100 år etter Nansens undersøkelser, gjenstår det fortsatt mye viktig forskning å gjøre på heving og erosjon i Barentshavet.
Vestkysten av Svalbard. Foto: Jan Sverre Laberg
I denne artikkelen skal vi prøve å forklare hvorfor vi stadig forsker på det Nansen gjorde oss oppmerksomme på for 100 år siden, og overbevise deg om at dette fortsatt er et viktig tema både for petroleums- og klimaforskningen.
Heving er kort fortalt at den geologiske lagrekka løftes opp sett i forhold til et referansepunkt, for eksempel havnivå. Denne hevingen har flere konsekvenser, og ved Senter for arktisk petroleums-forskning (ARCEx) samarbeider vi med oljeselskapene som jobber i Barentshavet for å forstå følgene av dette.
Hevingen fører til at poretrykket i lagrekka påvirkes, noe som i neste omgang kan gi lekkasje og/eller re-migrering av olje og gass, og dette er viktige vurderinger for selskapene å ta med for å få en mest mulig effektiv leting.
Et annet aspekt ved hevingen er at den gir oss topografi, det vil si høydeområder. Disse er av interesse både fordi de i neste omgang representerer kildeområder for sedimenter ved at de utsettes for forvitring og erosjon, men også ved at endringer i klima, i dette tilfellet avtagende global temperatur, vil kunne påvirke høydeområdene ved at is først vil etableres her.
Vi snakker da om isens første etableringsområder, og lokaliseringen av disse er viktig for de som jobber med paleoklima, inkludert modellering av isens utbredelse og egenskaper tilbake i tid.
Temaet er, som vi skal se under, komplekst, og blir du først «bitt av basillen» som i vårt tilfelle, er det vanskelig å gi slipp på det.
Kompleksiteten i temaet skyldes flere ting. For å ta sammenhengen mellom heving og erosjon først, så vil heving av et landskap gi økt erosjon fordi det er mer eksponert for erosjonsprosesser fra frost, is, vann og vind. Store og små partikler brytes løs og transporteres bort fra området, og denne forflytningen av masser reduserer totalvekten i hevingsområdet, noe som i seg selv også er en mekanisme for (videre) heving.
Det vil si at ytre faktorer kan føre til heving av et område, og denne hevingen kan fortsette og understøttes av lokale prosesser.
I andre tilfeller kan historien starte med at en del av et landskap gradvis utsettes for større grad av erosjon, som følge av for eksempel endringer i klima, overgangen fra varmere til kaldere temperaturer eller som følge av fuktigere klima med økt nedbør.
Denne erosjonen og masseflytting vil i neste omgang gi heving av landskapet på grunn av en isostatisk kompensasjon på samme måte som når innlandsisen smeltet etter siste istid. Studier av disse prosessene har lange tradisjoner i Norge, helt tilbake til da Fridtjof Nansen på 1920-tallet publiserte to banebrytende arbeider.
Skisse som viser et område som er blitt utsatt for varierende grad av heving (A). Forvitring, erosjon, transport, og avsetning av sedimenter som et resultat av dette er også indikert. En slik heving kan ha flere konsekvenser (B), og to av dem er vist her: topografi som senere blir områder der is først dannes, og re-migrering og/eller lekkasje fra petroleumssystemer. Samspillet mellom heving og erosjon har endret landskapet i hele Barentshavområdet inkludert Svalbard gjennom de siste 66 millioner år (C).
Hva vet vi om årsakene til hevingen i Barentshavet? Dersom vi ser Barentshavet under ett og inkluderer Svalbardområdet, og avgrenser oss til kenozoikum (de siste 66 millioner år), så finner vi at hevingen kan skyldes ulike prosesser relatert til platetektonikk.
Typen og retningen av bevegelsen langs plategrensene og prosesser i litosfæren og astenosfæren har påvirket ulike deler av Barentshavet. På toppen av dette kommer den meget omfattende glasiale erosjonen som skyldes gjentatte nedisinger av Barentshavet og de omkringliggende landområdene.
Innvirkningen platetektonikken og isdekkene har hatt på området har variert både i tid og rom, og på grunn av dette er hevingshistorien for vestmarginen av det sørvestlige Barentshav forskjellig fra de sentrale deler av Barentshavet (inkludert Barentshavet sørøst), som igjen er forskjellig fra hevingshistorien for Svalbard.
Til sammen gir dette en meget kompleks hevingshistorie for Barentshavet som ikke utelukkende er knyttet til istidene. Barentshavet har, i varierende grad, også opplevd hevning og erosjon før istidene startet.
En annen stor utfordring i studiet av denne hevingen har vært å beregne (tallfeste) hvor stor denne hevingen har vært. Dette fordi det viser seg at ulike metoder for å beregne denne har gitt ulike resultater, og hvilke skal vi stole på?
Én måte å gjøre dette på som virker lovende, er å volum-beregne erosjonsproduktene og prøve å flytte disse tilbake til kildeområdet for å se hvor mektig lagrekke dette tilsvarer. Dette kan i neste omgang sammenlignes med studier av egenskapene til de bergartene som er igjen i kildeområdet og som har egenskaper som er et resultat av at de tidligere har vært på større dyp i lagrekka.
Ut fra dette vil vi kunne forstå på hvilket tidspunkt en aktuell del av lagrekka nådde sitt største begravningsdyp, og hvor stor den senere hevning og erosjon har vært.
Denne oppsummeringen, som kort gjør rede for hvor vi nå står, er basert på egne og andres grunnforskning som strekker seg over mange tiår.
Vil du lese mer, vil vi henvise til et arbeid vi nylig har publisert i journalen Earth-Science Reviews i regi av ARCEx. Artikkelen kan du finne her: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103609
JAN SVERRE LABERG, AMANDO LASABUDA, TOM ARNE RYDNINGEN OG ALFRED HANSSEN
Institutt for geovitenskap / ARCEx, UiT Norges arktiske universitet
