Konsekvensutredning av Lunckefjell. Konsekvenser for Marthabreen. Jon Ove Hagen Institutt for geofag Universitetet i Oslo

Transkript

1 Konsekvensutredning av Lunckefjell Konsekvenser for Marthabreen Jon Ove Hagen Institutt for geofag Universitetet i Oslo Marthabreen med området hvor det planlegges vei over breen, bilde fra august Rapport august 2010

2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning 3 2 Om Marthabreen 3 3 Planlagte tiltak og glasiologiske konsekvenser Bredynamikken Risiko for surge Smeltevann fra breen Nedsmelting av breen ved veien Økt støvnedfall på breen Driftsvann Vanninntrenging i gruva Forslag til avbøtende tiltak og overvåkning Bredynamikken Tilbakeføring av landskapet Støvenedfall Smeltevann og snø 13 5 Sammendrag Referanser 14 2

3 1. Innledning Oppdraget består i en rapport om Lunckefjell-prosjektets mulige konsekvenser for Marthabreen. For å få tilgang til kullforekomstene i Lunckefjellet må det etableres en vei på tvers av Marthabreen, oppå overflata til breen. Kullfløtsen fra Svea Nord kommer ut i dagen i kanten av Marthabreen ved høyde kote mellom m o.h. Derfra må det anlegges en vei over isen og deretter etableres et innslag til gruva tilsvarende som i Svea Nord på Höganäsbreen. Selve gruva blir ikke liggende under breer. I denne rapporten beskrives 1) Marthabreens glasiologi, 2) de glasiologiske konsekvensene av de planlaget tiltakene og 3) forslag til overvåking og klargjøring av virkninger på breen, 4) avbøtende tiltak. Etableringsfasen varer fra 2012 til 2014 og består i anlegging av vei og daganlegg. Kulltransporten over breen skal foregå med dumper av typen Volvo A40E. Driftsfasen vil vare fra 2015 til Aktiviteten som vil kunne ha konsekvenser for breen er knyttet til problemer ved bygging av vei over breen, daganlegg og utslipp av støv og eventuelt driftsvann fra gruva. 2. Marthabreen Marthabreen ( N, E) fyller dalen mellom Lunckefjellet og Skollfjellet og drenerer mot nord-vest ut i Reindalen, På figur 1 er det vist et flybilde av breen med den mest sannsynlige veitraseen over breen. Breen dekte tidligere et areal på ca. 18 km 2 (Hagen et al, 1993), men ved tilbaketrekning av brefronten over de siste årene er arealet nå ca. 16 km 2. Breen er en typisk dalbre på Svalbard. Den er antagelig polytermal, det vil si at deler av ismassen har en temperatur under null grader og deler av isen er ved null grader, eller ved trykksmeltepunktet (temperert is), slik at vann kan være til stede året rundt. Det er ikke foretatt noen målinger av temperaturforholda i breen, men ut fra erfaringer og målinger på andre breer kan en anta at breen er kald og frosset til underlaget ned til m. Det vil si at bare under de tykkeste deler av breen er det temperert is. Dette støttes også av radarmålingene der en ikke ser mye tegn til temperert is (Schuler og Müller, 2007). Foran Marthabreen dannes det hvert år icing, eller store flate islag som dannes ved at vann drenerer ut av breen gjennom hele vinteren og fryser når det flyter ut over frossen mark. Dette er et typisk og kjent fenomen ved svært mange av breene på Svalbard og er et ganske sikkert indisium på at det er en polytermal bremasse. Ved Marthabreen er det foretatt en del radarmålinger, blant annet fire profiler på tvers av breen nedunder Lunckefjellet mellom m o.h. se neste avsnitt (Schuler og Müller, 2007, i intern rapport til SNSG). Målingene viste en markert dal med istykkelse opp mot 160 m med den tykkeste delen av breen langs den nordøstlige sida av breen, se figurene

4 Fig. 1 Marthabreen. Oversiktsbilde med innslag/anlegg Lunckefjell. Planlagt veitrasé er lagt inn. Grønn strek er grensen til nasjonalparken og de gule ringene er potensielle nødutganger. 4

