Permanent fryst jord – permafrost – gir opphavet til spesielle landskapsformer, påvirker hvordan infrastruktur skal bygges og vedlikeholdes, og har stor betydning for klimagassutslipp og skredfare.
Hanne Christiansen, her ved et av borehullene som måler temperaturer i bakken i områder med permafrost. Foto: Ole Humlum
– Permafrost har en enkel definisjon, det er fjell eller sedimenter som har en temperatur under frysepunktet i minst to år, forteller Hanne Christiansen, leder for Institutt for Arktisk Geologi ved Universitetssenteret på Svalbard (UNIS).
Christiansen har i en årrekke forsket på permafrost som vi i Norge primært finner i høyfjellsområdene på fastlandet og på Svalbard. Hun har også bygget opp permafrostkurs ved UNIS, hvor studentene lærer om permafrosten og de landskapsformer som utvikles som følge av fenomenet.
– Selv om vi ikke kan observere permafrosten i jorden med det blotte øyet, gir det opphavet til en rekke landskapsformer som pingoer, iskilepolygoner og steinbreer. I tillegg påvirker det infrastruktur som veier, rørledninger og bygninger.
Forskerne ved UNIS har gjort målinger av permafrostens dybde, tykkelse og temperatur ved Longyearbyen og andre lokaliteter på Svalbard i 18 år.
– Typisk tykkelse på Svalbard varierer fra ca. 100 meter i daler til 400 – 500 meter i fjellene.
Over permafrosten ligger det aktive laget. Dette laget påvirkes av de årlige temperaturvariasjonene i mye større grad og tiner hver sommer og fryser igjen om høsten.
– Basert på måledataene ser vi at det aktive laget blir tykkere på grunn av et varmere klima. Økningen de siste 18 årene har vært om lag 0,5 – 1 centimeter per år, sier Christiansen.
I mer enn ti år har et stort, internasjonalt infrastrukturprosjekt for Svalbard og nærliggende områder vært på trappene. SIOS (Svalbard Integrated Arctic Earth Observing System) gikk over i operasjonell fase tidlig i 2018.
Norge har lederrollen i prosjektet, og Christiansen har ansvaret for delen som omhandler permafrost.
– Som en del av dette prosjektet skal de eksisterende permafrostborehullene oppgraderes, og det skal bores flere og dypere hull. Vi har som mål å forbedre teknikkene for boring i ulike typer materialer som inneholder permafrost, spesielt i grove løsmasser.
Direkte anvendbart
Borehullene skal også utstyres med nye instrumenter som blant annet kan gi forskerne temperaturer i sanntid. For lokalsamfunnet i Longyearbyen, vil denne type data og forskning i følge Christiansen bli direkte anvendbart.
– I perioder med økt nedbør om høsten er det viktig for oss å vite hvorvidt det øverste jordlaget har rukket å fryse eller ikke. I 2016 var det spesielt to perioder med kraftig nedbør da temperaturen i bakken skulle bety mye for utfallet, forklarer instituttlederen.
Den første nedbørshendelsen fant sted i oktober 2016. Det kom 20 mm nedbør over en periode på to dager, noe som er uvanlig for Longyearbyen som normalt får rundt 200 mm per år.
Den kraftige nedbøren i kombinasjon med en uvanlig mild høst utløste flere skred, det største ved Longyearbyen kirkegård, der ca. 5 000 m3 masser ble flyttet.
Ingen mennesker eller infrastruktur ble skadet som følge av skredet og massestrømmen, men veien på vestsiden av dalen ble dekket av massene.
Bildet viser skredløpet og massestrømmen ved Longyearbyen kirkegård 15. oktober 2016. Foto: UNIS-rapport 18. oktober 2016
LES OGSÅ: Skred og massestrøm i Longyearbyen
I begynnelsen av november samme året opplevde lokalsamfunnet på Svalbard nok en periode med kraftig nedbør. Mange var i følge Christiansen bekymret for at dette kunne utløse nye bevegelser i skråningene.
Men dette skjedde ikke.
– Vi undersøkte etterpå temperaturene i borehullene og registrerte at vi hadde begynt å få litt frost i bakken. Derfor fikk ikke nedbøren store konsekvenser. Men våre måledata av temperaturen i det aktive laget viser at tilgjengelige forskningsdata er svært relevante for samfunnet og direkte anvendbare i beredskapssammenheng.
– At vi nå får bygget ut borehullene og får tilgang på mer data i sanntid, vil dermed være svært nyttig for både forskerne, studenter så vel som innbyggerne og lokalstyret i Longyearbyen, avslutter Hanne Christiansen.
