Masteroppgave i Geovitenskap

Transkript

1 Masterprosjekt til masteropptaket høst 2013 Studieretning: Kvartærgeologi/paleoklima - miljømagnetisme Prosjekttittel: Eksperimentell bestemmelse av temperatur-avhengigheten til magnetiseringen i marine sedimenter Veileder: Reidar Løvlie (GEO) Medveileder: Harald Walderhaug (GEO) Oppgaven går ut på å undersøke hvordan egenskapene til en laboratorie-produsert avsetnings-magnetisering i marine sedimenter varierer med saltholdighet og temperaturen i vannet. Temperatur-avhengigheten til magnetiseringen i marine og lakustrine sedimenter er ikke kjent, og resultatene vil være grunnlag for en mer realistisk modell for magnetiserings-prosesser i sedimenter. Bakgrunn: Sedimenter blir påført en permanent magnetisering når det avsettes og dannes. Denne detritale magnetiseringen registrerer retningen og størrelsen på magnetfeltet, og kan bevares over geologiske tidsrom. Magnetiseringen bæres av magnetiske mineral-partikler som låses fast under konsolidering/kompaksjon. Det finnes p.t. bare en kvalitativ modell for denne prosessen, noe som delvis skyldes en mangelfull forståelse av faktorer som kan påvirke orienteringen og fast-frysingen av magnetiske mineralkorn. Denne oppgaven vil gi nye empiriske resultater som kan forbedre forståelsen og modellen. Viktig informasjon: Eksterne data: Ingen Feltarbeid: Ingen Laboratoriearbeid: 1 semester Finansiering: Ingen Størrelse på oppgaven: 60 SP Foreslåtte emner i spesialiseringen (35 SP): GEOV211 Paleomagnetiske metoder (10 SP), GEOV311 Bergartsmagnetisme (5 SP), GEOV228 Dateringsmetoder i kvartær (10 SP), GEOV108 Innføring i maringeologi og geofysikk (10 SP) 4. mars 2013

2 Masterprosjekt til masteropptaket høst 2013 Studieretning: Kvartærgeologi/paleoklima - miljømagnetisme Prosjekttittel: Eksperimentell kalibrering av en miljø-magnetisk parameter (Sratio) Veileder: Reidar Løvlie Medveileder: Øyvind Paasche Variabiliteten til miljømagnetiske parametre i innsjøsedimenter er en funksjon av prosesser i nedslagsfeltet rundt innsjøen. Disse prosessene er i stor grad styrt av miljø-varierende prosesser som blir modulert av f.eks temperatur, nedbør og klima generelt. Miljømagnetiske parametre er blitt et viktig supplement til klassiske fysiske parametre, fordi målingene tar relativt kort tid. Dette betyr at det er forholdsvis enkelt å etablere svært høy-oppløslige måleserier. De fleste miljømagnetiske parametrene er imidlertid ikke kalibrert med naturlig forekommende mineraler. Denne oppgaven går ut på å fremstille et stort antall prøver ved å blande tre ulike mineralfaser i forskjellige vekt-forhold og deretter måle de mest vanlige miljø-magnetiske parametrene. Pr i dag er det spesielt en parameter (S-ratio) som behøver å kalibreres fordi tolknings-rommet er ganske stort. Viktig informasjon: Eksterne data: Data fra MSc-oppgaver ved UiB. Feltarbeid: 3-dagers feltarbeid et sted langs Bergensbanen for innsamling av bergarter og prøver fra nedslagsfelter. Reise og opphold for student og veiledere. Laboratoriearbeid: 1 semester Finansiering: Behov for XRD-analyser på ca 20 prøver: ca NOK, Smådriftsmidler fra KP-gruppen Størrelse på oppgaven: 60 SP Foreslåtte emner i spesialiseringen (35 SP): GEOV211 Paleomagnetiske metoder (10 SP), GEOV311 Bergartsmagnetisme (5 SP), GEOV228 Dateringsmetoder i kvartær (10 SP), Spesial-pensum i miljømagnetisme (10 SP) 4. mars 2013

