Det nye InSAR Svalbard kartet bruker satellittmålinger for å overvåke små, gradvise bevegelser i bakken på Svalbard. Løsningen gir forskere og myndigheter bedre grunnlag for å forstå og følge med på områder med mulig ustabilitet i skråninger, setninger i bakken og grunnstabiliteten rundt sårbare kulturminner i et område som er sterkt påvirket av klimaendringer.
InSAR Svalbard er utviklet av NORCE i samarbeid med Norges geologiske undersøkelse (NGU) og Direktoratet for romvirksomhet.
InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) er en satellittbasert metode som brukes til å måle små bevegelser i jordoverflaten.
Metoden benytter radarsignaler fra satellitter som passerer over det samme området gjentatte ganger. Ved å sammenligne signalene fra ulike tidspunkt kan man beregne endringer i avstanden mellom satellitten og bakken – ofte med presisjon på noen få millimeter.
Teknologien måler bevegelser i bakken langs satellittens siktelinje. Dette gjør det mulig å oppdage både gradvise og raskere deformasjoner. Dette kan være setninger i permafrostområder, bevegelser i ustabile skråninger eller terrengendringer som kan påvirke bygninger og infrastruktur.
I arktiske områder som Svalbard kan snø, is og våte overflater gjøre målingene mer krevende. Derfor er analysene hovedsakelig basert på data fra perioder når bakken er mest mulig snøfri. Resultatene gir viktig kunnskap om hvordan bakken beveger seg over tid, og kan brukes som støtte i forskning, arealplanlegging og vurdering av naturfare.
InSAR Svalbard er utviklet av NORCE i samarbeid med Norges geologiske undersøkelse (NGU) og Direktoratet for romvirksomhet, og bygger på dialog med forskningsmiljøer, lokale aktører og forvaltningsmyndigheter. NGU har ansvar for den operative tjenesten.
Tidligere studier viser rask oppvarming på Svalbard
Arktis har blitt varmet opp nesten fire ganger så raskt som resten av kloden siden 1979, viser en studie i Nature fra 2022.
Den raske oppvarmingen i Arktis gjør det viktig å overvåke hvordan bakken og permafrosten responderer på endrede miljøforhold. Satellittbaserte radarmålinger gjør det mulig å følge slike bevegelser over tid.
- Nå har vi lansert pilotprodukter for utvalgte områder på Svalbard. Tjenesten er utviklet i dialog med lokale brukergrupper, forskere og myndigheter. I første omgang vil InSAR Svalbard vise data om Longyearbyen, Ny-Ålesund, Svea, Hornsund og Kapp Linné. Tjenesten er tilgjengelig gjennom et åpent kart der brukere kan utforske målingene og tidsseriene selv, forklarer prosjektleder og NGU-forsker Gökhan Aslan.
- Isbreer er foreløpig ikke inkludert, fordi rask bevegelse og store overflateendringer gjør dem vanskelige å overvåke med denne typen satellittmålinger, legger han til.
Tining av permafrost kan føre til langsiktige setninger i bakken
I det kalde arktiske klimaet på Svalbard finnes det store områder med permafrost. Det gjør at bakken holder seg frossen gjennom mange år og inneholder ofte is.
Klimaendringer påvirker bakken og permafrosten på Svalbard, noe som kan bidra til økt ustabilitet i skråninger og økt forekomst av skred. Infrastruktur og verdifulle kulturminner er sårbare for endringer i permafrosten som kan påvirke bakkenes stabilitet og føre til setninger i grunnen.
- Et varmere klima gjør at det aktive laget av permafrosten tiner dypere om sommeren. Om vinteren fryser dette laget igjen, noe som kan føre til frosthevning av bakken. Over tid kan slike fryse- og tineprosesser gi ujevn setning, og skader på bygninger og infrastruktur, sier Aslan.
- Disse prosessene gir viktige signaler om hvordan bakken reagerer på et varmere klima. Det gjør Svalbard til et viktig område for å overvåke hvordan bakken responderer på endringer i permafrost, forklarer prosjektlederen.
InSAR-data viser både sesongvariasjoner og langsiktige endringer
Snø, is og våte overflater gjør det vanskeligere å få stabile radarmålinger på Svalbard. Derfor er tidsseriene i tjenesten hovedsakelig basert på data fra den snøfrie sesongen, når bakken er mest mulig fri for snø. Lengden og kvaliteten på disse målingene kan variere fra år til år, avhengig av snøforholdene.
- Vi har en tidsserie i kartet som viser bevegelser gjennom en snøfri sesong hvor vi kan identifisere områder med tydelige sesongvise bevegelser. Serien starter relativt til det første måletidspunktet, og viser hvordan bakken og skråninger hever seg og synker på grunn av fryse- og tineprosesser, sier Aslan.
– Vi har også en tidsserie som går over flere år, og som er best egnet for å fange opp langsommere bevegelser. Slike flerårige målinger kan vise gradvise endringer i bakken, som kan være knyttet til hvordan permafrosten påvirkes av et varmere klima, legger han til.
Tjenesten vil videreutvikles i årene som kommer
Pilotområdene som nå er lansert er et første steg. Målet er å gradvis utvide dekningen til flere deler av Svalbard for å få bedre oversikt over hvordan bakkebevegelser varierer mellom ulike landskap og permafrostmiljøer.
InSAR Svalbard bygger videre på erfaringene fra InSAR Norge kartet, som viser bevegelser i bakken for å overvåke ustabile fjellparti og innsynking i Norge.
InSAR Svalbard er derimot tilpasset de spesielle forholdene i Arktis, der permafrost, snødekke og korte snøfrie perioder krever egne produkt- og prosesseringsløsninger.I dag er tjenesten basert på radardata fra Sentinel-1 satellittene fra European Space Agency (ESA).
- I fremtiden kan nye satellittoppdrag fra NISAR- og ROSE-L-programmene til NASA og ESA gi oss mer stabile målinger over krevende terreng og gjøre det mulig å registrere raskere bevegelser. Samtidig vil dekning og tilgjengelighet av data avhenge av satellittenes bane og oppskytningsplaner, forklarer Aslan.
