På tokt: Feltarbeid på 3000 meters dyp

Det har vi ofte gjort sammen med forskningsinstitusjoner som Universitetet i Bergen (UiB) og UiT Norges arktiske universitet.

Sommeren 2024 var geolog Stig-Morten Knutsen med MARUM (Center for Marine Environmental Sciences at the University of Bremen) på tokt i nordlige farvann.

Geolog Stig-Morten Knutsen på feltarbeid på Øst-Grønland. (Arkivfoto).

Research Expedition MSM 131: Her forteller Stig-Morten Knutsen om bakgrunnen for toktet, hva forskerne undersøkte og hva de fant ut:

Data er grunnlaget for kunnskap, og nye data kan gi ny kunnskap. Så også for kunnskap om de dype havområdene på den utvidede norske kontinentalsokkelen som er åpnet for havbunnsmineralaktivitet.

Juridisk regnes den norske kontinentalsokkelen fra territorialgrensen ved 12 nautiske mil fra land og ut til yttergrensen for sokkelen eller avgrensningslinjen som er avtalt med annen stat. Ut til 200 nautiske mil overlapper kontinentalsokkelen og den økonomiske sonen.

Norsk jurisdiksjon over sokkelen utenfor 200 nautiske mil hviler på godkjennelse fra FNs kontinentalsokkelkommisjon. Det norske kravet på utvidet sokkel ble opprinnelig godkjent i 2009. Da ble 235 000 kvadratkilometer utenfor den økonomiske sonen lagt til den norske kontinentalsokkelen i Norskehavet, Barentshavet og Polhavet. 

Skal man arbeide med naturressurser, er det greit å ha arbeidet med naturen. Det er tross alt naturen som definerer og sørger for ressursene – for eksempel olje, gass eller mineraler. Flere har vært så heldige å få delta på geologiske feltarbeid for å kartlegge, samle data og bedre forstå utvikling og dimensjoner av strukturer og reservoarer. Slik kan vi bli bedre til å finne, utvikle og forvalte petroleumsressurser.

Fant hydrotermal kilde

Mange av prinsippene for petroleums-geologisk feltarbeid gjelder også for mineraler – for oss i Sokkeldirektoratet havbunnsmineraler. Havbunnsmineraltokt har flere av de samme formålene som feltarbeid på land.

I 2022 gjennomførte MARUM, med deltakelse fra Sokkeldirektoratet, et fire ukers vitenskapelig tokt hvor det ble oppdaget en ny hydrotermal kilde og tilhørende sulfider/metaller i den nordlige delen av norsk sokkel. Funnet ble gjort i et område vest for Longyearbyen, og feltet ble kalt Jøtul.

Fenris er en av fire aktive hydrotermale kilder på Jøtulfeltet. Det svarte vannet er over 300 grader Celsius og har med seg metaller og mineraler som felles ut på havbunnen.

Hydrotermiske undervannskilder er mineralrikt varmt saltvann og gasser som strømmer ut av sprekker i vulkanske områder på havbunnen i randsonen mellom kontinentalplater. Forholdene er ekstreme, uten lys, og med høyt trykk og høy eller lav temperatur.

Nytt tokt med MARUM

I 2024 skulle MARUM tilbake på Jøtulfeltet, toktet startet 17. august i Reykjavik. Etter bytte av mannskap – og forskere – på Island, ble kursen satt nordover mot Framstredet mellom Svalbard og Grønland. Til sammen var det omkring 50 personer om bord – halvparten mannskap og halvparten forskere; flest fra Tyskland, noen fra Portugal, Hellas, India og Peru – og en fra Norge og Sokkeldirektoratet.

Framme ved Jøtul var noe det første som ble gjort å ta opp 15 OBS-er (ocean bottom seismometer). Dette er lyttesystemer som hadde stått på havbunnen i omkring ett år, og som har registrert bevegelser i jordskorpa, for eksempel små jordskjelv som er vanlige langs den spredningsryggen hvor Jøtul befinner seg. Ved å studere disse kan man få en bedre forståelse av den storskala utviklingen av området – som igjen kan fortelle om utviklingen av Jøtul, og kanskje hvilke metaller og mineraler som kan finnes der.

