Ønsker overvåking av permafrosten i Longyearbyen i sanntid

Erfaringer fra høststormene i Longyearbyen 2016, kombinert med analyser av kjerneprøver i permafrosten og målinger av temperatur og vanninnhold skal skape ny sanntidsovervåking av permafrosten, sier UNIS-ledet prosjektgruppe.

I et pilotprosjekt finansiert av Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) brukes forskningen som gjøres på permafrost, meteorologi og geoteknikk til å utvikle et sanntids overvåkningssystem.

– Det skal bli et viktig verktøy som sikrer lokale myndigheter kunnskap om og mulighet for bedre å agere under spesielt ekstreme værforhold som kan utløste permafrostrelaterte skred, sier prosjektleder Hanne H. Christiansen fra UNIS.

En våt høst ga viktige erfaringer

Under en regnstorm 14. – 15. oktober 2016 ble det utløst flere store skred i og rundt Longyearbyen da 20 mm regn falt på tint mark. Det aktive laget over permafrosten hadde enda ikke frosset for vinteren. Som et resultat av vannmengdene ble grunnen mettet, og løste ut skred flere steder.

Noen uker senere, 7. – 8. november ble det målt 75 mm regn i Longyearbyen, men det ble ikke utløst like mange skred. Det skyldes at det aktive laget på det tidspunktet hadde begynt å fryse på igjen. Begge disse regnstormene skjedde etter den hittil varmeste perioden vi har hatt nylig på Svalbard.

– I 2015-2016 var årsmiddel lufttemperatur like under 0°C. Under begge regnstormene ble deler av Longyearbyens befolkning evakuert på grunn av faren for skred. Evakueringen skjedde fordi det ikke fantes tilgjengelig informasjon om vanninnhold og temperatur i bakken, kombinert med nedbørsmålinger i sanntid, og man visste ikke hvordan dette ville påvirke fjellsidene, sier Christiansen.

Fremtidige klimautfordringer

Klimaprognosene for Svalbard viser stigende temperaturer og mere nedbør. Prosjektgruppen, som også består av personer fra Longyearbyen Lokalstyre og Telenor Svalbard samt Instanes AS, Meteorologisk Institutt og NVE, har som mål å utvikle systemer som kan gi lokale myndigheter redskaper som kan brukes i situasjoner med ekstremvær.

Overvåkingen av permafrostens tilstand vil også være nyttig i forbindelse med bygging av nye hus og infrastruktur i byen.

– Longyeardalen har en relativt flat bunn. Vi vet at havet har vært inne i dalen og avsatt finkornede marine sedimenter, som permafrosten senere er utviklet i. Marin permafrost kan oppføre seg annerledes enn vanlig permafrost på grunn av høyt saltinnhold. Det vil derfor være viktig å lage en så detaljert modell som mulig av hva slags sedimenttyper vi bor og bygger på her i dalen, forklarer Christiansen.

Longyearbyen har hittil ikke hatt en værstasjon som kan gi direkte opplysninger om forholdene i bunnen av Longyeardalen hvor infrastrukturen finnes og innbyggerne bor. Det er store lokale variasjoner, og det er derfor viktig at slike målinger også gjennomføres i dalbunnen.

Om mer av permafrosten tiner og danner et tykkere aktivt lag, kan det gi økt risiko for at det laget tilføres ekstra vann også i perioder med mye nedbør, og det kan utløse skred. Dette gjelder særlig om permafrosten i utgangspunktet er is-rik.

Boring i permafrosten

Prosjektgruppen er i gang med å ta ut borekjerner fra ulike deler av Longyeardalen for å kartlegge is-innholdet i permafrosten. Særlig i de nedre fjellskråningene som er dekket av sedimenter er det potensiale for å utløse skred som kan nå infrastrukturen her i byen.

Videre skal det gjøres flere geofysiske målinger av bakken for å kartlegge vanninnhold, om bakken er frossen eller ikke, og dybden til fjell under sedimentene i dalen.

– Når vi er ferdige med kartleggingen av is-innhold og sedimenttyper vil vi velge ut de beste stedene for å etablere ny overvåking i sanntid av permafrostens temperatur og det aktive lagets vanninnhold i noen av borehullene. Det vil også bli etablert sanntidsmåling av lufttemperatur og nedbørsmengder på de samme stedene, forklarer Christiansen.

Data om permafrost, det aktive laget og været vil så utgjøre en viktig del av overvåkingssystemet som skal utvikles i prosjektet. For å bedre kunne forutsi hva som eventuelt kan skje når det er ekstremvær, gjennomføres det også permafrostmodellering.

– Resultatene fra modelleringen skal sammen med sanntidsmålingene gi mulighet til å øke forståelsen for det som skjer, og ta korrekte og konkrete forhåndsregler under ekstremvær, forteller Christiansen, og legger til.

– Om vi klarer å utvikle et vellykket konsept for kombinert overvåking av permafrost og vær, er det mulig vi har utviklet Longyearbyens neste forsknings- og teknologibaserte eksportartikkel – som kan være med og sikre bedre beslutningsgrunnlag i ekstreme værsituasjoner.