Danmark - geologi

Det danske område tilhører det nordvesteuropæiske bassinområde, der ved Den Fennoskandiske Randzone adskilles fra det skandinaviske grundfjeldsområde. Randzonen løber fra Skagerrak og Vendsyssel mod SØ gennem Kattegat til Bornholm. Den udgør den nordvestlige del af en gammel brudzone, Tornquist-zonen, som fortsætter mod Sortehavet.

Randzonen består af adskillige geologiske blokke, som er afgrænset af forkastninger, fx Bornholm Horsten og Rønne Graven. Vest for randzonen findes to dybe indsynkningsområder: Det Norsk-danske Bassin og Det Nordtyske Bassin adskilt af den øst-vest-orienterede Ringkøbing-Fyn Højderyg. Indsynkningen i de to bassiner begyndte i Perm. Højderyggen, der består af højtliggende grundfjeld, gennemskæres af flere nord-syd-orienterede gravsænkninger, bl.a. Horn Graven (aktiv i Trias) og Central Graven (primært aktiv i Sen Jura). Et stort antal salthorste har udviklet sig i bassinerne og gravsænkningerne i løbet af Mesozoikum og Kænozoikum. Siden midten af Kridtperioden har området været en del af et større og sammenhængende geologisk bassin, Nordsøbassinet.

Grundfjeldet, dvs. det faste, krystallinske underlag for aflejringerne i det danske område, er en del af Det Baltiske Skjold, hvis vestlige og sydlige grænse er hhv. Den Kaledoniske Fjeldkæde i Vestnorge og store forkastninger langs grænsen til Nordtyskland. Det består hovedsagelig af granitter og stribede, kvarts-feldspat-rige gnejser, dannet i 15-20 km dybde. Disse er dannet ved opsmeltning og rekrystallisation af et ældre grundfjeld ved temperaturer over 600 °C. Amfibolitter og glimmerrige gnejser viser, at det ældre grundfjeld opstod ved metamorfose af basalt og lerrige sedimenter. Bornholms grundfjeld dannedes samtidig med grundfjeldet i SØ-Sverige for ca. 1750-1500 mio. år siden. Her dominerer grå, stribede gnejser og migmatitter, som skæres af en række yngre granitter: de lyse Hammer- og Vanggranitter i nord, den mørke Rønnegranit i SV og den grovkornede Svanekegranit i øst. Ved senere opsprækning er basaltisk magma trængt ind og har dannet mørke diabasgange. Øen er en hævet blok i Den Fennoskandiske Randzone, og grundfjeldet er blottet på ²/₃ af øens areal.

I den øvrige del af det danske område kendes grundfjeldet kun fra boringer. Langs Ringkøbing-Fyn Højderyggen er grundfjeldet kendt fra boringer ved Grindsted og Glamsbjerg i hhv. 1,6 og 0,8 km dybde, mens det ved Frederikshavn i Den Fennoskandiske Randzone kendes fra ca. 1,3 km dybde. Aldersdateringer på ca. 1150-850 mio. år fra de dybe boringer viser, at grundfjeldet her tilhører den nord-sydgående Sveconorwegiske Bjergkæde, som danner grundfjeldet i Sydnorge og SV-Sverige.

Aflejringer fra Palæozoikum er i det danske område primært kendt fra den østlige del, idet de dybe boringer i Nordsøen kun når aflejringer fra Karbon og Perm.

Ved periodens begyndelse var grundfjeldet eroderet ned til en jævn flade, hvorpå floder og vind aflejrede sedimenter. Ved den efterfølgende stigning af havniveauet dannedes et udstrakt, lavvandet havområde, hvori der i Ældre Palæozoikum, dvs. i Kambrium, Ordovicium og Silur (ca. 540-408 mio. år før nu), blev aflejret sandsten, kalksten og sorte alunskifre efterfulgt af kalksten og mørkegrå skifre, der i Silur blev mere siltholdige. På Bornholm er denne lagserie mindre end 500 m tyk; den største tykkelse (ca. 3000 m) når den i Kattegat i Den Fennoskandiske Randzone. Forskellen skyldes, at der i Kattegatområdet er sket en fortsat indsynkning, hvorimod en lokal hævning af Bornholm har medført erosion. Øen må gentagne gange have været over havniveau.

