentation. Det taler for, at det bornholmske område ved slutningen af Kambrium var dækket af et hav med havstrømme, som har forhindret sedimenter i at lægge sig permanent på havbunden.

 FIGUR 7-16. Alun Skifer Formationen blev i 1984 gennemboret ved Skelbro på Sydbornholm. Boringen gav det første sammenhængende billede af skiferens opbygning på Bornholm. De enkelte kerner fra boringen blev opmålt og sammensat til et samlet profil. Figuren viser også de underliggende og overliggende lag fra henholdsvis Læså Formationen (Rispebjerg Sandsten) og Komstad Kalk.

FIGUR 7-16. Alun Skifer Formationen blev i 1984 gennemboret ved Skelbro på Sydbornholm. Boringen gav det første sammenhængende billede af skiferens opbygning på Bornholm. De enkelte kerner fra boringen blev opmålt og sammensat til et samlet profil. Figuren viser også de underliggende og overliggende lag fra henholdsvis Læså Formationen (Rispebjerg Sandsten) og Komstad Kalk.

Alun Skifer Formationen

Umiddelbart over Rispebjerg Sandsten finder man på Bornholm aflejringer fra et iøjnefaldende anderledes miljø. Lagene består af den sorte alunskifer, der fra Midt Kambrium til Tidlig Ordovicium blev aflejret på relativt dybt vand med ringe indflydelse fra bølger og strøm. I bunden af skiferen ses to kalkstenslag, aflejret på lavere vand end skiferen. Som det senere vil blive beskrevet, er alunskiferen en af de mest særprægede danske aflejringer, da den vidner om en helt speciel form for iltsvind i datidens hav.

Tilsammen kaldes skiferen og de to kalkstenslag for Alun Skifer Formationen. Det nederste kalkstenslag er den 30 cm tykke Exsulans Kalk fra Midt Kambrium, der ligger direkte på overfladen af Rispebjerg Sandsten. Ca. 1 m sort skifer adskiller dette lag fra det øvre kalkstenslag, den ca. 1 m tykke Andrarum Kalk, og herover følger mere end 30 m sort skifer. I modsætning til tidligere, hvor man betegnede hver af disse fire enheder som selvstændige formationer, har man nu valgt at slå de to kalkstenslag og de sorte skifre sammen til én formation. Kalkstenene udgør underafdelinger af skiferen og benævnes Exsulans Kalk Leddet og Andrarum Kalk Leddet. I litteraturen optræder også betegnelsen Kalby Ler om et tyndt lerlag over Rispebjerg Sandsten ved Læså. Man har vist, at dette lerlag er en forvitringsrest fra Exsulans Kalk, så navnet bruges ikke længere officielt. Hele Alun Skifer Formationen er på Bornholm ca. 33 m tyk.

 FIGUR 7-17. Antrakonitbolle fra Alun Skifer fra Sen Kambrium. Antrakonitbollerne er linseformede konkretioner, der kan blive mere end én meter i diameter. På billedet ses, hvordan skiferlagene er presset sammen omkring antrakonitkonkretionen, der altså er dannet tidligere end sammenpresningen af skiferen. Slår man på en antrakonitbolle, udvikles der en karakteristisk lugt af svovlbrinte. De kaldes derfor også stinksten. Lugten stammer fra nedbrydning af organiske rester i konkretionen. Antrakonitter kan være rige på fossiler af bl.a. trilobitter.

FIGUR 7-17. Antrakonitbolle fra Alun Skifer fra Sen Kambrium. Antrakonitbollerne er linseformede konkretioner, der kan blive mere end én meter i diameter. På billedet ses, hvordan skiferlagene er presset sammen omkring antrakonitkonkretionen, der altså er dannet tidligere end sammenpresningen af skiferen. Slår man på en antrakonitbolle, udvikles der en karakteristisk lugt af svovlbrinte. De kaldes derfor også stinksten. Lugten stammer fra nedbrydning af organiske rester i konkretionen. Antrakonitter kan være rige på fossiler af bl.a. trilobitter.

