Observert landhevning på Franz Josefs Land etter siste istid har ikke vært så stor, men kan likevel fortelle oss noe om Jordas egenskaper der.
Figur 1. Beliggenhet av Franz Josefs Land, og noen av de 191 øyene i øygruppen. Grunnlagskart fra Wikimedia.
Franz Josefs Land er en russisk øygruppe (Земля Франца Иосифа) nordøst i Barentshavet, øst for Svalbard og nord for Novaya Zemlya (figur 1). Øygruppen består av 191 øyer, men har ingen fastboende.
Det høyeste punktet på Franz Josefs Land finner vi på Wilczek Land, og er 670 meter høyt. Den største av øyene (Prins Georges Land) er omtrent på størrelse med Vestfold fylke.
Øygruppen ble oppdaget i 1873 under en østerriksk-ungarsk ekspedisjon og ble oppkalt etter keiser Franz Josef I av Østerrike-Ungarn.
Fridtjof Nansen overvintret på øygruppen under Framekspedisjonen i 1895-96, og i 1930 ble det foreslått av det russiske vitenskapsakademi å kalle øygruppen for Fridtjof Nansen Land. Dette navnet ble imidlertid aldri tatt i bruk.
85 prosent av Franz Josefs Land er nå dekket av isbreer. Under siste istids maksimum (LGM; 20 000 år siden) lå Franz Josefs Land antakelig under mer enn én kilometer is. Det var på den tiden et sammenhengende isdekke over Nord-Europa og Barentshavet (inklusiv Svalbard, Franz Josefs Land og Novaya Zemlya).
15 000 år før nåtid hadde mye av isen smeltet vekk, og Barentshavet begynte å bli isfritt. Et par tusen år senere var det bare fire mindre isdekker igjen – over Skandinavia, Franz Josefs Land, Novaya Zemlya og Svalbard.
Figur 2. Modellert tykkelse av isen på Franz Josefs Land for henholdsvis 11 000 (venstre) og 9 000 (høyre) år før nåtid. Konturintervall er 100 meter.
LES OGSÅ: Landhevningen og litosfærens tykkelse
Avsmeltingshistorien som vi har brukt i modelleringen av landhevningen starter ved LGM og består av mange tidssteg med 1 000 års intervaller. Den siste fasen av avsmeltingshistorien på Franz Josefs Land er ganske usikker, men vi har antatt at de mest perifere øyene så smått begynte å bli isfrie for 12 000 år siden.
Eksempler på antatt utbredelse av isen på Franz Josefs Land for 11 000 og 9 000 år siden er vist med tykk grå linje i figur 2 (over).
Se hvordan vi beregner istykkelsene her
Figur 2 viser også beregnet tykkelse av isen på de to tidsstegene. For å beregne landhevningen over tid har vi gjort modelleringer av istykkelsene for hele avsmeltingshistorien.
Det er gjort funn på mange av øyene på Franz Josefs Land som viser hvordan havnivået har endret seg etter siste istid.
Forman m.fl. (2004) har en sammenstilling fra 14 forskjellige øyer som viser hvor høyt over dagens havnivå strandlinjen fra 10 500 år (9 000 14C år) ligger. Dette er vist til venstre i figur 3 (under).
Som vi ser, ligger 10 500-strandlinjen 20 meter over dagens havnivå i sentrale deler av Franz Josefs Land, mens høyden øker mot sør. Like sør for Wilczek Land er strandlinjen observert på 21 meter, mens strandlinjen på Northbrookøya ligger 43 meter over dagens nivå.
Nøyaktigheten på estimat av tidligere tiders havnivå er imidlertid begrenset. I Norge kan en kartlegge fortidens havnivå nokså nøyaktig ved hjelp av borehull i tjern og innsjøer.
Som for Svalbard, er dette ikke mulig på Franz Josefs Land – en må her aldersdatere drivved eller hval- og hvalrossbein som en finner over dagens havnivå. Dette gjør at usikkerheten kan være stor.
LES OGSÅ: Svalbard reiser seg
Men vi må ta utgangspunkt i de dataene som finnes. En betydelig skråstilling av den 10 500 år gamle strandlinjen (fra 20 til 40 meter) kan bare skyldes bevegelse av den faste jord, og må i hovedsak være forårsaket av glasial isostasi. Se her:
Istidene og glasial isostasi
Landhevningen og litosfærens tykkelse
Figur 3. Observert (venstre, fra Forman m.fl., 2004) og beregnet (høyre) høyde på strandlinjen fra 10 500 år (9 000 14C-år) før nåtid. Konturintervall er 10 meter. Klikk for større bilde.
Vi har beregnet glasial isostasi basert på avsmeltingshistorien nevnt ovenfor og med ulike jord-parametre. På den måten har vi testet hva slags elastisk litosfæretykkelse og mantel-viskositet som kan gi en slik skråstilling på strandlinjene på Franz Josefs Land. Det viser seg at ulike jord-parametre gir ganske forskjellige resultater.
Best overensstemmelse med observasjonene blir det med en astenosfære-viskositet (3×1019 Pa s) omtrent som for Skandinavia og elastisk litosfære-tykkelse (90 kilometer) som er mye større enn hva vi har fått for Skandinavia. Skråstillingen på den 10 500 år gamle strandlinjen blir som vist til høyre i figur 3.
Vi kan også få overensstemmelse med observert helning på strandlinjen om vi reduserer istykkelsene vi har brukt i modelleringen. Hvis vi reduserer istykkelsene på Franz Josefs Land med 25 prosent, vil vi få god overensstemmelse med en elastisk litosfæretykkelse på 50 kilometer og en astenosfære-viskositet på 2×1019 Pa s.
Det ser ikke ut til å være mulig å få overensstemmelse mellom observert og teoretisk strandlinjehelning ved å bruke jord-parametrene for Skandinavia.
Med forbehold om feil i avsmeltingshistorien og i strandlinjedataene, så må konklusjonen bli at den elastiske litosfæren på Franz Josefs Land er omtrent som på Svalbard, og noe tykkere enn for Skandinavia. Astenosfære-viskositeten ved Franz Josefs Land ser ut til å være på nivå med Skandinavia og litt høyere enn for Svalbard.
Dette studiet er del av prosjektet ”Neogene Uplift of the Barents Sea” som var støttet av Norges Forskningsråd og oljeselskapene ConocoPhillips, Total, OMV, Wintershall, GdF Suez, E.ON, Noreco og Det Norske.
Referanse
Forman, S.L., Lubinski D.J., Ingolfsson, O., Zeeberg, J.J., Snyder, J.A., Siegert, M.J. & G.G. Matishov, 2004. A review of postglacial emergence on Svalbard, Franz Josef Land and Novaya Zemlya, northern Eurasia Quaternary Science Reviews 23, 1391–1434.
