Här testas vårt kärnavfall

Vildrenens spår löper rakt uppför berget. Från toppen av en hög klippa skäller en snövit fjällräv och får svar någonstans långt bortifrån. Plötsligt rasar en sten ur den väldiga ändmoränen och drar med sig fler i fallet. Sedan blir det tyst.

Det är precis vid gränsen till det stora vita, som breder ut sig över 1,7 miljoner kvadratkilometer av Grönlands yta. Norra halvklotets enda nu existerande inlandsis.

Det är hit forskare från Svensk kärnbränslehantering, SKB, åker för att ta reda på hur det planerade slutförvaret av använt kärnbränsle kommer att påverkas av nästa istid.

För den globala uppvärmningen till trots, måste vi räkna med en ny istid över vår del av världen. Om inte om 5 000 år, så kanske om 50 000 år. SKB:s säkerhetsanalys ska täcka den närmaste årmiljonen, med fokus på de första 100 000 åren.

När ansökan om att få bygga slutförvaret lämnades in den 16 mars i år, nämnde SKB:s vd Claes Thegerström två fenomen som på lång sikt kan bidra till utsläpp från förvaret. Båda har att göra med effekter av en inlandsis. Dels får grundvattnet en annan sammansättning, vilket i värsta fall kan få bentonitleran, som ska omge de omdiskuterade kopparkapslarna, att erodera. Dels kan det bli kraftiga jordskalv när en flera kilometer tjock is till slut smälter och trycket på berggrunden minskar.

Just här vid Kangerlussuaq, strax norr om polcirkeln, är den grönländska ”övningsisen” ovanligt lättillgänglig. Här ligger Grönlands internationella flygplats, på det som fram till 1992 var en amerikansk flygbas. Dessutom går en väg ända fram till inlandsisen, vilket är unikt i ett i övrigt nästan väglöst land. Vägen byggdes för drygt tio år sedan av Skanska åt Volkswagen, som under några år hade en testbana för sina bilar uppe på isen.

Nu har vägen skapat möjligheter både för turismen och för forskningen. Nere i en av de gamla militärbarackerna i byn har Kangerlussuaq international science support flyttat in, med övernattningsrum, internetuppkoppling och laboratorie-lokaler för gästande forskargrupper. Logistik i samband med fältstudier vid och på inlandsisen får sägas ha blivit en grönländsk exportvara.

Ett av projekten som hyrt in sig här vårar och somrar sedan 2008 är Greenland analogue project (GAP), som drivs av SKB i samarbete med dess finska och kanadensiska motsvarigheter Posiva och NWMO. Syftet med GAP är att göra direkta fältobservationer av hur hydrologin, hydrogeologin och hydrogeokemin fungerar när man har en inlandsis och permafrost. Observationerna ska sedan användas för att utveckla de modeller man hittills har använt. GAP blir den första in situ-undersökningen av hur permafrost och en inlandsis skulle kunna påverka ett djupförvar.

Sammanlagt är ett femtiotal forskare från mer än ett dussin olika myndigheter och universitet i Sverige, Finland, Danmark, Storbritannien, Kanada och USA inblandade i projektet, som beräknas kosta ungefär 100 miljoner.

– Det är ett tvärvetenskapligt projekt, där fältarbetare och modellerare får tillbringa ovanligt mycket tid tillsammans, säger GAP:s projektledare Lillemor Claesson Liljedahl, som är geokemist på SKB.

Analogistudien är indelad i tre delprojekt. Det första tar hjälp av radar, gps- och väderstationer för att undersöka vilka delar av isen som bildar grundvatten och hur isens hastighet varierar. Smältvatten under isen fungerar som smörjmedel, vilket gör att isen rör sig snabbare. Isrörelsen är därför ett sätt att indirekt studera hur hydrologin under isen ser ut.

I det andra delprojektet smälter sig forskarna med hjälp av hetvattenborrning ner genom isen på flera platser upp till 150 kilometer in i landet från iskanten. När de har kommit ner till botten mäter de vattentrycket i övergången mellan isen och det underliggande berget. Det är första gången sådana mätningar görs i den här omfattningen på en inlandsis.

I det tredje delprojektet borrar sig forskarna ner i berggrunden framför isen, för att undersöka hur det glaciala smältvattnet tränger ner i berget.

– Det vi framför allt vill ta reda på är hur grundvattnet flödar, vilken kemisk sammansättning det har och om det tar sig ner till förvarsdjup. I ett permafrostlandskap med inlandsis kan man förvänta sig större mängder syre löst i vattnet, och både högre och lägre salthalt än annars, säger Lillemor Claesson Liljedahl.

Smältvatten direkt från isen innehåller inga salter, medan permafrost ”fryser ut” saltkristaller ur marken, vilket kan ge ett saltare grundvatten. Både ett alltför sött och ett alltför salt grundvatten kan göra att buffertleran i ett slutförvar inte tätar lika bra, och höga syrehalter kan påskynda korrosionen av kopparkapseln.

Under 2009 borrades två testhål, det djupaste ner till 340 meters djup.

– Då var vi fortfarande inte igenom permafrosten, vilket var oväntat, säger Lillemor Claesson Liljedahl.

Slutförvaret för det använda kärnbränslet är planerat att ligga på nära 500 meters djup. I sommar ska Lillemor Claesson Liljedahl och hennes medarbetare borra ett hål som går ännu djupare, snett in under iskanten.