5 Fig. 2. Fire tverrprofiler der det er foretatt radarmålinger over breen er skissert og viser lokaliseringen av tverrprofilene i figurene 3 og 4 (fra Schuler og Müller, 2007) Fig. 3 Tverrprofiler over breen i alternativ 1 og 2 vist i figur 2. 5

6 Fig. 4. Tverrprofiler over breen i snittene 3 og 4 fra fig Planlagte tiltak og glasiologiske konsekvenser De glasiologiske konsekvensene for Marthabreen knytter seg til de planlagte tiltakene med 1) vei over breen, 2) daganlegget ved innslaget i Lunckefjellet og 3) utslipp av driftsvann. Konsekvensene for breen knytter seg til 1) Bredynamikken, 2) Smeltevann på breen oppstrøms veien, 3) økt støvnedfall på breen, 4) Nedsmelting av breen langs veien, 5) Driftsvann Bredynamikken Veien må anlegges på breoverflata på tvers av breen i høydeområdet m o.h. Brebevegelsen på en bre varierer og er størst der isen er tykkest og har størst helning. Vi har tidligere foretatt en del radarmålinger og vist i tidligere rapport til SNSG flere tverrprofiler over breen som viste en istykkelse på opptil om lag 150 m, dypest i den nord-østligste del av breen, se figurene 2-4 over. På grunn av at store deler av breen er frosset til underlaget er det nesten ingen glidning, men mest indre deformasjon ved sig i ismassen. Det gjør at vi tidligere anslo at overflatehastigheten antagelig varierer fra null og opp mot noen få meter per år. Helningen på breflata og svært få sprekkedannelser viser også at brehastigheten er lav. Ut fra dette antok vi tidligere en brebevegelse på ca. 1 m pr år i sentrale deler av breen. Store Norske har boret ned staker i breen for måling av brebevegelsene, se fig. 5. Resultatene av SNSGs målinger over et år viser at bevegelsene som forventet er små. Det ble gjort målinger over perioden fra 24. Mai 2007 til 1. April 2008 i punktene vist på fig. 5. Alle 10 stakene viste en årlig hastighet i underkant av 1 meter (T. Abrahamsen, pers.komm.) 6

7 Fig. 5. Staker som er satt ut av SNSG for måling av brebevegelser Endring Stake Nord Øst Høyde Nord Øst Høyde Endring (m) , , ,853-0,326 0,759 0,009 0, , , ,735-0,294 0,305 0,009 0, , , ,908-0,250 0,627 0,013 0, , , ,706-0,291 0,569-0,025 0, , , ,251-0,587 0,529 0,093 0, , , ,337-0,667 0,303 0,033 0, , , ,280-0,802 0,368-0,011 0, , , ,324-0,732 0,312 0,064 0, , , ,995-0,135 0,064 0,023 0, , , ,192-0,386 0,222-0,049 0,45 Table 1. Forflytning av 10 staker vist i figur 5 for perioden fra 24. Mai 2007 til 1. April 2008 (T. Abrahamsen, pers. komm.) Med så små hastigheter burde ikke dette utgjøre store problemer for drift av en veg over breen. Målingene viser også at hastighetene er så lave at det ikke vil oppstå problemer eller farer med bresprekker ved ferdsel over breen i dette området. 3.2 Risiko for surge Ser en på brefronten av Marthabreen ser den ut til å smelte gradvis ned og har en flat front med lave flythastigheter og lite sprekkedannelse. Dette er imidlertid en bre der det tidligere, rundt 1925, har vært observert et framstøt, en surge. Dette er også typisk for mange breer på Svalbard (Hagen et a., 1993). På breer i Norge vil lengde/høyde-profilet på breen være noenlunde konstant når klimaet ikke endres betydelig. Det skyldes at breen hele tiden siger ned og transporterer masseoverskuddet fra de høyereliggende deler av breen og ned til de 7

