Opinion av Herbert Henkel: Lite ödmjukhet, tack

Publicierad i Ny Teknik 20 juli 2011 på
https://www.nyteknik.se/opinion/lite-odmjukhet-tack-6421420

OPINION
”Lite ödmjukhet, tack”

DEBATT. Herbert Henkel skriver i sin slutreplik till M.Stephen, SGU och  R.Munier, SKB, att man borde akta sig för att vara alltför tvärsäker och lova saker som ska gälla i 100 000 år. Hög ålder på berget vid Forsmark utgör ingen säkerhetsgaranti.

skjuvzoner
1:a ordningens skjuvzoner och höjnings-, sänknings-, och jordskalvszoner zoner från [3]. Mörkgrå – Nordamerikanska litosfärplattan, ljusgrå – Eurasiska litosfärplattan. Gränsen mellan dessa är den Mittatlantiska spridningszonen. De skjuvzoner som segmenterar litosfären i Skandiavien: 1 – den sydligaste 1:a ordningens skjuvzon, 2 Singözonen, 3 – 1:a ordningens skjuvzon i norra Sverige.

skjuvzoner
Singö 1:a ordningens skjuvzon i NO Uppland från [4]. N – norra, S – södra begränsningen av Singözonen. 1 - Forsmarks kärnkraftverk, 2 - lager för lågaktivt avfall, 3 - förslag till lager för högaktivt avfall. J - Jotninsk sandstensgraben, F - Forsmarkszonen med forsmarkslinsen (grå), >200 m Ålandslandsdjupet där det är över 200 m djupt.

skjuvzoner
Forsmarkszonen och Forsmarkslinsen i topografiska kartan från [3]. Röda taggar anger sänkt block. Siffror anger ungefärlig sänkning i meter.

__________________________________

Anledningen till min artikel i Ny Teknik var att Olle Olson på Svensk  kärnbränslehantering, uttalade i flera medier "... vad hände för 100 000 år sedan nere i berget i Östhammar? Ingenting...", ett påstående som inte baseras på fakta.

I debattartikeln pekade jag på geologiska förhållanden som borde utredas bättre och motivera lite ödmjukhet inför problemets svårighetsgrad - att säkert förvara kärnavfall i en skjuvzon under 100 000 år. Berggrundens höga ålder utgör ingen garanti för stabilitet. Det är de pågående geodynamiska processerna som är avgörande - och det är just i det avseendet som SKB:s undersökningar är ofullständiga.

Nu störtar M.Stephen, SKB och R.Munier, SGU gemensamt ut för att försvara sin kollega vars åsikter tydligen också är SKB:s och SGU:s.

Att SGU väljer att samordna sitt svar med SKB diskvalificerar SGU som en opartisk remissmyndighet när det gäller SKB:s ansökan om tillstånd för lagring av kärnavfallet.

Genmälet är osakligt och berör tyvärr inte flera av de aspekter som är kritiska för Forsmarksområdets lämplighet för förvaring av högaktivt kärnavfall. Det är fortfarande upp till bevis för SKB att förvaringslinsen kan vara stabil i minst 100 000 år.

Bland annat saknas följande kunskap:

- Stressfältet i och omkring förvaringslinsen,

- Kopplingen mellan stressfält som kan observeras i borrhål (ofta på mindre

än 1 km djup) och de som kan härledas från jordskalv (som inträffar på ca 20 km djup),

- Förvaringslinsens 3-d form,

- De omgivande skjuvzonernas mekaniska egenskaper.

- Orsaken till de höga bergspänningarna.

- Resultat från gps och seismiska nät.

- Forsmarkszonens funktion och mekaniska egenskaper.

- En simulering av den stress som krävs för att Forsmarkslinsen ska uppkomma.

- En analys av Ålandsdjupets uppkomst som del av Singö 1:a ordningens skjuvzon

- Kopplingen till Norrlandskustens seismiska zon.

Det är också anmärkningsvärt att SKB föreslår förvaringsplats utan att ens avvakta resultaten av de undersökningar som skulle kunna belysa just pågående geodynamik.