Exsulans Kalk og Andrarum Kalk er begge grå, lerholdige kalksten. De har et stort indhold af omlejrede og fragmenterede fossiler, især trilobitrester og brachiopoder.

Exsulans Kalk har navn efter trilobitten Ctenocephalus exsulans. Kalken består nederst af et grovkornet lag, et konglomerat, med omlejrede fossiler af bl.a. trilobitter, der ellers kun kendes fra lag fra andre steder i Sydskandinavien. Exsulans Kalk er en såkaldt fragmentkalk, dannet af opbrudte og cementerede kalklag. Den er aflejret i en kortvarig periode med lavere havniveau og deraf højere bølgeindflydelse på havbunden, i et miljø uden tilførsel af sand og grus fra land.

Andrarum Kalk er opkaldt efter Andrarum i det østlige Skåne. Den er ligesom Exsulans Kalk dannet ved et lavere havniveau end resten af skiferen. Andrarum Kalk er interessant ved sit store indhold af velbevarede fossiler. Ud over trilobitter findes bl.a. fragmenter af nogle af de først kendte fossile pighuder, der er i familie med nutidens søliljer.

Navnet alunskifer kommer af tidligere tiders udvinding af alunsalt – kalium-aluminium-sulfat – fra skiferen. Det var en lukrativ praksis, der i 1700- og 1800-tallet foregik ved bl.a. Andrarum i Skåne (se boks 7-4). Skiferen er mørkebrun til sort, fint lamineret og overvejende opbygget af lermineralet illit samt af små kvartskorn i siltstørrelse. I friske, uforvitrede prøver hænger skiferen sammen, men den forvitrer langs de tynde, siltholdige lag til de typiske, papirtynde skiferblade, man bl.a. kan se langs skrænterne ved Læså på Bornholm (figur 7-15).

 FIGUR 7-18. Kort over Alun Skifers udbredelse i det sydlige Skandinavien. Alun Skifer er aflejret fra begyndelsen af Midt Kambrium til langt op i Tidlig Ordovicium, et tidsrum på mere end 20 millioner år.

FIGUR 7-18. Kort over Alun Skifers udbredelse i det sydlige Skandinavien. Alun Skifer er aflejret fra begyndelsen af Midt Kambrium til langt op i Tidlig Ordovicium, et tidsrum på mere end 20 millioner år.

Skiferen er karakteristisk ved at have et stort indhold af organisk materiale, der overvejende består af delvist nedbrudte rester af marine alger og bakterier. I tilknytning til det organiske materiale ses et forhøjet indhold af uran, der i nogle niveauer gør skiferen svagt radioaktiv, ligesom indholdet af vanadium, cadmium og molybdæn er større end normalt. Skiferens store indhold af mineralet pyrit optræder som små, skinnende messinggule korn i friske brudflader, men forvitrer hurtigt til rustfarvede eller citrongule belægninger af oxiderede jernforbindelser. I enkelte lag findes centimeterstore, tenformede hobe af pyrit, der er dannet ud fra oprindelige krystaller af mineralet baryt (figur 7-19). Skiferens sorte farve skyldes det store indhold af forkullet, organisk materiale.

Et markant indslag i skiferen er de op til meterstore, linseformede kalkstenslegemer, der bl.a. ses langs Læså (figur 7-17). Disse legemer kaldes antrakonitkonkretioner (antrakonit er græsk for „sort sten“). De er opbygget af mineralet kalcit, der danner finkornede krystaller i kernen, men som ofte er større i kappen. Konkretionerne findes både i skiferen og som linseformede udvækster fra toppen og bunden af Andrarum Kalk. Enkelte steder ses også tynde, sammenhængende lag af antrakonit. Især i disse lag findes der mange fossiler.

 FIGUR 7-19. Alun Skifer med tenformede pyritudfyldninger i hulrum efter opløst tungspat. Tungspat eller baryt (BaSO4) dannedes i enkelte horisonter i Alun Skifer, ofte som tenformede eller rosetformede krystaller. Senere omdannelser, muligvis ved sulfatreducerende bakterier, førte til udfældning af messinggul pyrit. Der er altså ikke tale om aftryk efter fossiler. Naturlig størrelse.

FIGUR 7-19. Alun Skifer med tenformede pyritudfyldninger i hulrum efter opløst tungspat. Tungspat eller baryt (BaSO4) dannedes i enkelte horisonter i Alun Skifer, ofte som tenformede eller rosetformede krystaller. Senere omdannelser, muligvis ved sulfatreducerende bakterier, førte til udfældning af messinggul pyrit. Der er altså ikke tale om aftryk efter fossiler. Naturlig størrelse.

Konkretionerne blev dannet ved kemiske reaktioner i de øverste få meter af havbundens vandholdige sedimenter. Bakteriel nedbrydning af organisk materiale i bundslammet førte til basiske forhold i porevandet og dermed til udfældning af kalcit. Ofte er antrakonitkontretionerne vokset uden om fossilrester, der har fungeret som kim for kalcitdannelsen.

Alun Skifer Formationen kendes fra spredte blotninger i det meste af Skandinavien. Tilsvarende skifre med et forhøjet uranindhold findes i den dybe undergrund under Danmark, Østersøen og det nordlige Polen. I Skåne kendes skiferen både fra blotninger og boringer, her i tykkelser op til 100 m.

Formationens nedre del blev aflejret i Midt Kambrium, resten gennem Sen Kambrium og Tidlig Ordovicium. Den første større forekomst af den lille trilobitlignende organisme Agnostus pisiformis – den „ukendte ærteformede“ – markerer grænsen mellem Midt og Sen Kambrium, mens den første forekomst af graptolitten Rhapdinopora, der før hed Dictyonema, definerer grænsen mellem Kambrium og Ordovicium. Tidligere havde den ordoviciske del af skiferen sit eget navn, Dictyonema Skifer, men denne del er i dag inkluderet i Alun Skifer Formationen.

Lagserien på Bornholm er ikke komplet, bl.a. mangler en del af de øverste lag fra Sen Kambrium.

Boks 7-4. Alun Skifer. Formationen som råstof.

 A. Alunbruddet ved Andrarum i Skåne. Her blev der brudt skifer til alunproduktion gennem mere end 250 år.

A. Alunbruddet ved Andrarum i Skåne. Her blev der brudt skifer til alunproduktion gennem mere end 250 år.

Alunskifer har gennem mange hundrede år været et vigtigt råstof, først og fremmest for alunsalt (KAl(SO4)2⋅12H2O). De første forsøg på alun-udvinding i Skandinavien går tilbage til den danske adelsmand Jockum Beck i 1640’ernes Skåne. Alunværket ved Andrarum i Østskåne var aktivt fra 1646 til 1912, hvor konkurrencen fra syntetisk fremstillet alun endeligt lukkede værket.

Alunsalt indgik i farvning af tøj og garvning af skind, ligesom det havde en medicinsk anvendelse som blodstandsende præparat. Det benyttedes også som konserveringsmiddel på linje med salt og salpeter. Endnu benyttes alun ved syltning af agurker i Sverige. Biprodukter fra alunfabrikationen var svovl til krudt, vitriol (jernsulfat) og rød farve til de svenske træhuse.

 B. Spor efter alfa-henfald af uranatomer i Alun Skifer. Hvert sort punkt på det fotografiske papir markerer en alfa-partikel, der stammer fra et skiferstykke placeret over papiret. Eksponeringen strakte sig over 14 dage. Uranindholdet i skiferen er bestemt til ca. 200 ppm (gram per ton). Præparatet er ca. 2 x 2 cm.