8 lavereliggende deler der det smelter bort. Breen er da i dynamisk likevekt. Dette er ikke tilfelle på mange breer på Svalbard. På grunn av permafrostforholdene med polytermale breer som beskrevet tidligere siger breene sakte. Breene er ikke i stand til å transportere snøoverskuddet i høyereliggende deler av breen raskt nok ned mot de lavere deler av breen til å opprettholde et likevektsprofil. Dermed øker gradvis tykkelsen i øvre delere av breen og avtar i lavere deler slik at helningen på breflata gradvis øker. Ved en kritisk helning løsner breen, den begynner å gli raskt og vi får et breframstøt, en såkalt surge. Dette framstøtet kan vare noen år til alt masseoverskuddet er transportert ned. Vanligvis vil da brefronten rykke fram og breen glir så raskt at det dannes sprekker overalt på breflata. Slike breframstøt observeres stadig på Svalbards breer. Surge forekommer ved alle typer breer, både breer som ender på land og breer som kalver i sjøen, og ved breer av alle størrelser. Oppbyggingsperioden, eller hvileperioden, varer mange tiår og er karakteristisk for hver surgende bre. Slike framstøt ville dermed gjenta seg med omtrent samme tidsintervall for hver surgende bre dersom klimaet var stabilt. Klimaet er imidlertid sjelden stabilt over lang tid og nå observerer vi minkende bremasser på Svalbard grunnet lengre og varmere sommere enn tidligere. Det kan gjøre at det tar lenger tid før breene kan bygge seg opp til nye framstøt og noen vil kanskje ikke lenger være i stand til å bygge opp tilstrekkelig masse til å få et nytt framstøt. Vi vet ikke om dette er tilfelle med Marthabreen. I sluttfasen av oppbygging mot en ny surge, eller i perioden like før en ny surge starter, vil en ofte kunne se en gradvis endring av geometrien på breen og en kan observere begynnende sprekkedannelser i tilknytning til masseforflytning på breen (Hagen at al, 2005, Sund et al., 2009). Det er ingen tegn på Marthabreen i dag som tilsier at den nærmer seg en surge, men dersom det skulle skje i driftsperioden vil bevegelsen bli så stor og oppsprekkingen så kraftig at veien vil ødelegges og det vil ikke være mulig å ferdes over breen. Imidlertid vil en her kunne få klare signaler på om breen nærmer seg en surge ved å følge med på hastighetsmålingene av stakene og dermed se om det skjer endringer i bevegelser eller geometrien på breen. 3.3 Smeltevann på breen Smeltevannsproduksjonen på overflata av Marthabreen vet vi ikke noe om ut fra målinger, men det er foretatt registreringer av smeltingen ved stakemålinger og gjort beregninger fra meteorologiske data på Höganäsbreen (Schuler og Melvold, 2004, Schuler, 2005). Selv om Marthabreen heller mot nordvest, mens Höganäsbreen heller mot sørøst og dermed er mer utsatt for solinnstråling, kan en gjøre en del estimater av smeltevannsproduksjonen i ulike høydenivåer ut fra data fra Höganäsbreen. Mer nøyaktige data krever at det bores ned noen staker i ulike høydenivåer og foretas direkte målinger. Total avrenning fra breen vil variere fra år til år, avhengig av hvor mye som smelter, det vil si om det er en varm eller kjølig sommer. Årlige variasjoner kan være over 50 % av middelvannføring. Antagelig vil midlere total avrenning samlet ut fra breen ligge på et sted mellom * 10 6 m 3. Veien over breen ligger om lag 450 m o.h. Brearealet ovenfor veien er i overkant av 12 km 2, smeltevannsproduksjonen her vil kunne ligge på fra 6-15 * 10 6 m 3 i løpet av sommeren. Dette vannet dreneres for det aller meste i kanaler oppe på breflata, og langs kanten av breen. Kanalenes lokalisering følger topografien på breen. Det vil kunne dannes mange mindre kanaler som gradvis samler seg i noen større. 8

