Øgleeventyret på Svalbard
Utgravinger på Svalbard gjennom 15 år har gitt overraskende og sensasjonelle oppdagelser om livets utvikling både i tidlig trias og på overgangen mellom sein jura og tidlig kritt. Det hele startet i 2004.
Vår venneforening på Naturhistorisk museum i Oslo, PalVenn, hadde 10-årsjubileum dette året og så etter en mulig jubileumstur. Etter tips fra noen studenter fra Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) om funn av et skjelett i svartskiferen ved Janusfjellet, bestemte vi oss for å dra dit.
Akademisk selvmord
Vi var en god blanding med 5 PalVenner, 2 studenter, 3 paleontologer fra museet og 2 journalister fra NRK. Deltagerne dekket selv reise og opphold, et skikkelig spleiselag. I løpet av et par dager fant vi ikke bare det skjelettet som hadde væt kjent siden 2001. På den samme fjellsiden fant vi også et titalls skjeletter av øgler.
Funnene var svært overaskende for oss, og i 2006 var vi tilbake med en gjeng som også betalte sine egne utgifter og brukte av sin egen ferie. Detaljert kartlegging stod på programmet, og dette ble vendepunktet for prosjektet. Vi fant deler av en stor havlevende rovøgle, en pliosaurus. Nyheten gikk verden rundt, og endelig kom det finansiering fra sponsorer slik at vi også kunne starte tidkrevende utgravninger.
Daværende forskningsminister Øystein Djupedal sørget også for «fødselshjelp» til prosjektet – en tildeling som kom godt med ettersom vi trengte alt fra helikopterbensin til telt og liggeunderlag.
Prosjekter som innebefatter tonnevis med fossiler, laboratoriearbeid i årevis og mange år med feltarbeid før noe kan publiseres, blir ofte kalt akademisk selvmord. I tillegg er det ikke noe Forskningsrådet vil finansiere.
<- Monsterøgle fra jura
Tenk deg et dyr så langt som en buss, og med tenner store som slangeagurker. Tenk deg samtidig at disse tennene sitter i et hode der en voksen mann kan legges på tunga og svelges hel... Illustrasjon: Tor Sponga
Unikt forskningsprosjekt
Etter 8 ekspedisjoner og enorme mengder arbeid i laboratoriet på museet for teknikere, studenter og frivillige kunne vi publisere de første resultatene i 2012. Når vi nå ser tilbake på prosjektet, kan vi slå fast at det var en suksess, men det var mange utenfor den harde kjernen som tvilte gjennom de første sju årene. Heldigvis hadde vi en fleksibel ledelse på museet som ga oss rom til å jobbe med fossilene i laboratoriet og i felt så lenge uten publikasjoner.
I dag (2019) kan vi, etter 12 utgravnings-sesonger og flere mindre feltarbeider andre steder på Svalbard, se tilbake på 51 vitenskapelige artikler, 5 ferdige doktorgrader (3 er underveis) og 15 mastergrader. Dette har blant annet resultert i 30 nye arter for verden av alt fra gigantiske havlevende øgler til ørsmå mikrofossiler.
Det å jobbe konsentrert på et område og gå «all in» har gitt en tverrfaglig forståelse av avsetningene og fossilene. Vertebratpaleontologer, invertebratpaleontologer, mikropaleontologer, sedimentologer, isotopgeologer og oljegeologer jobber omtrent aldri i slike team over tid. Dette gjør Svalbardprosjektet vårt unikt også på verdensbasis.
<- Utgravning av pliosaur på Knorringfjellet i 2008
Et grunt hav
I løpet av de første 8 sesongene (2004, 2006-2012) kartla Spitsbergen Mesozoic Research Group (SMRG), eller - oversatt til norsk - «Øglegraverne», den aller yngste delen av juraperioden og overgangen til kritt-perioden på Svalbard.
Det viste seg fort at de marine øglene var konsentrert i den 70 meter tykke Slottsmøyaskiferen i Agardhfjellformasjonen. Vi måtte forstå hvorfor det var slik, og detaljerte logger, beskrivelser av andre fossiler, bunnforhold, havdyp og isotopstudier ble gjort.
Oversiktsbilde med jura-utgravningene inntegnet
Svalbard var i sein jura dekket av et grunt hav og lå rundt 63°-66° nord, altså opp mot polarsirkelen. Havet hadde kontakt nedover den tynne havarmen mellom Norge og Grønland til havet ved ekvator (Tethys). I tillegg hadde dette nordlige havet kontakt med grunnhavet som delte Russland langs Uralfjellene.
