Den store landhevingen vi måler i Ny-Ålesund på Svalbard skyldes endringer i ismassene i området, både i siste istid, etter den lille istid og i dag.

Men Kartverkets geodetiske observatorium i Ny-Ålesund har lenge vist en høyere landheving enn forventet ut fra geofysiske modeller.

En sammenstilling av tyngdemålinger med gravimeter og landhevingsmålinger med GPS og radioteleskop, VLBI (Very Long Baseline Interferometry), gir oss nå mulighet til å forstå denne unormalt store landhevingen på Svalbard og hvorfor den målte landhevingen er mye større enn det modellene forutser.

Landhevingen på Svalbard (Ny-Ålesund) er i dag cirka 8,5 millimeter i året. I tillegg varierer landhevingen mye fra år til år.

Variasjonene fra år til år henger nøye sammen med isavsmeltingen i dag. Ved å kombinere flere måleteknikker kan vi skille de forskjellige prosessene og dermed si noe om isavsmeltingen i de forskjellige tidsperiodene.

Treg og rask landheving

Når mye is smelter, får vi en umiddelbar rask landheving (en rask elastisk respons) som stopper opp når vi ikke har noe isavsmelting. I snitt gir dette en landheving på 3,3 millimeter i året de 10 siste årene.

Vi har også en landheving som skyldes is som smeltet på slutten av siste istid. Dette er en treg prosess (viskoelastisk respons), og for at dette skal kunne foregå må vi ha masseforflytninger i mantelen. Modeller sier at denne landhevingen er rundt 1,7 millimeter i året i området ved Ny-Ålesund. Det vil si at den målte landhevingen er mye større enn det modellene forutser.

Dagens landheving måles i hovedsak med de geodetiske måleteknikkene GPS og VLBI. I Ny-Ålesund måler vi landheving med begge disse teknikkene. I tillegg har vi et superledende gravimeter som måler tyngdeendringer med ekstrem nøyaktighet.

Endringer i tyngdekraften

Målinger av jordas tyngdekraft og endringer i denne gir oss tilleggsinformasjon om landheving. Hvis et punkt hever seg vil det samtidig komme lenger bort fra jordens massesentrum og tyngdekraften avtar. Dette kan vi måle med moderne tyngdemålingsinstrumenter; gravimetre.

Siden den raske landhevingen i hovedsak består av en endring av høyde og ingen masseforflytning i jordens indre, kan man utlede tyngdeendringen bare ved å se på høydeendringen.

Den trege landhevingen derimot fører også til forflytninger av masser i mantelen noe som også endrer tyngdekraften. Ved å måle tyngdeendring i tillegg til landheving kan man derfor finne ut mer om hva slags prosesser som ligger bak landhevingen.

Både tyngdemålinger og måling av landheving gir store variasjoner fra år til år. Disse variasjonene samsvarer med hva vi kan forvente fra en rask landheving forårsaket av isavsmelting i området. Målinger av isavsmelting på isbreer nær Ny-Ålesund blir utført jevnlig av Norsk Polarinstitutt.

Etter den lille istid

Ser vi derimot på hele måleserien over 10 år, ser vi at både landhevingen og tyngdeendringen er mye større enn forventet. Hvis vi sammenstiller avviket fra forventningen både i tyngde og landheving, tyder målingene på at prosessen som ligger bak inkluderer masseforflytninger i mantelen.

Det vil si vi har mest sannsynlig en form for treg landheving. Det er liten grunn til at våre modeller for siste istid er så dårlige at den manglende landhevingen kan skyldes dette. Mest sannsynlig er det at landhevingen skyldes isendringer i en senere periode.

Vi vet at isbreene på Svalbard har trukket seg tilbake etter den lille istid som endte på Svalbard rundt 1870. Videre forskning vil vise om dette virkelig kan forklare hele avviket mellom målt og beregnet landheving.

Kartverkets geodetiske jordobservatorium i Ny-Ålesund. Foto: Bjørn-Owe Holmberg

Observatoriet bidrar

Kartverket skal oppgradere det geodetiske jordobservatoriet i Ny-Ålesund med ny teknologi. Stasjonen er en del av et internasjonalt nettverk av tilsvarende observatorier og er med sin unike beliggenhet i Arktis kanskje den viktigste enkeltstasjonen i nettverket. Observatoriet bidrar med målinger for å finne en rekke forskjellige jordobservasjonsparametere, blant annet landheving.

Den store landhevingen vi måler skyldes endringer i ismassene i området, både i siste istid, etter den lille istid og i dag. Ved å kombinere tyngde og landheving er vi i stand til å skille de forskjellige prosessene og dermed si noe om isavsmeltingen i de forskjellige tidsperiodene.

God forståelse av de geofysiske prosessene på Svalbard er helt essensielt for å få en optimal utnyttelse av observatoriet i Ny-Ålesund og for å kunne bruke resultatene herfra til å si noe om geofysiske forhold og klima både lokalt og globalt.