Undersjøiske skred i hurtigtogfart

Overraskende nok viser det seg at sand- og leirskred kan bevege seg mange ganger raskere under vann enn i luft. Skredene kan sveipe over havbunnen med en voldsom hastighet, forflytte seg flere hundre kilometer og nå en fart på mer enn hundre kilometer i timen.

– Skredene ligner på flytoget med snuten opp og “flyter” nesten uten kontakt med havbunnen, forteller professor Anders Elverhøi ved Institutt for geofag på Universitetet i Oslo.

De siste ti årene har han, ved siden av sin rolle som forskningsdekan ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, brukt all sin ledige forskningstid til å studere undersjøiske skred.

Interessen for undersjøiske skred startet allerede på slutten av åttitallet, da oljebransjen trengte kunnskap om hvor de kunne plassere installasjoner på havbunnen uten fare for at de skulle bli ødelagt av skred.

Gamle skred

De siste årene har oljeselskapene startet letingen etter olje også i kontinentalskråningen, som binder sammen kontinentalsokkelen med dyphavet. Der har det tidligere gått store skred.

Ett eksempel er gassfeltet på Ormen Lange, der Storeggaskredet gikk for 8200 år siden. Skredet førte til at steinalderbosettingene på Vestlandet ble knust av en ti til femten meter høy flodbølge.

Etter istiden gikk et tilsvarende skred utenfor Bjørnøya. Skredet beveget seg 100 til 200 kilometer bortover havbunnen, selv om hellingen bare var mellom en halv og én grad. Det er like pannekakeflatt som Danmark.

Skred i nyere tid

Det mest berømte skredet i moderne tid skjedde utenfor Newfoundland i Canada i 1929. Kablene på havbunnen ble ødelagt. Da forskere studerte ødeleggelsene, kunne de slå fast at skredet på tusen kubikkilometer hadde rast av gårde i 60 til 100 kilometer i timen.

Ett tusen kubikkilometer er så mye at det kunne ha dekket hele Norge med mer enn tre meter dyp løsmasse. De store skredene utenfor norskekysten var enda større.

Et av de nyeste undersjøiske skredene på norsk sokkel var i Finneidfjord i Nordland i 1996. Da for voldsomme steinblokker, store som boligblokker, to kilometer bortover havbunnen.

Paradoksene

De undersjøiske skredene har to store paradokser.

– Det ene paradokset er hvorfor så store mengder skredmasse kan bevege seg så fort. Det andre paradokset er at skredene kan bevege seg meget langt selv om hellingen er svært lav, påpeker Anders Elverhøi.

For å avsløre hemmelighetene til undersjøiske skred har han, sammen med Dr. Carl Harbitz ved International Centre for Geohazards, samarbeidet med amerikanske forskere i et laboratorium i St. Anthony Falls i USA. Der etterligner de skred i et lite basseng med en helning på seks grader. Avanserte høyhastighetskameraer dokumenterer det hele med 250 videobilder i sekundet. De studerer fundamentale fysiske egenskaper i skredet, slik som hvordan partiklene fordeler seg og gjensidig påvirker hverandre.

Resultatene brukes til å lage en matematisk modell av store skred i havet.

Vannplaning

Overraskende nok går sand- og leirskred vesentlig lenger i vann enn i luft.

På en av videoene ser skredet ut som et tog med snuten opp. Hastigheten er like voldsom hele tiden.

Grunnet trykket som oppstår i fronten på skredet, løfter skredet seg og beveger seg over et tynt vannlag, nesten uten kontakt med havbunnen. Fenomenet kalles vannplaning og fører til mindre motstand. Dette gjelder spesielt for skred med høyt leirinnhold, slik som i det berømte Storeggaskredet utenfor Vestlandet.

Strekkes i to

Takket være forsøkene fra det amerikanske laboratoriet, har Anders Elverhøi beregnet at den fremste delen av Storeggaskredet bevegde seg tre til fire ganger raskere enn den bakre delen av skredet.

– Når skredet strekker seg, blir massene fordelt over lengre avstander. Det er omtrent som bilkø som løser seg opp. De som kjører foran raser av gårde, mens køen fortsatt klumper seg lenger bak.

Under strekkingen blir det blandet mer vann i skredet. Da blir det mindre “indre motstand” i skredet, noe som fører til at skredet beveger seg enda raskere.

– Det er nettopp kombinasjonen av vannplaning i fronten, det at skredet strekker seg og at vann blandes inn i skredet som er med på å gjøre at skredene går så langt og så fort til havs, og som fører til at undersjøiske skred møter mindre samlet motstand enn skred i luft. Dette hadde vi ikke ventet å finne.

I enkelte tilfeller kan det bli så mye strekk i skredet at fronten stikker av fra resten av skredet. Da deler skredet seg i to.

“Røntgenblikk”

I dag tas det bare bilder av skredets overflate.

– Vi vet ikke om det vi ser på skredets overflate representerer det som foregår inne i selve skredet. Skal vi være sikre, må vi også studere partikkelbevegelsene inne i skredet.

Det er neste skritt i forskningsprosjektet deres.

– Når vi forstår hvilke mekanismer som fører sand og leire til dypt vann, kan vi lære mer om sikkerheten for undersjøiske installasjoner, sammenhengen mellom skred og tsunami og hva som danner grunnlag for oljereservoarene ute på kontinentalskråningen. Det er ikke bare interessant for Norge, men også for oljeleting i andre dypvannsområder, som utenfor Nigeria, Angola og Brasil, påpeker Anders Elverhøi.