Avsetningen av Slottsmøyaskiferen skjedde i løpet av omtrent tolv millioner år, og havbunnen var utarmet på oksygen mange ganger. Derfor er denne skiferen kjent som en god kildebergart for olje og en ekvivalent til Hekkingen-, Spekk og Draupneformasjonen på norsk sokkel, samt Kimmeridge Clay- formasjonen i England og Bazhenovformasjonen i Det vest-sibiriske bassenget. (GEO 02/2013: «Kildebergarter på Svalbard – «May the source be with you»). Men innimellom var det nok oksygen i dypet, og da var det et yrende liv på bunnen med blant annet mus- linger og snegler.
I havet – der det var nok oksygen – svømte ammonitter, belemnitter og andre blekkspruter. Lenge fant vi ikke fisk i skiferen, men etter nøye gjennomgang oppdaget en av våre doktorgradsstudenter mange bitte små fiskefragmenter nesten over alt i lagene. Vi hadde bare oversett dem.
Stormlag finnes det flere av, og det mest spektakulære laget er fullt av sjøstjerner, slangestjerner, sjøliljer og kråkeboller. Det ble funnet da vi skulle jevne bakken for å sette opp telt i 2009. Faunaen viste seg å være viktig fordi det var hele dyr og ikke bare fragmenter som var kjent fra andre lokaliteter av samme alder fra for eksempel Grønland og England.
^ Utgravninger på Marmierfjellet av et beinlag fra triasperioden i 2016.
Gåtefulle kalksteiner
Under kartleggingen fant vi også en over ti meter stor kalksteinsklump i svartskiferen. Vår første tanke var at det var en blokk som var transportert av isen. Men fossilinnholdet var av riktig alder, så etter en del diskusjon forstod vi at det måtte være kalkstein avsatt i et metanoppkomme. Kun et fåtall slike avsetninger er kjent fra juraperioden, og gjennom de neste feltarbeidene fant vi 15 til. Her var fossilene av muslinger, snegler, brachiopoder, havbørsteormer og ammonitter, ikke flattrykte som i skiferen, men helt tredimensjonale.
Totalt 54 forskjellige arter ble funnet i kalk-klumpene. På dypt vann er disse økosystemene ofte begrenset til noen få arter. Men det vi fant ligner metanoppkommer som har likheter ned tilsvarende avsetninger på kontinentalsokkelen i dag.
Ved å løse opp kalksteinen i syre, viste det seg at også mikrofossilene var bedre bevart enn noen andre fra Svalbard av samme alder.
To typer øgler
Monsterøglene, eller marine reptiler som de kalles, er de mest ikoniske fossilene fra Slottsmøyaskiferen. I løpet av de 8 sesongene med utgravninger har vi samlet inn i underkant av 60 skjeletter. Da teller vi alt fra komplette skjeletter til ansamlinger av noen knokler fra et individ.
Det er to hovedgrupper, fiskeøgler og svaneøgler, ofte bruker vi de vitenskapelige navnene ichthyosaurer og plesiosaurer. Vi har gravd ut omtrent like mange av hver gruppe.
Fiskeøglene ser ut som feite delfiner med halesporen vertikalt istedenfor horisontalt som hos hvaler. Som hvaler stammer fiskeøglene fra landlevende dyr som krøp ut i vannet. Dette skjedde hos pattedyrene som var hvalenes forfedre for bare 50-60 millioner år siden, men fiskeøglenes firfislelignende forfedre vandret ut i vannet for rundt 250 millioner år siden. Mer om det senere.
Før vi begynte våre studier var det en enig- het om at fiskeøglene nesten ble borte på overgangen mellom jura og kritt. Våre funn, sammen med funn i Sør-Amerika, samt nye analyser av fiskeøglefossiler fra Europa, har endret på dette, og nå ser det ikke så dramatisk ut lenger.
Hittil har vi beskrevet fire nye arter, men det er antagelig flere. Tre av artene er i nær slekt, men det kan se ut til at den mest komplette er nærmere i slekt med samtidige russiske fiskeøgler.
Størrelsen på fiskeøglene ellers er mellom fire og seks meter, men det er mange unge individer som antagelig kunne blitt større.
Vårt fineste funn er også det vakreste fossilet fra Svalbard, en komplett 5,5 meter lang fiskeøgle.
