Påverkan av klimatförändringar

Förståelsen för hur olika klimatförändringar kan komma att påverka den långsiktiga säkerheten i slutförvaren är ett viktigt resultat från SKB:s säkerhetsanalyser. I samband med de senaste säkerhetsanalyserna för Kärnbränsleförvaret och Slutförvaret för kortlivat radioaktivt avfall (SFR) har vi uppdaterat kunskapsläget om klimatet och dess effekter. Flera nya studier har genomförts sen tidigare säkerhetsanalyser.

Istider varierar

I ett projekt har vi studerat sjösediment från en lokal i norra Finland från olika perioder under den senaste istiden. Sjösedimenten fungerar som ett geologiskt klimatarkiv och kan berätta hur klimatet har varierat historiskt, både under kalla och varma perioder under senaste istidscykeln.

Resultaten visar att klimatet under en istid kan variera förvånansvärt mycket. Mitt under pågående istid förekom kortare och längre perioder med mycket varmt klimat, med lufttemperaturer i norra Skandinavien som var lika varma som dagens. Dessa så kallade interstadialer avbröt ett annars mycket kallt istidsklimat. De varma interstadialerna gjorde att inlandsisen smälte snabbt och minskade så mycket i storlek att större delen av Skandinavien, under vissa perioder, blev nästintill isfritt. Under den sista av dessa perioder under senaste istiden kallad Marina isotopstadium 3 (59 000-24 000 år sedan), täckte isen i princip bara fjällkedjan. Efter denna period blev klimatet kallare igen och inlandsisen började växa till, för att nå sin maximala storlek för cirka 20 000 år sedan. Studierna har visat att både klimat och inlandsis var betydligt mer dynamiska under den senaste istiden än man tidigare antagit.

Havsnivåförändringar

Precis som under kallare perioder, kan även ett varmare klimat ge påverkan på förvarens drift eller funktion. Varmare klimat kan påverka havsnivån och därmed också strandlinjeförskjutningen, det vill säga nettoeffekten av landhöjning (s.k. isostatisk höjning) och havsytans förändring. Vi sammanställer regelbundet all ny relevant information som det vetenskapliga samhället kommer fram till vad gäller havsyteförändringar och kombinerar med egna modellstudier för att beräkna tänkbara förhöjda havsnivåer fram till år 2100.

Resultaten används bland annat för att utforma förvarsplatserna i Forsmark så att slutförvaren kan motstå högre havsnivåer under deras bygg- och driftskedet. Resultaten från forskningen kring havsnivåer på längre sikt, många tusen år framåt i tiden, används i säkerhetsanalyserna bland annat för att analysera hur fördelningen av land och hav på Forsmarksplatsen förändras över tid, och därmed förändras också människans möjlighet att leva på och utnyttja platsen.

Ständigt frusen mark

Permafrost, det vill säga ständigt frusen mark, kan bildas under så kallade periglaciala perioder med kallt torrt klimat. Detta tillstånd påverkar grundvattnets flödesmönster eftersom frusna delar av berggrunden kan bli näst intill ogenomsläppliga för grundvatten, medan eventuellt kvarvarande ofrusna delar fortfarande kan ha ett grundvattenflöde. Även grundvattnets kemiska sammansättning kan påverkas av bildandet av permafrost, genom utfrysning av salt när grundvattnet fryser. För olika klimatfall simulerar vi vilken utbredning permafrosten får i Forsmark och till vilka maximala djup den når. Utifrån detta beräknar vi effekterna på grundvattenflödet och grundvattenkemin och analyserar även vad som händer om och när olika delar av förvaren fryser.

För säkerhetsanalysen för det relativt grunda förvaret SFR analyserar vi även tidigaste tänkbara framtida period när frysning av förvaret skulle kunna ske. Analysen baseras på kunskap om framtida förändringar i solinstrålning mot jorden samt på olika tänkbara scenarier för hur mycket koldioxid atmosfären skulle kunna innehålla. Resultaten visar att man inte kan utesluta att grund permafrost bildas i Forsmark om cirka 17 000 år, men att betongen i SFR då fortfarande inte skulle frysa eftersom den har en lägre frystemperatur än vatten . Resultaten visar också att både grundvatten och SFR:s betongstrukturer skulle kunna frysa vid en ännu kallare period som förväntas inträffa om cirka 54 000 år. Säkerhetsanalysen visar dock att betongen i SFR vid denna tidpunkt är så pass degraderad av andra processer att frysningen inte spelar någon roll.

Glacial hydrologi

SKB har tillsammans med sina systerorganisationer i Finland (Posiva) och Kanada (NWMO) bedrivit ett större projekt på Grönland för att studera hur en inlandsis påverkar de hydrologiska förhållandena i området, inklusive förhållandena på förvarsdjup för ett kärnbränsleförvar. Detaljerade studier av inlandsisens hydrologi (på, i och under isen), hydrologin och geokemin i berget samt hydrologin och geokemin framför inlandsisen, har genomförts. Resultat från fältstudierna på Grönland kommer att användas när vi i framtida säkerhetsanalyser analyserar effekterna av periglaciala och glaciala perioder på de olika slutförvarens långsiktiga säkerhet.

Is och vatten flyttar material

När en inlandsis ligger över ett område kan det vara så att isen glider fram över markytan så att denna eroderas och material förflyttas från en plats till en annan. Det sker en nednötning av bergytan över tid. En viss nednötning sker också under varma isfria perioder genom till exempel inverkan av vittring och rinnande vatten . SKB har undersökt och kvantifierat hastigheten hos olika nednötningsprocesser i Forsmark under tidsperspektivet 100 000 år till 1 000 000 år. Detta har gjorts genom olika metoder, bland annat genom analys av hur bergytans former utvecklats över tid och genom så kallade exponeringsdatering och erosionsmodellering där isotopprover tagits från bergytan på olika platser i Forsmark och Uppland.

Resultaten visar att urbergsytan i Forsmark, generellt sett, enbart har varit utsatt för svag glacial erosion under de istider som rått under de senaste en miljon åren, och att den med största sannolikhet skulle vara det även under kommande nedisningar långt in i framtiden. En av orsakerna till att den glaciala erosionen historiskt sett varit så låg i Forsmark, och att förväntas vara det även i framtiden, är att landskapet utgörs av en mycket flack urbergsyta, där glaciala erosionsprocesser har svårt att bli effektiva. Undantag från det utgör de områden som hyser större sprickzoner i berget, vilka gör berggrunden mer mottaglig för erosion. Här kan en kraftigare framtida glacial erosion förväntas. Sådana områden ligger dock inte i anslutning till slutförvaren.