Den 8. juni 2016 gikk raset over E16 ved Hyvingstunnelen i Voss. En trailer fra Aso Vest ble truffet av steinmassene, og sjåføren ble lettere skadet. Seks områder langs E16 overvåkes nå med radar, men verken dette raset eller to seinere ras langs samme vei gikk på de overvåkede stedene.

Hvor gode kan vi bli til å varsle skred?

Farlig fjell blir overvåket med radar, droner, data og annen ny teknologi. Men forskerne kan fortsatt bare si noe om hvor det kan gå skred, ikke når.

11.10 2016 04:00

Onsdag formiddag, 8. juni 2016. Jord og stein i femti meters bredde drønnet ned over Europavei 16. Skredet traff et vogntog vest for Bolstadøyri. Sjåføren berget livet med liten margin.

Nesten sju uker seinere og rundt 75 kilometer lengre øst, like ved Gudvangen i storslåtte Nærøydalen, skjedde det igjen.

Steinblokker strødd utover samme strekning, som fra en kjempehånd. Det var ettermiddag, tirsdag 26. juli. Heller ikke her var biler på feil sted til feil tid.

Ikke mer enn seks uker seinere og ti kilometer lengre vest – enda en kjempeblokk går gjennom rassperringen og dundrer ned i veien ved inngangen til Sivletunnelen.

Også denne tidlige høstnatta 4. september ble mennesker spart. Men verken Veivesenet eller trafikantene kan i lengden stole på forsynet.

«Kanskje» – et upopulært ord

Eller – kan de? For hva er forsynet i denne sammenheng? For-syn – å se på forhånd at raset kommer?

Skredvarsling ble førstesidestoff da fjellet Veslemannen – rundt ti kilometer sør for Åndalsnes – begynte å røre på seg høsten 2014.


Utstyr fra Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) overvåker fjellet Mannen i Romsdal. (Foto: NVE)

Opptil seks centimeter i døgnet målte instrumentene til Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE). Folk som bodde under Veslemannen, ble evakuert.

– Slik det ser ut nå, kan vi kanskje forvente at raset går sent i kveld eller ved midnatt, sa sjefgeolog Lars Harald Blikra til VG 28. oktober 2014.

Det viktigste ordet her var kanskje – «kanskje». Et upopulært ord for media og for de som trenger visshet for hus og hjem, vei og bane.

Dette «kanskje» er likevel nødvendig for skredvarslerne. For hvor sikre kan geologene egentlig være?

Steinskur og regnskur

Veslemannen roet seg igjen. Og rørte seg på nytt fredag 18. september 2015. Og roet seg dagen etter. Og ble atter farlig tirsdag 9. august 2016 – etter kraftig regn.

– Vi anser det som sannsynlig at det kan komme et skred, muligens i løpet av det neste døgnet, sa Blikra da til VG.

«Sannsynlig». «Muligens». Veslemannen henger der fortsatt. Kan skredvarslene hjelpe oss?

Sannsynlighet er statistikk. De er nyttige for langsiktig planlegging. Meteorologene kan si at det er lurt å kjøpe paraply hvis du skal til Bergen.

Men får du en meteorolog til å si at du helt sikkert bør ta med deg paraply hvis du skal opp på Fløyfjellet neste mandag klokka 17? Neppe.

Seigmannen

På samme måte – kan geologene virkelig forutse akkurat når Veslemannen vil rase – eller akkurat når og hvor bilistene bør skygge veibanen fordi steinblokker vil falle over E16?

– Vi kan varsle hvor, men ikke akkurat når, sa Blikra fra NVE til forskning.no på en konferanse i Bergen.

Konferansen handlet blant annet om overvåking av skredområder. NVE har det overordnede ansvaret for overvåking og varsling i Norge.

Store skred kan være vanskelige nok, som tilfellet Mannen viser. Det uberegnelige fjellet har etter hvert fått tilnavnet Seigmannen.

Videoen fra NVE viser et mindre steinras i Veslemannen, juli 2016. Før dette raset registrerte instrumentene bevegelse lokalt i berget.

Steinsprang umulige å forutsi nøyaktig

De mindre steinsprangene er enda vanskeligere å varsle. Skjønt, mindre – selv en forholdsvis liten steinblokk kan være livsfarlig hvis den faller ned på en trafikkert vei.