< Fiskeøglene ser ut som feite delfiner med halesporen vertikalt istedenfor horisontalt som hos hvaler. Illustrasjon: Tor Sponga
Svaneøglene stammer fra en annen gruppe firfislelignende krypdyr som antagelig gikk ut i vannet noe senere enn fiskeøglene. Svaneøglene deles tradisjonelt i to hovedgrupper, de som har lang hals og rund kropp med fire luffer, og de som har et stort hode og kort hals.
Begge kroppsformer ser ut til å ha utviklet seg flere ganger, så her er det mye å studere.
Selve monsteret er en korthalset svaneøgle med et 2,5 meter langt hode representert med to ufullstendige skjeletter og én tann. Dette er det største marine reptilet fra Svalbard, og vi har beregnet det muligens har vært 13 meter langt.
De med lang hals er mest utbredt, her har vi hittil beskrevet 3 nye arter og har 2 til på gang. Flere av skjelettene er nesten komplette, men vi har bare funnet ett hode. Ett av våre funn er den svaneøglen fra hele juraperioden som har det største antall halsvirvler, hele 60!
Lengden på svaneøglene er mellom fem og sju meter.
< En svaneøgle angripes av to fiskeøgler. Illustasjon: Tor Sponga
^ Det vakreste fossilet fra Svalbard, Cryopterygius kristiansenae PMO 214.578. en 5,5 meter lang fiskeøgle funnet i 2009. Ferdig preparert og utstilt på Naturhistorisk museum, Oslo i 2015. Foto: Jørn Hurum
En fossil Lagerstätte
Våre funn viser en forbausende tredimensjonalitet i knoklene, mens «de burde» vært flate som resten av fossilene. Dette er helt annerledes enn hva vi har sett på andre lokali- teter med marine reptiler bevart i skifer.
Dette har vi studert nøye, og nå har vi en modell for hvordan mineralene barytt og kalsitt har kommet inn i porene i knoklene på et tidlig tidspunkt og dermed gjort knoklene sterkere.
Tynnslipene som ble laget for å se på mineralene i porene ble også brukt til å stu- dere vekst hos svaneøglene, og den tyder på en jevn kroppstemperatur slik vi mest tenker på hos pattedyr i dag, noe som stemmer med andre forskningsfunn.
Væskeinneslutningene i kalsitten og barytten inneholdt både olje og vann, og dette har gjort det mulig å rekonstruere en begravelseshistorie for fossilene. Maksimal begravningsdyp var 2800-3000 meter.
Vi har også stratigrafisk kontroll på hvert eneste skjelett og hvor de ligger i den 70
meter tykke lagpakken med skifer. Dette gjør at vi kan se at komplette skjeletter faller sammen med lite oksygen i bunnvannet. Det at ikke alle ligger i ett enkelt lag gjør også at det er forskjeller i alder mel- lom de enkelte individene. Dette er spennende når vi skal studere mulige evolusjonære endringer.
Til sammen har vårt arbeid med lagrekken fra slutten av juraperioden til begynnelsen av krittperioden (rundt 150-130 millioner år siden) etablert disse fossil-lokalitetene på Svalbard som et av de aller beste stedene å studere overgangen mellom tidsperiodene. Vi har gått så langt som til å definere Slottsmøyaskiferen som en fossil Lagerstätte. Dette er et uttrykk paleontologer bruker om de beste forekomstene i verden, der det enten er mengden fossiler eller oppbevaringen av fossilene som er eksepsjonell.
I Slottsmøyaformasjonen er kriteriet mengden av fossiler. Lagene er så rike på marine reptiler at den på verdensbasis er en av de mest betydningsfulle lokalitetene funnet de siste hundre årene.
Etter katastrofen
Under de foreløpige siste, store feltarbeidene (2014-16) flyttet vi oss noen fjell østover i Isfjorden. Der satte vi inn støtet på avsetningene fra tidlig i triasperioden.
Lagene har fire kjente horisonter med knokler. Vi har fokusert på de som ble beskrevet av de svenske paleontologene Erik Stensiö (1891-1984) og Carl Wiman (1867-1944) for rundt 100 år siden. Siden den gang har det bare vært sporadisk innsamling i disse lagene på Svalbard.
Svalbard har noen av de aller beste mulighetene for å studere hvordan livet kom seg igjen etter den største katastrofen i livets historie, perm-trias utryddelsen, da over 90 prosent av alle arter i havet døde ut. Svalbard var for rundt 252-240 millioner år siden en havbukt nord på superkontinentet Pangea, og lå omtrent på 43° nord. Vi er ikke helt sikre på om det var mest brakkvann eller marine avsetninger, antagelig var det en blanding i bukten.