3 Masterprosjekt til masteropptaket høst 2013 Studieretning: Kvartærgeologi/paleoklima - miljømagnetisme Prosjekttittel: Kalibrering av miljømagnetiske parametere i innsjøsedimenter Veileder: Reidar Løvlie Medveileder: Øyvind Paasche Miljømagnetiske studier av innsjøsedimenter inkluderer gjerne ulike geologiske og klimatiske prosesser som har sitt opphav både i nedslagsfeltet rundt innsjøen og i selve innsjøen. Forståelsen av hvordan sedimentene dannes, transporteres og avsettes er ofte relatert til variasjoner i klima som igjen påvirker ulike geologiske prosesser så som breaktivitet, flommer eller skred. Sporbarheten til disse prosessene avhenger av vår evne til å påvise endringer i sedimentære kilder (provenans) og eventuell diagenese. Miljømagnetiske undersøkelser har utviklet seg i løpet av det siste 10-året og er nå et viktig supplement til andre fysiske og biologiske parameterne anvendt for å analysere sedimenter, ikke minst fordi målingene er enkle, tar relativt kort tid og er billige. Det er derfor mulig å etablere svært høyoppløselige måleserier. Miljømagnetiske tilnærminger er imidlertid ikke uten utfordringer. Kalibrering av miljømagnetiske parametere er komplisert fordi nedslagsfeltene vanligvis består av flere bergartstyper (provenanser) med ulik mineralogisk sammensetning. Denne oppgaven vil prøveta og analysere korte sedimentkjerner i en innsjø der nedslagsfelt er dominert av en spesifikk bergart (gabbro) i et forsøk på å forbedre mulig kalibrering av ulike miljømagnetiske parameter. Ved å ta en rekke kjerner i kjente avstander fra innløp/utløp av innsjøen, vil det være mulig å diskriminere (skille) ulike prosesser, inkludert endringer i magnetisk mineralogi som en funksjon av eksterne geologiske/klimatiske prosesser. Viktig informasjon: Eksterne data: Data fra MSc-oppgaver ved UiB. Feltarbeid: 3-dagers feltarbeid i Troms eller Jotunheimen; prøveta innsjø med HTH- og piston-corer. Laboratoriearbeid: 1 semester Finansiering: Reise og opphold for student, hoved- og bi-veileder, ca. NOK : Smådriftsmidler fra KP-gruppen Størrelse på oppgaven: 60 SP Foreslåtte emner i spesialiseringen (35 SP): GEOV211 Paleomagnetiske metoder (10 SP), GEOV311 Bergartsmagnetisme (5 SP), GEOV228 Dateringsmetoder i kvartær (10 SP), Spesial-pensum i miljømagnetisme (10 SP) 4. mars 2013

4 Masterprosjekt til opptaket i høstsemesteret 2013 Studieretning: Kvartærgeologi og paleoklima Prosjekttittel: Dynamic controls on velocity of Kronebreen, Svalbard Veileder: Atle Nesje, UiB Medveiledere: Doug Benn, UNIS This project will investigate the controls on velocity fluctuations on Kronebreen, a tidewater glacier in Svalbard, with particular focus on subglacial hydrology. The project is part of the CRIOS program (Calving Rates and Impact on Sea Level), which has the overall aim of developing improved numerical models of calving glacier dynamics. For the proposed project, velocity data will be obtained using highprecision GPS installed on the glacier, and measurements of subglacial water pressure will be measured using wireless sensors installed at the bottom of boreholes. Data will be collected in 2013 and 2014, and the student will have access to both data sets as well as participating in 2014 fieldwork. The student will analyze data time series, to determine glacier response to short term variations in water supply, subglacial water storage, and drainage system development. Feltarbeid: Fieldwork will be conducted in spring 2014, based at Ny Ålesund, with daily access to the field site by helicopter. All logistics and safety training will be supplied by UNIS in collaboration with Norsk Polar Instittut. Laboratoriearbeid: None Finansiering: Logistical support will be provided by the CRIOS project. Additional funding for the student will be applied for through the Arctic Field Grant Program. Størrelse på oppgaven: 60 stp = 1 år fulltidsstudium Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 sp): AG212, AG325, AG326, AG332, AG340, AG341, AG mars 2013