Den kaledoniske foldning i slutningen af Silur har stort set ikke påvirket det danske område, idet ældre palæozoiske bjergarter præget af metamorfose kun kendes fra den centrale del af Nordsøen og fra Sønderjylland. Aflejringer fra Devon (ca. 408-363 mio. før nu) er ikke fundet i det danske område, men fra Karbon (ca. 363-290 mio. år før nu) er der fundet aflejringer i enkelte områder, bl.a. i Kattegat, på Falster, i Sønderjylland og i Central Graven. I Kattegat forekommer røde og grønne sand- og lersten fra Sen Karbon; i de andre områder findes grå, marine ler- og kalksten fra Tidlig Karbon. Fund af karbone plantesporer i mesozoiske sedimenter antyder, at de karbone aflejringer kan have haft en større udbredelse i det danske område og på Den Skandinaviske Halvø.

På overgangen fra Karbon til Perm var der, i forbindelse med den variskiske foldning i det centrale Europa, en omfattende vulkanisme. Vulkanske bjergarter forekommer i Nordsøen og Kattegat samt under det danske landområde. Samtidig indtraf en kraftig forkastningsaktivitet, hvorved Oslo Graven og gravsænkningerne langs Den Fennoskandiske Randzone blev dannet.

Aflejringer fra Perm (ca. 290-245 mio. år før nu) kendes fra hele Danmark undtagen Bornholm. Aflejringerne er begrænset til Det Nordtyske Bassin og Det Norsk-danske Bassin.

I Tidlig Perm (Rotliegendes) herskede varme, ørkenlignende tilstande, og grovkornede, rødbrune sedimenter blev aflejret. Flyvesand er almindeligt forekommende, især i Det Nordtyske Bassin. Aflejringerne er oftest 100-250 m tykke; dog mere end 300 m i Central Graven og mere end 600 m i Horn Graven og i Den Fennoskandiske Randzone. I sidstnævnte område er der bl.a. tale om lokale erosionsprodukter (grovkornet sand og konglomerater indeholdende forvitrede vulkanske bjergarter), som blev afsat i de nydannede gravsænkninger.

På grund af en tiltagende indsynkning lå Det Nordtyske Bassin og Det Norsk-danske Bassin ved begyndelsen af Sen Perm (Zechstein) under det globale havniveau. De blev ved et gennembrud i området mellem Skotland og Norge oversvømmet. I Sen Perm tilførtes der kun lidt erosionsmateriale til de to bassiner, som i det varme, tørre klima kom til at fungere som delvist afspærrede inddampningsbassiner. Ved gentagne indtrængninger af saltvand fra nord dannedes en mere end 1000 m tyk, cyklisk opbygget serie af inddampningsbjergarter (evaporitter), der typisk er dannet i en bestemt rækkefølge: ler, kalk, anhydrit, stensalt og til slut kalisalte. I Det Norsk-danske Bassin findes i alt fire og i Det Nordtyske Bassin fem cykler. Langs randen af bassinerne er aflejringerne domineret af kalk og anhydrit.

Stensalt fungerer under en passende belastning som plastisk materiale, og da det har lavere massefylde end andre sedimenter, bliver saltaflejringerne mobile under den efterfølgende pålejring af sedimenter. I slutningen af Trias begyndte saltet at samle sig i pudeformede strukturer, som derefter pressede sig op gennem den overliggende mesozoiske lagserie. De såkaldte salthorste (diapirer), hvoraf én benyttes til produktion af kogsalt, er dannet på denne måde. Udskyllede hulrum (kaverner) i en anden salthorst benyttes som lagerrum for naturgas, idet stensalt er uigennemtrængeligt for gasser.