Målet vårt er å utforske et område i detalj på samme måte som i jura-delen av prosjektet. De fleste paleontologiske ekspedisjo- nene til Svalbard prøver å dekke størst mulig område, vi gjør det motsatte. Prosjektet har til nå vart i 3 sesonger i Flowerdalen, og funnene overgår allerede alt som tidligere er funnet av knokler av øgler i trias på Svalbard, både imengde og kvalitet.
^ Rekonstruksjon av økosystemet i beinlaget fra begynnelsen av triasperioden som har blitt gravd ut på Svalbard.
Unikt i verden
Valget av område var ikke tilfeldig, det var her den svenske polarforskeren Adolf Nordenskiöld (1832-1901) fant de første fiskeøgle- fossilene på Svalbard i 1864. Nesten på dagen
150 år senere gikk vi oppetter de samme fjellsidene på jakt etter mer. Lokalitetene vi fant var fulle av fossiler.
Ett av beinlagene var så rikt at vi istedenfor å samle enkeltfossiler bestemte oss for å ta med hele laget i poser. Det ble 800 kg. Dette viste seg å være lurt, her er alt fra mikrofossiler, haitenner, fiskeskjell, amfibieknokler og krypdyrknokler i tusenvis (faktisk mer enn 30.000 fossiler), alt funnet etter ett år med sikting og vasking av en av PalVenns mange frivillige, nå limer en annen frivillig mange av knoklene og tennene sammen.
Vi har her funnet de eldste store fiskeøglene i verden i lag som viser overgangen fra de spede økosystemene like etter katastrofen til de rike økosystemene millioner av år senere. Ingen andre steder i verden viser denne overgangen like godt. Vi har akkurat startet publiseringen av dette, og mer kommer.
Drømmen vår er at de første firfisleaktige dyrene som begynte å svømme og senere utviklet seg til fiskeøglene kan finnes i de eldste lagene. Hvor fiskeøglenes forfedre finnes, og hvordan de så ut, er fortsatt en «holy grail» i paleontologien etter over 200 år med studier av dyregruppen.
Aktiv formidling
«Øglegraverne» har fra starten satset mye på formidling. Akkurat det er naturlig siden vi er lokalisert på et museum der dette er en viktig del av jobben vår. Men vi syntes også at det er gøy. Å ha direkte kontakt med publikum gir en ekstra dimensjon til forskningen.
Når vi i tillegg jobber med karismatiske, store monstre hjelper jo også dette på interessen og mulighetene for formidling. Formidling har også vært vår strategi for å få forskningsmidler. Slike lange prosjekter er umulige å finansiere på vanlige måter.
Publikumsbesøk i utgravningen av en svaneøgle i 2009
Vi har til sammen holdt over 200 populærvitenskapelige foredrag, skrevet en rekke populærvitenskapelige artikler, 3 barnebøker (en oversatt til fransk og russisk), 3 internasjonale dokumentarer (National Geographic Channel og History/BBC, ZDF), egen barne- serie på NRK («Øglegraverane») og 2 dokumentarer på NRK, pluss mange enkeltinnslag på TV, aviser og radio. Våre websider har vært en enkel plattform å henvise til med forklaringer på hva vi gjør og tilgjengelige gode bilder. Blogger både fra felt og i laboratoriet har vært en fin måte å holde prosjektet varmt på (forskning.no, National Geographic). I tillegg har vi gjort mange forskjellige stunts som for eksempel direktesending av utgravningene døgnet rundt (livefeed), twitter, aktivitetsdager på museet og andre steder, en oppblåsbar pliosaur i full størrelse, podcast (paleocast), vitenskapsturisme i samarbeid med Spitsbergen Travel (nå Hurtigruten Svalbard), preparering som kunstinstallasjon på Astrup Fearnley Museet, isskulptur av fiskeøgle, brukt navnsetting av nye arter til å vekke oppsikt, flere titalls skolebesøk, egen musikkvideo på youtube, lekedyr i plast og plysj, kjøleskapsmagneter og T-skjorter.
<- Det er lange køer når det arrangeres Dinodag ved Naturhistorisk museum. Her fra mars 2018.
Artikkelen er forfattet av Jørn H. Hurum, Hans A. Nakrem, Øyvind Hammer og Lene L. Delsett
Den sto først på trykk i magasinet GEO i mai 2019. Artikkelen er gjengitt med tillatelse