9 Ved anlegging av vei over breen vil veien fungere som en demning for smeltevannet. Smeltevannet må dermed ledes bort ved hjelp av kanaler under veien. Dette kan føre til en del problemer fordi veien må anlegges ved at det legges masse oppe på isen. Da vil breflata smelte ned og senke seg relativt til veien. Det kan dermed bli vanskelig å bruke vanlige faste kulverter under veien, siden vannet vil komme i et lavere nivå når breen smelter ned. Vannets dreneringskanaler kan dermed stadig måtte finne nye veier. I høydenivået 500 m o.h. ble det på Höganäsbreen målt en årlig nedsmelting av breflata på over 1 m. Selv om dette kan bli noe mindre på Marthabreen i samme høydenivå, vil det likevel ligge på nesten 1 m pr. år. 3.4 Nedsmelting av breen ved veien Når det anlegges en vei på tvers av breen, må det legges masse i så tykke lag at isen under ikke smelter. Tykkelsen på dette sedimentlaget må minst være lik tykkelsen på det aktive permafrostlaget i området. Nedsmeltingen av breen både oppstrøms og nedstrøms veien vil kunne skape problemer for drenering av overflatevann på breen som beskrevet ovenfor. Nedsmelting av breen gjør at veien etter hvert vil bli liggende flere meter over breflata slik en har sett på Höganäsbreen. Da må det fylles på mer masse for å hindre utrasing og nedsmelting for nær veien. Som nevnt vil en kunne vente en nedsmelting på ca. 1 meter i året. En vei på tvers vil også kunne ha effekt på snøfordelingen lokalt. Veien fungerer som en snøskjerm. Dominerende vindretning vil være nedstrøms breen og dels på tvers av veien. Snøakkumulasjonen langs veien må kartlegges. Ekstra snøakkumulasjon langs veien vil ha en positiv effekt ved at det vil ta lengre tid før breen på begge sider av veien vil smelte ned og dermed hindre at det blir en veldig bratt skråning ned mot breen fra veien på grunn av nedsmeltinga. Dersom det planlegges at alle spor skal fjernes etter driftsperioden, må en regne med en stor jobb med veien. Ved slutten av driftsperioden vil det etter ti år ligge en materialdekt rygg på tvers av breen. Denne ryggen vil for det meste være is. Dersom løsmassene fjernes etter driften, vil det bli en isrygg der veien gikk. Denne ryggen vil være inntil 10 m høyere enn breflata rundt. Dersom massene fjernes, vil smeltingen gradvis jevne ut ryggen over noen år. Eventuelt kan dette påskyndes ved at en også jevner ut isryggen maskinelt etter driften. 3.5 Økt støvnedfall på breen Breene i dette området vil alltid få avsetninger av vindtransportert materiale fra fjella rundt breen og dels ved langtransportert nedfall. Dette kan observeres særlig lett nede i ablasjonsområdet. Her dannes det ofte en rekke små kryokonitthull på breisen. Dette er små, rundaktige senkninger som skyldes at sollyset absorberes av støvet som smelter seg ned i isen. Dette viser fint effekten av en senket refleksjonsevne. Dette støvet bidrar til å senke albedoen, det vil si refleksjonsevnen eller i hvilken grad solstrålingen absorberes eller reflekteres. Dersom det bygges en vei over breen må en forvente betydelig økning i støvproduksjon og nedfall på breflata, særlig nedstrøms veien. Dette kan dermed gi en forsterket smelting. 9

