Underexplored continental shelf gateways: timing, mechanisms and role of SW Barents Sea Gateway, Norwegian Arctic

Abstract of presentation given at the OCEANIC GATEWAYS: MODERN AND ANCIENT ANALOGUES AND THEIR CONCEPTUAL AND ECONOMIC IMPLICATIONS Conference, organised by The Geological Society of London, London, 23-25 November 2022.Ocean gateways connecting ocean basins are crucial for water and heat circulation, which influence global temperature, climate evolution and sediment distribution. While deep-water gateways have been a major research focus by the community, very little attention has been drawn to shallower gateways located on the continental shelves, where such circulation also takes place. In this study, we investigate the evolution of a shallow gateway in SW Barents Sea that presently connects NE Atlantic and Arctic oceans. This gateway contributes to about half of the Atlantic–Arctic water exchange, whereas the other half is occurring through the deeper Fram Strait Gateway. When and how this SW Barents Sea Gateway formed are debated and still poorly understood. Outcomes from this study will thus be relevant for regional and global models of ocean circulation. Moreover, this study will contribute to climate evolution models over longer timescale in a climate sensitive region where an Arctic amplification of warming is presently seen

Paleobathymetric reconstructions of the SW Barents Seaway and their implications for Atlantic–Arctic ocean circulation

Unravelling past, large-scale ocean circulation patterns is crucial for deciphering the longterm global paleoclimate. Here we apply numerical modelling to reconstruct the detailed paleobathymetry-topography of the southwestern inlet of the Barents Seaway that presently connects the Atlantic and Arctic oceans. Subaerial topography was likely enough to block Atlantic Water from entering the Barents Seaway in the earliest Eocene (c. 55 Ma). The water may have entered in the middle Eocene (c. 47 Ma) as observed from major basin subsidence, but paleotopographic highs to the east may have hindered connections between the two oceans. From the Oligocene (c. 33 Ma) until the onset of the Quaternary (c. 2.7 Ma), basin shallowing and regional shelf uplift blocked Atlantic Water from entering the Barents Seaway. Our results imply that the Fram Strait remained the sole gateway for Atlantic Water into the Arctic Ocean since its opening in the Miocene until the Quaternary

Cenozoic uplift and erosion of the Norwegian Barents Shelf – A review

Uplift and erosion are complex phenomena in terms of their governing processes, precise timing and exact magnitude. The intricate relationship between different geodynamic processes leading to uplift may increase uncertainties in estimating spatial and temporal patterns. Sediment distribution from uplifted (and eroded) topography and the corresponding paleoenvironmental reconstructions require reliable constrains. The Barents Shelf provides a unique arena to study uplift and erosion due to extensive seismic and well data attributed to high petroleum activity. This particular interest has led to a voluminous literature about this topic over the last three decades. Here, we present the current status of the Cenozoic uplift and erosion on the Norwegian Barents Shelf by reviewing the key terminology, its tectonic history and paleoenvironment, methods in quantifying uplift and erosion, as well as timing and possible mechanisms. Our new erosion maps show an increase in net erosion to the north and northeast that represents key underlying concepts, including tectonic (compression, rift-flank uplift, thermo-mechanical coupling, mantle dynamics, flexural/isostatic response) as well as magmatic and glacial processes. We have integrated pre-glacial and glacial net erosion using the mass balance method and added our results from sonic velocity, interval velocity and sandstone diagenesis methods to the new maps. This review shows that discrepancies of net erosion estimates from different methods are on the order of 500 m. Finally, we identify research gaps for future studies, with implications for the Barents Shelf and other uplifted basins worldwide