B. Spor efter alfa-henfald af uranatomer i Alun Skifer. Hvert sort punkt på det fotografiske papir markerer en alfa-partikel, der stammer fra et skiferstykke placeret over papiret. Eksponeringen strakte sig over 14 dage. Uranindholdet i skiferen er bestemt til ca. 200 ppm (gram per ton). Præparatet er ca. 2 x 2 cm.

Alunskifer har et stort indhold af marint, organisk materiale af en sammensætning, der kan danne olie under de rette fysiske betingelser. Man omtaler skiferen som en potentiel kildebjergart for olie. Ved den omfattende olieefterforskning i 1980’erne blev der udført en række dybe boringer i Kattegat, Skåne og Østersøen, bl.a. for at teste alunskiferens oliepotentiale. Desværre viste alle boringer, at skiferens mulighed for oliedannelse var blevet udtømt for mange millioner år siden, sandsynligvis i forbindelse med begravelse af lagene i perioden Sen Silur-Tidlig Devon for godt 400 millioner år siden. Muligvis er sortfarvningen af Balka Sandsten i kirken i Åkirkeby det eneste tilbageblevne vidnesbyrd om denne tidlige oliedannelse. Olieproduktion fra tidlige palæozoiske kilder foregår i dag i Litauen og Kaliningradenklaven.

Uran findes i alunskiferens organiske materiale. Skiferen er den mest uranrige overhovedet af alle Jordens skiferbjergarter. I nogle af de senkambriske lag er urankoncentrationen særlig stor, på Bornholm når uranindholdet op på 100 gram per ton i den såkaldte Olenus Zone, mens tilsvarende lag i Västergötland i det sydlige Sverige har koncentrationer på mere end 400 gram per ton. Disse lag er forsøgsvist blevet brudt som uranmalm i Sverige, men er ikke regnet som økonomisk interessante på Bornholm.

 C. Skånsk hus malet i den karakteristiske svenske rödfärg. Tidligere fremstilledes den svenskrøde maling af restprodukter fra alunfabrikationen i bl.a. Andrarum.

C. Skånsk hus malet i den karakteristiske svenske rödfärg. Tidligere fremstilledes den svenskrøde maling af restprodukter fra alunfabrikationen i bl.a. Andrarum.

I dag er man mest opmærksom på den radondannelsen, der følger med det radioaktive henfald af uran i skiferen. Radon er en kortlivet, radioaktiv gas, der ved indånding kan føre til skader af lungevævet. De bornholmske forekomster af alunskifer er heldigvis for små til at udgøre nogen sundhedsrisiko, men man bør ikke opbevare store prøver af alunskifer i uventilerede rum.

Alun Skifer Havet

Alunskiferen blev dannet af sort slam, som blev aflejret på bunden af datidens hav, Alun Skifer Havet. Det skete på kontinentalsoklen så dybt nede, at havbunden ikke blev påvirket af bølger og strømme. Den velbevarede lagdeling i skiferen vidner om, at der ikke var meget dyreliv på havbunden til at forstyrre lagene, helt i modsætning til aflejringen af Exsulans Kalk og Andrarum Kalk, hvor der var et rigt dyreliv. Sammenholdt med skiferens store indhold af pyrit er det nærliggende at forklare de specielle forhold med iltsvind ved havbunden. Dette fænomen er velkendt i nutidens havområder, og man ved, at iltsvind ledsages af karakteristiske bakterielle processer i havbunden, hvor bakterier trives i de iltfrie bundlag og omdanner havvandets indhold af sulfat til giftig svovlbrinte. Reaktioner mellem svovlbrinte og jern fører til udfældning af jernsulfider i havbundens sedimenter; en proces, der er det indledende trin på vejen til dannelse af mineralet pyrit.

Nutidens iltsvind i danske farvande skyldes et forhøjet indhold af organisk materiale på havbunden. Det organiske materiale stammer fra planktonalger i den øverste del af vandet, hvor forøget tilførsel af næringssalte har fremmet algevæksten. Nedbrydning af de store mængder algerester forbruger den opløste ilt i bundvandet, og resultatet bliver iltsvind, som det kendes fra f.eks. Mariager Fjord og Kattegat.