5 Masterprosjekt til opptaket i høstsemesteret 2013 Studieretning: Kvartærgeologi og paleoklima Prosjekttittel: Crevasses on Svalbard Glaciers: Distribution and Dynamic Controls Veileder: Atle Nesje Medveiledere: Doug Benn Crevasses are major hazards for travellers on Svalbard glaciers, but currently there are no systematic data on their distribution or their relationship to glaciological variables. This project will develop methods for the identification of crevasse fields from TerraSAR-X satellite data (X-band radar), with ground truthing from field observations. The relationship between crevasse fields and glacier surface strain rates will also be investigated using velocity maps derived from speckle-tracking using 11-day repeat TerraSAR-X data. Possible target glaciers include Tunabreen, Hansbreen, Kronebreen and Kongsbreen. The project will form a pilot study for a systematic crevasse information service, a joint venture between the departments of Arctic Geology, Arctic Geophysics and Logistics at UNIS. Feltarbeid: Fieldwork will be conducted in July-August when the glacier surfaces are snow-free. The boundaries of crevasse fields will be mapped using GPS, and compared with distributions mapped from the satellite data using GIS software. Laboratoriearbeid: None Finansiering: None Størrelse på oppgaven: 60 stp = 1 år fulltidsstudium Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 sp): AG-325, AG-326, AG-330, AG-332, AG-339, AG

6 Masterprosjekt til opptaket i høstsemesteret 2013 Studieretning: Kvartærgeologi og paleoklima Prosjekttittel: Innsjøsedimentasjon og klimautvikling i de Polare Uralfjellene (2 oppgaver) Veileder: John Inge Svendsen Medveiledere: Haflidi Haflidason og Jostein Bakke Oppgaven(e) går ut på å studere miljø- og klimaendringer i Uralfjellene, gjennom å gjøre sedimentologiske og seismostratigrafiske undersøkelser av innsjøsedimenter. Formålet er å få ny kunnskap om sedimentasjonsforholdene i sjøene og å finne ut hvordan lagfølgene reflekterer fysiske og biologiske miljøendringer, i et område der lite er kjent fra før. Dette vil kunne bidra til økt forståelse av prosessene, klimaendringer og landskapsutviklingen. De aktuelle innsjøene ligger helt nord i Uralfjellene, i et område med periglasiale forhold og over 100 m tykk permafrost. Fra tidligere ekspedisjoner er det utført omfattende seismiske undersøkelser av bunnsedimentene og det er hentet opp en serie borekjerner som er opp til 24 m lange. Borekjernene som skal analyseres daterer seg fra istiden for mer enn 20,000 år siden og frem mot vår egen tid, men det gjenstår å finne ut hvor gamle de eldste lagene er. En sentral problemstilling vil være å fremskaffe ny kunnskap om glasialhistorien, spesielt med tanke på fremveksten og tilbakesmeltingen av lokale isbreer i sjøenes nedslagsfelt. Det er ønskelig å ta opp to studenter som samarbeider om gjennomføringen. Undersøkelsene er en videreføring av et langvarig Norsk-Russisk forskningsamarbeide omkring istidsutviklingen Nord-Russland. Feltarbeid: Materialet er allerede innsamlet under tidligere forskningsekspedisjoner, og det vil derfor ikke være nødvendig med ytterligere feltarbeider. Men om ønskelig kan det bli aktuelt å delta på annet feltarbeide (innsjøboringer) i Norge. Laboratoriearbeid: Sedimentstratigrafien i innsjøbassengene (borekjerne) skal dokumenteres og tolkes. Dette arbeidet innbefatter bl.a. geokjemisk elementanalyse (XRF), kornfordeling, organisk karbon (glødetap), prøvetaking for datering og eventuelt mikroskopering. Det vil også kunne bli aktuelt å gjøre pollen-stratigrafi. Det finnes også et omfattende datasett med høyoppløselige seismiske profiler som vil komplimentere bearbeidingen og tolkningen av kjernematerialet. Finansiering: Det foreligger pr. i dag ingen ekstern finansiering av prosjektet. Størrelse på oppgaven: 60 stp = 1 år fulltidsstudium Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 sp): Geov 225 Feltkurs i kvartærgeologi og paleoklima, Geov 321 Kvartær stratigrafi, Geov 222 Paleoklimatologi