Efter et markant fald i det globale havniveau på overgangen fra Palæozoikum til Mesozoikum steg havet igen og kulminerede i den sidste del af Kridt. Den geologiske udvikling gennem Mesozoikum er repræsenteret i Danmarks undergrund med lagserier af varierende tykkelse, fra ca. 1000 m i Den Fennoskandiske Randzone og på Ringkøbing-Fyn Højderyggen og op til ca. 8000 m i Det Norsk-danske Bassin og i Central Graven i Nordsøen.

I Trias (ca. 245-208 mio. år før nu) lå Danmark på grænsen mellem det skandinaviske landområde og det havdækkede område mod syd i Europa. I Det Norsk-danske Bassin skete en kraftig indsynkning, og den største lagserie fra den periode, ca. 5000 m, findes i Nordjylland. Lagserien veksler mellem materialer bragt hertil af floder fra det skandinaviske område og havaflejringer afsat under transgressioner (havspejlsstigninger) fra syd. I det nordligste Danmark er aflejringerne domineret af rødlige, grovkornede flodaflejringer. I det sydlige Danmark veksler rødlige sand- og leraflejringer afsat på flodsletter med røde, grønne og grå ler-, kalk- og mergelsten med indslag af anhydrit, alle aflejret i havet. Stensalt fra denne periode findes i den centrale del af Nordsøen. Kortvarige havspejlsstigninger førte ligeledes til aflejring af stensalt i saltsøer nord for Ringkøbing-Fyn Højderyggen. Fra Bornholm kendes kun røde og grønne leraflejringer med sandede lag, som blev afsat på en flodslette i Sen Trias.

I periodens sidste del blev klimaet mere fugtigt, men forblev varmt; grå farver dominerer aflejringerne fra denne periode. Aflejringer fra denne sidste del af Trias er ikke fundet på Bornholm og i den centrale del af Nordsøen, muligvis pga. en kortvarig hævning og erosion.

Jura (ca. 208-145,5 mio. år før nu) indledtes i Danmark ligesom i store dele af NV-Europa af en havspejlsstigning, og for første gang i Mesozoikum blev finkornede sedimenter aflejret på større dybder. Fra Det Norsk-danske Bassin og fra Nordsøen kendes mere end 1000 m tykke lag af mørkegrå lersten fra Tidlig Jura. De mere end 750 m tykke lag af sand og ler fra samme periode på det sydvestlige Bornholm er dannet i floder og ferskvandssøer samt i kystzonen, dvs. på tidevandsflader, i strandsøer og i sumpområder.

Overgangen fra Tidlig til Mellem Jura var præget af tektonisk uro. De centrale dele af Nordsøen og Ringkøbing-Fyn Højderyggen blev hævet, og forkastningsaktivitet prægede Den Fennoskandiske Randzone. En efterfølgende erosion medførte, at de mørkegrå marine lersten fra Tidlig Jura kun findes nord for Ringkøbing-Fyn Højderyggen og i den sydlige del af Central Graven. I Mellem Jura aflejredes en få hundrede meter tyk lagserie af sandsten med tynde ler- og kullag afsat i floder og deltaområder. Serien er kendt fra Bornholm, Nordjylland og Central Graven. I Nordsøen danner disse sandsten reservoirbjergarter for olie- og gasforekomster.

I slutningen af Mellem Jura trængte havet atter ind i området nord for Ringkøbing-Fyn Højderyggen og i Central Graven, mens området syd for højderyggen samt Bornholm forblev over havniveau. En hurtig indsynkning i Central Graven gav plads til aflejring af mere end 3000 m mørkegrå lersten, hvorimod kun ca. 150 m grå lersten og sandsten blev aflejret nord for højderyggen. Lerstenen i Nordsøen er rig på organisk materiale — udgangsmaterialet for dannelsen af den olie og gas, som indvindes fra de overliggende kalklag.

