Tiner permafrosten, raser fjellet

Store deler av den norske fjellheimen er dypfrossen året rundt. Hvis permafrosten tiner, kan store fjellsider rase ned. Ved Lyngen i Troms kan flere millioner kubikkmeter fjell styrte ned i fjorden og forårsake en av de verste flodbølgene i historisk tid.

KJEMPEPLASK: Tiner permafrosten, kan denne fjellsiden på åtte til seksten millioner kubikkmeter stein stupe ned i Lyngsfjorden. Sprekken øker med opptil tre centimeter i året. Lars Harald Blikra fra NGU undersøker de geologiske forholdene. Foto: NGU

Skulle klimaendringene føre til at permafrosten tiner, kan norske fjellsider rase sammen. Alarmen har allerede gått i nord. En del av fjellsiden på Nordnes ved Lyngen i Nord-Troms kan styrte ned i havet og forårsake en katastrofal tsunami. Den rasfarlige steinblokken er ikke akkurat liten. Steinmassen på åtte til seksten millioner kubikkmeter er fire hundre meter bred, fem hundre meter høy og mellom femti og hundre meter dyp.

– Det har ikke falt ned noe lignende volum i historisk tid i Nord-Norge. Flodbølgen vil bli dramatisk, advarer Lars Harald Blikra , som nå har permisjon fra Norges Geologiske Undersøkelser for å jobbe med rasfaren på Åkernes i Stranda kommune i Møre og Romsdal.

Allerede i dag beveger fjellsiden ved Lyngen seg opptil tre centimeter i året. Den vil uansett rase ned en gang i fremtiden. Nå lurer man på om raset kanskje kommer raskere hvis permafrosten smelter.

IS BINDER SAMMEN STEIN: Eksemplet fra Svalbard viser is som fungerer som lim mellom steinmasser. Den dagen isen tiner, kan fjellet dette sammen. Foto: UNIS

– Dette er en ganske vanlig problemstilling også andre steder i Norge. Når permafrosten tiner, kan det ha innflytelse på stabiliteten i mange fjellsider, påpeker professor Ole Humlum på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo.

Permafrost er definisjonen på tilstanden i de landmassene der temperaturen ikke karer seg over null grader i løpet av to år. Mellom en femtedel og en fjerdedel av landarealet på den nordlige halvkulen er i permafrost. Det er stort sett permafrost i hele Sibir, Alaska og mesteparten av Canada.

Det er kanskje mindre kjent at også store deler av Norge er dekket av permafrost. Det er mye permafrost i fjellheimen over 1400 til 1500 meters høyde. På Vestlandet må man så høyt som 1700 til 1800 meter. På Østlandet fins det permafrost ned mot tusen meter. Ved Femunden regner Ole Humlum med at det enkelte steder også fins permafrost under skoggrensen.

Manglende kunnskap

– I dag er det altfor lite kunnskap om hva som skjer hvis permafrosten tiner. For å lære mer om sammenhengen mellom varmere klima, permafrost og fjellras, deltar Ole Humlum, som en del av det internasjonale polaråret, i et norsk forskningsprosjekt om permafrost. Forskere fra en rekke nasjoner på den nordlige halvkulen er med i lignende prosjekter. Ole Humlum skal først og fremst studere permafrosten i Nordnesfjellet i Troms og utføre detaljerte permafrostmålinger på Svalbard.

PERMAFROST I NORGE: I de mørkelilla områdene er det mer enn 90 prosent sannsynlighet for permafrost. I de lyselilla områdene er sannsynligheten for permafrost mellom 50 og 90 prosent. Det er også permafrost i de områdene som ligger over høydemeterlinjene. Ansvarlig for permafrostkartet er professor Bernd Etzelmuller på Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. Se Større kart

Permafrosten starter noen meter under bakken. Hvis vinterkulden slår fem meter ned i bakken og sommervarmen bare tre meter ned, får man et to meter tykt mellomlag med permafrost. Permafrosten vil bevege seg sakte nedover, men det er begrenset hvor langt permafrosten trenger ned fordi det kommer varme fra jordens indre.

En tommelfingerregel i Norge er at temperaturen øker halvannen grad for hver hundrede meter man kommer ned under overflaten. I den norske fjellheimen går permafrosten sannsynligvis to til tre hundre meter ned i bakken. Verdensrekorden er ved utløpet av Lena i Sibir, der permafrosten er halvannen kilometer dyp.

Presser fjellet ut

Hvis den frosne steinmassen er tørr, betyr det nesten ingenting om permafrosten tiner. Derimot kan det få store konsekvenser om de frosne steinmassene inneholder is.

Is binder sammen stein. Smelter isen, kan vannet renne videre ned i indre fjellsprekker. Det er uheldig. Vann fungerer som smøremiddel. Renner vannet mellom to steinplater, kan den ytterste steinplaten begynne å gli. Det er også uheldig om smeltevannet mellom steinplatene skulle fryse til is. Is tar mer plass enn vann og vil derfor presse platene fra hverandre.

Noen tror at permafrosten ene og alene styres av temperaturutviklingen.

– Det er kun delvis riktig. Permafrost er langt mer komplisert enn man skulle tro.

Permafrosten styres i høy grad også av snøforholdene, vindretningen og vindhastigheten. Og ikke minst formasjonene i terrenget og sedimenttypen. Hvis klimaendringene fører til kraftigere vind, kan det både føre til flere snøfonner og flere snøfrie områder. Mye snø isolerer bakken. Det vil føre til mindre permafrost. Lite snø på bakken isolerer derimot mindre og kan derfor føre til mer permafrost.

