Institutionen för geovetenskaper

Vetenskaplig borrning

Jordens utveckling har upptecknats både i berg och oceanernas sedimentlager. Kunskap om Jordens historia är nödvändig i flera avseenden, bland annat för att tillhandahålla kunskap om hållbar utvinning av råvaror, klimatets utveckling på olika tidsskalor, hur dynamiska processer i jordskorpan kan leda till naturkatastrofer, samt hur ekosystem är uppbyggda och hur mänsklig aktivitet kan påverka känsliga ekosystem. Det är kostsamt att alstra geovetenskaplig kunskap som kräver information från berggrunden i underjorden. Borrningar är ofta det enda sättet att direkt provta och samla in mätdata från berggrunden. Men det krävs avancerad infrastruktur för att bedriva borrningar i såväl havsbottnar som på kontinenterna. Därför har två internationella vetenskapliga borrprogram vuxit fram, International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) och International Ocean Discovery Program (IODP). Sverige är medlem i båda organisationerna, och nationella insatser och intressen koordineras i Svenska vetenskapliga borrprogrammet (Swedish Scientific Drilling Program SSDP, förr SDDP) på Uppsala universitet. SSDP är en samordnings- och stödfunktion för forskare som har ett intresse i vetenskaplig borrning och hjälper med att utforma och genomföra vetenskapliga borrprojekt. Dessutom genomför forskare på Uppsala universitet även egna borrprojekt. 

Collisional Orogeny in the Scandinavian Caledonides (COSC; Fjällkedjebildning i Skandinaviska Kaledoniderna) handlar om att förstå vilka processer som är verksamma när en fjällkedja (orogen) stor som Himalaya bildas. Dessa processer pågår tiotals kilometer under fjälltopparna och deras yttre tecken (t.ex. Tibetanska platån) och följder (t.ex. naturkatastrofer som jordbävningar) påverkar många människor idag. Dock är de djupa processer som pågår i Himalaya och Tibet otillgängliga för forskare. Kaledoniderna var av liknande storlek som Himalaya för ca 400 miljoner år sedan och de skandinaviska fjällen utgör ett centralt område i den gamla, nu uppbrutna och djupt eroderade fjällkedjan. Inom COSC studerar vi ett nyckelområde i Jämtland med hjälp av vetenskaplig borrning och jämför resultaten med moderna analogier som Himalaya. Målet är att knyta samman pågående processer i aktiva bergskedjor med spår efter "fossila" processer i gamla orogener, för att bättre förstå utvecklingen av dagens bergskedjor och dessa processer har förändrats genom tiden. Med två borrhål ner till ca 2,5 km djup vill vi ta ett kontinuerlig prov (borrkärna) och därmed profil genom en del av fjällkedjan som har skjutits sammanlagt flera hundra kilometer över Sveriges urberg (Fennoskandiska skölden). 2014 har vi framgångsrikt borrat första borrhålet COSC-1 med finansiering av ICDP och Vetenskapsrådet. Andra borrhålet i projektet, COSC-2, är under planering och finansiering. COSC är ett internationellt projekt som innefattar ett femtiotal forskare från mer än tio länder och leds av forskare vid geofysiska programmet på Uppsala universitet. Forskningsområden är mångfaldigt. Förutom orogena processer studeras t.ex. de termiska förhållandena i bergmassan runt borrhålen, fysikaliska egenskaper av och grundvattenflödet i bergmassan, och den djupa biosfären, alltså mikrober i den speciella miljön av omvandlade och starkt deformerade bergarter.