Saken er produsert og finansiert av Norges Geotekniske Institutt - Les mer

Ser tvers gjennom fast fjell

Elektromagnetisk teknologi gjør det nå mulig å ”se” gjennom fast fjell. Fjellsiden ovenfor Flåm kan inneholde sprekker som muligens kan føre til skred og flodbølger.
14.4 2010 05:00


Helikopteret fra den danske bedriften SkyTEM bar på en ”rockering” med elektromagnetiske sendere og mottakere som gjorde det mulig å se flere hundre meter inn i fjellet. (Foto: NGI)

Fjellområdet Stampa, øst for turistmagneten Flåm i Sogn og Fjordane, har vært ustabilt så lenge folk kan huske.

Elven som renner gjennom området kan gå rett ned i bakken og forsvinne i perioder med lav vannføring. Store sprekker åpner og lukker seg i takt med nedbør og snøsmelting.

Det går historier om at dyr har forsvunnet, kanskje fordi de falt ned i en nydannet sprekk som var skjult av vegetasjon. Det var en gang en badekulp i nærheten av seteren Joasete, men den har vært tørr i mange år etter at en sprekk åpnet seg under kulpen.

Det har gått flere mindre skred og to store fjellskred i området, for henholdsvis cirka 9500 og 3000 år siden.

Men hvor ustabilt er området egentlig? Er det fare for et stort skred som i verste fall kan havne i Aurlandsfjorden og forårsake en ødeleggende flodbølge? Går det an å drenere vekk vannet som renner inne i fjellsiden, slik at skredfaren blir mindre?

Dette er viktige spørsmål for Aurland kommune, som har organisert et eget Stampa-prosjekt med NGI (Norges Geotekniske Institutt) som fagleder.

Ser gjennom fast fjell


Den elektriske ledningsevnen er høy (rødt) i store områder 40-50 meter under bakkenivået i Stampa-området øst for Flåm. Områdene bør undersøkes nærmere, for å bekrefte eller avkrefte at det er snakk om fyllitt som kan danne et glideplan. (Illustrasjon: NGI)

Sommeren 2009 fløy et helikopter fra det danske selskapet SkyTEM att og fram over Stampa-området med noe som liknet en forvokst rockering hengende under i en wire.

Helikopteret fløy langs parallelle linjer med 125 meters mellomrom og tilbakela ca 250 kilometer i løpet av tre dager.

De danske ekspertene utførte en avansert form for kartlegging på oppdrag for Stampa-prosjektet: ”Rockeringen” hadde nemlig påmontert utstyr som kunne gjort selveste Supermann misunnelig.

Tegneseriehelten kan som kjent se tvers gjennom bygninger, klær, hud, osv., men utstyret fra SkyTEM kan også se tvers gjennom ”tette” materialer som for eksempel bergartene gneis og fyllitt.

– Dataene fra kartleggingen er nå analysert, og resultatene er mye bedre enn vi hadde ventet. Vi ser klart at det finnes utstrakte områder med lav elektrisk motstand langt der inne i fjellet.

– Vi er ikke helt sikre på hva disse områdene består av, men det er sannsynlig at de inneholder mye knust og fuktig fyllitt og grafitt. Det betyr i så fall at områdene kan fungere som glideplan i tilfelle det går et skred, forteller Andreas Aspmo Pfaffhuber, fagleder for geofysikk i NGIs avdeling for instrumentering og geofysikk.

Langsiktige geologiske prosesser kan i noen tilfeller føre til at leireavsetninger bringes nedover i jordskorpen til dyp med høye temperaturer og trykk.

– Hvis den ”stekte” leiren kommer opp til overflaten igjen noen hundre millioner år senere er den blitt til fyllitt, som er en finskifrig og svak bergart med lav friksjon når den er fuktig. Knust fyllitt kan være rene smøremiddelet i en skredutsatt fjellside, antyder Pfaffhuber.

Skredfaren kan reduseres

Fyllitten bidrar altså til å gjøre Stampa-området utsatt for skred, men den gode nyheten er at skredfaren antakelig kan reduseres eller langt på vei elimineres.

– Det er sannsynlig at skredrisikoen øker når det er mye overflatevann i området, det vil si når det foregår snøsmelting om våren sammen med mye regn. Vi tror det er mulig å redusere faren for fjellskred dersom vi klarer å fjerne mye av dette overflatevannet, forteller Stampa-prosjektets leder Bjørn Sture Rosenvold i Aurland kommune.

Overflatevannet og smeltevannet som i dag gjør Stampa til et ustabilt fjellområde, kan til og med gjøre nytte for seg. Foreløpige undersøkelser tyder på at vannet kan dreneres over til et eksisterende vannkraftmagasin i Viddalen, hvor det kan gi opphav til ny kraftproduksjon verdt kanskje 200 millioner kroner i året med dagens kraftpriser.

Helikopter-kartleggingen sommeren 2009 ble utført som ledd i forprosjekteringen av et slikt anlegg.

Elektromagnetisk kartlegging

Prinsippet bak helikopter-kartleggingen av Stampa bygger på at elektrisitet og magnetisme er to sider av samme sak. Ringen under helikopteret inneholdt kraftige elektromagnetiske sendere, hvor elektrisiteten hele tiden ble slått ”på” i to millisekunder og ”av” i tre millisekunder av gangen.

Den elektriske strømmen genererte et primært magnetfelt som trengte langt ned i grunnen, og der førte magnetfeltet til at det ble generert svake elektriske strømninger.