7 HØST 2013 Kvartær og Paleoklima Prosjekttittel: Impact of Arctic sea ice on the mass balance of the Greenland ice sheet. Veileder: Kerim Hestnes Nisancioglu, GEO Medveileder: TBD Prosjektbeskrivelse The Greenland ice sheet is known to have been significantly smaller during the last interglacial period (Eemian, 126ka BP). Estimated contributions to global sea level rise give a range of 2-4m from Greenland. However, the role of Arctic sea ice cover in influencing the mass balance of the ice during this period have not been quantified. Tasks: To analyse climate data from observations and models of precipitation and temperature on the Greenland ice sheet and their relationship to changes in Arctic sea ice cover. The project will require familiarity with matlab or similar analysis tools and an interest in understanding the mechanism governing changes in land based ice sheets. The findings for the Eemian will also be applicable to our understanding of the future fate of the Greenland ice sheet in response to the predicted (and observed) decline in Arctic sea ice. Eksterne data: CMIP5 (model data) fritt tilgengelig Feltarbeid: Om det blir plass vil studenten kunne delta på en sommerskole/feltarbeid på Grønland sensommeren 2014 (info kommer på Laboratoriearbeid: Ikke relevant. Finansiering: SKD (eksternt prosjekt) Størrelse på oppgaven: 60 stp (1 år fulltidsstudium) Emner i spesialiseringen (60 sp): Vil bli avtalt med veileder ved opptak, ett utdrag av relevante emner: GEOV325, GEOV331, GEOV334, GEOF212, MAT111, AG-325 (UNIS). Kerim H. Nisancioglu 1

8 HØST 2013 Kvartær og Paleoklima Prosjekttittel: Models of the glacial cycles and the influence of insolation on orbital time scales (the Milankovitch problem). Veileder: Kerim Hestnes Nisancioglu, GEO Medveileder: TBD Prosjektbeskrivelse A long standing question still remaining within climate science and paleoclimate is the origin and control of the glacial cycles dominating climate during the past 3 million years. Several theories have been proposed, but the question still remains how relatively small changes in solar insolation can control the build-up and decay of massive ice sheets on land in the Northern Hemisphere. Tasks: Assess the individual influence of obliquity and precession (orbital parameters governing the insolation received on Earth) on the build-up and decay of ice sheets in the Northern Hemisphere. This will involve learning and using a simple conceptual climate model (Energy Balance Model) resolving the large scale transports of heat and moisture in the atmosphere and their influence on the mass balance of a simplified ice sheet model. The student will benefit from familiarity with matlab or similar programming languages and an interest in understanding the mechanism governing the mass balance of ice sheets. Eksterne data: CMIP5 (model data) fritt tilgengelig Feltarbeid: Ikke påkrevd. Laboratoriearbeid: Ikke relevant. Finansiering: SKD (eksternt prosjekt) Størrelse på oppgaven: 60 stp (1 år fulltidsstudium) Emner i spesialiseringen (60 sp): Vil bli avtalt med veileder ved opptak, ett utdrag av relevante emner: GEOV325, GEOV331, GEOV334, GEOF212, MAT111, AG-325 (UNIS). Kerim H. Nisancioglu 1

