Kunstig nedkøling af arktisk jord sikrer globalt genmateriale

onsdag 29 maj 19
|
af Sabina Askholm Larsen

Kontakt

Thomas Ingeman-Nielsen
Lektor
DTU Byg
45 25 22 51

Diplomingeniør på DTU

Ud over diplomingeniøruddannelse i Arktisk Teknologi udbyder DTU 17 andre diplomingeniøruddannelser. Ansøgningsfristen for nye studerende er den 5. juli.

Læs mere om DTU’s diplomingeniøruddannelser her.

Kunstig nedkøling og kreative ingeniørløsninger er nøglen til at passe godt på de sikkerhedskopier af verdens plantebaserede genmateriale, der opbevares i permafrosten på Svalbard.

Bag massive svingdøre af metal med store hængelåse, gravet ned i den arktiske permafrost på Svalbard gemmer sig et frossent frølager. Navnet på frølagret er Svalbard Global Seed Vault, og det fungerer som sikkerhedskopi af plantebaseret genmateriale fra hele verden. 

I tilfælde af, at frøene i de nationale eller regionale genbanker, som findes rundt om i verden, bliver ødelagt i forbindelse med eksempelvis naturkatastrofer eller ved akut ressourcemangel, kan et reserveeksemplar hentes ud af frøbanken nær Longyearbyen på Svalbard.

Utæt ståltunnel i permafrost skulle erstattes

Arktisk Teknologi-studerende Tim Hoff-Lund Sørensen er et af de få mennesker, der har adgang til de inderste haller i frøbanken, som af sikkerhedsmæssige hensyn ikke er åbne for besøgende. Han arbejder for den norske virksomhed Geofrost A/S, som udfører ingeniørarbejde i forbindelse med nedkøling af frøbanken.

Frøene på Svalbard nedkøles for at forlænge deres levetid. En konstant temperatur på omkring minus 18 grader celsius giver den ønskede levetid. Det er derfor afgørende at finde en langtidsholdbar metode til at holde frøene nedkølede, også i tilfælde af strømsvigt. 

Selv om frøbanken er anlagt i permafrost, som er jord, der har befundet sig i en permanent frossen tilstand i mere end to år, er denne temperatur ikke lav nok til at holde frøene tilstrækkeligt nedkølede. Permafrosten i området er nemlig kun omkring minus 2-3 grader celsius. For at sænke temperaturen yderligere har det være nødvendigt at installere køleelementer gennem hele tunnelsystemet i frøbanken, som kan bidrage til en permanent nedkøling. 

Tim Hoff-Lund har arbejdet for Geofrost siden maj 2018. En af hans første og største arbejdsopgaver var at være med til at anlægge en ny betontunnel, der skulle erstatte den originale ståltunnel, som blev installeret i frøbanken i 2008. Også her blev der arbejdet med nedkøling, da Geofrost gjorde brug af frysning til at afgrænse anlægsgraven, mens jorden omkring tunnelen blev gravet væk. 
Kunstig nedkøling af jorden blev ikke brugt ved nedgravningen af den oprindelige ståltunnel, og det var en medvirkende faktor til, at forholdene ikke var optimale, forklarer Tim Hoff-Lund Sørensen. 

" Grønland og Svalbard har ganske meget tilfælles i den forstand, at der er meget begrænsede ressourcer til rådighed. Derfor lærer man at være ressourcestærk på de ting, man har."
Tim Hoff-Lund Sørensen, Arktisk Teknoogi-studerende

”Man havde gravet ud til tunnellen og lagt jorden tilbage i hullet over tunnellen uden at tage hensyn til jordens temperatur. Det betød, at man stod med en konstruktion, der var designet til at ligge i permafrost, men var omkranset af en stor jordmasse, der ikke var frossen. En dag var der ganske voldsom regn, og det kunne ståltunnelen ikke holde ude. Heldigvis samlede vandet sig i en sikkerhedslomme, så det ikke nåede de nedkølede frø,” fortæller Tim Hoff-Lund Sørensen. 

Kombinationen af ufrossen jord og en tunnel, der var designet til at ligge i permafrost, betød, at jorden var gennemtrængelig for vand, som udvaskede jorden over tid. Det tog flere omgange med regn at udvikle problemet med oversvømmelse, og efter en specielt voldsomt regnfald blev der taget en beslutning om at løse problemet ved at renovere tunnellen.

Ingeniørkompetencer kom hurtigt på prøve

Tim Hoff-Lund Sørensen har fulgt konstruktionen af den nye tunnel tæt fra sin arbejdsplads på Svalbard, først som praktikant og siden som deltids projektingeniør hos Geofrost. Som praktikant fik han hurtigt sat sine ingeniørkompetencer på prøve. 