Men elektrisk strøm kan bare spre seg der den elektriske ledningsevnen er relativt høy, og der dannes det i så fall et sekundært magnetfelt rundt den elektriske strømmen.

Dette magnetfeltet ble registrert av følsomme mottakere på ringen – mottakere som var i funksjon hver gang den primære elektriske strømmen i ringen var slått av i tre millisekunder.

De svake signalene som kom inn i mottakerne ble lagret i en datamaskin, og deretter ble de analysert med et avansert dataprogram som kan omregne signalene til et digitalt bilde av fjellsidens indre.

Den samme elektromagnetiske kartleggingsteknikken brukes også til for eksempel å finne mineralressurser, og i Danmark brukes teknikken i utstrakt grad for å kartlegge grunnvannsreservoarer og saltvannsintrusjoner.

Et kart som viser ledningsevne

– Resultatet ble et kart som viser den elektriske motstanden på ulike posisjoner og dyp inne i fjellsiden. Vi ser altså ikke geologi, men vi ser elektriske strømninger, forklarer Pfaffhuber.

På de datagenererte bildene fremstår elektrisk ledende områder med rød farge, som forteller at her kan det finnes for eksempel sjøvann, saltholdig porevann, leireholdige sedimenter, eller knust fyllitt med fuktighet.

De blå områdene på bildene markerer soner med høy elektrisk motstand, som kan være et signal om for eksempel rent ferskvann eller massive områder av fyllitt, gneis, eller granitt.

– Vi ble svært overrasket da vi så hvor store de ”røde” områdene var. Våre danske kolleger i SkyTEM og ved Universitetet i Århus, som har jobbet med flybåren elektromagnetisk kartlegging over hele verden i årevis, hadde aldri sett noe liknende, forteller Pfaffhuber.

En slags Norgesrekord

– Helikopterundersøkelsen bekrefter at det antakelig finnes et ustabilt fjellområde på til sammen 10-20 000 millioner kubikkmeter omkring Stampa, og det er en slags norgesrekord, sier Ulrik Domaas, som er fagleder for jord- og fjellskred ved NGI.

– Det er ikke faglig grunnlag pr i dag for å hevde at risikoen for et fjellskred med påfølgende flodbølge i Aurlandsfjorden er høy, men vi ser at nedbør kan føre til dårligere stabilitet.

– Vi er derfor i ferd med å utvikle en risikomodell for området, i samarbeid med Sintef og Aurland kommune. Modellen skal kombinere hydrologiske modeller og klimamodeller og brukes til å beregne sannsynligheten for ulike grader av utglidninger, tilføyer han.


Det har gått flere store skred fra Stampa-området tidligere. Elvene Stampa og Gudmedøla (markert med blått) renner i dag gjennom området og bidrar til å gjøre det mer ustabilt, mens en planlagt drenering østover til Viddalsdammen kan redusere skredfaren. (Foto: Norgei3d.no)

Nye boringer og EM-undersøkelser vil være svært avgjørende for dette arbeidet. Derfor har kommunen, sammen med fagledelsen ved NGI, besluttet å gå videre med Stampa prosjektet.

– Dette er den første undersøkelsen i sitt slag i verden. Det betyr at vi kan ikke være helt sikre på at de ”røde” områdene virkelig inneholder knust og fuktig fyllitt, før vi har boret i fjellveggen og foretatt grundigere geologiske undersøkelser.

– Både fjellsiden som vender mot Flåm, og den planlagte traseen for en vanntunnel fra Stampa til kraftmagasinet i Viddalen, bør undersøkes nærmere, forklarer Pfaffhuber.

NGI skal våren 2010 utføre nye målinger ved å legge ut en 400 meter lang kabel langs de mest interesssante områdene ved Stampa. Kabelen kobler til elektroder som er drevet ned i grunnen, og disse gjør det mulig å ”se” cirka 100 meter ned i grunnen med større detaljeringsgrad enn det som var mulig fra helikopter.

Stampa-prosjektets deltakere ønsker i tillegg å foreta ytterligere undersøkelser.

– Store fjellskred skjer kanskje med flere tusen års mellomrom, men fjellskred er også hendelser som får veldig store konsekvenser når de først inntreffer. Derfor kan den samlede samfunnsrisikoen bli ubehagelig stor. Det er det som er problemstillingen i Aurland, og da bør man vurdere å gjøre noe.

I dette tilfellet ser det ut til at vi kan stabilisere en fjellside og bedre sikkerheten på en måte som attpåtil er lønnsom. Stampa er for øvrig slett ikke den eneste fjellsiden i Norge som burde vært undersøkt med EM-teknologi, oppsummerer Domaas.

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

Stampa-prosjektet

Aurland kommune leder Stampa-prosjektet og har engasjert NGI som fagleder. I tillegg deltar Universitetet i Oslo (UiO), Høgskulen i Sogn og Fjordane (HSF), Institutt for energiteknikk (IFE) og kraftprodusenten E-CO Vannkraft, som eier og driver flere kraftstasjoner i Aurland.

Universitetet i Århus og det danske selskapet SkyTEM var NGIs partnere i kartleggingen med helikopter sommeren 2009.

Det arbeides nå med en konsesjonssøknad for kraftutbygging, parallelt med at NGI, IFE, UiO, Høgskulen i Sogn og Fjordane og Aurland kommune fortsetter med mer detaljerte undersøkelser.

Emneord