Fornyet forkastningsaktivitet og hævning i Den Fennoskandiske Randzone på overgangen fra Jura til Kridt medførte, at kystzonen atter rykkede mod SV. 200 m sand- og lersten indeholdende det havaflejrede, grønne mineral glaukonit og rester fra landplanter vidner om, at Vendsyssel befandt sig i kystzonen, samtidig med at området syd for Limfjorden var dækket af havet.

Kridt (ca. 145,5-65 mio. år før nu) var præget af en fornyet havspejlsstigning og en jævn indsynkning i Nordsøområdet. I Tidlig Kridt blev lersten afsat i Nordsøen og i Nordjylland. Bornholm lå atter i kystzonen; en vekslende serie af ler og sand viser, at havet i en kort periode trængte ind over det bornholmske område. Midt i Kridt dækkedes også det sydlige Danmark af havet, og rødlig mergel blev aflejret i hele Nordsøbassinet i første fase af den omfattende transgression. En vekslende serie af konglomerater, sandsten og kalksten vidner om, at Bornholm kun var dækket af havet i begrænsede perioder fra sidst i Tidlig Kridt til midt i Sen Kridt. I Sen Kridt vandrede kystzonen mod NØ ind over det skandinaviske fastland, og op til 2000 m ren kalksten (skrivekridt) blev aflejret i det danske område. Sammen med den overliggende Danienkalk danner denne kalksten de væsentligste reservoirbjergarter for de danske olie- og gasforekomster i Nordsøen. Skrivekridt, der kan ses ved Møns og Stevns klinter, stammer fra den yngste del af Kridt. Sent i Kridt dannedes den såkaldte inversionszone, der er et område i Den Fennoskandiske Randzone, der er præget af foldning og hævning, som er sket i forbindelse med den begyndende opfoldning af Alperne.

I den ældste del af Tertiærtiden, Danien, var Danmark med undtagelse af Vendsyssel og Bornholm havdækket. Overgangen fra Kridttiden markeres af det såkaldte fiskeler, men ellers er overgangen ikke særlig iøjnefaldende, idet aflejringerne fra Danien består af helt lyse, nærmest hvide, kalkbjergarter, som kan minde om skrivekridt. Danien blev da også tidligere henregnet til Kridttiden, men lagenes indhold af fossiler viser, at de tilhører Tertiærtiden. Danienkalken inddeles i forskellige typer såsom bryozokalk, koralkalk og kalksandskalk. Kendte forekomster er Stevns Klint, Bulbjerg og koralbanken ved Fakse (Fakse Kalkbrud).

Danien efterfølges af Selandien, og sammen med Thanatien udgør de Paleocæn (ca. 65-57 mio. år før nu). Lige over Danienkalken findes stedvis et bundkonglomerat, der viser, at sedimentationen har været afbrudt en tid. I Københavnsområdet er der også bevaret mørkegråt ler med mange skaller af muslinger og snegle.

Over bundkonglomeratet findes, især på Sjælland, leret sand, som er grønligt farvet af glaukonit (Lellinge-grønsand). I øvrigt er lagserien domineret af en lysegrå mergel (Kertemindemergel), som afløses af gråt, kalkfrit ler. I Jylland og på Fyn møder man derefter meget fedt ler med vekslende grønlige, blålige og brunlige farver (Holmehusformationen); denne aflejring udgør en del af det, som traditionelt kaldes "det plastiske ler".

I slutningen af Paleocæn og i den første del af Eocæn var der i det nordatlantiske område en voldsom vulkanisme, der spores som vulkanske askelag i den danske lagserie. I Limfjordsområdet optræder askelagene i moleret (Furformationen), hvis store indhold af diatoméer og mange andre fossiler (insekter, fisk, fugle, skildpadder) viser, at klimaet dengang var varmt. Syd for Limfjordsområdet er askelagene mest knyttet til grålige leraflejringer (Ølstformationen).