10 Støvutslipp vil forekomme under etablering av veianlegget, under hele driftsperioden knyttet til transport av kull og under avslutningsperioden. Utslippets størrelse er avhengig av størrelse på den årlige kullproduksjonen og driftstiden. Beregninger av utslipp for oppstarts- og avslutningsfasen vil avhenge av hvor lenge operasjonene pågår. Fordelingen av støvet over breen vil være styrt av dominerende vindretning. NILU behandler dette i en egen rapport. For kullproduksjonen er det høyeste anslaget i meldingen benyttet ( ca. 2 mill. tonn årlig). Dette er fordelt over 300 driftsdøgn, tilsvarende periode er benyttet for avsetningsberegningene. NILU sier videre at støvavsetning 100 m fra veien vil være på eller under grense for lavt støvfall over 30 døgn. SNSG har frafalt planene om transportbånd over breen så all transport vil gå med kjøretøy. NILU antar at avsetningen på avstand 10 m fra utslippskildene vil være ca. 7 ganger høyere enn i beregningspunktene 100 m fra kildene. På grunn av høyere forekomst av vind fra sørvestlig kant enn vind fra nordvestlig kant blir støvavsetningen høyest på nordvestsiden av anleggene, det vil si nedstrøms veien. Vi vet at økt støvnedfall på breen vil øke smelteraten, men det er svært vanskelig å kvantifisere helt eksakt hvor stor denne økningen vil bli. Det har ikke vært gjennomført systematiske målinger langs veien på Höganäsbreen. Der ville en kunne fått tall på økningen. Det er lite kvantifiserte tall på dette i litteraturen. Det er vist at en økning i sot nedfall ( Black carbon ) på bare 4 % vil redusere albedoen og gi økt smelterate. Her vil en få støv fra kullet som kan direkte sammenlignes med sot. Et enkelt energibalanseresonnement kan imidlertid gi et ganske bra bilde på økningen: Nysnø har en albedo på , det vil si at % av solinnstrålingen blir reflektert. Etter hvert som snøen omdannes blir krystallene grovere og absorberer mer slik at albedoen gradvis avtar og gammel snø, eller snø utover sommeren vil kunne få en albedo på , mens breis vil ha en albedo på Mørk jord har en albedo på ca Breis med et støvlag vil dermed kunne ha en albedo i området 0.1 til 0.3, altså mellom jord og breis. Dette vil altså si at det kan absorberes % mer av solinnstrålingen på en støvdekt breflate enn ved en breflate helt uten støvnedfall. Siden det alltid vil være noe nedfall, vil altså det ekstra støvnedfallet fra aktiviteten ikke kunne gi mer enn maksimalt % lavere albedo enn uten. Smeltingen av snø og is avhenger av den samlede energitilførselen. I en energibalanseberegning vil flere komponenter bidra til smelting. Summen av energi kommer fra: 1) kortbølget solinnstråling som differansen mellom det som kommer inn og det som reflekteres p.g.a. albedoen, 2) langbølget stråling (inn fra skyer og fjell og ut fra breflata), 3) følbar varme, det vil si varmeledning fra varm luft, 4) latent varme som er frigjort varme fra vanndamp som kondenseres over snø og is, 5) varme avgitt fra regn der regndråpene har en temperatur over null grader. Følbar og latent varme kalles også for turbulente varmeflukser fordi effekten av dem er avhengig av vindhastigheten over snø og isflata. Varme fra regn utgjør som regel en svært liten andel. De viktigste varmefluksene kommer fra stråling og følbar varme som til sammen ofte utgjør over 90 % av varmetilførselen. På Svalbard utgjør strålingen % av energitilførselen og følbar varme %. Endring i albedo på grunn av støvflukten kan bare påvirke strålingsleddet i energibalansen. Dette strålingsleddet kan da øke med % på grunn av en lavere albedo. Totalt vil det si at dersom det smelter 1 meter breis under normale omstendigheter, vil dette kunne øke med i størrelsesorden 10 %, altså 10 cm økt smelting. Det er neppe snakk om særlig større verdier. Kanskje kan det bli noe høyere fordi en får støvavsetning også på snøen som gjør at albedoen over snø senkes slik at snøen også smelter raskere bort. Nedstrøms veien vil det kunne smelte ned 1-2 m i løpet av sommeren, over hele breflata, avhengig av sol og temperatur. Dette vil 10

