Snow Avalanches on Svalbard: Investigating changes in depositional patterns and their palaeoclimatic significance

Abstract

Snøskred er en viktig geomorfologisk prosess i Arktisk, og snøskredvifter er en påfallende landform som forekommer under fjellplatåene i sentrale Svalbard. Tidligere studier av snøskredvifter i områdene rundt Longyearbyen har bemerket seg de lyse, nylige snøskredavsetningene som er avsatt over eldre, mørkere og mer omfattende skredvifter (Eckerstorfer, 2013; De Haas et al., 2015), men ingen forklaring på denne observasjonen eller oppfølgingsstudier vært utført. De tilsynelatende endringene i skredstørrelse og utløpslengde gjennom Holocen, som er gjenspeilet i fargen på overflateavsetningene til dagens skredvifter, ble undersøkt i denne masteroppgaven. Geomorfologisk kartlegging ble gjennomført i september 2019 og sammenlignet med fjernmålinger for å kvantifisere endringer i størrelse av avsetningslengde mellom de eldre og nyere skredavsetningene. Resultatene viser at de eldre avsetningene hadde i gjennomsnitt 33% lengre utløpslengde. Utløpslengden til snøskredene ble rekonstruert i det to-dimensjonale numeriske snøskredmodellen RAMMS, med det overordnende målet å belyse hvilke klimatiske og meteorologiske forhold som var nødvendige for å gjenskape de historiske skredene. Resultatene fra denne masteroppgaven antyder at de større snøskredene fra tidligere tid, mest sannsynlig var forårsaket av en økning i nedbør, muligens i kombinasjon med en endring i dominerende vindretning. En annen medvirkende faktor kan være en reduksjon av milde perioder i løpet av vinteren i tidligere tid, sammenlignet med dagens klima i sentrale Svalbard. Mangelen på milde perioder vil resultere i mer homogent snølag med færre svake lag i øvre del av snølaget, kan føre til veldig store skred som løsner hele snølaget. I dag løsner skred i den øvre delen av snølaget på grunn av islag. Resultatet fra denne studien antyder også at skred forårsaket av skavler ikke er nødvendig for dannelsen av snøskredvifter i sentrale Svalbard, ettersom en stor skredvifte i Adventdalen tolkes til å ha blitt utviklet av våte flakskred som har løsnet store deler av snølaget, under andre klimatiske forutsetninger.

Snow avalanches are important geomorphological agents in the High Arctic, and snow avalanche fans are striking landforms that occurs below the mountain plateau margins of central Svalbard. Earlier studies of avalanche fans in the Longyearbyen area noted that light-coloured, recent avalanche debris is commonly draped on the surface of darker, more extensive and thus older avalanche fans (Eckerstorfer, 2013; De Haas et al., 2015), but no explanation for this observation nor follow-up studies were performed. This apparent changes in avalanche size and runout length during the Holocene, is reflected in the surface colour of the avalanche fans today, was investigated in this thesis. Geomorphological mapping conducted in September 2019 is compared to remote sensing data to quantify changes in fan size and runout lengths between the older and more recent avalanche deposits. Results show that the older deposits has on average 33% longer runout lengths. Avalanche runouts were then reconstructed using the twodimensional numerical avalanche model RAMMS, with the overall aim of elucidating what climatic and meteorological conditions were necessary to produce the larger avalanches in the past. The findings from this study suggest that the larger avalanches of the past were most likely caused by an increase in precipitation, possibly in a combination with a shift in prevailing wind direction. Another contributing factor may be that there were fewer winter warming events in the past compared to today's climate in central Svalbard. Today, avalanche release is restricted to the upper part of the snowpack due internal ice layers. Lack of warming events would result in a more homogeneous snow pack with fewer shallow failure surfaces, which would allow the entire snowpack to fail, resulting in much larger avalanches than are common today. The results of this study also suggest that cornice fall avalanches are not necessarily a requirement for avalanche fan development in central Svalbard, as a large avalanche fan in Adventdalen is interpreted to have been developed by full-depth wet slab avalanches under a different climatic setting than today.