Med mange biler i stor fart er det ikke vanskelig å se for seg en tragedie. Er det overhodet mulig å forutsi hvor og når slike steinblokker vil ramme?


Regula Frauenfelder. (Foto: NGI)

– Enkeltsteiner i steinsprang er umulige å forutsi nøyaktig, sier Regula Frauenfelder til forskning.no.

Hun er fagansvarlig for fjernanalyse i Avdeling for geokartlegging på Norges Geotekniske Institutt (NGI). NGI overvåker seks risikoområder langs E16 på oppdrag fra Statens vegvesen.

Den uforutsigbare klippen

Flere enn Frauenfelder har sett hvor vanskelige det er å forutse slike steinsprang. Den britiske forskeren Nick Rosser hadde rettet laserskanner mot en 50 meter høy klippe av løse bergarter som skifer, sandstein og leire.

Etter ni måneders overvåkning av East Cliff i feriebyen Whitby hadde Rosser sett mange steinsprang. Bare svært få av dem ga forvarsler i form av bevegelse, fortalte han på konferansen i Bergen – 2nd Virtual Geoscience Conference, arrangert av UNI Research.

Droner og crowdsourcing

Ordet «virtual» peker mot ny teknologi. Og geologene får virkelig nye avanserte redskaper i verktøykassa når de skal overvåke farlige fjell.

Noen verktøy er kostbare og krever internasjonalt samarbeid – som satellittene i det europeiske Copernicus-programmet.

Andre kan kjøpes i hobbysjappa og mekkes til av forskeren selv, som droner og actionkamera.


Helikopterdroner, som denne avanserte selvstyrte modellen fra 2016, har gitt geologene en nytt og kraftig verktøy for kartlegging og overvåking. (Foto: Doodybutch, CC-BY SA-4.0)

– En geolog kan nå få tak i en drone og fly den ganske lett. Det er en revolusjon for geovitenskapen, sa veteranen John Howell fra University of Aberdeen på konferansen.

Howell har blant annet fløyet dronehelikopter gjennom askeskyer fra vulkanen på øya Stromboli nord for Sicilia og kartlagt krateret i tre dimensjoner.

Han har også tatt imot bilder fra vanlige folk for å kartlegge flom langs elva Aboyne i sitt hjemlige Skottland – et eksempel på det som kalles crowdsourcing, kollektiv datainnsamling.

Tre spørsmål

Nettopp rikelig tilgang til data er viktig for geologene. Hva slags data vil de ha, og hvordan kan de bruke de nye verktøyene til å skaffe dem? Svaret på det spørsmålet er – grovt forenklet – tre nye spørsmål.

Hvor mye vann er det i berget? Jo mer vann, desto større fare for at berget blir løst og glir ut, særlig når frostsprengning setter inn om høsten.

Hvor mye rører berget på seg? Bevegelse betyr forskyvninger av likevekt. Da kan det være like før skredet går.

Hvordan er berggrunnen? Dette er det første og mest grunnleggende spørsmålet som geologene må finne ut av.

Føre var – i 3D

De vil nemlig helst være føre var. Det gjelder å finne stedene med størst risiko. Noen av dem kan være notoriske rassteder som Loen og Tafjord, der det gikk store ras i 1905 og 1934.

Blikra og kollegene hans vil likevel helst kartlegge fareområdene før skredene går. De kan begynne på overflaten av fjellet og jobbe seg innover.

Her kan droner og billige actionkameraer gjøre en viktig jobb. Hvis du tar mange bilder av et fjellområde fra forskjellige synsvinkler, kan et dataprogram sette dem sammen til en 3D-modell av bergveggen.

Tidligere måtte kostbare og tunge laserskannere brukes til slik kartlegging.

En slik 3D-modell kan for eksempel vise hvor det er farlige framspring eller hvor det er bruddflater i berget som kan gi utglidninger.


Den grå 3D-modellen er laget ut fra foto tatt fra drone. De fargede feltene viser radarmålinger av bevegelser i berget. Gult og rødt markerer steder der det er opp mot fire millimeter forflytninger (rødt) i løpet av ett år. (Bilde: NGI, Creative Commons navngivelse)

Laserblink og satellittradar

Også målinger med LIDAR fra bakken eller fra fly kan gi slike 3D-bilder av fjellet. LIDAR er en slags radar som bruker lys istedenfor radarbølger.

Korte lysblink fra en laserstråle sendes mot berget og reflekteres tilbake.