Desværre holder denne „moderne“ iltsvindsmodel ikke for Alun Skifer Havet. Skiferen repræsenterer et tidsinterval på mindst 20 millioner år, og gennem hele denne periode synes aflejringsforholdene stort set at have været identiske over meget store havområder. Selv om man må antage en kraftig sammenpresning af skiferen efter aflejring – det oprindelige slam på havbunden kan have haft et vandindhold på op til 90 % – har aflejringshastigheden næppe været større end 20 mm på 1000 år, og mindre end 20 % af det aflejrede sediment var organisk materiale. Der var altså ikke tale om et „tæppebombardement“ med organisk stof fra højproduktive vandmasser, og nedbrydning af organisk materiale på havbunden kan ikke forklare iltsvindet.

I stedet er det fristende at se iltsvindet i Alun Skifer Havet som et resultat af globale ændringer i atmosfærens iltindhold. Måske var atmosfærens iltindhold i sen kambrisk og tidlig ordovicisk tid så lavt, at der ikke kom ilt til havbunden, mens der i tidlig kambrisk tid var et højere iltindhold.

 FIGUR 7-20. I Ordovicium var aflejringsforholdene i det sydlige Skandinavien delt mellem et lavvandet område, der var domineret af kalkaflejring, og et dybere område præget af skifer. Kalkaflejringernes udbredelse var gennem det meste af Ordovicium begrænset til de centrale og østlige dele af det, der nu er Sverige og den nordlige del af Østersøen. Bornholm og Skåne lå i det skiferdominerede bælte. Den mest markante ændring i dette mønster ses i aflejringen af Komstad Kalk i slutningen af Tidlig Ordovicium, hvor kalkbjergarternes udbredelse nåede til Bornholm og det østlige Skåne. Aflejringen af Komstad Kalk skyldtes en generel sænkning af det globale havniveau.

FIGUR 7-20. I Ordovicium var aflejringsforholdene i det sydlige Skandinavien delt mellem et lavvandet område, der var domineret af kalkaflejring, og et dybere område præget af skifer. Kalkaflejringernes udbredelse var gennem det meste af Ordovicium begrænset til de centrale og østlige dele af det, der nu er Sverige og den nordlige del af Østersøen. Bornholm og Skåne lå i det skiferdominerede bælte. Den mest markante ændring i dette mønster ses i aflejringen af Komstad Kalk i slutningen af Tidlig Ordovicium, hvor kalkbjergarternes udbredelse nåede til Bornholm og det østlige Skåne. Aflejringen af Komstad Kalk skyldtes en generel sænkning af det globale havniveau.

Alun Skifer Havet var dog ikke uden levende organismer. Alun Skifer, og især dens antrakonitter, er kendt for de mange velbevarede fossiler af de nu uddøde trilobitter. Skiferen fra Midt Kambrium er karakteristisk ved bundlevende former, herunder datidens kæmpetrilobit Paradoxides, der kunne blive op til m lang. Desuden ses mange små, trilobitlignende former, de såkaldte agnostider, f.eks. Ptychagnostus punctuosus, der ses i skiferen under Andrarum Kalk, mens den beslægtede Agnostus pisiformis som nævnt optræder lige over grænsen til Sen Kambrium. Resten af Sen Kambrium domineres af én trilobitgruppe, oleniderne, der omfatter mange små, fritsvømmende former. Olenus truncatus er en typisk repræsentant for denne gruppe.

