Steinbre

Steinbreer dannes i skråninger i permafrostområder der det er mye is i bakken og stor tilgang på løsmateriale. I permafrostområder har bakken en negativ temperatur året rundt, slik at det aller meste av vannet  er frosset til is. Bare et tynt overflatelag tiner om sommeren. Vanligvis utvikles steinbreer fra en talus (ur) under en bratt fjellvegg, fordi vann fra overflata fryser innimellom porene i talusen eller fordi snø/snøskred blir dekt av løsmateriale som etterhvert blir en del av permafrosten. Isen i bakken kan også stamme fra tidligere breer, for eksempel der iskjernemorener blir avsatt av breen i en skråning. Om bakken får et høyt nok innhold av is vil den begynne å sige, på samme måte som en isbre. Det er denne sigeprosessen som danner en steinbre.

steinbre 12 til 15 Prins Karls Forland-korr

Bildet over er fra nordspissen av Prins Karls Forland som ligger utenfor vestkysten av Spitsbergen. I området kalt Mosehjellen sørvest for Fuglehuken – det nordligste punktet på øya –  danner steinbreene et sammenhengende girlander under de flere hundre meter høye fjellveggene i bakkant. Steinbreene er siste ledd i et transportsystem for stein og grus som starter med steinsprang i fjellveggene, fortsetter med transport ved snøskred og flomskred ned markerte renner i fjellet og ut på taluskjegler som så går sømløst over i steinbreene. Frontene som er omlag 30 m høye. Steinbreene langs Mosehjellan er nummerert fra 1 til 23, på bildet sees steinbre 12 til venstre og steinbre 15 helt til høyre. Dette er de to største steinbreene i området (Berthling et al, Permafrost and Periglacial Processes 9, 1998).  Det meste av frontene viser at steinbreene beveger seg framover: de står i rasvinkel, mangler vegetasjon og bevegelsesmålinger viser at store steiner oppe på kanten aksellererer mot frontskråningen. Det spesielle her er at steinbreene siger ut over en strandflate som er så godt som flat. Allikevel er overflatebevegelsen på steinbreene 2-3 cm i året på steinbre 12 og 15. Den langsomme bevegelsen og de store volumene som er involvert tilsier at steinbreene på Prins Karls Forland har vært i kontinuerlig utvikling i minst ti tusen år. Steinbreen på Hiorthfjellet, som en har flott utsikt til fra Longyearbyen (sentralt i bildet under), beveger seg mye raskere – nærmere 10 cm/år. Dette skyldes sannsynligvis  at denne steinbreen ligger i en ganske bratt skråning.

20130502_105949[red]

Sigebevegelsen i steinbreene er avhengig av en rekke faktorer, der de viktigste er isinnhold og temperatur. Isen blir mye mykere ved høye temperaturer. I Alpene, der steinbreene mange steder inneholder is med en temperatur nær 0 grader Celsisus, har global oppvarming ført til at bevegelsen mange steder har aksellerert. Enkelte av disse beveger seg med hastigheter på mer enn  1 m pr år. På Svalbard er temperaturen ennå så lav at noen aksellererende bevegelse ikke er dokumentert. Et spesielt forhold ved steinbreene er at det meste av bevegelsen foregår i en såkalt skjærsone. Deformasjonen er altså spesielt stor i en ganske tynt lag som gjerne ligger rundt 20 meter nede i steinbreen. Dypere enn skjærsonen er bevegelsen knapt målbar, mens det også skjer deformasjon i den delen av steinbreen som er grunnere enn skjærsonen – om enn mye mindre. Hvorfor det dannes en skjærsone er ikke kjent.

På fastlandet i Norge finnes også aktive steinbreer, men de er ikke spesielt vanlige – selv om det er store områder med permafrost i norske fjell (i Sør-Norge er tommelfingelregelen at det er permafrost over 1450-1500 m i sentrale fjellstrøk). Et eksempel er steinbreen ved Storskrymten i Sunndalsfjella (bildet under, hentet fra norgei3d.no). Denne har en litt annen opprinnelse enn steinbreene nevnt fra Svalbard, og de fleste steinbreer i Norge har en opprinnelse om ligner på dette eksempelet. Her er det morener avsatt av isbreer som har isinnhold stort nok til at de kan begynne å sige uavhengig av dynamikken til breen bak. Slike morener kalles iskjernemorener, og er svært vanlige i permafrostmiljøer. Steinbreer har vært en svært omdiskutert landform, pga uenighet om klassifikasjon. Noen mener at steinbreer kan dannes fra isbreer som blir dekt av løsmateriale på overflaten, også utenfor permafrostmiljøer. Dette er det ikke mange som er enige i nå (se også Berthling 2013, Geomorphology). Derimot vil isen i steinbreer kunne ha svært forskjellig opprinnelse, også bre-is slik det antageligvis er tilfelle på bildet under. Det viktigste er at steinbreene utelukkende finnes i områder med permafrost. Slik kan fossile steinbreer fortelle oss noe om hvor permafrostgrensen kan ha gått tidligere, for eksempel mot slutten av siste istid da deler av landoverflata allerede var smeltet fram fra innlandsisen.

