Isfjorden (Svalbard)

Geologi og geografi

I sen jura var Svalbard oversvømt av grunt hav og det ble avsatt fosfatrike, tynne lag av kalksand (Brentskardhaug). På Vest-Spitsbergen var havet dypere og ga godt sammenpressede, tynne sandsteinslag fra jura. Havet var varmt og fullt av marint liv, og ga grunnlag for oljerikdommer over hele verden. Men det dekkende havet over Svalbard ga derimot ganske liten sedimenttilførsel og gjør det lite sannsynlig med oljefunn fra jura-kritt her. Svart eller mørkt grått slam fra jura har avsatt skiferaktige bergarter over mye av Svalbard, men de er bare bevart i Grønfjorden samt i et langt belte fra Bohemanflya, Janusfjellet og Adventfjorden i nordvest til Agardhbukta i sørøst, og videre derfra til Kong Karls Land (Agardhfjell, Rurikfjell). De inneholder fossiler av muslingen Buchia, andre bløtdyr og ammonitter, for eksempel på østsiden av Adventfjorden. På Janusfjellet er det dessuten funnet en fiskeøgle samt svaneøglen Tricleidus svalbardensis fra sen jura. Ved overgangen til kritt overtok en gul-grønn leirstein av glaukonitt (Myklegardfjell), som kan tyde på at det var dypere hav.
Ved inngangen til kritt-tiden for 145 millioner år siden, ble kontinentalskorpen hevet fra nord og det nordlige Svalbard ble mere tørrlagt - noe som økte avsetningen av sand og slam nordfra. Samtidig steg havet og nådde sent i kritt sitt høyeste nivå noensinne – kanskje hele 350 meter høyere enn i dag – og stoppet tørrleggingen. I bassengene ble det avsatt hele 500–700 meter tykke sedimenter i løpet av kritt, mens lagene utenom bassengene er på 200–300 meter med mye avsetning av kalkstein basert på det yrende dyrelivet i havet. Svært mye av lagene er derimot erodert bort i ettertid. Langs sørkysten av dagens Isfjorden ble sand og slam avsatt blant annet ved Grønfjorden (Helvetiafjell). Ved Festningen ytterst i fjorden står de nederste sandsteinslagene vertikalt og danner formasjonen – med fotavtrykk av ulike dinosaurer i sandsteinen. Sentralt på Spitsbergen ble det avsatt tykke sedimentlag (Carolinefjell). Laget er tykkest i sør hvor det har vært mindre erodert, inntil 1 000 meters tykkelse mot bare 200 meter nord i det sentrale Spitsbergen-bassenget.
Inngangen til paleogen (tertiær) og jordens nytid kenozoikum for 65 millioner år siden, markerer en fortsettelse av sedimentavsetningene på sentral-Spitsbergen (Aspelintopp). I denne perioden skjedde det stor havbunnsspredning hvor først Norskehavet, og deretter Grønlandshavet åpnet seg kraftig. Forut for dette var det noe strekking i jordskorpen mot Svalbards vestkyst, og sammen med den påfølgende havbunnsspredningen ved Grønlandshavets utvidelse for 35–30 millioner år siden, skapte dette sterke forkastninger og graben-dannelse ved blant annet Forlandet. Fjellkjeden langs vestksten av Svalbard ble foldet opp og Spitsbergen ble presset sammen med anslagsvis 10 kilometer. Dette sees idag som sterke foldebelter i fjell nord for Isfjorden og i Midterhuken i Bellsundet. Det er også synlige skyvedekker flere steder i Oscar II Land og Wedel Jarlsberg Land. Fjellkjededannelsen fra vest presset mot sentralbassenget på Spitsbergen og bygde opp en vertikal «brett» langs Grønfjorden. Samtidig ble Svalbard i kenozoikum hevet hele 3 000 meter, mest i nord.