Ved siden af trilobitterne synes andre dyregrupper at være underordnede. Der optræder dog små brachiopoder i stort tal i visse horisonter, heriblandt den millimeterstore Orusia lenticularis, ligesom små krebsdyr, phyllocarider, kan være almindelige. Ved grænsen til Ordovicium finder man de første eksemplarer af Rhabdinopora, der repræsenterer en helt ny dyregruppe, de nu uddøde graptolitter. Disse dyr har været kolonidannende og sandsynligvis flydt frit i vandmasserne. Derved har de ikke været begrænset af bundlagenes lave iltindhold, samtidig med at nye former har kunnet sprede sig hurtigt over store områder.

De mange fossiler og deres store geografiske udbredelse har gjort det muligt at opstille en særdeles detaljeret inddeling, en biostratigrafi, for Alun Skifer Formationen. Den omfatter 5 trilobitzoner i Midt Kambrium, 8 trilobitzoner og 32 subzoner i Sen Kambrium og 5 graptolitzoner i Tidlig Ordovicium. Den senkambriske del af formationen dækker over et samlet tidsrum på ca. 10 millioner år, og hver subzone har således haft en gennemsnitlig længde på mindre end 500.000 år, et helt enestående præcist tidsværktøj så langt tilbage i tiden.

Opdelingen af Alun Skifer Formationen gælder for hele Skandinavien og kan også benyttes i bl.a. Storbritannien og det østligste Newfoundland.

Den meget ensartede aflejring af skiferen giver mulighed for detaljerede studier af de forskellige trilobitformers udvikling. Faktisk indeholder alunskiferen nogle af de bedste eksempler på gradvise udviklingslinjer i dyreriget, så skiferen har stor betydning for evolutionsforskningen.

Boks 7-5. Trilobitter.

Trilobitter er er en uddød, skalbærende dyregruppe, der er beslægtet med nulevende leddyr. De kendes fra Kambrium til Perm. Navnet kommer af kropspanserets tredeling: den midtstillede akse og de to ydre pleurer, der bærer de mange lemmer. Hovedets segmenter er oftest sammenvokset til et hovedskjold, der bærer sammensatte øjne.

Trilobitterne voksede ved at kaste det stive hudpanser og danne et nyt og større. Trilobitfossiler findes derfor oftest som fragmenter af skaller fra hudskifter, mens hele dyr er sjældne. De var alle marine, og langt de fleste former var bundlevende. Enkelte grupper har været tilpasset til iltfattige miljøer.

Trilobitter er hyppige fossiler i de kambriske og ordoviciske aflejringer på Bornholm og i Skåne. De benyttes både som ledefossiler til at bestemme lagenes alder og som miljøindikatorer.

Trilobitterne i Komstad Kalken er større end de kambriske. De har veludviklede hoved- og haleskjolde, der oftest findes hver for sig. De fleste former har været bundlevende og har ædt af bundslammets organiske rester. Enkelte former har været i stand til at rulle sig sammen, måske som forsvar mod rovdyr.

Trilobitter. Tegninger af Christian Rasmussen, foto: Axel Kielland.
NID-2-164.pngNID-2-166.pngNID-2-168.png
Trilobitter fra Midt Kambrium.Trilobitter fra Sen Kambrium.Trilobitter fra Komstad Kalk i Tidlig Ordovicium.
NID-2-165.pngNID-2-163.pngNID-2-167.png
Trilobit fra Sen Ordovicium.Opbygning af typisk trilobitskal.Trilobitten Nileus fra den tidligt ordoviciske Komstad Kalk på Bornholm. Eksemplaret er omkommet under hudskiftet, hvor den har ligget på ryggen i kalkmudderet. Eksemplaret findes på Geologisk Museum i København. Naturlig størrelse. Foto: Axel Kielland.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Bjørn Buchardt: Kambrium i Naturen i Danmark, Fenchel, Larsen, Vestergaard, Friis Møller og Sand-Jensen (red.), 2006-13, Gyldendal. Hentet 19. januar 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=483935

Teksten indgår i værket Naturen i Danmark, der består af 5 bind. I værket beskrives dyr og planter i Danmarks vandløb, have, skove og åbne landskaber. Læs om værket på gyldendal.dk