Artikkel

Avdekker permafrostens mysterier med numerisk modell

Det kreves gode klatreegenskaper for den som skal bore hull i fjellet og siden hente temperaturdata fra måleutstyret i borehullene. Her er Florence Magnin og Reginald Hermanns, forskere fra henholdsvis UiO og NGU, i sving.

Avdekker permafrostens mysterier med numerisk modell

Kan bidra til å forutse faren for steinsprang og ras fra norske fjell.

Bakken er frosset året gjennom mange steder i høyfjellet. Fenomenet, som kalles permafrost, er én av flere faktorer som stabiliserer mange av de bratte fjellsidene.

Men nå tiner permafrosten i rask takt mange steder i verden, også i norske fjell. Dette kan føre til dramatiske steinsprang og ras som ofte er uforutsigbare.

– Mye tyder på at det varmere klimaet bidrar sterkt til at permafrosten tiner. Men hvordan det skjer og hvilke fjellområder som er utsatt, vet vi fortsatt lite om, sier Kristin Sæterdal Myhra.

Sensitiv for temperaturendringer

Kristin Sæterdal Myhra
Under feltarbeid i fjellheimen hender det at forskerne må flys inn. Her er Kristin Sæterdal Myhra på tokt.

I sitt doktorgradsarbeid har hun utviklet en numerisk modell som viser hvor sensitiv permafrosten er for temperaturendringer i det norske høyfjellet.

Permafrost er et nærmest usynlig fenomen, og variasjonene lokalt er store. Derfor er det svært nyttig med modeller som gir bedre oversikt over temperaturen i bakken.

Myhras modell, som er basert på fysiske prosesser, bidrar til at vi kan få mer kunnskap om hvor det er permafrost og hvordan den vil utvikle seg i tida framover. Selv på steder der lufttemperaturen vanligvis er veldig høy, viser det seg at det er permafrost i bakken.

Ingen enkel sak å skaffe data

Men modellen er avhengig av data for å kunne brukes. I første rekke handler det om utviklingen av temperaturen i bakken - i de ulike materialene i fjellet. Å skaffe slike data er langt fra trivielt.

– Det er krevende, blant annet må det bores hull i fjellet hvor vi kan legge inn måleutstyr. Noen ganger handler det om svært bratte og ufremkommelige fjellpartier. Det er klart at vi bare kan gjøre det på noen få, utvalgte steder, påpeker Myhra.

Fakta

Permafrost:

  • Grunn som er frosset hele året, det vil si tele som ikke tiner to eller flere somre på rad. 20 prosent av jordens landareal har permafrost.
  • Vi har permafrost i høyfjellet i Sør-Norge, og i Nord-Norge er det også i lavereliggende terreng.

Numerisk analyse:

  • En gren av matematikken der en studerer metoder og algoritmer for å utføre beregninger med tall.
  • Algoritmene er konstruert for å finne tilnærmede løsninger på matematiske problemer som vanskelig kan løses eksakt.

CryoWall:

  • Et prosjekt der man undersøker permafrost i norske fjell.
  • Finansiert av Norges Forskningsråd.
  • I tillegg til UiO deltar NGU, Technological University of Munich, Statens Vegvesen og MetNorge.
  • Les mer her.

Gjennom CryoWall-prosjektet er det til nå installert 24 slike temperatur-loggere i norske fjellvegger. Hver logger måler temperaturen i ett punkt nær overflaten gjennom hele året, og så henter forskerne ut målingene hver sommer.

LES OGSÅ: Permafrosten forsvinner: Kan føre til økte klimautslipp, større fare for skred og utsette oss for monsterbølger

– Disse måledataene mates inn i modellen jeg har utviklet. På den måten kan vi gjøre bedre beregninger av hvordan temperaturen utvikler seg i fjellet – ikke minst dypt inne i fjellvegger hvor vi ikke har temperaturloggere.

Også en rekke andre data legges inn i modellen. Blant annet erfaringsdata fra gamle fjellskred som har gått i andre land.

Det er også utviklet bergmekaniske ligninger som gjør at man kan beregne styrken i fjellet basert på det man vet om temperaturer og de geologiske forhold forøvrig.

Sol, snø, isbreer og vann påvirker

Også en rekke andre faktorer spiller en vesentlig rolle for å forstå prosessene som utløser ras.

– Vi ser at variasjoner i snøforholdene i en fjellside påvirker utbredelsen av permafrosten og frostforvitringen i stor grad.

Noen av svarene må forskerne lete etter 20 000 år tilbake i tid. Det handler om isens utbredelse og bevegelser.

Kristin Myhra Sæterdal, Brit Lisa Skjelkvåle
Kristin Sæterdal Myhra etter at doktorgraden er bestått, her sammen med Brit Lisa Skjelkvåle, instituttleder ved Institutt for geofag ved UiO. Foto: Gunhild M. Haugnes/UiO

– Interaksjonen mellom permafrost og isbreer er avgjørende for hvordan permafrosten endrer seg, påpeker Myhra.

En annen svært viktig faktor er vann. Faren for skred og ras øker kraftig når det regner mye.

– Det kreves mange ulike typer kompetanse for å få gode beregninger. Det er komplisert, og vi vet ikke nok. Men vi har forstått mer de siste årene, sier Myhra og påpeker at ikke minst er samarbeidet mellom geologer og meteorologer viktig.

Et fagfelt som går raskt fremover

Mannen er ett av de fjellene man nå kjenner til som er så ustabile at det kreves kontinuerlig overvåking. Men forskerne har ikke klart å forutse når Mannen faller.

– Ja, det illustrerer godt hvor komplisert dette er. Men det er et fagfelt som går raskt fremover, og vi får stadig mer kunnskap, sier hun.

Nå er forskerne fra en rekke institusjoner som UiO, NGU (Norges geologiske undersøkelse) og NVE (Norges vassdrags- og energidirektorat) i ferd med å gå gjennom hele den norske fjellheimen for å få bedre oversikt over hvor det er ustabilt.

Det jobbes systematisk - fylke for fylke. Blant annet utarbeides det et kart som viser hvor det er fare på ferde.

Kontakt:

Kristin Sæterdal Myhra, høgskulelektor ved Høgskulen i Sogn og Fjordane

Les mer på Titan.uio.no:

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Molekyl fra havet dreper både blodkreftceller og resistente bakterier

To år etter at Norges forskningsråd og Kreftforeningen ga flere millioner til et biotek-prosjekt om utvikling av nye legemidler, har forskerne oppdaget mer enn 100 muligheter. Noen av de nye legemiddel-kandidatene dreper aggressive blodkreftceller i laboratoriet, mens andre slår ihjel antibiotikaresistente bakterier .