Herbert Henkel

Tidigare 1:e statsgeofysiker SGU,  expert för KASAM och universitetslektor på KTH.

Docent allmän och historisk geologi vid Stockholms Universitet

 

1:a ordningens skjuvzoner

Det finns flera SO-NV orienterade skjuvzoner av första ordningen i urbergsskölden, de förekommer med ca 250 km avstånd. De kan ses i höjddata, magnetiska data, tyngdkraftsdata och under senare tid även i seismiska data. Frågan är om dessa zoner har någon funktion i den pågående plattektoniken. Den litosfärplatta som urbergsskölden befinner sig i flyttar sig från den Mittatlantiska spridningszonen med ett par cm per år. Spridningen är inte likformig och har pågått under olika lång tid utmed zonens olika delar. Det vore rätt anmärkningsvärt om inte detta leder till att plattans inre deformeras under tidens gång. Tre av 1:a ordningens zoner i urbergsskölden är aktiva för närvarande. De ligger på ett avstånd av ca 500 km och passar med den segmentering som dels utgörs av höjningsområden i fjällkedjan och dels de mot öster parallella sänkningsområdena som utgörs av Bottenviken+Bottenhavet respektive Vänernområdet. Skjuvzoner som har litosfärdimensioner kan ha bildats långt tillbaka i den geologiska historien och förblivit mer eller mindre aktiva därför att de redan är uppmjukade svaghetszoner.

Den sydligaste av dessa 1:a ordningens skjuvzoner går diagonalt genom Skåne och är bevisligen aktiv – flera jordskalv med magnitud omkring 5 har inträffat under de senaste årtiondena. Det som inträffade 1985 orsakade en förskjutning av litosfärblock över en yta på ca 1.5 km2 på djupet i berggrunden under Skåne.

Den mellersta zonen, Singözonen, sträcker sig från Ålandshav till fjällen i Jämtland och skär genom nordöstra Uppland. Den har inte visat någon större seismisk aktivitet under den korta tid som observationer har utförts i det nationella seismiska nätet. Zonen utgör emellertid den södra gränsen av den seismiskt aktiva zon som går utmed Norrlandskusten. Ett mönster som tydligt kan ses i den jordskalvskarta som återgivits i en KASAM rapport från 2004 [3] och i Sveriges Nationalatlas [5]. Singözonen är därmed en del av ett aktivt deformationssystem i urbergsskölden som ger sig tillkänna genom förekomsten av jordskalv. Området vid Forsmark har dessutom en landhöjning på ca 6 mm per år och tippas därför långsamt upp mot nordväst där landhöjningen är högre.

Den nordligaste av dessa 1:a ordningens zoner i Sverige går från Bottenvikens norra del mot NV genom Norrbotten. Där förekommer de flesta av de sen- eller postglaciala förkastningszonerna [2]. Seismisk aktivitet pågår på djupet i flera av dessa zoner, t.ex. den ca 75 km långa Pärvieförkastningen [5].

Skjuvzoner och skjuvlinser i Singözonen

Singözonen syns både i terrängen som lineament och i flygmagnetiska mätningar i form av lågmagnetiska zoner som omsluter många skjuvlinser av olika storlek [4]. Trots att en del zoner inte kan länkas ihop på ett tydligt sätt, ser man att hela den ca 20 km breda zonen avviker från det sprickzonsmönster som finns i den mot söder angränsande berggrunden i Uppland. Mot öster löper zonen ut i Ålandshav och Ålandsdjupet med en extrem undervattentopografi över 200 m lägre jämfört med omgivande landområden. I Singözonens södra del finns ett mycket tydligt lineament, synligt i topografin och i magnetdata, den ca 30 km långa Forsmarkszonen. Till Forsmarkszonen hör den ovan nämnda Forsmarkslinsen, en lika tydlig ca 10 km lång och 2 km bred i terrängen nedsänkt skjuvlins. Linsens sydöstra spets ligger vid bruksorten Forsmark [3]. Så tydliga morfologiska drag tyder på att de har uppstått ganska nyligen i den geologiska utvecklingen – spåren har inte suddats ut av nedisningar eller den efterföljande landhöjningens stranderosion. Djupet i Ålands hav har inte hunnit fyllas med sediment, vilket är den normala ordningen med alla sänkor som ligger under havsytan.