Derefter følger resten af "det plastiske ler" omfattende Røsnæsler og Lillebæltsler, der bl.a. findes på Røsnæs og i Røgle Klint. Disse aflejringer forårsager omfattende skred. I den sidste del af Eocæn blev aflejringerne meget kalkholdige, og de kendes fra Østjylland i form af Søvindmergel.

Leraflejringer fra Tidlig og Midt Oligocæn kendes fra Jylland under navn af Viborgformationen og Brandenleret. Aflejringerne har en mindre geografisk udbredelse end de eocæne, og de blev sandsynligvis aflejret i et mere lavvandet hav.

I Sen Oligocæn og Miocæn førte floder fra det skandinaviske fastland store mængder ler og sand med et betydeligt indhold af glimmermineraler ud i Nordsøbassinet; sandet er i almindelighed lyst, og leret mørkfarvet af organisk stof (Vejlefjordformationen). Mindst to gange i løbet af Miocæn (ca. 23-5 mio. år før nu) trak havet sig så langt mod vest, at Jylland blev gennemstrømmet af floder, og der opstod deltaer med sumpskove; disse er senere omdannet til brunkul. I en mellemliggende periode trængte havet igen ind over Vest- og Midtjylland og aflejrede sand med snegle og muslinger (Arnumformationen).

I slutningen af Miocæn lå havet atter over Vest- og Midtjylland, og der blev aflejret mørkt, glimmerholdigt ler (Hoddeler) og derefter gråbrunt Gramler med mange fossiler, der vidner om, at klimaet var lidt varmere end nutidens. Derefter trak havet sig endnu en gang mod vest, og i næsten hele den yngste del af Tertiær, Pliocæn (ca. 5-1,6 mio. år før nu), var Danmark tørt land.

Kvartærtiden er karakteriseret ved store klimasvingninger, der udmønter sig i istider afbrudt af varmeperioder, mellemistider. I istiderne var havniveauet lavt; der dannedes gletsjere i det nordlige Rusland, Skandinavien og Skotland, hvorfra de bredte sig ud over det omliggende lavland og etablerede store isformationer, tilsammen benævnt Det Nordeuropæiske Isskjold i Nordeuropa, bl.a. i Danmark. I mellemistiderne var isen væk, og der var land og hav omtrent som i nutiden.

De ældste kvartære aflejringer i Danmark er fra Menap-istiden. Der findes kun ganske få aflejringer herfra, men de viser, at Danmark var isdækket.

I den efterfølgende periode, Cromer-mellemistiden, var klimaet omtrent som nutidens, og Danmark var skovklædt. Fra perioden kendes kun enkelte søaflejringer.

Elster-istiden , en af de store istider, afløste mellemistiden. I begyndelsen blev det arktiske klima to gange afbrudt af korte perioder med mildt klima — de såkaldte interstadiale tider. Fra selve nedisningen findes moræne- og smeltevandsaflejringer, som viser, at Danmark blev overskredet af i hvert fald tre forskellige isstrømme fra Den Skandinaviske Halvø.

Under afsmeltningen i slutningen af Elster og ind i den efterfølgende Holstein-mellemistid var Sønderjylland og de vestlige limfjordsegne dækket af hav. Aflejringerne fra den periode indeholder arktiske bløddyr og foraminiferer, der afløses af mere varmekrævende former. Ved en landhævning i løbet af mellemistiden trak havet sig bort, og det danske landområde blev større. Om landet i Holstein vides meget lidt, da der kun er fundet få søaflejringer. Det ser ud til, at plantevæksten omkring søerne var præget af næringsfattige jordbundsforhold.

Den efterfølgende Saale-istid var også en stor istid. I begyndelsen af denne blev det arktiske klima to gange afløst af milde, interstadiale perioder. Fra Saale kendes ikke blot aflejringer, men også rester af landskaber. Bakkeøerne, der ligger i Vestjylland, er de højeste dele af denne istids landskaber, hvis lavere dele er dækket af smeltevandssletter fra den efterfølgende istid. I Danmark findes aflejringer fra mindst tre forskellige skandinaviske isstrømme fra Saale-istiden; den første fra en nordøstlig retning, den anden fra sydøst via Østersølavningen og den sidste atter fra nordøst.