Tida fra blink til refleks sier hvor langt unna berget er i akkurat det punktet. Mange blink mot mange punkter på berget bygger opp 3D-bildet.

Slike LIDAR-målinger har pågått siden begynnelsen av 2000-tallet. Sakte, men sikkert bygges en 3D-modell av hele Norge opp.

Nå skal også radarer på de europeiske Sentinel-satellittene gi geologene det de trenger av detaljerte overflatekart i tre dimensjoner.

VR-briller for geologer

Nytt på konferansen var at geologene kunne se 3D-modellene med VR-briller. Brasilianske forskere fra Advanced Visualization Laboratory på Vale do Rio dos Sinos-universitetet hadde laget programmet som gjorde det mulig.

Geologene stod i kø for å prøve brillene fra produsenten HTC Vive. Med håndkontroller kunne de bruke noe som lignet et lyssverd fra Star Wars til å tegne inn linjer på modellen der de ville framheve – for eksempel en bruddflate.


VR-lasersverd mot lagdelt stein: En geolog ser seg rundt i et 3D-skannet landskap og markerer bruddflater med håndkontrollen, veiledet av Gabrile Lanzer Kannenberg fra Advanced Visualization Laboratory i Brasil. (Foto: Arnfinn Christensen, forskning.no)

Hvordan ser skredet ut inni?

Likevel – 3D, LIDAR og droner kan ikke alltid erstatte en geolog på stedet. 

– Vi trenger også feltarbeid, å kunne gå ute i skredområdet og kartlegge geologiske formasjoner. Ikke alt kan sees på avstand, sa Blikra på konferansen.

Geologene vil helst også gå i dybden. Hvordan går bruddsonene under overflaten? Hvor høyt er trykket fra grunnvannet?

– Hvordan ser skredet ut inni? Vi vil lage en geologisk modell. Vi trenger å se det som styrer og driver bevegelsene i fjellet, sa Blikra på konferansen.

Tøffe forhold

For å få svaret på slike spørsmål trenger geologene tyngre utstyr på stedet. Det er både kostbart og krevende.

– Vi trenger strøm og samband. Utstyret må tåle snøskred, regn og torden. Dette er en stor utfordring. Vi trenger data og kunnskap kontinuerlig, sa Blikra.

Og geologene jobber med å skaffe data fra dypet i risikoområdene. De kan skyte sjokkbølger nedover i berget og fange opp ekko, omtrent som ultralydundersøkelser inni menneskekroppen.

Driller etter kunnskap

Eller de kan bore hull ned til to hundre meters dyp. Ned i dette hullet kan geologene senke et kamera.

Det skanner rundt hele omkretsen av veggen i borehullet. Slik kan det se bruddflater og knusningssoner der utglidninger lettest kan skje.

Blikra og kollegene hans har også senket et instrument som ligner en lang slange ned i borehullet. Til slangen er festet mange inklinometre.

Det er instrumenter som oppdager selv ørsmå bevegelser i fjellet og hvilken retning de går. Slangen har også sensorer som måler vannivå og temperatur.

– Den er nesten som et laboratorium inne i fjellet, kommenterer Blikra.

GPS og strekkstag

Nå er vi over fra kartlegging til overvåkning. Hvordan kan geologene følge forandringer i risikoområdene hele tida?

Inklinometerslangen er ett svar. Et annet er nøyaktige GPS-målere i fjellsida. De vil merke bevegelser i akkurat det punktet der de er plassert.

Geologene kan også legge ut strekkstag mellom sprekker i fjellet. Disse stengene måler hvordan sprekker beveger seg mot hverandre eller fra hverandre.


Strekkstag kan måle bevegelser i fjellsprekker. Lars Harald Blikra viser hvordan staget er festet. Til venstre er fst fjell, til høyre er løst fjell som beveger seg ned mot fjorden. Fra en video laget av NVE. Se videoen her! (Foto: NVE)

De kan også skyte radarstråler mot reflektorer og måle tida det tar før ekkoet kommer tilbake. Jo lengre tid, desto større avstand.

Hvis berget flytter på seg der reflektoren står, oppdager radaren dette.

Radar langs E16

Men den aller beste overvåkningen av bevegelser får geologene fra radarmålinger av hele fjellsider.

Slike radarer kan plasseres foran bergvegger som står i fare for å rase ut. Flere slike radarer er nå plassert ut de seks rasutsatte stedene langs E16.