Nedsänkningen av den fria ytan i Forsmarklinsen tyder på att just denna lins har uppkommit genom isärdragning på grund av tensionsspänningar i Forsmarkszonens riktning. Man känner inte till linsens djup. Antar man att det är 3-5 km (inte orimligt med tanke på de övriga dimensionerna) – så innebär en 10 m sänkning att blocken på ömse sidor har rört sig ca 15 m. Om detta inträffade i samband med ett jordskalv så krävs en magnitud på ca 8 för att orsaka en så stor förskjutning nära jordytan. Om rörelsen sker långsamt med 1 mm per år tar det 15 000 år att ackumulera en rörelse på 15 m.

Vill du läsa mer?

[1] SKB-AR 94-54. Första ordningens skjuvzoner i Sverige.

[2] SKB-TR-88-07. Post glaciala förkastningar i Norra Sverige.

[3] KASAM, SOU 2004-67. Geologiska, geodynamiska och geofysiska undersökningsmetoder.

[4] SGU BRAP. Tektoniska strukturer i nordöstra Uppland.

[5] SNA. Jord och Berg.

[6] KASAM, SOU 2008-70. Slutförvar av kärnavfall.

Debattörens ordlista:

1:a ordningens skjuvzon – en deformationszon med stor utsträckning i litosfären

bergspänning – det tryck som berggrunden utsätts för på grund av tektoniska krafter

Forsmarkszonen – en särskilt framträdande skjuvzon inom Singö zonen

Förvaringslinsen – den lins där kärnavfallet föreslås bli lagrat

GPS nät – ett nät med fasta observationspunkter där avståndet mellan punkterna mäts med GPS teknik vid upprepade tillfällen

litosfär – jordens yttre skikt som är rörligt i förhållande till den underliggande manteln

litosfärplatta – en del av litosfären som rör sig mellan plattgränser av olika art (i urbergsskölden uppskattas litosfärens mäktighet till över 200 km)

lineament – en zon i berggrunden med stor längd som kan ses i olika typer av data, t.ex. höjddata eller magnetiska data

KASAM - Statens råd för kärnavfallsfrågor, numera Kärnavfallsrådet

Mittatlantiska spridningszonen – vår närmaste plattgräns som når in i Arktiska oceanen, därifrån flyttar sig vår litosfärplatta med ca 2 cm per år

morfologisk – landytans former

pågående plattektonik – litosfärplattor som förskjuts över ett mjukt lager i övre manteln

revers förkastning – en blockrörelse i berggrunden varigenom t.ex. en skjuvlins kan krympas

seismiska nät – ett nät med seismografstationer som kontinuerligt registrerar jordskalv ned till mycket små magnituder

sen-eller postglaciala förkastningar – rörelser i litosfären varvid markytan har deformerats under eller efter senaste istiden (de visar sig dock fortfarande vara aktiva)

Singözonen – den 1:a ordningens skjuvzon som ligger i nordöstra Uppland, där den är ca 20 km bred och består av många enskilda rörelsezoner. (Den enskilda deformationszon som ligger mellan kärnkraftsverket och det lågaktiva avfallslagret har också kallats Singözonen)

skjuvlins – en berggrundsvolym som omges av skjuvzoner och som ofta har ett linsformigt utseende både i horisontalled och i vertikalled. En tensionslins orsakar en nedsänkning av markytan. En kompressionslins orsakar att markytan trycks upp.

skjuvzon – område i berggrunden där intilliggande block rört sig i förhållande till varandra på grund av rådande bergspänningar

SKB – Svensk Kärnbränslehantering AB

stupningsvinkel – vinkeln i förhållande till horisontalplanet hos t.ex. en rörelseyta

tektonik, tektoniska krafter – geologiska  processer som orsakar förändringar i berggrundens struktur

urbergsskölden – området i norra Europa med kristallin berggrund som är djupt eroderad