– Vi vill se vilken sammansättning grundvattnet har nere på den nivån, hur isen påverkar trycket och hur flödet och vattenkemin ser ut på olika nivåer.

Frågan är också var grundvattnet kommer upp till ytan alldeles intill en inlandsis med flera hundra meter djup permafrost, ett så kallat periglacialt område.

– Radioaktiva ämnen sprids huvudsakligen med grundvattnet. Vi ska undersöka hur biologin påverkas av ett förvar som inte fungerar, säger Tobias Lindborg, som är ekolog vid SKB och leder biosfärdelen av GAP.

Permafrost släpper i princip inte igenom något vatten, men sjöarna i ett periglacialt område fungerar som värmemagasin och kan ge en så kallad talik. Det innebär att permafrosten är helt eller delvis borta under dem. Sjöarna blir som skorstenar, där kontaminerat grundvatten kan strömma upp.

– De fysiska begränsningarna i ett tundralandskap skiljer sig helt från dem vi har i Forsmark i dag. Hur människan beter sig i framtiden kan vi aldrig säga, men givet ett visst klimat vet vi om det är möjligt att borra brunnar, odla jorden och hur mycket den kan producera. Vad händer om det blir ett radioaktivt utsläpp och man lever av att äta fisk ur sjöarna, till exempel? Självhushållning är det som ger högst dos, säger Tobias Lindborg.

Det finns tusentals små sjöar vid Kangerlussuaq. Den namnlösa sjö där han tar prover på bland annat vatten, vegetation och jordtäcke ligger bara någon kilometer från närmaste glaciärtunga.

– Något måste vi kalla den, så vi kallar den för Two boat lake, för en gång såg vi två båtar på den, säger han med ett skratt.

Det slutförvar som SKB har ansökt om att få bygga i Forsmark ska ligga strax söder om det nuvarande kärnkraftverket. I dag ligger det precis vid Östersjökusten, med barrskogar, våtmarker och igenväxande sjöar. Men så har det inte alltid sett ut. Tobias Lindborg visar med en simulering på datorn hur landskapet har förändrats genom tiderna.

– För 11 000 år sedan, vid den förra istidens slut, var Forsmark täckt av hav. Om vi går åt andra hållet och ser 5 000 år framåt i tiden från nu, har sjöarna försvunnit och blivit jordbruksmark i stället. Då kommer Östersjön att ligga mycket längre österut. Om klimatet skulle bete sig ungefär som vid förra istiden, det vi kallar referensutvecklingen, har vi permafrost i Forsmark om 8 000 – 9 000 år, säger han.

SKB arbetar också med flera alternativa scenarier.

– Den globala uppvärmningen skulle kunna skjuta nästa istid 50 000 år framåt i tiden, eller, om den blir kraftig och ihållande, göra att vi helt hoppar över en istidscykel, som brukar vara ungefär 100 000 år, säger Jens-Ove Näslund, som är SKB:s klimatexpert och docent i naturgeografi.

Han påpekar att vi å andra sidan skulle kunna få en inlandsis som ligger kvar betydligt längre än den vi hade senast, speciellt i ett perspektiv på miljoner år fram i tiden. Dessutom skulle isen kunna bli mycket tjockare vilket ger ett högre tryck på markytan. Håller kapslarna för det? Ett annat scenario är att vi får långa periglaciala perioder med djupare permafrost än i referensutvecklingen.

– Vi har valt att inte sätta någon sannolikhet på de olika scenarierna, säger Jens-Ove Näslund. Ingen kan exakt förutsäga hur klimatet blir de närmaste 100 000 åren. Däremot kan man säga inom vilka gränser klimatet kommer att utvecklas. Kalla klimat har större potential att ställa till med problem, fortsätter han. Störst påverkan på ett slutförvar blir det om en iskant ligger precis vid förvaret.

Greenland analogue project har kommit ungefär halvvägs och ska lämna sin slutrapport 2013. Borde inte SKB ha inväntat resultaten innan man lämnade in ansökan?

– Vi utgår från pessimistiska antaganden, och de resultat vi får från det här projektet kommer att rymmas inom ramarna för dem. Det vi hoppas på är att kunna reducera osäkerheter så att vi inte behöver lika pessimistiska antaganden i de fortsatta säkerhetsanalyserna, säger Jens-Ove Näslund.

Tidigare har delar av SKB:s forskning blivit ifrågasatt. Hur fria är egentligen SKB:s forskare gentemot sin uppdragsgivare?

– De konsulter vi anlitar är ofta forskare vid universitet och högskolor. Liksom vi själva har de forskningsintegritet, svarar Jens-Ove Näslund. Alla de studier som ingår i våra säkerhetsanalyser granska

s också av andra forskare, precis som när man publicerar resultat i den övriga vetenskapliga världen.

– Vi har specifika frågor att svara på, men det finns inga förutbestämda resultat som vi ska komma fram till. Hela vårt arbete med säkerhetsanalysen går ut på att hitta sådant som kan ställa till det, säger han.

Samma dag som ansökan lämnas in är marken ännu täckt av snö i Kangerlussuaq. Det enda som sticker upp ur snötäcket i detta trädlösa land är lavbevuxna stenblock, låga buskar av ripvide och några strån av fjolårsgräs. Den sedimentfyllda dalen där glaciärernas smältvatten brusar om sommaren ligger stum av vinterköld.

I byn bor några hundra människor och pizzerian serverar myskoxepizza med kött från trakten. Resten av ingredienserna får flygas in från kontinenten. Kanske en bild av Forsmark i framtiden.