Internal and external forcing factors on the Source-to-Sink infill dynamics of the Lower Mesozoic Greater Barents Sea Basin

Barentshavet er eit av dei siste underutforska områda på den norske kontinentalsokkelen. Innsamling av kunnskap om undergrunnsgeologien i dette området er komplisert både fordi det somme stadar manglar data og tolkingar, men viktigast av alt fordi Barentshavet er delt inn i tre geografiske områder med forskjellige restriksjonar for tilgang på data: ein sørvestleg del av den norske sektoren som for tida er opna for leiting og har enorme mengder data; ein nordvestleg del rundt øygruppa Svalbard med lite data men der en har tilgang på blotingar på Svalbard; og ein russisk sektor i aust der data er vanskeleg å få tak i utanfor Russland. Sjølvsagt kjenner ikkje geologien til desse geografiske forskjellane i tilgang til data; dei same avsetningsmiljøa kan sporast på tvers av Barentshaveregionen. Til dømes kan ein spore store elvesystem heilt frå Russland til den norske sektoren og Svalbard – og eit slikt elvesystem vil være ein utfordrar til tittelen «det største elvesystemet i verdas historie». I tillegg viser både den norske sektoren og Svalbard teikn til å ha blitt tilført sediment frå den store magmatiske provinsen Dei Sibirske Trappene som ligg i Russland. Denne magmatiske provinsen forårsaka masseutryddinga ved Perm-Trias overgangen for 252 millionar år sidan. Tydinga av denne katastrofale hendinga for bassengutviklinga i Barentshavet har så langt ikkje blitt undersøkt. For å få ei fullgod forståing av dei sedimentære systema i bassenget og prosessane som påverkar dei er det naudsynt å undersøke bassenget under eitt. ISBAR prosjektet representerer eit nytt bidrag til ei heilskapleg forståing for korleis Barentshav-bassenget utvikla seg. Vi nyttar stratigrafiske, biologiske, geokronologiske og petrografiske data for å fastsette rolla og den relative tydinga av dei forskjellige sedimentkjeldene. Vår hypotese er at variasjon i desse parametrane kan knytast til eksterne påverkingskrefter som vulkanisme, tektonikk og klima. Gjennom vårt unike samarbeid med russiske og norske kollegaer vil vi være i stand til å kvantifisere og avgrense dei ulike faktorane og forbetre vår felles forståing av dette bassenget. Prosjektet er no formelt fullført, og det har til no resultert i ei rekke spennande oppdagelser. 16 artiklar i internasjonale venskaplege tidsskrift har blitt publisert, og fleire kjem til å bli publisert i etterkant av prosjektperioden på grunn av dei store mengdane data som har blitt samla inn. To internasjonale faglege prisar har blitt tildelt for arbeid i prosjektet. En PhD, to postdocs og fem masterstudentar har blitt utdanna igjennom ISBAR-prosjektet. Arbeid i prosjektet har ført til et forent stratigrafisk rammeverk basert på analyse av seismikk og biostratigrafi for det norske og russiske Barentshavet, Svalbard og Karahavet. I ISBAR har vi dokumentert at deltaet i Trias i Barentshavet faktisk er det største deltaet som har eksistert på jorda, og dataene om variasjon i sedmenttilførsel igjennom trias viser at enorme mengder sedimenter ble tilført frå kildeområder i Rusland til Barentshavet på grunn av tektonisk oppløft på grunn av de den enorme vulkanprovinsen De Sibirske Trappene. Prosjektet har også dokumentert en hittil uoppdaga oppløftsepisode i Barentshavet seint i trias som sannsynligvis har blitt forårsaka av kompresjon under oppløft av Novaja Zemlya-fjellkjeden. Videre har arbeid i ISBAR dokumentert at enorme mengder sedimenter frå kjeldeområdet i aust vart transportert igjennom Barentshavet og inn i dei omkringliggande arktiske bassenga som no ligg i arktisk Canada, Alaska og Russland. Denne oppdaginga har gjort det mulig å forbetre platetektoniske rekonstruksjonar for kor dei arktiske kontinentalplatene låg før åpninga av Polhavet. Videre har det blitt gjort mykje arbeid på reservoareigenskapar i Barentshavet og kontroller på reservoareigenskapar generelt, og på transport av magma igjennom jordskorpa.