I Nordjylland trængte havet ind i slutningen af Saale, og herefter begyndte aflejringen af en over 100 m tyk marin lagserie, der foruden aflejringer fra slutningen af Saale omfatter hele den efterfølgende Eem-mellemistid for ca. 132.000-114.000 år siden og den første del af sidste istid, Weichsel. Baggrunden for denne langvarige havdækning af Nordjylland menes at være en tektonisk indsynkning. Eem-havet var varmere end nutidens med en rig fauna af bl.a. foraminiferer. I det sydlige Danmark trængte havet først ind i begyndelsen af Eem, og det trak sig tilbage igen inden slutningen af mellemistiden. Disse to havområder var adskilt af et landområde, hvorfra der kendes ganske mange søaflejringer. De viser, at landet var skovklædt og havde varme somre og milde vintre.

I en af søaflejringerne mente man tidligere at have fundet spor af Eem-mellemistidens menneske, idet der ved Hollerup Kiselgurgrav nær Langå, sydvest for Randers, er fundet dådyrknogler, som ansås for at være spaltet af mennesker (neandertalere). Nye undersøgelser af knoglerne, publiceret i 2012, anfægter dog denne formodning (fremsat i 1950'erne af zoologen Ulrik Møhl), idet man ikke har fundet spor af menneskelig bearbejdning.

Under den sidste istid, Weichsel, var isudbredelsen mindre end i både Elster og Saale. Weichsel-istiden varede fra 114.000 til 10.000 år før nu. I den første del af istiden var der to milde interstadialer. Mens det nordlige Jylland var dækket af hav tidligt i Weichsel, lå den øvrige del af Danmark i lange perioder som en del af den nordeuropæiske tundrasteppe, også kaldet mammutsteppen.

De første gletsjerfremstød kom fra hhv. nord og sydøst, men tidspunktet for og udbredelsen af disse er ikke fuldt klarlagt. Den glaciale hovedbegivenhed indtraf for ca. 18.000 år siden, da isen fra nord og nordøst rykkede frem til hovedstilstandslinjen i Jylland. Efter nordøstisens tilbagesmeltning fulgte for 16.000 år siden en isfremrykning fra sydøst til den østjyske israndslinje. Fra bortsmeltningen af denne is er der adskillige spor af israndsstillinger over de danske øer, bl.a. fra det såkaldte Bælthavsfremstød. Da isen forsvandt, lå størstedelen af Danmark over havet. En undtagelse var Vendsyssel, hvis lavere dele blev overskyllet af ishavet (Yoldiahavet) for 15.000 år siden. Tre årtusinder senere indledtes den landhævning, som trængte ishavet bort og introducerede Fastlandstiden.

Weichsel-istidens sidste del kaldes Senglacialtiden. Landet var isfrit bortset fra isolerede dødisforekomster. Kolde perioder vekslede med de lune Bølling- og Allerød-interstadialer, og sparsom tundravegetation vekslede med frodigere plantevækst.

Vor tid, Postglacialtiden, begyndte for 10.000 år siden. På den tid var isen smeltet bort fra det sydlige Skandinavien. Udviklingen i Postglacialtiden faldt i tre hovedfaser. I den første, Fastlandstiden, var det danske landområde langt større end i dag; Danmark var bl.a. landfast med England. Derefter trængte Litorinahavet (Stenalderhavet) frem ved en hastig havstigning forårsaget af bortsmeltningen af iskapper andre steder på Jorden. Siden har landhævningen tørlagt tidligere havdækkede områder nord for en linje fra Nissum Fjord til det nordlige Falster. Den postglaciale vegetationsudvikling indledtes med en lys pionerskov, som efterfulgtes af en tæt, mørk urskov. Ved menneskets indgreb opstod kulturlandskabet.

• Danmark
• det danske landskabs dannelse
• geologi