Cenozoic uplift and erosion of the Norwegian Barents Shelf – A review

Uplift and erosion are complex phenomena in terms of their governing processes, precise timing and exact magnitude. The intricate relationship between different geodynamic processes leading to uplift may increase uncertainties in estimating spatial and temporal patterns. Sediment distribution from uplifted (and eroded) topography and the corresponding paleoenvironmental reconstructions require reliable constrains. The Barents Shelf provides a unique arena to study uplift and erosion due to extensive seismic and well data attributed to high petroleum activity. This particular interest has led to a voluminous literature about this topic over the last three decades. Here, we present the current status of the Cenozoic uplift and erosion on the Norwegian Barents Shelf by reviewing the key terminology, its tectonic history and paleoenvironment, methods in quantifying uplift and erosion, as well as timing and possible mechanisms. Our new erosion maps show an increase in net erosion to the north and northeast that represents key underlying concepts, including tectonic (compression, rift-flank uplift, thermo-mechanical coupling, mantle dynamics, flexural/isostatic response) as well as magmatic and glacial processes. We have integrated pre-glacial and glacial net erosion using the mass balance method and added our results from sonic velocity, interval velocity and sandstone diagenesis methods to the new maps. This review shows that discrepancies of net erosion estimates from different methods are on the order of 500 m. Finally, we identify research gaps for future studies, with implications for the Barents Shelf and other uplifted basins worldwid

Naturindeks for Norge – fjell og våtmark. Evaluering av eksisterende indikatorsett, dets datagrunnlag og behovet for ytterligere tilfang av datakilder

Pedersen, B., Bjerke, J.W., Pedersen, H.C., Brandrud, T.E., Gjershaug, J.O., Hanssen, O., Lyngstad, A. & Øien, D.-I. 2018. Naturindeks for Norge – fjell og våtmark. Evaluering av eksisterende indikatorsett, dets datagrunnlag og behovet for ytterligere tilfang av datakilder. NINA Rapport 1462. Norsk institutt for naturforskning. Naturindeksen oppsummerer tilstanden til økosystemenes biologiske komponenter som et veid middel av målinger av indikatortilstander. Indikatorene er biologiske variabler som oftest representerer artsabundanser. Målingene vektes etter et a priori fastsatt system. Her beskriver og evaluerer vi utvalget av indikatorer og datagrunnlaget som lå til grunn for beregningen av Naturindeks for Norge for hovedøkosystemene fjell og våtmark i 2015. Datagrunnlaget for den enkelte indikator evalueres bl.a. mht. dataenes presisjon, deres geografiske dekning og oppløsning. Indikatorutvalgenes representativitet vurderes også. Videre vurderes den enkelte indikators tilhørighet til fjell og våtmark. Rapporten diskuterer dessuten om vektingssystemet fungerer etter hensikten med dagens datasett. Det gis råd for hvordan datagrunnlaget kan styrkes. Som grunnlag for disse vurderingene gis en kort beskrivelse av de to hovedøkosystemene mht. taksonomisk og funksjonell sammensetning, naturtypene og livsmediene som forekommer og de viktigste påvirkningsfaktorene. Avgrensingen av hovedøkosystemene diskuteres i lys av inndelingen av natursystemer i NiN. Vi foreslår å avvente en endelig avgrensing av hovedøkosystemene innenfor Naturindeksens rammeverk inntil naturkompleksnivået i NiN er ferdig utviklet. Vi foreslår at brunbjørn og havelle ikke benyttes som indikatorer for fjell, og at buttsnutefrosk, elvesandjeger, fossekall, småsalamander, storsalamander, svømmesnipe og mosesumpløper utgår av indikatorsettet for våtmark på grunn av manglende eller svak tilhørighet eller sviktende datatilgang. Dette reduserer antall indikatorer for fjell fra 31 til 29, og for våtmark fra 33 til 26. For et flertall av de resterende indikatorene bør det vurderes nærmere om datagrunnlaget reflekterer tilstanden i fjell eller våtmark. Det inngår da ingen sopp eller invertebrater i de to indikatorsettene. Tilsvarende mangler nedbrytere blant indikatorene for fjell og våtmark, herbivorer og toppredatorer mangler for våtmark. Toppredatorer er godt representert blant indikatorene for fjell. Mellompredatorer er godt representert i begge indikatorsettene. Indeksverdiene beregnet for fjell og våtmark er i hovedsak basert på svært usikre ekspertvurderinger og målinger med lav geografisk oppløsning. Målingenes usikkerhet angis i Naturindeks-sammenheng som en interkvartildistanse. Vi har estimert hva målingenes usikkerhet tilsvarer mht. evnen til å påvise endringer i indikatorenes tilstand som er signifikante. For 33 av de 64 indikatorene er interkvartildistansen i gjennomsnitt større enn 0,2 målt på Naturindeksens verdiskala. For hele 17 av indikatorene tilsvarer denne lave presisjonen at vi ikke kan påvise en endring i tilstand som går fra nær referanseverdien til bortfall/utryddelse av indikatoren. Hele 29 av indikatorene har målinger med en geografisk oppløsning tilsvarende landsdelsvise observasjoner eller grovere. Kun seks av indikatorene fra fjell har en finere oppløsning enn fylkesvise observasjoner. Dagens datagrunnlag begrenser bruken av Naturindeksen og dens nytteverdi i forvaltningen av det biologiske mangfoldet. Dersom Naturindeksens rammeverk skal være et verktøy i en mer presis, målretta forvaltning av biologisk mangfold, må langt mer presis informasjon om tilstanden til det biologiske mangfoldet inkluderes i datagrunnlaget. Dette vil kreve langt høyere innsats enn i dag på overvåking av terrestrisk natur. Våre beregninger viser at usikre ekspertvurderinger har svært begrenset verdi i en slik sammenheng. Naturindeksens vektingssystem reduserer presisjonen i estimatene av indeksverdiene for fjell og våtmark. Eventuelle endringer i verdiene over tid blir dermed vanskeligere å påvise som signifikante enn uten vekting. Vektene fordeles svært ujevnt over målingene som inngår i beregningen av indeksene, der et fåtalls målinger tillegges stor vekt. Vi foreslår endringer i vektings-systemet som vil gi mer presise estimat av Naturindeksen

