dc.contributor.advisor | Birkelund, Yngve | |
dc.contributor.author | Beka, Thomas Ibsa | |
dc.date.accessioned | 2016-08-08T07:52:02Z | |
dc.date.available | 2016-08-08T07:52:02Z | |
dc.date.issued | 2016-05-27 | |
dc.description.abstract | In this thesis a series of geophysical surveys are carried out on the geologically important and remote Svalbard using magnetotelluric imaging, to constrain better the geology particularly defining geothermal resources. Magnetotellurics (MT) relays on natural source time-varying electric and magnetic field data measured at the earth’s surface in order to derive the subsurface resistivity structure. As part of the thesis, broadband MT data are collected in central and northwestern Spitsbergen in the period range between 0.003 - 1000 s from nearly 80 stations distributed along five profiles of 6 - 42 km long.
The new MT data have brought significant contributions to extend the existing crustal scale geological knowledge, which mostly inferred from surficial, seismic and gravity studies in the past. From the MT data, we derived 2D and 3D resistivity models for selected areas and enabled to image the structure of the near surface bedrock geology and crustal scale architecture.
The 2D and 3D inversion results indicated reasonable agreement with previous geological data, models and well reflected tectonic histories. Within the Central Tertiary Basin a higher frequency of fractures, localized faults and thick intrusive dyke swarms are resolved in the sub-horizontal and less deformed Mesozoic plat- form cover deposits. The tectonic history of the Paleocene-Eocene fold-thrust belt structure in northwest Svalbard is well indicated in the MT data from the Brøgger peninsula as a deformed architecture. The MT data from this section imaged elegantly an interplay between repeated basement-involved fold-thrust structures and successive down-dropped strata along steeply dipping oblique-normal faults that created a horst/ridge and graben/depression systems. MT is sensitive to subsurface geothermal attributes, such as fluid and heat migration zones. In this respect, the new MT data have proposed locations that may favour technologically accessible geothermal potentials. | en_US |
dc.description.doctoraltype | ph.d. | en_US |
dc.description.popularabstract | Denne avhandlingen handler om kartlegging av geologi på Svalbard med fokus på geotermiske ressurser ved bruk av magnetotellurisk avbildning. Magnetotellurikk (MT) er en geofysisk metode som brukes i kartlegging av dyptgående berggrunn, Metoden går ut på å måle signaler på passive elektriske og magnetiske felter på jordens overflate. Signalene som måles dannes enten i den øverste delen av atmosfæren (ionosfæren) når solvinden vekselvirker med jordens magnetfelt, eller feltene oppstår når det lyner. Ved å matematisk invertere de målte signalene kan man estimere (modellere) hvordan jordens elektriske ledningsevne varierer i ned til flere hundre kilometer under jordoverflaten. Denne metoden var tidligere ikke testet ut på Svalbard. Som en del av avhandlingen ble data samlet i periodeintervallet mellom 0.003 - 1000 s fra ca. 80 stasjoner fordelt langs fem profiler, som strekker seg mellom 6 - 42 km, i den sentrale og nordvestlige delen av Spitsbergen.
Dataene som ble samlet gir oss et godt bidrag til å utvide vår nåværende kunnskap om skorpens geologi og dens dype struktur. Basert på de nye dataene har vi gjennom inversjon modellert skorpe skala 2D- og 3D-resistivitetsstruktur for utvalgte områder som kan hjelpe oss å bedre forstå berggrunnsgeologien og arkitekturen av jordskorpa.
Resultatene våre fra 2D- og 3D-inversjonen har vist godt samsvar med kjent overflate berggrunnsgeologi og reflekterte godt tektonisk historie. Data fra den sentrale delen av Spitsbergen, i det såkalte Sentrale Tertiær Bassenget, har indikert en høy frekvens av sprekker, lokale forkastninger, tykke påtrengende dikesvermer
i sub-horisontale og mindre deformerte mesozoikum plattform dekkmasse. Disse funn er i samsvar med tidligere geologiske data og modeller. På den andre siden,
tektonisk historie av det Paleocen-Eocen fold og skivebeltets struktur i nordvest Svalbard er godt reflektert som en deformert arkitektur i MT data fra Brøgger- halvøya. Der har MT avbildet på elegant vis samspill mellom gjentatte fold og skivebeltestrukturer og sekvenser av neddroppet lag langs bratt fallende skrånormale forkastninger som skapte et system med en rygg og graben. MT er følsom for indikatorer av geotermisk ressurser under overflaten som for eksempel væske- og varme-migrasjonssoner. I denne forbindelse har våre nye MT-data foreslått steder som kan favorisere teknologisk tilgjengelig geotermisk potensial. | en_US |
dc.description.sponsorship | Ministry of Foreign Affairs of Norway.
University of Tromsø. | en_US |
dc.description | Paper II, III and IV of this thesis is not available in Munin. <br>
Paper II: Beka, T. I., Smirnov, M., Birkelund, Y., Senger, K., Bergh,
S. G.: 3-D Magnetotelluric imaging of Central Svalbard, Norway. (Manuscript). Published version, with title "Analysis and 3D inversion of magnetotelluric crooked profile data from central Svalbard for geothermal application" available in <a href=http://dx.doi.org/10.1016/j.tecto.2016.07.024> Tectonophysics 2016.</a>
<br>
Paper III: Beka, T. I., Bergh, S. G., Smirnov, M., Birkelund, Y.: Magnetotelluric
signatures of the complex Tertiary fold-thrust belt and extensional fault
architecture beneath the Brøgger peninsula, Svalbard. (Manuscript).<br>
Paper IV: Beka, T. I., Senger, K., Autio, U. A., Smirnov, M., Birkelund, Y.: Integrated electromagnetic data investigation of a Mesozoic CO2 storage target reservoir-cap rock succession, Svalbard. (Manuscript). Published version available in <a href=http://dx.doi.org/10.1016/j.jappgeo.2016.11.021> Journal of Applied Geophysics 2017, 136:417–430. </a> | en_US |
dc.identifier.isbn | 978-82-8236-216-0 (trykt) og 978-82-8236-217-7 (pdf) | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10037/9509 | |
dc.identifier.urn | URN:NBN:no-uit_munin_9067 | |
dc.language.iso | eng | en_US |
dc.publisher | UiT Norges arktiske universitet | en_US |
dc.publisher | UiT The Arctic University of Norway | en_US |
dc.rights.accessRights | openAccess | |
dc.rights.holder | Copyright 2016 The Author(s) | |
dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0 | en_US |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-NC-SA 3.0) | en_US |
dc.subject | Svalbard | en_US |
dc.subject | magnetotellurics imaging | en_US |
dc.subject | geothermal resource exploration | en_US |
dc.subject | geophysics | en_US |
dc.subject | 3D inversion | en_US |
dc.subject | geology | en_US |
dc.subject | CO2 storage reservoir | en_US |
dc.subject | data modeling | en_US |
dc.subject | VDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Geofag: 450::Petroleumsgeologi og -geofysikk: 464 | en_US |
dc.subject | VDP::Mathematics and natural science: 400::Geosciences: 450::Petroleum geology and petroleum geophysics: 464 | en_US |
dc.subject | VDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Fysikk: 430 | en_US |
dc.subject | VDP::Mathematics and natural science: 400::Physics: 430 | en_US |
dc.title | Geoelectrical structures beneath Spitsbergen-Svalbard derived from magnetotelluric imaging | en_US |
dc.type | Doctoral thesis | en_US |
dc.type | Doktorgradsavhandling | en_US |