11 altså neppe øke mer enn cm i de områdene der det er stort nedfall av støv. Tallet vil variere etter hvor det blir mest støvnedfall, men dette er maksimalverdier. Samlet økt avrenning på grunn av økt smelting blir mindre, for å ta et maksimalt anslag igjen så kan det dreie seg om under 5 % økt avrenning Etter driftsperioden vil det støvet som er avsatt bli liggende på breen i mange år og bidra til noe økt smelting. Støvnedfallet oppstrøms veien som er dekt av årlig snø over likevektslinja vil også gradvis bli transportert nedover breen av brebevegelsen og bidra til at det blir noe større støvmengder på breflata enn om det ikke hadde vært anleggsdrift. Det vil imidlertid gradvis bli vasket bort. Vi kan regne med at det blir noe økt avrenning fra breen i årene etter driftsperioden, men vi snakker om en samlet økt smelting som nok vil gi godt under 5 % mer avrenning enn om det aldri hadde vært anleggsvirksomhet. Effekten vil kanskje være målbar i 5-10 år. 3.6 Driftsvann Vann brukes i gruva for å dempe støvspredningen under kullbrytingen. Vannet som renner ut av gruva, vil samles opp og pumpes i rør over Marthabreen, gjennom Svea Nord og ned til Svea. Deler av vannet som spyles på kullbrytingen, binder seg til kullet og følger dette ut. Deler av dette vannet igjen vil renne ut i forbindelse med omlastning, jfr. neste avsnitt. Akvaplan-NIVA har i en egen delutredning tatt for seg konsekvenser av eventuelt utslipp av prosessvann fra gruve, kloakk- og gråvann fra infrastruktur i Lunckefjell til Marthabreen/Reindalen eller via Svea Nord til Van Mijenfjorden. Her vil vi bare se på mengden av aktuelt utslippsvann i forhold til naturlig smeltevann. Ved dumperløsning for kulltransporten, vil noe vann renne av i omlastningene (fra transportbånd ut av Lunckefjellgruva over til dumper og deretter over på transportbånd i Svea Nord-gruva). SNSG estimerer dette til ca. 10 % av det vannet som blir med kullet ut av gruva. Dette innebærer at ca. 30 liter i minuttet renner av til Marthabreen. Over hele året tilsvarer det maksimalt 0.02 * 106 m3. Dette utgjør bare 0.1 % av den antatte smeltevannsmengden hvert år. Store deler av utslippsvannet vil tilføres breen i vinterhalvåret og da vil det gradvis fryse når det renner ut på den kalde breflata eller ned langs breen og ikke føre til avrenning i vinterhalvåret, men smelte av i sommerhalvåret. Selv om alt driftsvannet skulle gi avrenning vil det altså bare utgjøre en minimal ekstra avrenning på 0.1 %. Denne vannmengden vil ikke kunne påvirke materialtransporten ut fra breen. De eventuelle forurensinger og kjemiske konsekvensene blir diskutert i egen rapport fra NIVA. 3.7 Vanninntrenging i gruva Kullforekomsten i Lunckefjellet vil ikke gå under breer slik at vanninntrenging i gruvegangene slik som i Svea Nord ikke burde bli et problem. Noe mindre vanninntrenging kan muligens forekomme i perioder etter at gruvene har gitt sprekkedannelser og snøsmelting på overflata trenger ned i sprekkene. Imidlertid er dette sprekker i permafrost slik at vannet mest sannsynlig vil fryse underveis og aldri nå ned i gruva. Om noe skulle trenge ned vil det være minimale mengder. 11