Sammenligner radarbølger

Radarene kan måle bevegelser helt ned til en millimeter. Radarstrålen skanner over fjellveggen med jevne mellomrom. Hvis fjellet har beveget seg, oppdager radaren dette.

Ekkoet av radarbølgen vil nemlig komme ørlite seinere eller tidligere tilbake, avhengig av hvor mye fjellet har beveget seg mellom to skann.

– Vi utfører to målekampanjer per år på hvert av områdene, en om våren og en om høsten, opplyser Frauenfelder.


Radaren til Norges Geotekniske Institutt sveiper over en rasfarlig fjellside ved E16. Den kan oppdage bevegelser i fjellet ned mot en millimeter. (Foto: Norges Geotekniske Institutt, NGI)

Trær lager trøbbel

Bakkeradarene virker best mot nakent fjell. Trær og annen vegetasjon gir problemer.

– Vegetasjon er dårlig nytt for radar, sa Frauenfelder på konferansen. Og vegetasjon gjør ikke fjellet tryggere.

– Også i områder med vegetasjon kan skred utløses, særlig jordskred, utdyper Frauenfelder for forskning.no.

Satellittradar hvert femte døgn

Radar brukes også av de europeiske Sentinel-satellittene.  Satellittene kan likevel ikke erstatte lokale radarer fullt ut. De går fra pol til pol og skanner forskjellige lengdegrader på jorda for hvert omløp.

Selv når systemet er fullt utbygget, kan det bare kartlegge ett bestemt sted rundt hvert sjette døgn.

Bakkeradarer kan derimot oppdatere bildet av bevegelser i berggrunnen i under tjue minutter om nødvendig.


Sentinel-1 er utstyrt med en radar. Radarbølger går gjennom skyer. (Illustrasjon: ESA/ATG medialab)

«Big data» kan hjelpe

Ny teknologi gir altså mer data. Mer data gir til slutt – «big data». Kunstig intelligens klarer nå å skumme enorme mengder data for å lete etter mønstre som mennesker har vanskelig for å se.

Tidligere har forskning.no fortalt om hvordan automatisk bildegjenkjenning fant flere fortidsminner i terrengmodeller enn erfarne arkeologer.

Kan kunstig intelligens også læres opp til å gjenkjenne subtile mønstre, forvarsler av skred som intet menneske kan oppdage?

Data – men ennå ikke «big»

– Hvis vi har gode data, så kan mønstergjenkjenning hjelpe mye, bekrefter Thomas Bernard i en e-post til forskning.no.

Bernard er fysiker ved det tyske Fraunhofer-instituttet og har blant annet arbeidet med et varslingssystem for skred, ELDEWAS.

– Dessverre er skredhendelser sjeldne, så det er vanskelig å bygge opp en slik stor database, fortsetter han.

– Det som trengs først er flere og bedre observasjoner, bekrefter Ari Tryggvason, forsker ved Uppsala universitet, i en e-post til forskning.no.

Forskjellige data – forskjellige bergarter

Flere forskere på konferansen i Bergen hadde også håp til «big data». Problemet var at hver forsker ofte satt på sin lille datatue.

– Vi trenger bedre samordning av data, sa en deltaker under diskusjonen på konferansen i Bergen.

Et annet problem er at data fra ett land ikke alltid kan brukes i et annet. Fjellgrunnen er forskjellig fra sted til sted.

– Noen steder i Europa har for eksempel kalkrike bergarter. Der virker delvis andre mekanismer enn i norsk grunnfjell og omdannede bergarter, presiserer Frauenfelder fra NGI.


Kalkfjell, som dette i Sør-Frankrike, oppfører seg annerledes enn norsk grunnfjell. Derfor kan det være vanskelig å samordne data fra ulike geologiske områder for å utnytte fordelene med “big data”, analyser av store mengder data for å finne mønstre som kan gjøre skredvarsling bedre. (Foto: Hugo Soria, CC S-A 3.0)

Gjøre data synlige

– Geologiske «big data» handler ikke bare om store mengder data, men også om stor variasjon, sa Helwig Hauser fra Universitetet i Bergen på konferansen.

Han leder en gruppe som forsker på visualisering av data for å gjøre dem lettere å tolke.

– Maskinlæring sammen med interaktive presentasjoner er et vekstfelt, sa Hauser.

