Grønlands undergrund er endnu koldere, end forskerne troede

12-05-2022

Geotermiske varmestrømninger i undergrunden i og omkring Grønland har været underbelyst indtil nu, hvor et stort hold forskere har samlet den eksisterende viden i en ny database og varmemodel for hele området. Noget, der både kan bruges til udvikling af grøn, geotermisk energi og til generelt at forstå regionen bedre.

Boring tæt ved Sisimiut som dem, der er indhentet geotermiske data fra til den nye model og database. Foto: DTU

Der er i gennemsnit endnu koldere under Grønland, end man tidligere har troet. Det er en af konklusionerne på et stort videnskabeligt studie, der netop er udkommet i tidsskriftet Earth System Science Data (ESSD) af et internationalt forskerhold ledet af De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS).

Forskerne har lavet en ny database og tilhørende computermodel over geotermisk varme ved at samle al den data, der er produceret fra Grønland gennem årtier, men hvoraf meget ikke er blevet koblet sammen før. Det involverede en betragteligt gravearbejde i det, der kaldes ’den grå litteratur’. For eksempel gamle rapporter med geotermiske målinger, som ikke uden videre kan søges frem på nettet. Det tilvejebragte en hel del data, som ikke tidligere har været inkluderet i geotermiske modeller for Arktis. Ved hjælp af maskinlæring har forskerne samlet de eksisterende data og brugt dem som baggrund til at lave et geotermisk kort over strømningerne i hele området.

Her har forskerne fundet ud af, at det gennemsnitlige varmeflow fra Jordens indre og op gennem terrænet er 44 mW/m2 (milliwatt, som er en tusindedel af en watt, pr. kvadratmeter). Hvilket er væsentligt lavere, end tidligere varmemodeller har regnet sig frem til med det hidtil begrænsede datagrundlag. Den nye datamodel består af 419 datapunkter, hvoraf de 129 ikke har været inkluderet før.

Kort over den gennemsnitlige geotermiske varmestrøm fra undergrunden i Grønland og arealet omkring. Kortet er lavet ved hjælp af maskinlæring. Bemærk de relativt varme områder ud for sydvestlysten, hvor det potentielt kan give mening at undersøge muligheden for at udnytte geotermisk energi til byerne i området. Det generelle billede er dog, at undergrunden på selve det grønlandske fastland er koldere end oprindeligt antaget. Kort: Colgan and Wansing, 2022

Hotspots ud for vestkysten 

Generelt set ser det altså ud til, at Grønlands undergrund er koldere, end man troede, men den nye model viser faktisk også, at nogle områder er overraskende varme. Nemlig områder i havbunden, som for nylig (i geologisk tid) er løftet op fra undergrunden og dermed stadig er i gang med en langsom afkøling. Hvilket – påpeger forskerne – potentielt kan være gode nyheder for befolkningen i de områder.  

“Området ud for vestkysten har en varmestrømning, der er tre gange højere, end vi ser længere inde på fastlandet. Så her kunne det give mening at undersøge muligheden for at høste den geotermiske energi til brug i lokalsamfundene,” siger førsteforfatter og seniorforsker hos GEUS William Colgan.

Et dynamisk område

Dette lidt brogede billede af varmestrømningerne i Grønlands undergrund viser ifølge William Colgan, hvor meget vi stadig har at lære om regionen.

”Grønland og området omkring er en regulær geotermisk 'freak zone'. Helt i syd ligger ældgammelt, stabilt grundfjeld, hvor varmestrømmen er ret lav. Lige mod øst derfra har du den Midtatlantiske Ryg og Island med høj vulkansk aktivitet og høj geotermisk varmestrømning. For ikke at nævne tilstedeværelsen af Indlandsisen. Alt sammen faktorer, der tilsammen giver en temmelig usædvanlig geotermisk region.”

Usædvanlig og dermed ekstra vigtig for forskerne at forstå, tilføjer han.  

Blandt andet spiller geotermisk varmestrømning ind i afsmeltningen af Indlandsisen fra bunden. Noget, som William Colgan og kollegerne er meget interesserede i at forstå bedre. Samtidig pointerer han, at det faktum, at Grønlands undergrund er koldere end forventet, ikke ændrer ved den afsmeltning, forskerne rent faktisk måler.