Det viktigste verktøyet vi hadde for utforskning og kartlegging var ROV (remote operated vehicle), en fjernstyrt undervannsfarkost som samlet ulike prøver, tok bilder og film og som kunne undersøke havbunnen på en grundig måte.

Her er en film som viser båten, ROV og litt av det vi fant på havbunnen.

Det ble samlet flere detaljerte fotomosaikker som igjen brukes til å lage 3-D modeller av skorsteiner og sulfidfelt, og det ble samlet mange steinprøver for videre analyse.

Gyme er en annen av kildene på Jøtul hvor varmt vann strømmer ut og det bygges opp slike skorsteiner. Denne er omkring halvannen til to meter høy.

Sterke fagmiljø

Som innenfor petroleum er de tyske fagmiljøene sterke på geokjemi, og det samme gjelder for geokjemiske analyser relatert til hydrotermale kilder og oseanografi (studiet av jordens hav og sjøer). 

Det ble blant annet samlet mye CTD (conductivity, temperature and depth), et system som måler fysiske, kjemiske og biologiske karakteristika i vannet/vannkolonnen, og KIPS (Kiel Pumping System). Som også innenfor petroleumssystemer, kan geokjemi ved havbunnsmineral-undersøkelser fortelle om opphav, sammensetning og mulig kilder for ressursene – det vil si sulfidene/mineralene.

De dagene vær – egentlig bølgehøyde – gjorde det umulig å sette ut ROV, ble det samlet inn mye havbunns- og sedimentprøver. Til sammen ble det tatt omkring 35 stasjoner med slike prøver i et rutenett over Jøtulfeltet. Det betyr at Jøtul kan gi en god pekepinn om og forventning til hvordan sedimenter, geologi og ikke minst biologi på et slikt sulfidfelt kan utvikle seg. 

På Yggdrasil danner det varme vannet store «flenser» på flere meter, og på undersiden av disse danner det varme, strømmende vannet en «speileffekt» når det flommer ut.  

På dypt vann

På toktet var det med biologer fra UiB og UiT, og vi samlet prøver av svamper, foraminiferer og rørormer. Utbredelse og typer av dette blir også viktig å se i sammenheng med hvilke biologiske karakteristika for hydrotermale felt, både de aktive og inaktive delene.

I tillegg til detaljert kartlegging på Jøtulfeltet ble det to turer til Molloydypet, det dypeste området på norsk sokkel (5569 meter), nordvest for Spitsbergen. Der dykket vi med ROV på et gasshydratfelt – det vil si frossen gass som ligger som krystaller i sedimentene på havbunnen. Også der laget vi foto-mosaikk og tok ulike geologiske og geokjemiske prøver.

På havbunnen i Molloydypet skaper gasshydrater og bakteriematter et fascinerende landskap.

Feltarbeid på Spitsbergen eller Grønland, eller i dette tilfellet mellom de to øyene, har mange ulike fasetter i tillegg til det faglige. Det er vær og vind – for oss sjø og bølgehøyde, mye i kuling, tidvis i storm – det er avstander og logistikk: å gjennomføre denne type tokt krever at man kjenner til og kan stole på utstyret man skal bruke. Ikke minst krever det også at man kan stole på hverandre og at det er et godt og velfungerende miljø om bord. Det var det absolutt på Maria S. Merian. I tillegg til innsamling av data og ny kartlegging hadde vi en rekke faglige diskusjoner og presentasjoner.

Fem uker er ganske lang tid. Det er mye sjø og langt til land. Jeg dro da det var grønt og sommerlig, jeg kom hjem til høst med gule, røde og andre flotte farger. Det var mye blågrå himmel og hav på toktet, så det var greit å oppleve flere fargenyanser!