Han viste blant annet til GeoVISTA-senteret til PennState University i USA. GeoVISTA utvikler visualisering av geografiske data, både for natur og samfunn.

Regn betyr rasfare


Sirkelen viser området der det gikk et lite ras på Veslemannen i juli 2016. (Foto: NVE)

Mens dette leses, strømmer data inn til NVE fra instrumenter i rasfarlige områder. Mannen og andre rasfarlige fjell overvåkes med radar, strekkstag, gps, instrument i borehull, webkamera og meteorologiske stasjoner.

Bevegelser i berget øker med vannmengden. Økt nedbør betyr økt rasfare. Geologene samarbeider med meteorologene.

Pøser vann over Mannen

Og hvis ikke vannet ovenfra er nok til å utløse skredet i Veslemannen neste gang farevarselet går, er Blikra og kollegene hans nå klare til å hjelpe mor natur.

Planen la han fram på den nasjonale skredkonferansen på Stranda i Møre og Romsdal den 6. september 2016. 

Ved neste store nedbørsperiode planlegger NVE å slippe vann fra tre store tanker ned til området som er i bevegelse.

Burde overvåket mer

Heller ikke rasene og steinsprangene over E16 oppfører seg helt etter boka. Skredene i juni, juli og september 2016 skjedde på andre steder enn de seks områdene langs veien som NGI nå overvåker.

– Seks områder er lite. Teoretisk sett burde vi overvåket hele området fra Bergen til Voss, men dette er jo ikke praktisk gjennomførbart med bakkebasert teknologi, kommenterer Frauenfelder.

Lenker:

Flaum og skred – opplysningssider fra NVE: https://www.nve.no/flaum-og-skred/

Fare- og risikoklassifisering av ustabile fjellparti. Faresoner, arealhåndtering og tiltak. Rapport fra NVE, september 2016 (pdf): http://publikasjoner.nve.no/rapport/2016/rapport2016_77.pdf

Kartlegging med bakkebasert radar E16 Bergen-Voss-Gudvangen, informasjonsside fra Norges Geotekniske Institutt (NGI): https://www.ngi.no/Prosjekter/Kartlegging-med-bakkebasert-radar-E16-Bergen-Voss-Gudvangen

ELDEWAS - Early Landslide Detection and Warning System, informasjonssider fra Fraunhofer Institute of Optronics and Image Exploitation. (Prosjektet er avsluttet): http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/44405/

GeoVISTA Center, PennState University: http://www.geovista.psu.edu/

The Whitby Coastal Monitoring project, nettsidene til prosjektet som overvåker East Cliff i feriebyen Whitby: http://whitbycoastal.wpengine.com/

Visualiseringsgruppen ved Universitetet i Bergen: http://www.ii.uib.no/vis/

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Saker fra våre eiere

Universitetet i Stavanger

Frykt for ryktespredning hindrer mange unge i å søke hjelp for mentale problemer.

NIBIO

De er knøttsmå og blir ofte uglesett, men ikke alle er farlige for miljøet.

Havforskningsinstituttet

Det er konklusjonen etter at forskarar har gått gjennom all tilgjengeleg kunnskap om temaet.

Saker fra våre eiere

Statped

– Målet må vere at barn får den hjelpa og støtta dei treng, men at dei merker minst mogleg til tiltaka, seier forskar. 

Nasjonal kompetansetjeneste for aldring og helse

Symptomer som hukommelsessvikt kan ha flere årsaker enn de typiske sykdommene vi forbinder med demens.

Høgskolen i Oslo og Akershus
Podcast:

Hvordan kan du forberede deg til framtidas arbeidsliv? I denne podcasten gir to eksperter sine råd til både kommende og eksisterende arbeidstakere. 

Forskeren forteller:

Når ungdom presses til å drive med idrett, og voksne bestemmer hvordan de skal gjør det, da blir idrettsungdom lei. Men du kan unngå at barna dine mistrives, blir stresset og presterer dårlig på sikt.

Dinosaurenes historie må skrives om, sier britiske forskere etter en ny enorm analyse. Det vil uten tvil ryste fagfolk verden over, men hvis forskerne har rett, løser de flere uløste gåter.

Vitensentre – et sted for hodeløs knappetrykking, tråkking og sveiving – eller kunnskap? Nils Petter Hauan har forsket på hvordan skolegrupper kan lære noe.

Forskere har mange metoder for å visualisere det de driver med. Wellcome image awards viser frem noe av det ypperste.