Tiltak for å ta vare på truet natur. Kunnskapsgrunnlag for 90 truete arter og 33 truete naturtyper

Aalberg Haugen, I.M., Kyrkjeeide, M.O., Bjerke, J.W, Brandrud, T.E., Hegre, H., Jokerud, M., Vange, V., Westergaard, K.B., Øien, D.-I., Myklebost, H., Hanssen, O., Hassel, K., Järnegren, J., Endrestøl, A., Lyngstad, A., Nordén, J., Dervo, B.K., Evju, M., Mjelde, M., Nordén, B., Christie, H., Gjershaug, J.O., Pedersen, B., Austrheim, G., Mattison, J., Ødegaard, F., Handberg, Ø.N, Magnussen, K, Dombu, S.V., Ruano, M., Daverdin, M., Jackson, C.R., Hanssen, F., Dervo, B., & Singsaas, F.T. 2019. Tiltak for å ta vare på truet natur: Kunnskapsgrunnlag for 90 truete arter og 33 truete naturtyper. NINA Rapport 1646. Norsk institutt for naturforskning. Prosjektet «Tiltak for å ta vare på truet natur» ble gjennomført i 2018 av NINA i samarbeid med Menon Economics, NTNU Vitenskapsmuseet og Norsk institutt for vannforskning (NIVA) på oppdrag fra Miljødirektoratet. I prosjektet ble det fremstilt 90 kunnskapsgrunnlag for arter og 33 kunnskapsgrunnlag for naturtyper. For samtlige kunnskapsgrunnlag ble det laget et sammendrag, en såkalt «syntese», som inneholder bakgrunnskunnskap, rødlistestatus, påvirkningsfaktorer, mål, tiltak med kostnadsberegninger og en anbefaling av hvilke tiltak som bør igangsettes for måloppnåelse. Forfatter av det enkelte kunnskapsgrunnlag og referanser er ikke gjengitt i syntesene. Disse syntesene ble videreutviklet av oppdragsgiver til å inneholde et kapittel om virkemidler som vil gi måloppnåelse. De videreutviklede syntesene ble levert som beslutningsgrunnlag av oppdragsgiver til Klima- og miljødepartementet desember 2018. Denne rapporten inneholder samtlige synteser slik de ble levert til oppdragsgiver i oktober 2018. I tillegg inneholder rapporten en oversikt over samtlige kunnskapsgrunnlag som disse syntesene er bygget på. Kunnskapsgrunnlagene er laget i form av en Excel-bok og har ikke tidligere blitt publisert. Kunnskapsgrunnlagene er nå gjort tilgjengelige gjennom denne rapporten som vedlegg, og de kan lastes ned fra denne rapportens nettside. Hvert kunnskapsgrunnlag inneholder informasjon om forfatter og en referanseliste. I denne rapporten angis det hvordan kunnskapsgrunnlagene skal refereres til

