Nya rön om inlandsisars tjocklek

Under förrförra istidens maxskede, för ungefär 140 000 år sedan, låg inlandsisen tjock över vårt land och över Forsmark. Tillsammans med italienska forskare har SKB undersökt inlandsisens maximala tjocklek under denna istid, som hade den största inlandsis som vi känner till under den så kallade Kvartärperioden, det vill säga de senaste 2,5 miljoner åren.

Den maximala nedisningen av Skandinavien och Nordeuropa inträffade inte under den senaste istiden, som kallas Weichsel, utan under istiden dessförinnan, under den så kallade Saaleglaciationen. För 140 000 år sedan nådde den istiden sitt maximum, och inlandsisens utbredning och tjocklek var som mäktigast.

Jens-Ove Näslund är klimatexpert på SKB.

– Inlandsisar byggs generellt sett upp gradvis och i flera perioder under en istid, och mot slutet av den istiden var isen som allra störst, berättar SKB:s klimatexpert Jens-Ove Näslund.

Men inlandsisen s maximala tjocklek har man egentligen inte vetat så mycket om tidigare. Inte förrän SKB på allvar började undersöka saken.

– Ingen annan har intresserat sig för det här på det sättet och med den noggrannhet som vi gör. Man har aldrig tidigare tittat så noga på den här maximala inlandsisen för att få ett bra mått på istjockleken, säger Jens-Ove Näslund.

Påverkar trycket på Kärnbränsleförvaret

Men för SKB är det en viktig fråga. Vi måste visa att hållfastheten hos kapslarna i Kärnbränsleförvaret klarar att stå emot trycket även under perioder med maximal inlandsis ovanför det planerade Kärnbränsleförvaret i Forsmark.

Analysen har utförts av en italiensk forskargrupp ledd av Florence Colleoni, en av de främsta experterna i världen på rekonstruktioner av inlandsisar under Saaleperioden. Först användes en klimatmodell för att simulera klimatet för 140 000 år sedan, bland annat baserad på faktorer som jordens banparametrar vid den tidpunkten (något som påverkar solinstrålningen mot jorden) och halten av växthusgaser i atmosfären. Därefter användes det simulerade klimatet som ingångsdata till ett stort antal simuleringar av själva inlandsisen.

– Det handlar om mycket komplexa beräkningar och superdatorn som användes för beräkningarna i vår studie har räknat i nio månader för att simulera klimatet för den aktuella perioden, förklarar Jens-Ove Näslund.

I klimatsimuleringarna gjordes olika antaganden om utbredning och tjocklek hos andra inlandsisar på norra halvklotet. Ett exempel är den nordamerikanska inlandsisen, vilken man inte vet hur stor och tjock den var under Saaleglaciationen. Därför gjordes klimatsimuleringar både med en stor och en liten nordamerikansk is för att se hur det påverkar klimatet och inlandsisen över norra Europa.

God vetenskaplig grund

Resultaten från studien visade att inlandsisen som mest kan ha varit upp emot 4000 meter tjock över Forsmark under det maximala skedet av Saaleglaciationen.

I studien genomfördes ett stort antal känslighetssimuleringar med inlandsismodellen för att täcka upp för alla de osäkerheter som finns i data som går in i simuleringen. Många av simuleringarna resulterade i istjocklekar över Forsmark som var betydligt mindre än 4000 meter. Men i enlighet med att vi behöver vara pessimistiska i vår analys när vi hanterar osäkerheter, så är det den mäktigaste istjockleken, cirka 4000 meter, som vi använder i den vidare analysen. Den stora skillnaden mot tidigare säkerhetsanalyser är att vi nu har god kontroll på de osäkerheter som påverkar istjockleken i simuleringarna, och att vi därför på solid vetenskaplig grund kan använda de här resultaten i relation till den viktiga frågan om kapslarnas hållfasthet och design.

Framtida isar

Med hjälp av det vi nu vet om historien kan vi göra olika antaganden om hur klimatet skulle kunna variera i framtiden, och då också hur tjocka kommande inlandsisar maximalt skulle kunna bli över Forsmark. Studier från 2010 har visat att det kallaste klimatet under de kommande en miljon åren skulle kunna inträffa under en period med mycket låg solinstrålning som kommer inträffa om runt 890 000 år.

Den nedisning som andra har simulerat för denna framtida period är betydligt mindre än den vi rekonstruerat för Saaleglaciationen. Därför är det rimligt att i SKB:s analys av förvarssäkerhet göra antagandet att isen under kommande en miljon åren inte blir tjockare än vad vi sett de senaste 2,5 miljoner åren. Och därmed också rimligt att använda sig av Saaleglaciationens maximala istjocklek som ett gränssättande mått på maximal istjocklek över Forsmark i Framtiden.