Det kanadiske skjold

Det kanadiske skjold eller Det nordamerikanske skjold (engelsk: Canadian Shield eller Laurentian Shield) er et totalt 8 millioner km² stort kraton (grunnfjellsskjold) i Nord-Amerika, og dannet kjernen i det tidligere kontinentet Laurentia. Det er verdens største overflatiske kraton fra arkeikum, og var den første delen av Nord-Amerika som ble permanent hevet over havnivået.

Laurentia, også kalt for Nord-Amerika kraton. Det brune grunnfjellsskjoldet (kratonen) har vært relativt stabil i millioner av år, men bare den nordlige delen av dette «kanadiske skjoldet» er synlig i overflaten – den sørlige delen er en underjordisk plattform.

Skjoldet består av en kanadisk del med et grunnfjellsområde i Øst- og Sentral-Canada som med sine 4,8 millioner km² dekker rundt halvparten av landets areal. Det inkluderer også mesteparten av Grønland, og strekker seg i tillegg inn i USA. Skjoldet består av metamorfe bergarter og ble sterkt skurt i Istiden med et tilhørende tynt jordlag. Området er derfor tynt befolket med lite landbruk, men betydelige malmforekomster som gir grunnlag for gruvedrift.

Utstrekning og sammensetning

Den største enkeltdelen av kratonet er Superiorskjoldet som utgjør den sentrale og sørøstre delen, og dominerer det sentrale Canada mellom Hudsonbukta og Øvresjøen. Dette enkeltskjoldets areal er minst 350 000 km². Mot sør og vest former det nordamerikanske skjoldet en underjordisk plattform dekket av sedimentære bergarter, omtrent fra delstaten Alberta hvor overdekket i delstaten er inntil 6 km tykt. De tidligere dagåpne Slaveskjoldet og Wyomingskjoldet som nå er overdekte plattformer, er henholdsvis 210 000 og 100 000 km² store. Også i Hudsonbukta er skjoldet overdekket med sedimenter. I USA strekker skjoldet seg inn i Adirondack-fjella og Northern Highland på Østkysten, og nedover i Minnesota, Wisconsin, mens det lengre sør fra Dakota og Wyoming er en overdekket plattform som utgjør Midtvestens slettelandskap helt ned til Mexicogulfen.

De største enkelt-skjoldene som man antar kratonet omfatter, er (fra nord og vest) Slaveskjoldet, Raeskjoldet, Haerneskjoldet, Wyomingskjoldet, og Superiorskjoldet. Mens de fire førstnevnte i stor grad har blitt nedbrutt og har et flatt landskap med store myr- og skogsområder, så preges Superiorskjoldet av det såkalte Superior-høylandet og Laurentia-høylandet som strekker seg i en bue øst, nord og sørvest for Øvresjøen typisk 400-600 meter over havet, med høyeste punkt på 1166 meter over havet (Mount Raoul Blanchard). Lengre øst følger Nain-skjoldet innover Grønland, og det er i tillegg mulige terraner langs østkanten av skjoldet, eksempelvis Abitibi-formasjonen.

Skjoldets bergarter er metamorfe og magmatiske, og stedvis svært gamle. Sentralstrukturene er minst 3,95 milliarder år gamle, muligens noe eldre. Tykkelsen av disse bergartene er 1-6 km. De overliggende sedimentære bergarter som strekker seg oppå skjoldet nedover Midtvesten, består av 650-290 millioner år gammel sandstein, skifer og kalkstein. Ved overgangen mellom skjold og plattform er det forekomster av oljesand og skiferolje i Alberta og i Nord-Dakota.

Geologisk utvikling

Kart som viser det noramerikanske kratonet med inntegnede, antatte ur-kratoner i fuchsia. Blant annet er Wyoming-, Rae- og Superior-kratonene navngitt. Trans-Hudson-orogenesen er markert i blått. I øverste høyre hjørne ses også det Baltiske skjold med provinser av tilsvarende alder fargelagt som det nordamerikanske kraton.

Det nordamerikanske kratonet ble muligens dannet gjennom kollisjon av seks mindre plater for om lag 2 milliarder år siden, og kan deretter ha vokst i størrelse gjennom dannelse av ny kontinentskorpe nedenfra for om lag 1.8 milliarder år siden. Dannelsen er ikke fullt forstått, trolig skjedde den gjennom kombinasjoner av skorpedannelse, kollisjoner, og avbrekking av platebiter (terraner) fra kolliderende kratoner. For 1,9 - 1,7 milliarder år siden antar man at Superior-, Wyoming- og Hearne-Rae-kratonene støtte sammen og ble samlet gjennom Trans-Hudson-orogenesen. Kollisjonene medførte utfelling av malmforekomster av jern og gull. Blant annet er Iron Range i Minnesota blant forekomstene med utfellet jern fra arkeikum.

Vekstperioden som startet for om lag 1,8 milliarder år siden kan ha vart i ca. 200 millioner år, og omfatter også området i det sørlige USA fra Arizona til Missouri. En ytterligere sammensmelting av det samlede kratonet kan ha funnet sted i en periode med stor magmatisk og tektonisk aktivitet og sterke trykk- og temperaturforandringer for 1,5 - 1 milliarder år siden, hvor ulike kratoner inklusive Laurentia beveget seg betydelig langs nord-sør-bredden på jordkloden. For om lag 1,1 milliarder år siden startet en riftdannelse hvor kratonet sprakk opp fra dagens Kansas og vestover, men rift-dannelsen stoppet opp før den delte kontinentet. Riften identifiseres som en 2 000 km langt og 25 km tykt intrusivbelte av magmatisk basalt, med tydelige magnetiske egenskaper.

Om lag samtidig, for knapt 1,1 milliarder år siden, antas det at kratonet kolliderte mot øst, og at en fjellkjede ble dfoldet langs østmarginen i et 300-600 km bredt belte fra Labrador til Mexico. Denne fjellkjeden ble siden slitt ned, og fra ca. 700 millioner år siden ble den sørlige halvdelen av kratonet tidvis oversvømt av grunt hav og overdekket med sedimentære masser.

Under den kaledonske fjellkjedefolding for drøyt 400 millioner år siden kolliderte de nordøstre marginene av skjoldet med Baltika, noe som skapte Den kaledonske fjellkjede både langs østkysten av Canada, og vestkysten av Nord-Europa. Denne fjellkjeden var svært høy, men ble erodert bort etter trolig bare 50 millioner år. I den såkalte Mississippitida - første halvdel av karbon for 389-323 millioner år siden - var skjoldet betydelig oversvømmet av hav, og marginene av den oppstikkende delen var preget av marine elvelandskap hvor store mengder sedimenter ble avsatt. Det varme grunnhavet hadde neppe dybde over 60 m, og i løpet av karbontida gikk havet tvers gjennom kontinentet nor-sør slik at vestre og østre del var isolert fra hverandre av et grunnhav. De samtidige og senere fjellkjededannelsene ble regelmessig avløst av erosjon som ga nye avsetninger av sand og oppbygging av sandstein i sedimentbassenget i Midtvesten.