Kvikkleireskredet i Alta – behov for kartlegging av farlige områder i Norge

Kvikkleireskredet i Alta 3. juni endte heldigvis uten tap av menneskeliv, men minner oss på at store arealer i Norge består av potensielt ustabile landmasser. I Norge dekkes et område på 5000 km2 av marin leire. Professor Bjørn Frengstad mener det er viktig å videreutvikle de geofysiske kartleggingsmetodene og de geologiske forståelsesmodellene

Professor Bjørn Frengstad

Kvikkleire er et fenomen som bare forekommer i utkanten av de områdene som var nediset under siste Istid (Norge, Sverige, Finland, Canada og Alaska). Tyngden av ismassene presset landet ned slik at havet relativt sett sto vesentlig høyere enn i dag. I Trondheim er den marine grensen ca 175 m over dagens havnivå. Den såkalte Strandlinja i nedkant av Bymarka representerer nettopp den høyestliggende strandlinja fra drøyt 10 000 år tilbake. Smeltevannet fra breene vasket med seg ørsmå leirpartikler som var slitt løs fra berggrunnen. Store mengder ble avsatt i saltvann utenfor brearmene. Da tyngden av ismassene slapp, steg landområdene igjen – en prosess som pågår fortsatt. Dermed ble tidligere havbunn og fjordbunn omgjort til tørre landområder. Dette er svært god landbruksjord, og områdene med marine leirer i Norge er relativt tett befolket.

Bilde fra Leirskred i Rissa i 1978

Utvasket leire blir kvikk
Det er salt fra det opprinnelige havvannet som holder leira sammen – litt på samme måte som at salt kan brukes som bindemiddel i trolldeig. Når den marine leira gjennom tusener av år utsettes for regn og ferskt grunnvann, kan saltet vaskes ut og leira blir potensielt ustabil. Så lenge leira får ligge uforstyrret, kan bæreevnen være god nok. Dersom leira forstyrres, kan strukturen kollapse slik at leira blir flytende som en tykk suppe. Utvasket marin leire kan altså bli kvikk. Forstyrrelsen kan være grave- eller sprengningsarbeider, men kan også være små overflateskred som utløses på grunn av høyt vanninnhold i jorda eller bekker som graver i foten av skråninger.

Kvikkleireskredet i Alta
I de øverste lagene av leira vil det skje en uttørking og ulike kjemiske forvitringsreaksjoner som gjør leira fast. Denne leira kalles for tørrskorpe og er med på å beskytte underliggende lag. Videoen fra skredet i Alta 3. juni viser at tørrskorpa henger ganske godt sammen og kan bære bygningene selv om lagene under er blitt helt flytende. På grunn av tørrskorpa er det svært vanskelig å vurdere tilstedeværelsen av kvikkleire utfra observasjoner av terrengoverflaten. Men det er også tørrskorpa som gjør at en kan leve trygt i områder som har kjente kvikkleireforekomster mot dypet, så lenge en tar visse forholdsregler.

Se video fra kvikkleireskredet
https://www.vg.no/nyheter/innenriks/i/wP1wEM/her-gaar-jordraset-i-alta-jeg-loep-for-livet

https://www.nrk.no/tromsogfinnmark/her-ruller-huset-over-kanten_-se-odeleggelsene-etter-jordskredet-1.15040387

5000 km2 marin leire i Norge
I Norge er ca 5000 km2 dekket av marin leire; et areal som tilsvarer tidligere Akershus fylke. Det er særlig de flate områdene rundt Oslofjorden og Trondheimsfjorden som har store arealer med marin leire innover land, men også langs de andre fjordene i landet kan det være tykke avsetninger i enkelte områder. Det er lagt ned en stor innsats for å kartlegge utbredelsen av kvikkleire, særlig etter Rissa-skredet i 1978. Men fortsatt er kartene og databasene mangelfulle. Det medfører at fatale kvikkleireskred inntreffer i områder som ikke er avmerket i faresonekartene – slik som i Sørum i november 2016. Det medfører også at veier og annen infrastruktur planlegges over områder som etter hvert viser seg å ha store stabilitetsmessige utfordringer – som langs den planlagte nye jernbanetraseen gjennom Østfold.

 Trenger mer kartlegging
En vet i begrenset grad hvor mektig leira er over berggrunnen i ethvert punkt og i hvilket dybdeintervall den eventuelt er kvikk. Boringer er både kostbare og tidkrevende. Gjort på riktig måte kan de gi mye informasjon av høy kvalitet, men med liten areal- og volummessig rekkevidde. Det er neppe hensiktsmessig å undersøke alle forekomster av marin leire med et tilstrekkelig tett grid av geotekniske boringer for å kunne bestemme hvilke områder som er trygge og hvilke som er potensielt farlige. Å forbedre geofysiske kartleggingsmetoder er derfor viktig. Det arbeides også med å utvikle bedre geologiske forståelsesmodeller for hvorfor kvikkleire dannes noen steder, men ikke overalt hvor det er marine leirer.

Å utføre stabilitetsberegninger av leiravsetninger er først og fremst en geoteknisk oppgave. Å kartlegge utbredelsen av kvikkleire og øke forståelsen for hvor og hvorfor den opptrer, er en oppgave for geologer. Her er vi dessverre ennå ikke i mål.

