Tinende permafrost truer både kulturarv og moderne bygninger på Svalbard

Publisert:

Svalbards kulturarv og infrastruktur står overfor stadig større risikoer etter hvert som permafrosten tiner som følge av klimaendringer og fører til ustabilitet i grunnen. I prosjektet PermaRICH har eksperter fra ulike fagområder kommet sammen for å evaluere disse risikoene og gi råd til de som skal fastsette tilpasnings- og avbøtingstiltak.

Eksempler på kulturminner og moderne bygninger på Svalbard. Venstre: Taubanesentralen, Longyearbyen. Til høyre: Hus på pæler i permafrost, Longyearbyen.
Av Line Rouyet, Elisabeth Angell, Lotte Wendt og Tom Rune Lauknes // NORCE Research AS. Ionut Cristi Nicu, Lise Loktu og Alma E Thuestad //Norsk institutt for kulturminneforskning. Lena Rubensdotter // Norges geologiske undersøkelse. Anatoly Sinitsyn og Yared Bekele // SINTEF A. Hanne H Christiansen*, Maaike F Weerdesteijn og Matthieu Leydier // Universitetssenteret på Svalbard
* For tiden ved Aarhus Universitet, Roskilde

Svalbard har en rik kulturarv, med spor etter hvalfangst, pelsjakt, utvinning av naturressurser og militær virksomhet. Disse sporene utgjør et av de best bevarte historiske arkivene i det europeiske Høyarktis og gir unik innsikt i samspillet mellom mennesker og miljø i tidligere tider. Menneskelig aktivitet er fortsatt omfattende i dag, særlig i og rundt Longyearbyen, Barentsburg og forskningsstasjoner som Ny-Ålesund.

Landskapet på Svalbard hviler på permafrost – jord som forblir frossen hele året. Det øverste laget tiner hver sommer, og denne tiningen gjør at bakken synker sammen. Etter hvert som Arktis blir varmere, blir dette øverste, «aktive», laget tykkere. Dette fører til potensielt farlige terrengbevegelser, både i skråninger og på flatmark.

I løpet av de siste tre årene har Framsenterets PermaRICH-prosjekt studert hvordan permafrostprosesser og terrengbevegelser kan påvirke kulturminner og moderne bygninger på Svalbard. I prosjektet deltar eksperter fra fagområder som geologi, geografi, jordobservasjon, byggeteknikk, arkeologi og samfunnsvitenskap, og målet er å komme frem til ny kunnskap om permafrostforhold og bakkedynamikk i og rundt Longyearbyen og Ny-Ålesund – og mulige konsekvenser av endringer i disse forholdene.

Tining av permafrost og risikostyring

Selv om den siste svalbardmeldingen (Meld. St. 26 (2023–24)) og noen få andre dokumenter nevner permafrosttining, har Stortinget og regjeringen bare viet temaet begrenset oppmerksomhet. Norge har ikke ett organ med overordnet ansvar for risikostyring knyttet til permafrosttining. Norges vassdrags- og energidirektorat har ansvaret for overvåking av geofarer og tidlig varsling, Miljødirektoratet har ansvaret for klimatilpasning, og Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap har ansvaret for beredskap. Statlige sektororganer har konkrete tiltak mot konsekvenser av permafrosttining innenfor sine respektive ansvarsområder. For eksempel arbeider Statsbygg med klimatilpasning av bygninger, mens Avinor har tiltak som retter seg mot flyplassinfrastruktur. Riksantikvaren er på sin side opptatt av risikoen klimaendringene medfører for kulturminner.

Myndighetene på Svalbard, som Sysselmesteren og kommunestyret i Longyearbyen, tar hensyn til tining av permafrosten i beredskapsarbeid og klimarelaterte risikovurderinger og viser slik at de er oppmerksomme på temaet. Stor gjennomtrekk blant både beboere og offentlige ansatte begrenser imidlertid det institusjonelle minnet. Denne utfordringen gjør det enda viktigere med en helhetlig nasjonal tilnærming og støtte på dette området. Organene som har lang erfaring fra Svalbard, har verdifull kunnskap å dele. Bedre koordinering mellom organer og konsekvent oppfølging av ansvar vil være til nytte for lokale aktører og bidra til en mer effektiv risikostyring.