9 HØST 2013 Kvartær og Paleoklima Prosjekttittel: Potential tipping points in Arctic sea ice and the impact of varying atmospheric pco2. Veileder: Kerim Hestnes Nisancioglu, GEO Medveileder: TBD Prosjektbeskrivelse The polar regions and the cryosphere are particularly sensitive to climate due to their tendency to amplify trends and trigger irreversible changes. During the past 10 years Arctic sea ice has experienced a drastic decline, both in area and in particular thickness. This observed change in ice area significantly impacts weather, climate and ecosystems in the Arctic regions. A better understanding of the sensitivity of Arctic sea ice to changes in climate is crucial. Tasks: Assess the effects of varying pco2 on the stability of Arctic sea ice and associated halocline (in the Arctic there is a fresh upper layer isolating sea ice from warmer water below) and compare the results with those of IPCC model experiments. If a pco2 threshold is found (with rapid retreat of sea ice), assess the mechanisms behind. Tools: A simple one-dimensional column model representing Arctic sea ice and the hydrography of the ocean below. Eksterne data: CMIP5 (model data) fritt tilgengelig Feltarbeid: Om det blir plass vil studenten kunne delta på feltarbeid med kolleger på UNIS. Laboratoriearbeid: Ikke relevant. Finansiering: SKD Dynamics of Warm Climates (eksternt prosjekt) Størrelse på oppgaven: 60 stp (1 år fulltidsstudium) Emner i spesialiseringen (60 sp): Vil bli avtalt med veileder ved opptak, ett utdrag av relevante emner: GEOV325, GEOV331, GEOV334, GEOF212, MAT111. Kerim H. Nisancioglu 1

10 H Forslag til masteroppgave i geovitenskap Studieretning: Kvartærgeologi og paleoklima Prosjekttittel: Deglasiasjonen av Hornsund (Svalbard): kartlegging, provenansstudie og eksponeringsdatering av flyttblokker Veileder: Anne Hormes, UNIS Medveileder: Henriette Linge, GEO, UiB + Matt Strzelecki, UNIS Formål: Isavsmeltingsforløpet i Hornsundsområdet er i store trekk kjent, men noen viktige spørsmål er ubesvart: har dagens fjell alltid vært nunataker eller har de vært isdekkede tidligere i kvartær? Kosmogene nuklider (for eksempel 10 Be, 14 C, 26 Al) dannes på jordens overflate ved kjernereaksjoner mellom kosmisk stråling og grunnstoff i mineraler. Ved isavsmelting vil glasiale landformer utsettes for kosmisk stråling for første gang. Dermed kan vi bruke konsentrasjonen av f.eks. 10 Be som et mål på hvor lang tid som har gått siden isen forsvant. Flyttblokker og breskurte bergoverflater på fjelltoppene rundt Hornsund kan dateres med eksponeringsdatering. Breerosjon kan fjerne stein med en målbar konsentrasjon av 10 Be, og tykk is vil skjerme en erodert flate fra kosmisk stråling og hindre produksjon av 10 Be. Ufullstendig iserosjon og/eller -skjerming kan detekteres ved at man måler to ulike kosmogene nuklider, dette er et viktig verktøy for å studere landskapets utvikling flere istider tilbake. For denne oppgaven er det en fordel med kjennskap til kartografi og feltkartlegging (eks. GEO115), Svalbards naturgeografi (AG204) og Svalbards geologi (AG209), samt ev. erfaring med kjemi og praktisk laboratoriearbeid. Feltarbeid: Svalbard: kartlegging og innsamling av prøvemateriale. Tidsrom bestemmes av Hormes/UNIS Laboratoriearbeid: Bergen: mineralseparasjon, preparering av prøver (ca. 30) til AMS-analyse, 4-6 mnd. Finansiering: ja (ekstern) Størrelsen på oppgaven: 60 studiepoeng Emner som kan inngå i spesialiseringen: HØST 2013 GEO215 Geografiske informasjonssystemer (10 sp) GEOV321 Kvartær stratigrafi (10 sp) GEOV222 Paleoklimatologi (10 sp) GEOV226 K.geol. felt- og lab.kurs (10 sp) VÅR 2014 AG325 Glasiologi (10 sp) AG330 Permafrost og periglasiale miljø (10 sp) GEOV228 Kvartære dateringsmetoder (10 sp) GEOV225 Feltkurs i k.geologi og paleoklima (10 sp)