12 4. Forslag til avbøtende tiltak og overvåkning 4. 1 Dynamikken i breen Dette er allerede satt i gang hastighetsmålinger av SNSG. Disse må følges opp under hele driftsperioden. Vi konkluderte med at den samlede årlige bevegelsen bare ligger rundt en meter. Veien, rørledninger for vann og ledninger må bygges slik at de kan utsettes for denne bevegelsen og lett kan justeres. 4.2 Tilbakeføring av landskapet I oppdraget fra SNSG heter det at en skal vurdere muligheten for reversering av fysiske inngrep, det vil si: fjerning av daganlegg samt massene som blir brukt til etablering av vei og plan ved utslag/innslag, og tilbakeføring av landskapet til opprinnelig tilstand skal vurderes for Marthabreen. Temaene her er hvilke varige spor dette kan etterlate seg, hvor lang tid det vil ta før sporene forsvinner og hva slags preg dette vil sette på landskapet i ettertid. For Marthabreen vil dette hovedsakelig dreie seg om veianlegget over breen. Dersom det planlegges at alle spor skal fjernes etter driftsperioden, må en regne med en stor jobb med veien. Ved slutten av driftsperioden vil det etter de seks til åtte årene med etablering og drift ligge en materialdekt rygg på tvers av breen. Denne ryggen vil for det meste bestå av is. Dersom løsmassene fjernes etter driften, vil det bli en isrygg der veien gikk. Denne ryggen vil være inntil 10 m høyere enn breflata rundt, og det vil vanskelig la seg gjøre å føre tilstanden tilbake til slik det var før anleggsperioden, men dersom massene fjernes vil smeltingen gradvis jevne ut ryggen over noen år år etter driftsstansen vil det neppe være tydelige spor etter veien dersom det meste av massene blir fjernet. Dersom det også foretas en maskinell utjevning av isryggen vil nedsmeltingen og utjevningen gå vesentlig raskere. Imidlertid vil det kunne bli et problem med deponering av overskuddsmasser og masser brukt ved blant i veien over Marthabreen og som fundament for infrastruktur på hver side av breen, dersom landskapet skal framstå som det var før driften. Disse landskapsvirkningene behandles i en egen rapport fra NINA. Dette vil imidlertid ikke ha betydning for Marthabreen spesielt, men for landskapet som helhet. 4.3 Støvnedfall I beskrivelsen tidligere har vi kommet fram til at nedfall av støv på breen kan øke avsmeltingen med kanskje opp mot 10 %, eller gi cm mer nedsmelting pr. år i de områdene nedfallet blir størst. Endringene kan overvåkes ved at det foretas målinger ved hjelp av staker boret ned i isen og ved at det monteres et time-lapse kamera for å dokumentere fordelingen støvnedfallet. Dette vil også dokumentere de antatte støvfluktbanene som er beskrevet i egen rapport fra NILU. Dette er også en problemstilling i større skala koblet til globale klimaendringer med et varmere klima. Lufttransportert materiale, støv og sot ( black carbon ), avsettes i større grad på snø og isflater og gir en forsterket smelting. Her kan en tenke seg at det gjennomføres et forskningsprosjekt på Marthabreen der mengden støv på breen og albedoen nedstrøms veitraseen måles før veien bygges sammen med målinger av smelteraten. Dette gjentas så over 12