PermaRICHs overvåking av permafrosten i Longyearbyen. Øverste rad: Boring ved siden av en taubanebukk våren 2023 (til venstre) og måling av jordtemperaturer i 2024–2025 (til høyre). Nederste rad: Boring under den gamle taubanesentralen våren 2023 (til høyre) og måling av jordtemperaturer i 2024–2025 (til høyre). Maksimumsverdier (rød linje), gjennomsnittsverdier (svart linje) og minimumsverdier (blå linje). Horisontal akse: bakketemperatur; vertikal akse: dybde. Grafer: Hanne H Christiansen / Aarhus Universitet og Universitetssenteret på Svalbard

Permafrostforhold i Longyearbyen

I Longyearbyen ble det innledet kontinuerlige målinger av permafrosttemperaturer først i 2019. Inntil da hadde permafrostforholdene i grunnen under kulturminner ikke blitt målt systematisk. I regi av PermaRICH ble det boret hull ned til 5 meters dybde ved én taubanebukk og ved den gamle taubanesentralen, som begge ligger sentralt i Longyearbyen.

Forventet utvikling av tinesetningen i Longyearbyen. Tinesetningen holder seg relativt lav og stabil frem til rundt 2040, hvoretter den begynner å øke jevnt, med en markant økning både i gjennomsnittsverdi (svart linje) og varians (skravert område). Innen 2070 kan setningen komme til å overstige 10 cm, basert på de mest ekstreme scenarioene. Graf: Yared Bekele og Anatoly Sinitsyn / SINTEF AS

Målet vårt var å ta jordprøver ved disse undersøkelsesstedene og undersøke hvordan permafrosten vil reagere i et varmere klima. Bakken under kulturminnene virket mye løsere og mer forstyrret enn naturlige sedimenter i de delene av Longyearbyen der det var blitt tatt kjerneprøver tidligere. Derfor klarte vi ikke å hente ut frosne kjerneprøver til analyse. At vi ikke lyktes med å ta kjerneprøver, tyder på at isinnholdet er relativt lavt, og at fremtidig permafrosttining neppe vil føre til omfattende innsynkning på disse stedene.

Det ble installert temperatursensorer i borehullene, og målingene viser at permafrosten i disse områdene er relativt varm, mellom –1,3 °C og –1,7 °C ved 5 meters dybde. Det aktive laget er ca. 1–2 meter tykt, godt innenfor gjennomsnittet for permafrostprøvene som er tatt i Longyearbyen.

Fremtidig klima og tinesetning

Vi har undersøkt hvordan klimaendringer, tinende permafrost og smeltende bakkeis kan påvirke stabiliteten til bygninger og kulturminner i Longyearbyen og Ny-Ålesund. Klimaprognoser tyder på en jevn oppvarming frem til 2070. Det vil gi tykkere aktive lag og høyere temperaturer i permafrosten. Vi undersøkte hvordan disse endringene kan påvirke to hovedtyper av prosesser: tinesetning, der bakken synker sammen fordi isen smelter, og krypsetning, der frossen jord gradvis deformeres under vedvarende belastning. Disse effektene ble undersøkt for bygninger med ulike fundamenttyper.

Resultatene viser at det aktive laget vil bli tykkere, og at det derfor vil bli mer tinesetning. For bygninger på pæler vil den delen av pælene som forblir frossen hele året, bli kortere, noe som reduserer hvor stor belastning de trygt kan bære. Krypsetningen er mindre, men bidrar likevel til den totale bevegelsen. Ved grunne fundamenter kan både tining og kryp føre til mer merkbar setning. Samlet viser studien at grunnbevegelser forårsaket av et varmere klima kan true den langsiktige stabiliteten til bygninger på Svalbard.

Vurdering av naturfarer

En rekke naturlige prosesser – som innsynkning som følge av issmelting i bakken, skred, steinsprang, flomskred, flom og erosjon langs elver og kystlinjer – kan true kulturminner og moderne bygninger i permafrostområder. I enhver fareanalyse må man først kartlegge hva slags farer man står overfor, hvor ulike prosesser kan utgjøre en trussel, og hvordan prosesser og overflatemateriale fordeler seg. Ved hjelp av moderne flyfoto, gamle kart og feltbesøk har vi laget nye geomorfologiske kart som viser fordelingen av landformer, prosesser og avsetninger. På grunnlag av disse kartene har vi deretter utarbeidet indikatorer som viser hvor permafrostrelaterte prosesser kan være en trussel mot kulturminner og bygninger.