Efter cirka en måneds ansættelse, var Tim Hoff-Lund Sørensen eneste ansatte i Geofrost til stede på Svalbard. Kun to dage efter, chefen var rejst, opdagede Tim Hoff-Lund Sørensen en lækage på sin daglige tjekrunde. Han ringede til sin chef, og de blev enige om en fremgangsmåde, som han selvstændigt gik i gang med. Hele opgaven tog ham omkring 14 timer med minimale pauser indlagt. 

Lidt senere i praktikforløbet stod Tim Hoff-Lund Sørensen igen over for en udfordring på byggepladsen, da han manglede 40 meter slange, som skulle forbindes til en kompressor ved bunden af en bakke. Han fik lånt sig frem til slanger andre stedet på byggepladsen, men det viste sig, at de ikke passede sammen i koblingerne.

”Jeg havde ikke ressourcerne til at anskaffe nye slanger. Det ville også være ganske omkostningstungt og tage lang tid at få fat i dem. Så jeg stod og lurede lidt på, hvordan jeg kunne få slangerne til at passe sammen,” husker Tim Hoff-Lund Sørensen. 

Løsningen blev at koble slangerne sammen med små gummimembraner og klemme dem sammen med en form for møtrik, som kaldes en slangeklemmer.

”Med en god skruetrækker, lidt vilje og lidt tålmodighed fik jeg koblet alle de her slanger sammen, hele vejen til toppen. Og jeg kunne få det tryk i slangerne, som jeg var ude efter,” fortæller Tim Hoff-Lund Sørensen.

I begge situationer var Tim Hoff-Lund Sørensen glad for den erfaring, hans studier i Arktisk Teknologi og hans ophold i Sisimiut i Grønland har givet ham.

”Grønland og Svalbard har ganske meget tilfælles i den forstand, at der er meget begrænsede ressourcer til rådighed. Derfor lærer man at være ressourcestærk på de ting, man har. Vi forstår at løse problemer på en lidt kreativ måde. Jeg har ofte gjort brug af materialer og ressourcer på måder, som de ikke normalt bliver brugt. På den måde bliver det muligt at skabe de resultater, man gerne vil have, selv om man ikke har det, man egentlig havde brug for,” siger Tim Hoff-Lund Sørensen.

Praktikophold gav inspiration til mobilt laboratorium i Grønland

Thomas Ingeman-Nielsen er lektor på DTU Byg og forsker i permafrost. Han var praktikvejleder for Tim Hoff-Lund Sørensen, da han arbejdede i frøbanken på Svalbard som del af sit praktikforløb. 

”Praktikopholdet giver de studerende mulighed for at prøve kræfter med problemstillinger i virkeligheden. I Tims tilfælde fik han oven i købet mulighed for at arbejde på et unikt projekt, hvor hans evner som ingeniør med speciale i arktisk teknologi for alvor kom i spil. Det har været super spændende at følge med i projektet fra vejlederstolen,” siger Thomas Ingeman-Nielsen. 

Selv om Thomas Ingeman-Nielsen mest har fulgt med fra sidelinjen, er han alligevel blevet inspireret af blandt andet et mobilt geoteknisk laboratorium, som Tim Hoff-Lund Sørensen har været med til at opbygge hos Geofrost. Idéen med laboratoriet er, at det er enormt let at flytte, fordi det er bygget ind i en container med standardmål. Det betyder, at det er let at fragte med skib. Thomas Ingeman-Nielsen forestiller sig, at et lignende mobilt laboratorium kunne være til god gavn i Grønland, hvor størstedelen af hans forskning foregår. 

”Et fuldt udstyret mobilt laboratorium ville være en fantastisk tilføjelse til feltarbejdet i Grønland. Det ville betyde, at vi kan analysere vores permafrostprøver på stedet og dermed slippe for at transportere dem helt til laboratoriet i Lyngby med fare for at udsætte prøverne for temperaturskader undervejs. Jeg ser store muligheder i mobile laboratorier til feltarbejde i afsidesliggende egne,” lyder det fra Thomas Ingeman-Nielsen.

 

Hvad er Svalbard Global Seed Vault?

Svalbard Global Seed Vault er bygget som sikkerhedslager til frø fra hele verden. Formålet er at have sikkerhedskopier af verdens afgrøder, så de kan gendannes i tilfælde af naturkatastrofer eller akut ressourcemangel.

Frøbanken åbnede i 2008 og er bygget ind i permafrosten i et fjeld nær byen Longyearbyen på øen Spitsbergen i øgrupppen Svalbard. 

Svalbard Global Seed Vault har plads til 4,5 mio. frøprøver. Det svarer til dobbelt så mange som det antal, der formodes at være lagret i alle verdens genlagre i dag. Det betyder, at frøbanken har kapacitet til at modtage nye frø i lang tid fremover. 

Relaterede Videoer  

Vis flere

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.