13 flere år etter at veien er bygd. Med dette kan en få en bedre forståelse av prosessen og betydningen en slik økt smelting kan ha. Økt smelting på grunn av økt støvnedfall og lavere albedo vil altså ikke nødvendigvis ha noen stor negativ effekt lokalt på Marthabreen utover en noe raskere nedsmelting av breoverflata med en økt avrenning fra breen på under 5% årlig. Forskningsprosjektet vil være interessant med tanke på klimaeffektstudier andre steder, for eksempel på Grønland der store områder kan få endret albedo ved et varmere klima og dermed forsterkes smeltehastigheten. En økt smelting der på noen få prosent vil gi svært stor avrenning på grunn av de enorme arealene som påvirkes. Derfor er det viktig å kunne gi tall på effekten av albedoendringen Smeltevann og snø For å kunne kvantifisere mengden smeltevann på breen oppstrøms veien bør det bores ned noen staker i breen. En kan bruke de samme staker som brukes til måling av brebevegelsen. Disse kan både brukes til å måle snøakkumulasjonen og avsmeltingen om sommeren. Det er enkle og billige målinger. I tillegg bør det monteres en automatisk meteorologisk stasjon på breflata like oppstrøms veien. Data fra denne kan brukes til å modellere smeltevannsproduksjonen på breoverflata. Vi har gode erfaringer med slike målinger og modellering på Höganäsbreen. En automatisk værstasjon er tilgjengelig herfra. Snøakkumulasjonen langs veien må kartlegges. Mengden av utslippsvann blir lite og har antagelig ingen effekt på sedimenttransporten, men det kan ha en effekt på vannkvaliteten (forurensing), selv om den ekstra vannmengden kun dreier seg om 0.01 % av den naturlige smeltevannsmengden. Det bør gjøres målinger av om dette har en effekt på vannet ut i vassdraget i Reindalen. Det bør da gjøres vannkvalitetsmålinger av dette vannet, ved utslippet nær innslaget og ved brefronten nede i Reindalen. 5. Sammendrag 1. Brebevegelsene er lave og breen forflytter seg i underkant av 1 meter i året over hele området der det er planlagt vei over breen. Det må dermed tas hensyn til denne bevegelsen når vei og infrastruktur over breen etableres. Bevegelsen er så liten at det ikke burde være problemer med sprekkedannelser eller ferdsel over breen i dette området. 2. Ved anlegging av vei over breen vil veien fungere som en demning for smeltevannet oppstrøms veien. Smeltevannet må dermed ledes bort ved hjelp av kanaler under veien. Breflata vil smelte ned og senke seg relativt til veien. Det kan dermed bli vanskelig å bruke vanlige faste kulverter under veien, siden vannet vil komme i et lavere nivå når breen smelter ned. Vannets dreneringskanaler kan dermed stadig måtte finne nye veier. 3. Økt støvnedfall på breen vil kunne øke nedsmeltingen lokalt med opp mot 10 %, men som total økt smelting på breen betydelig mindre, godt under 5 %. Det bør kartlegges hvor en får størst støvnedfall og hvor stor nedsmeltingen er under driftsperioden med automatisk kamera og noen punktmålinger av avsmelting. Effekten av støvnedfall vil gjøre seg gjeldende også i 13

14 årene etter driften er over, men antagelig gi betydelig under 5% økt avrenning på grunn av økt smelting fra breen enn om det ikke hadde vært drift. Effekten vil gradvis avta. 4. Driftsvann som slippes ut i breen vil bli så små mengder, 0.01% av samlet naturlig smeltevann fra breen, at det ikke vil kunne påvirke sedimenttransporten ut fra breen. 5. Ved slutten av driftsperioden vil veien over breen etter ti år ligge som en materialdekt rygg på tvers av breen. Denne ryggen vil for det meste bestå av is. Dersom løsmassene fjernes etter driften vil det bli en isrygg der veien gikk. Denne ryggen vil være inntil 10 m høyere enn breflata rundt og det vil vanskelig la seg gjøre å føre tilstanden tilbake til slik det var før anleggsperioden. Dersom massene fjernes vil smeltingen gradvis jevne ut ryggen over noen år, og år etter driftsstansen vil det neppe være tydelige spor etter veien dersom det meste av massene blir fjernet. Dersom en i tillegg jevner ut isryggen maskinelt vil tilbakeføringen gå vesentlig raskere. 6. Referanser Hagen, J.O., O.Liestøl, E. Roland and T. Jørgensen 1993: Glacier Atlas of Svalbard and Jan Mayen. Norsk Polarinstitutt Meddelelser, no 129, 141pp. Hagen, J.O., T. Eiken, J. Kohler and K. Melvold, Geometry changes on Svalbard glaciers: mass-balance or dynamic response? Annals of Glaciology 42, Schuler, T. V. 2005: Glaciological activities on Gruvefonna/ Høganesbreen 2005, Institutt for geofag, Univ. i Oslo, Intern oppdragsrapport til Store Norske. 14 pp Schuler, T. and K. Melvold (2004). Melt water production at Gruvefonna and subglacial water intrusions into Svea Nord Gruva. Technical Report, Department of Geosciences, University of Oslo, Norway. 37 pp. Schuler T. V. and K. Müller, Geo-Radar measurements on Marthabreen and Sysselmannbreen. Institutt for geofag, Univ. i Oslo, Intern oppdragsrapport til Store Norske. 14 pp Sund, M., T. Eiken, J.O.Hagen and A. Kääb. 2009: Svalbard surge dynamics derived from geometric changes. Annals of Glaciology 50(52), Oslo, august 2010 Jon Ove Hagen 14