I tillegg benyttet vi en avansert måleteknikk kalt InSAR, som sammenligner satellittbilder tatt på forskjellige tidspunkter, for å måle hvordan terrengoverflaten beveger seg gjennom sommeren og fra år til år. Sammen danner de geomorfologiske kartene og InSAR-kartene over terrengbevegelser et grunnlag som gjør det mulig å foreta en samlet vurdering av flere typer naturfarer. Kartene på side X viser noen av de nye dataene for området rundt Longyearbyen og Adventdalen. Lignende datasett er utarbeidet for Brøggerhalvøya og Ny-Ålesund.

Nye kart for farevurdering i Longyearbyen og Adventdalen. A) Nytt geomorfologisk kart i henhold til den norske SOSI-standarden for kvartærgeologiske kart, tilpasset arktiske forhold og PermaRICH-målene. B) Fire nivåer av geomorfologisk sårbarhet for permafrostrelaterte farer (lav–høy). C) Forenklet InSAR-kart som viser fire nivåer av bakkedynamikk (lav–høy) fra sesongmessige og årlige overflatebevegelser. Kart: Lena Rubensdotter / Norges geologiske undersøkelse og Line Rouyet / NORCE

Sårbarhetsvurdering

Sårbarhet defineres som sannsynligheten for at en person eller en gjenstand vil bli skadet når noe farlig inntreffer. Vi analyserte 639 kulturminner og 1028 moderne bygninger i og rundt Longyearbyen, samt 90 kulturminner og 128 moderne bygninger i Ny-Ålesund. I PermaRICH har vi utviklet en kvalitativ skala fra 1 (lav) til 4 (høy) for å dokumentere sårbarheten til de undersøkte stedene og bygningene.

Kriteriene som brukes til å vurdere skadepotensialet, er forskjellige for kulturminner og moderne bygninger. Når det gjelder kulturminner, analyserte vi type, form og materiale og vurderte hvordan hver kategori ville bli påvirket av permafrostrelaterte farer. Når det gjelder moderne bygninger, ble sårbarheten vurdert ut fra bruksformål og samfunnsfunksjon. Kulturminner og moderne bygninger er til en viss grad overlappende kategorier. Noen gamle bygninger er fortsatt i bruk og ble derfor sårbarhetsvurdert med tanke på både historisk verdi og lokalbefolkningens bruk.

Kvalitative estimater av fare, sårbarhet og risiko i Longyearbyen. Slike resultater kan også vises på et kart, slik at man kan analysere bestemte steder eller fokusere på objekter med høyest skårer. Øverste rad: Fordeling av indikatorene for 639 kulturminner (CH). Nederste rad: Fordeling av indikatorene for 1028 moderne bygninger (MB). Det er utarbeidet tilsvarende estimater for Ny-Ålesund. Grafer: Ionut Cristi Nicu / Norsk institutt for kulturminneforskning, Line Rouyet / NORCE og Lena Rubensdotter / Norges geologiske undersøkelse

Integrert risikovurdering

Risiko defineres som sannsynligheten for at noe uheldig skal skje, basert på hvor farlig en situasjon er, og hvor sårbare menneskene eller gjenstandene er. I PermaRICH har vi utviklet en indikator som kombinerer resultatene fra den permafrostrelaterte fareanalysen og sårbarhetsvurderingen. Risikoestimatet er kvalitativt og relativt. Det er en måte å oppsummere informasjonen på, som et supplement til lokal kunnskap og andre forvaltningskriterier når konkrete tiltak skal prioriteres. Risikoestimatene vil bli formidlet til de lokale interessentene, sammen med kartene som har blitt utarbeidet, og alle mellomliggende indikatorer, slik at resultatene kan skreddersys ulike bruksområder.

Konklusjoner og fremtidsutsikter

PermaRICH-prosjektet samler inn og analyserer et bredt spekter av ny informasjon om permafrost, naturfarer og risiko på Svalbard. Teamet jobber nå med å gjøre alle data og resultater fritt tilgjengelige, slik at lokale brukere på Svalbard kan benytte seg av dem. Vi håper at arbeidet vårt vil bidra til forvaltningen av verdifulle kulturminner og legge til rette for hensiktsmessige løsninger som kan forbedre den offentlige sikkerheten og opprettholde en bærekraftig økonomisk virksomhet på Svalbard.

Les mer:

Les Fram Forum 2026 i norsk utgave:


Secret Link