Remote sensing of mining impacts in the Arctic

System disruptions

We are currently experiencing disruptions on the search portals due to high traffic. We are working to resolve the issue, you may temporarily encounter an error message.

Simple search

Advanced search -
Research publications Advanced search -
Student theses Statistics

English Svenska Norsk

Change search

ExportLink to record

Permanent link

Direct link

http://ltu.diva-portal.org/smash/project.jsf?pid=project:8861

BETA

Project

Project type/Form of grant

Project grant

Title [sv]

Fjärranalys av påverkan från gruvdrift i Arktis

Title [en]

Remote sensing of mining impacts in the Arctic

Abstract [sv]

Mineraldamm, särskilt när det innehåller järnmineraler, kan starkt absorbera solljus och därför orsaka uppvärmning av atmosfären när det transporteras i luft. När damm avsätts i snö eller is gör det det mörkare och gör att ytan smälter snabbare och tidigare än om den vore ren. Denna effekt är ännu större när dammet innehåller järn. När den globala uppvärmningen ökar, hjälper dammets inverkan på snö och glaciärer runt om i världen att påskynda smältningen av snöfält, glaciärer och havsis, vilket orsakar ännu större global uppvärmning eftersom mindre solljus kan reflekteras. Därför är det viktigt att övervaka och mäta den globala påverkan av damm på snö och is, och detta skulle kunna underlättas med hjälp av satelliter. Det finns också ett stort intresse för att exploatera mineraltillgångar i de subarktiska och arktiska områdena i Europa och Nordamerika. Detta intresse drivs av behovet av att hitta nya mineraltillgångar, såsom metaller som behövs för utveckling av ny teknologi. Gruvdrift i dessa regioner har miljökonsekvenser som måste hanteras för att följa miljöbestämmelserna och säkerställa att gruvbrytningen sker på ett sätt som är acceptabelt för invånarna i nordliga samhällen. En sådan påverkan orsakas av damm som produceras under gruvdrift, som avsätts på snö nära gruvorna och gör den mörkare, vilket orsakar snabbare smältning. I detta projekt kommer vi att utveckla och testa en metod för att upptäcka och kartlägga damm som avsatts i snö nära gruvor i Arktis från satelliter genom att mäta förändringar i snöreflektans orsakad av dammavsättning. Vi kommer att testa vår metod i norra Sverige (Kiruna) och nordöstra Kanada (Fermont), två regioner där ytbrytning sker för utvinning av järnmalm. Dessa gruvor producerar stora mängder damm som avsätts i snö och som innehåller järnmineraler. Detta ger ett bra testfall för att utveckla och testa en detekteringsmetod med hjälp av satelliter. Vårt mål är att uppnå kapacitet att mäta mängden damm (och även dess egenskaper som mineralinnehåll) som sprids i snö från sensorer på satelliter. Detta kommer att stödja utvärderingar av miljöpåverkan från gruvdrift i arktiska områden. Det kommer också att hjälpa till att utvärdera den inverkan som mineraldamm avsatt från luft i arktisk snö har på smälthastigheten och, indirekt, på klimatet.

Abstract [en]

This project aims to develop a methodology to quantify the deposition of mineral dust in high-latitude seasonal snow using spaceborne optical data. Mineral dust contains iron (Fe) minerals that strongly absorb light in the visible to near-infrared (Vis-NIR) spectrum and can therefore reduce the reflectance of snow at these wavelengths and hasten spring snow melt and snow cover retreat, with local consequences for aquifer recharge and, more broadly, for the surface radiative balance. In subarctic and arctic regions, open-pit mining for Fe ores is a large localized source of light-absorbing fugitive dust, which is also a common source of concern from nearby community residents. With the growing global demands for critical resources such as Fe, arctic mining will increase, and there is therefore a strong incentive and potential benefits to develop methods for monitoring, by remote sensing, mine dust dispersion in the sensitive arctic environment. In this international collaborative project, we will develop and test such methods near Fe-ore mines in subarctic Sweden and Canada, using a combination of ground-based, airborne and spaceborne techniques. We will take advantage of recent theoretical and methodological research developments, and access to high-resolution, multispectral satellite images, to establish a methodology that will allow the content of specific dust mineral components in snow, and their properties, to be retrieved from space, and we will model the impact that the dust has on snow melt rates and snowpack depletion near the mine sites. Our project will help to meet impact assessment needs for mines in the arctic, while also benefiting the broader climate-cryosphere science community. The 4-year project will be a collaboration between experts in the cryosphere sciences, remote sensing, and environmental geochemistry from Sweden, Canada and Italy, and will also support a PhD student.