ISBAR-prosjektet har vert en stor suksess. En PhD, to postdocs og fem masterstudenter har blitt utdannet igjennom prosjektet. ISBAR har resultert direkte i 16 publikasjoner, og det er flere på vei. Noen av publikasjonene er utgitt i absolutte topptidsskrifter i fagfeltet (Geology, GSA Bulletin) akkurat som forespeilet i prosjektsøknaden, og både en masterstudent og en PhD-student har vunnet internasjonale faglige priser for sin oppgave og sin artikkel. Erfaring, eksponering og resultater fra ISBAR-prosjektet har ledet direkte til deltagelse i et EU-prosjekt (S2S-Future ITN), et nytt KPN-prosjekt (DeepReservoir), og til et pågående prosjekt på å revidere den stratigrafien for den triassiske lagrekken i Barentshavet. Økt samarbeid mellom UiB og UiO igjennom ISBAR har ført direkte til DeepReservoir-prosjektet, som er et NFR-finansiert KPN-prosjekt administrert av UiB, med UiO, TU Delft, University of Aberdeen og University of Liverpool som akademiske partnere, og Equinor og AkerBP som industrielle partnere. Den utviklingen av Barentshavet i tidsperioden Trias er nå mye bedre forstått. Dette gjelder spesielt forståelsen av barentshav-bassenget som helhet, koblingene mellom Barentshavet og kildeområder i Russland og Fennoskandia, og forholdet mellom Barentshavet og de andre bassengene i Arktis. Dette er kunnskap som er viktig for alle som driver med geologisk forskning i arktis, spesielt grupper i Canada, Danmark, USA og Russland. For Barentshavet i Trias kommer både størstedelen av sedimentene og de tektoniske hendelsene ifra Russland. Ved å undersøke data fra det Russiske Barentshavet, Karahavet og fra det russiske fastlandet, har vi laget et integrert stratigrafisk rammeverk og forståelse av det sedimentære miljøet i Barentshavet i Trias. Dette er viktig for alle som vil gjøre geologisk arbeid, og der i leiting etter hydrokarboner og reservoarer for CO2, i Barentshavområdet. Videre har prosjektet ført til fremskritt når det gjelder source-to-sink modeller, forståelse av reservoarer, og dannelse av klorittbelegg på kvartskorn. Disse temaene er viktige for reservoarprediksjon, hydrokarbonleting og muligens også CO2-lagring, og vi har sett stor interesse fra industrien for dette arbeidet. Når det gjelder leting i Barentshavet, er det basert på kunnskap fra ISBAR-prosjektet at det vil vere mindre sannsynlig å finne mange utvinnbare reservoarer i Trias-lagpakken i det nordvestre Barentshavet. Dette er fordi vi har demonstrert at reservoaret blir dårligere mot vest. Dette er fordi sandsteinsreservoarene i Trias-pakken hovedsakelig er elvekanaler som blir smalere og tynnere vestover, vekk fra sedimentkilden, og at mengden sand i formasjonen blir mindre mot vest. Videre viser prosjektet relativt gode reservoaregenskaper i Trias mot sørmarginen av bassenget, i området fra vestmarginen til Russergrensa og videre langs Kolahalvøya.

The proposed project uses a multi-disciplinary and international approach to connect stratigraphic intervals across the formerly disputed marine delineation boundary between Norway and Russia. This is important because most of external factors affecting the sedimentary has its origin in the Russian part of the Barents Sea. In order to understand one, we have to study the other. Since the study interval represents a prolific reservoir interval within the Arctic frontier basin of the Barents Sea, results of the proposed project will be important both for exploration model and our understanding of reservoir characteristics on a more local scale. This is only possible after a thorough correlation of the different stratigraphic intervals, and a consolidation of knowledge. This unique project proposes to use its role as an industry-independent research project to collaborate with both Russian colleagues at Moscow State University and the Norwegian Petroleum Directorate in order to achieve this important goal. The project will also benefit from collaborating with leading national institutions such as the University in Oslo, the University Center on Svalbard, Statoil and the University of Tromsø. Constraints offered by a robust stratigraphic framework will allow us, for the first time, to investigate a number of different aspects which are important for current exploration models and our understanding of reservoir intervals within the basin. Differentiating between internal and external forcing factors on the sedimentary system allow us to estimate the relative magnitude and timing of extrabasinal events. Specifically, we anticipate that our results will let us quantify the magnitude of sediment supply from the Siberian Traps in the Early Triassic and the Novaya Zemlya fold and thrust belt in the Late Triassic. Also, the middle Triassic change in location of depocenters from the Russian sector to the Norwegian sector will be considered in relation to climatic effects.