DATAINNSAMLINGEN: Professor Ole Humlum har utviklet en matematisk modell om permafrost. Modellen hans er avhengig av data fra en rekke knyttnevestore databokser som måler temperatur og nedbør i lokale områder. Foto: Ståle Skogstad.

Matematisk modell

Ole Humlum har laget en matematisk modell som skal forklare utbredelsen av permafrost. Modellen tar blant annet hensyn til topografien, nedbør, skydekke, solrike og skyggefulle partier, lokale temperaturer, fjelltypen, sedimenter, plantedekke, samt vind og snøfonner.

For å samle inn data har han de siste årene plassert ut vel hundre knyttnevestore databokser som måler temperatur og nedbør på utvalgte steder over hele Sør-Norge.

For første gang skal det nå gjøres grundige permafrostundersøkelser på så små områder som det rasfarlige Nordnesfjellet i Troms.

– Vi vil vite hvor og hvorfor fjellpartiet er potensielt usikkert. Den dagen vi har bedre kunnskap om dette, har vi muligheten til å varsle i tide, påpeker Ole Humlum.

Permafrostforskning er en ung vitenskap både nasjonalt og internasjonalt. Den norske permafrostforskningen er bare ti år gammel og ble etablert av professor Johan Ludvig Sollid ved Universitetet i Oslo. Begrepet permafrost ble første gang definert vitenskapelig høsten 1945. Sovjet var raskest på banen og hadde opptil 5000 permafrostforskere i aksjon. Det er forklaringen på at kartene over permafrost er langt mer detaljerte i Sibir enn i Alaska, Canada og Norge.

Sibirkysten smelter

Det internasjonale forskningsprosjektet skal blant annet undersøke hvordan klimaendringene forandrer landformer. Det skjer i dag en omfattende erodering mange steder langs kysten av Sibir. De siste tusen år har erosjonen fjernet 50 til 100 kilometer land. Det skyldes ikke bare at havet har steget og oversvømt den flate tundraen, men også at tundraen består av mellom femti og nitti prosent vann. Noen steder er det bare et jordlag oppå isen.

– Hvis brorparten av landskapet er is, vil landskapet smelte i møte med flytende vann. Det er også forklaringen på at noen sibirske øyer stadig blir mindre og at noen øyer allerede er smeltet bort, sier Ole Humlum.

For to hundre år siden herjet den lille istiden i Norge. Temperaturen sank to grader.

– Da var det sannsynligvis permafrost i Nordmarka.

I dag ligger permafrosten i Canada bare noen få hundre kilometer fra de store byene.

– Storbyene ligger betenkelig nær permafrosten. Hvis temperaturen skulle falle noen grader i Canada, vil permafrosten innta byene. Da får de verken transportert drikkevann inn til byene eller muligheten for å kvitte seg med avløpsvannet, advarer professor Ole Humlum.

Omfattende permafrost

350 OVER HAVET: Ved Lakselv er permafrosten vanlig over 350 til 450 meter over havet. Det er 250 meter lavere enn tidligere antatt, slår Herman Farebrot fast i doktorgradsavhandlingen sin. Foto: Yngve Vogt

Nye målinger i Finnmark viser at det fins langt mer permafrost i Nord-Norge enn tidligere antatt.

Herman Farbrot har nettopp tatt doktorgraden ved Institutt for geofag på Universitetet i Oslo om utbredelsen av permafrost på Island og i Gaissa-fjellene sørvest for Lakselv i Finnmark.

Ved hjelp av meteorologiske data har enkelte geologer hittil antatt at det fins permafrost i de områdene i Lakselv som ligger over 600 til 700 meter over havet.

Funnene til Herman Farbrot viser omfattende permafrost langt under dette høydeskillet.

– Det ser ut til at permafrost er vanlig over 350 til 450 meter over havet. Funnene betyr derfor at det må være langt mer permafrost i Nord-Norge enn tidligere antatt.

Den dagen permafrosten tiner, kan det få store konsekvenser.

– Når isen nærmer seg null grader inne i fjellet, binder den materialene dårligere sammen. Klimaendringene kan derfor føre til en del skredfare i Nord-Norge.

Endrer landskapet

Den tinende permafrosten kan også endre landskapsformasjonene oppe på fjellet.

Når snøen smelter på flate områder med permafrost, trenger ikke smeltevannet ned i bakken, men forblir i de øvre lagene. Skulle derimot permafrosten tine, vil smeltevannet trenge lenger ned. Da blir overflaten tørrere.

Smeltende permafrost kan også påvirke installasjoner som fundamentet til elektrisitetsmaster på fjellet. Når permafrosten tiner, synker bunnen sammen. Da kan fundamentet knekke.

Sveits har intet å glede seg til. Flere av toppstasjonene til taubanene står på permafrost.

– En eller annen dag får også jernbanen i Tibet kjempeproblemer. Selv om kineserne gjør alt for å holde bakken kald, vil det bli kaos når den isrike permafrosten tiner.

Når permafrosten tiner på Island, øker rasfaren. Det kan true bygdene på flatene. Trøsten er at hele fjellsider kollapser bare hvis det er en geologisk svakhet der fra før av.

Måleteknikken

Det er vanskelig å måle permafrost. Definisjonen på permafrost er berggrunn der temperaturen ikke stiger over null grader i løpet av to år.

Herman Farbrot brukte indirekte målinger for å kartlegge permafrosten på Gaissa-fjellet nær Lakselv. Foruten temperaturmålinger på bakken, baserte han seg på geofysiske målinger. Metoden går ut på å sende strøm ned i bakken og måle den elektriske ledningsevnen i berggrunnen. Permafrost inneholder is, og is leder strøm dårligere enn vann.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Geofag Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 11:52
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere