Deglasiasjon av Van Keulenfjorden, Svalbard, de siste 130 år : Brefrontvariasjoner og glasiale prosesser

Fronten av fire tidevannsbreer utgjør kalvingsbukta innerst i Van Keulenfjorden, en 43 km lang nordvest-sydøst orientert fjord sydvest på Spitsbergen. Zawadskibreen, Nathorstbreen, Liestølbreen og Doktorbreen går sammen og danner en kalvende brefront innerst i fjorden. De siste årene har denne fronten vært splittet i to av Arrheniusfjellet. Halvveis inn i Van Keulenfjorden ligger de proksimale delene av Nathorstmorenen (ca. 30 km2), som viser brefrontens antatte utbredelse under Den lille istid, rundt år 1870. Looped moraines på breoverflaten og stablede lag av proglasiale sedimenter tyder på at breene har vært igjennom surge. Brefremrykket i perioden før 1870 var trolig en kombinasjon av økt posistiv massebalanse under Den lille istid og et surgefremrykk av èn eller flere av brestrømmene som utgjør den kalvende brefronten. Etter 1870 har et areal på om lag 100 km2 blitt isfritt etter at brefronten har trukket seg innover i fjorden. Med flybilder og topografiske kart som grunnlag er et deglasiasjonskart over indre Van Keulenfjorden produsert. Dette deglasiasjonskartet gir informasjon om hvor brefronten har stått ved forskjellige, gitte tidspunkter. Frem til år 2002 er 14 brefrontposisjoner avtegnet på kartet. Gjennom den 132 år lange perioden disse 14 posisjonene dekker, har brefronten aldri rykket frem, kun trukket seg tilbake, innover i fjorden. Totalt har tilbaketrekningen vært på mer enn 20 km på det meste, fra 1870 til 2002. Tidligere studier av tidevannsbreer, da særlig i Alaska, tyder på at klimatiske endringer har lite å si for fluktuasjonen av denne typen isbre. Størstedelen av massetapet foregår som kalving, og produksjonen av isfjell er dermed viktigere enn selve issmeltingen på overflaten. Både teoretiske tilnærminger og observasjoner ute i felt viser at klimaet kan sette i gang et fremrykk eller en tilbaketrekning, men omfanget og varigheten av prosessen styres av andre variable. De viktigste variablene antas å være sedimentasjon og vanndyp ved fronten av breen, og fjordgeometri generelt. I denne oppgaven er vanndypet i Van Keulenfjorden målt langs et 19 km langt profil ved hjelp av penetrasjonsekkolodd. Fjordbunnstopografien er dermed kartlagt langs et kontinuerlig profil som strekker seg fra den submarine delen av endemorenen, ca. halvveis inn i fjorden, og inn til den posisjonen brefronten hadde rundt år 1990. Topografien er preget av rygger og forsenkninger av varierende dimensjoner. Maksimalt vanndyp langs profilet er 48 m, og på det grunneste er vannet kun 7 m dypt. Informasjon om temperaturendringer i området er samlet inn, og fjordgeometri, sedimentasjon og surge er i tillegg vurdert som kontrollerende faktorer på tilbaketrekningen av tidevannsbreene innerst i Van Keulenfjorden. Resultatene i denne oppgaven viser at hastigheten på tilbaketrekningen har variert fra et maksimum i 1961, på 300 m/år, til et minimum i 2002, på 25 m/år. Disse verdiene er målt langs ekkoprofilet midt i fjorden. Måles tilbaketrekningen ut mot sidene av fjorden, ser verdiene noe annerledes ut. Nord i fjorden har tilbaketrekningsraten de siste årene økt mot en verdi i 2002 på ca. 180 m/år. Deglasiasjonen av fjorden var størst de siste 66 årene av den studerte perioden. Fra 1936 til 2002 ble 55 av de totalt 100 km2 isfritt. Fra 1990 til 2002 har også deglasiasjonsraten økt, med 0,3 km2/år. Det er dermed ingen ting som tyder på at brefrontene innerst i fjorden er på vei til å stabiliserer seg. Av de faktorene som er vurdert her, er vanndypet ved fronten den variabelen som styrer tilbaketrekningsraten i størst grad. Abstract Four large tidewater glaciers are terminating in Van Keulenfjorden, southern Spitsbergen. In 1870, during the Little Ice Age, the grounded calving front of these glaciers ended 20 km further out in the fjord. Since then, an area of approximately 100 km2 is deglaciated, and the deglaciation pattern is mapped in this Master thesis. Aerial photographs and topographic maps have provided the production of a deglaciation map, which shows how the glacier front has retreated from the year 1870 until 2002. The objective of this study is to document and describe how the deglaciation of the fjord has proceeded, and to understand which processes that are controlling the glacial retreat. The focus is mainly set on the retreat, how this took place, bathymetry/fjord floor topography and water depth by the glacier front and climate changes in the area. In addition to these elements, some other tidewater fronts in Spitsbergen are studied to show how an arctic environment dominated by calving, grounded glacier fronts look like. The Echo sounding measurements show that the fjord floor topography is dominated by ridges and troughs of different size. The maximum depth along the echo profile is 48 m, and the minimum depth is 7 m. In 1961 the calving glacier front reached the deepest part of the fjord, and at this time the retreat rate also reached a maximum value (300 m/yr). In general, the fastest retreats appeared in periods when the glacier front terminated in relatively deep water. This relationship between retreat rate and water depth at the glacier front is clear throughout the whole period, and water depth is the most important controlling factor on retreat of the glacier front in Van Keulenfjorden. A tidewater glacier retreat is therefore not necessarily a climatic signal