Vi kan lige så godt tage havet med

Til at starte med var det faktisk samspillet mellem varmen fra undergrunden og isen, der fik forskerne til at starte projektet. Når de ledte efter undergrundsvarmedata fra Grønland, blev det hurtigt klart, at det var et temmelig underbelyst område. Eller I hvert fald uorganiseret.

William Colgan fortæller, at der sådan set har været en hel del indsamling af geotermiske data fra området gennem tiden, men fra et væld af forskellige projekter med forskellige fokuspunkter. For eksempel olieindustrien, der har ledt efter lommer med olie og gas, hvor geotermiske data kan pege på de rigtige områder. Eller geotermiske målinger taget med henblik på undersøgelser af permafrost. 

“Mere eller mindre alle inden for geoscience i Arktis bruger geotermiske data på en eller anden måde – der har bare ikke været nogen, før nu, der har samlet alle de data til ét samlet billede.”

Jo mere forskerne talte med kolleger fra andre forskningsfelter med feltarbejde i Grønland, des flere 'uopdagede' data fandt de frem til. Først var fokus på data fra under Indlandsisen, men siden på resten af Grønland. Og til sidst også havbunden.  

”Til sidst tænkte vi, at vi lige så godt kunne tage havet med og få samlet informationen for hele området én gang for alle,” siger William Colgan.

16 institutioner fra otte lande

På den made blev det, der startede som en forholdsvis sluttet flok af GEUS-glaciologer, til et internationalt hold af forskere fra mange forskningsfelter og -institutioner: hele 16 universiteter og forskningsinstitutioner fra otte forskellige lande. 

Selvom den nye database ganske vist er en stor landvinding, er der selvfølgelig plads til forbedring. Grønland er så varieret i sin geologi og tilhørende fysiske processer, at der uundgåeligt vil være store variationer i geotermiske strømninger fra område til område. Noget, der skal belyses og underbygges endnu bedre med flere data, påpeger studiets andenforfatter, ph.d.-studerende Agnes Wansing fra Kiel University.

”For eksempel er der stadig kun ganske få datapunkter fra de indre dele af Grønland, så deres rolle i de maskinlæringsbaserede modeller vejer for eksempel uforholdsmæssigt tungt.”

Holdet undersøger nu muligheden for at skaffe måleinstrumenter, som kan sendes med ud på forskningsskibe, der skal på togter rundt om i Grønland.

”På den måde kan vi forhåbentlig hurtigere få fyldt hullerne i kortet ud,” siger William Colgan.

Overblik over datapunkterne i studiet, herunder placering og type. Ved gule punkter har holdet gentolket data, der indgår i modeller hos the International Heat Flow Commission (2018) og lignende studier. Den stiplede linje viser forsøgsområdet, som er 500 km fra kysten, dog med et par undtagelser i Canada, hvor data fra gletsjere er medregnet. Kort: Colgan and Wansing, 2022

William Colgan
Seniorforsker
Glaciologi og Klima
Johanne Uhrenholt Kusnitzoff
Redaktør
Presse og Kommunikation
Telefon91333954

Data og publikation

Studiet ‘Greenland Geothermal Heat Flow Database and Map’ er udgivet i ESSD

Database og gridded heat flow model samt andet materiale er tilgængeligt på GEUS' Dataverse.

Samarbejdspartnere

  • De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS)
  • Institute of Geosciences, Kiel University, Tyskland
  • Dalhousie University, Canada
  • Department of Civil Engineering, DTU
  • National Space Institute, DTU
  • DHI Sverige, Sverige
  • Cryospheric Sciences Lab, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA
  • Icelandic Geosurvey, Island
  • Faculty of Built Environment, Tampere University, Finland
  • Helmholtz Centre Potsdam, German Research Centre for Geosciences, Tyskland
  • Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company, Sverige
  • Center for Earth Observation Science, University of Manitoba, Canada
  • Department of Geography, Københavns Universitet
  • Planetary and Magnetospheres Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center, USA
  • Department of Geoscience, Aarhus Universitet
  • Asiaq – Greenland Survey, Grønland