debris covered glacier sunndalsfj

Solifluksjon

Solifluksjon

Solifluksjon er en svært vanlig prosess i såkalte periglasiale miljøer, dvs i fjellområder og polare strøk hvor frostprosesser er viktige. Solifluksjon vil si at det øverste jordlaget siger nedover skråningene akkurat i den perioden hvor jorda tiner. I områder med sesongfrost skjer dette gjerne sen vår/tidlig sommer, mens det i områder med permafrost gjerne foregår noe senere på sesongen. Typisk beveger overflaten seg med 1-10 cm/år, men bevegelsen foregår altså i løpet av en kort periode. Dette siget skaper endel typiske landformer. Bildet over viser solifluksjonslober/tunger (kjært barn har mange navn), men solifluksjon kan også foregå i mer homogene tepper der det bare er fronten som viser landformen – som i bildet fra Svalbard under.

Denne sigebevegelsen skjer fordi isinnholdet i bakken ikke er jevnt fordelt i porene men er konsentrert i islinser. Islinsene dannes under fryseprosessen på høst/vinter når vann fra den ufrosne delen av jorda trekkes opp og inn i den delen av jorda som fryser. I overgangen mellom frossen og ufrossen jord skapes det et kraftig sug som trekker vann oppover. Dette ‘ekstra’ vannet kan fryse i islinser som presser jorda fra hverandre. Det er disse islinsene som forårsaker frostheving i jorda, og jorda kan heve seg mange centimetre i løpet av vinteren. Det er også denne ‘ekstra’ isen som skaper solifluksjon på våren.

Når bakken begynner å tine skjer dette gjerne ovenfra. Det betyr at vann som frigis når isen i bakken smelter, ikke kan renne nedover i jorda – den frosne jorda under hindrer dette. I det tiningen når ned til en islinse får vi derfor en situasjon hvor ganske mye vann kan frigis raskt, i alle fall om tiningen går fort. Derimot er det en grense for hvor raskt den tina delen av jorda kan slippe dette vannet opp mot overflaten. I grov jord er ikke dette noe problem, men der skapes gjerne ikke islinser heller. Men i mer finkornet jord – eller jord med en blanding av grov og fint materiale – vil passasjene mellom mineralkornene være små og bare tillate tilsvarende små vannmengder å slippe igjennom. Enkelt, brutalt og litt unøyaktig kan vi si at jorda da kan vannplane på vannet fra den tinede islinsa. Den geologiske betegnelsen på dette er at vi i en periode får et forhøyet porevannstrykk i en liten sone i jorda. Dette fører til at mineralpartiklene presses fra hverandre, friksjonen blir mindre, jorda blir svakere og vil deformerer under sin egen tyngde. I ekstreme tilfeller kan også en hurtig massebevegelse settes i gang, men i Norge skjer dette vanligvis bare i bratte skråninger, for eksempel i gamle skredsår ned mot elveløp, eller som følge av intens nedbør på delvis frossen bakke. I permafrostområder kan hurtig tining også skape skredutløsning – såkalte aktivt lag utglidning (active layer detachment slide er den internasjonale betegnelsen). Prosessen er da den samme som under solifluksjon, bare at smelteintensiteten er høy og at i overgangen mellom det aktive laget og permafrosten under er jorda spesielt isrik.

DSCN9977

Bildet er fra Kapp Linné på Svalbard. I bunnen av skråningen foran personen på bildet ses et teppe av materiale som siger framover ganske enhetlig. ‘Kanten’ som krysser bildet fra venstre mot høyre er fronten på dette teppet.

Solifluksjon er en svært interessant prosess, fordi den virker over så store områder og alle år. Den kan derfor ha stor betydning for langsiktig landskapsutvikling, fordi den over tid har evnen til å flytte store mengder løsmateriale nedover skråningene – selv i svært slake skråninger slik vi ser over. Dette er et aspekt som ikke har vært mye undersøkt, men i forbindelse med den pågående diskusjonen omkring hvoran Norges fjell egentlig har blitt til og hva som styrer det storskala landskapet i fjellet (http://www.uib.no/geo/nyheter/2012/09/ny-kunnskap-om-formingen-av-det-skandinaviske-landskapet) har dette fått noe oppmerksomhet.