Tiltak for å ta vare på truet natur. Kunnskapsgrunnlag for 90 truete arter og 33 truete naturtyper

Aalberg Haugen, I.M., Kyrkjeeide, M.O., Bjerke, J.W, Brandrud, T.E., Hegre, H., Jokerud, M., Vange, V., Westergaard, K.B., Øien, D.-I., Myklebost, H., Hanssen, O., Hassel, K., Järnegren, J., Endrestøl, A., Lyngstad, A., Nordén, J., Dervo, B.K., Evju, M., Mjelde, M., Nordén, B., Christie, H., Gjershaug, J.O., Pedersen, B., Austrheim, G., Mattison, J., Ødegaard, F., Handberg, Ø.N, Magnussen, K, Dombu, S.V., Ruano, M., Daverdin, M., Jackson, C.R., Hanssen, F., Dervo, B., & Singsaas, F.T. 2019. Tiltak for å ta vare på truet natur: Kunnskapsgrunnlag for 90 truete arter og 33 truete naturtyper. NINA Rapport 1646. Norsk institutt for naturforskning. Prosjektet «Tiltak for å ta vare på truet natur» ble gjennomført i 2018 av NINA i samarbeid med Menon Economics, NTNU Vitenskapsmuseet og Norsk institutt for vannforskning (NIVA) på oppdrag fra Miljødirektoratet. I prosjektet ble det fremstilt 90 kunnskapsgrunnlag for arter og 33 kunnskapsgrunnlag for naturtyper. For samtlige kunnskapsgrunnlag ble det laget et sammendrag, en såkalt «syntese», som inneholder bakgrunnskunnskap, rødlistestatus, påvirkningsfaktorer, mål, tiltak med kostnadsberegninger og en anbefaling av hvilke tiltak som bør igangsettes for måloppnåelse. Forfatter av det enkelte kunnskapsgrunnlag og referanser er ikke gjengitt i syntesene. Disse syntesene ble videreutviklet av oppdragsgiver til å inneholde et kapittel om virkemidler som vil gi måloppnåelse. De videreutviklede syntesene ble levert som beslutningsgrunnlag av oppdragsgiver til Klima- og miljødepartementet desember 2018. Denne rapporten inneholder samtlige synteser slik de ble levert til oppdragsgiver i oktober 2018. I tillegg inneholder rapporten en oversikt over samtlige kunnskapsgrunnlag som disse syntesene er bygget på. Kunnskapsgrunnlagene er laget i form av en Excel-bok og har ikke tidligere blitt publisert. Kunnskapsgrunnlagene er nå gjort tilgjengelige gjennom denne rapporten som vedlegg, og de kan lastes ned fra denne rapportens nettside. Hvert kunnskapsgrunnlag inneholder informasjon om forfatter og en referanseliste. I denne rapporten angis det hvordan kunnskapsgrunnlagene skal refereres til