Statens vegvesen finaniserer modellforsøk av fjellforankring med stag

Prosjektet går ut på å utføre modellforsøk i laboratoriet for å se nærmere på hvordan brudd i bergmassen oppstår og forløper ved overbelastning av forankringsstag. Brudd og bruddforløp har stor betydning ved dimensjonering av slike stag og er ett av de største usikkerhetene ved dagens beregningsmetoder. Spesielt vil det bli sett på hvilke effekter trykkbuer indusert av belastningen av staget kan ha på det bruddmekaniske.

Forskningsprosjektet vil i korte trekk bestå av å bygge en rigg, omtrent 2×3 meter, utføre tester i denne og vurdere resultatene. I riggen vil det bli laget en «bergmasse» av eksempelvis kalksteinblokker, granittblokker, teglstein eller betongblokker. I bergmassen vil det bli støpt inn et «stag» som vil bli belastet slik at det blir brudd i «bergmassen». Riggen vil ha installer jekker slik at man får simulert horisontalspenninger og sikre innspenning. Riggen vil ha installert en rekke ekstensometer for å måle deformasjon, samt at man vil bruke et kamera og Digital Image Correlation (DIC) som måler deformasjon ved å spore punkters forflytning over tid. Studenten fordyper sin kunnskaper i emnet via en grundig litteraturstudie, deltar i utbygging .

To prosjekt- og masteroppgaver blir involvert i prosjektet. Hanna Høgset og Karsten Sannes Aasbø skal fordype seg i stagforankring via en grundig litteraturstudie, deltar i planlegging, bygging av testerigg, tester målingsutstyret og i modellforsøk på riggen, og utfører numerisk modellering med kode UDEC. Litteraturstudien ser på gjennomføring av modellforsøk i bergmekanikken og geoteknikken og hvordan man overfører dette til beregningsmetoder, både analytiske og numeriske.

Hanna Høgset, student IGP, Are Håvard Høien, Statens Vegvesen, Karsten Sannes Aasbø, student IGP og Charlie Chunlin Li, professor IGP

Velkommen til Linda Haaland

Linda Haaland er ansatt som PhD-stipendiat ved instituttet.

Haaland skal jobbe med onshore topografi ved passive kontinentalmarginer fra et strukturgeologisk perspektiv. Arbeidet skal i hovedsak baseres på feltarbeid fra Svalbards vest- og nordkyst. Hovedveileder blir Per Terje Osmundsen.

Hun har bachelor og master i struktur- og berggrunnsgeologi fra Universitetet i Tromsø, og har bodd i Lyngen det siste året. På fritiden driver hun med ski og fjellklatring.

Velkommen Linda!

Søk på geologi ved NTNU

Vil du ha en jobb hvor du får lov til å være mye ute i naturen? Hvis du studerer geologi ved NTNU vil du lære mer om hvordan fjellene og havbunnen er dannet, hvorfor landskapet er formet slik det er, og om hvordan vi kan utnytte jordens ressurser på en bærekraftig måte. Søknadsfrist er 15.april.
Bachelor geologi: https://www.ntnu.no/studier/bgeol
Master geologi: https://www.ntnu.no/studier/mgeol

Se en kort film om geolgistudiene:

 

Steinsamlingen er på plass igjen

Flusspat

Steinsamlingen er på plass igjen!  Steinsamlingen er noe av det fineste vi har her ved instituttet. Her er det flotte mineraler fra mange forskjellige land og lokasjoner. Samlingen ble med på flyttelasset fra Bergbygget til Petroleumsteknisk senter, og har vært lagret til montrene kom på plass. Denne uka har en dugnadsgjeng fra instituttet vasket og reingjort mineralene slik at de tar seg godt ut i montrene: Vi anbefaler alle til å ta turen opp i andre etasje på PTS for å ta seg en kikk.

Fra venstre på bildet: Torill Sørløkk , Wenche Wilhelmsen Finseth, Madelein Wold og Turid Uvsløkk
Etter lang tid på lager trengte steinene litt rengjøring

 

Geologisk feltkurs i Cornwall

Flotte forhold for geologisk feltkurs i Cornwall i England! Her ser vi studenter fra NTNU utenfor en tinngruve nær Lands’ End Point.

Feltkurset omhandler malmgeologi, og følges av studenter fra Italia, Nederland og Norge. Her lærer de om tinn, kobber og wolfram, hvor tinn og kobber faktisk har blitt utvunnet fra dette området siden bronsealderen!

Kristian Drivenes og Rune Berg Larsen fra NTNU er ledere for feltkurset

NTNU and NMBU work together to solve water challenges

The water group of the Norwegian University of Life Sciences (NMBU) held a meeting with the department of Geoscience and Petroleum, NTNU, to explore collaboration possibilities. Prof Harsha Ratnaweera and Dr Zakhar Maletskyi from the faculty of science and technology, NMBU, visited Prof Hanumantha Rao Kota and Prof Irina Chernyshova and discussed the potential synergies and applicability between the technologies used in mineral processing and water purification. They have identified several thematic areas (ion flotation to enhance organic matter removal, recovery of valuable material from process water etc) which can be suitable for the forthcoming R&D Calls.