Norge og Svalbard drev videre nordover – så sent som ved inngangen til paleogen for 65 millioner år siden lå Svalbard bare 60° nord. Det var temperert løvskog med mye bøk ved dagens Isfjorden, mens strendene langs havbukten var preget av torv mellom elvene. Gastropoder (snegler) og mange slags muslinger og fisk overtok havene. En midlertidig utvidelse av havbukten i sentralbassenget før eocen, for ca. 60 millioner år siden, ga oversvømming av nye deler av sentralbassenget og avsetning av sandstein nye steder (Basilika, Grumantby). De øverste, sedimentære lagene fra paleogen og neogen ligger således over de kullførende lagene fra tidlig-paleogen. Vi ser utspring av sandstein fra Basilika- og Grumantby-formasjonene som tydelige framstikkende former i fjellene rundt Longyearbyen. I eocen fra om lag 55 millioner år siden økte avsetningen av sedimenter (Frysjaodden), og snart ble dette så omfattende at avsetningene fylte opp sentralbassenget og bygde opp fast land fra vest mot øst (Battfjell). Denne nye kyst-oppbyggingen sees i fjellene som skråstilte lagstrukturer (klinoformer) på tvers av de generelle sedimentlagene, eksempelvis i Adventtoppen like ved Longyearbyen. Da havbukta ble fylt igjen, oppstod det bare sedimentdanning i elvedalene (Aspelintopp), hvor torvvekst ga de øverste, tynne kullagene.
Sentralt på Spitsbergen ble det dannet kull av plantemateriale – forkullet sumpskog fra kritt, og forkullet torv og løvtrær fra paleogen (tertiær) som er inntil 65 millioner år gammel. Dermed har Isfjorden-bassenget noen av de yngste kulleiene vi kjenner til. I dagens kullfelt er det lag fra kritt og paleogen som utnyttes med hele fem vertikale lag (fløtser). Den midterste Longyearbyen-fløtsen går helt til Barentsburg. De øverste, tynne fløtsene fra torvvekst i elvedalene har også vært forsøkt utnyttet. Kullforekomsten i Pyramiden tilhører langt eldre lag av forkullet sumpskog og bregneplanter fra karbon. Kullagene er horisontale ved Longyearbyen, som ligger midt i sentralbassenget, men vertikale ved Barentsburg. Det har vært leting etter olje siden 1960-tallet, spesielt helt innerst i Billefjorden, men det er ikke gjort drivverdige funn.
Fjordene ble skapt gradvis gjennom erosjon over millioner av år. For 20 000 år siden var Isfjorden en stor, glasial smelteelv, mens store isbreer fylte sidedalene. Disse isbreene hadde for 10 000 år siden trukket seg tilbake og innover i dalene de fleste steder på sørkysten, mens breene på nordkysten var mektigere og ble bevart som brefronter helt inn i moderne tid. I sør lå dagens Adventfjorden og Grønfjorden igjen som utdypede bukter og ble tilført smeltevann og løssmasser. Fjordene var kanskje 60 meter dypere enn i dag, senere landheving har vippet Svalbard opp og avsatte mange marine avsetninger langs fjellsidene og breddene av de mange fjordene. Dagens vannstand er anslagsvis 5 500 år gammel. Tilførselen av sedimenter er på inntil 3 000 g/m² per dag i Adventfjorden.

Marin flora og fauna

Tilførselen av ferskvann påvirker hvilke arter som overlever i hver fjord. Tilsiget fra elver gjør vannet ekstra lite saltholdig nær utløpene, og i forskjellige dybdelag lengre utover fjordene. Sedimentene i elvevannet reduserer også sikten og lystilfanget nedover i vannsøylen. Det er rikest marint plante- og dyreliv i tidevannssoner. I tidsvannsbeltene livnærer ulike sjø- og vadefugler seg på det tallrike lille skjelldyret Onisimus litoralis. Det er mulig å treffe på alke, lundefugl, polarlomvi, teist, polarmåke, ismåke og en rekke andre fuglearter.
I fjordområder med lite elvetilsig av sedimenter og ferskvann, trives de større marine dyrene godt, såsom kvithval, vågehval, ringsel, storkobbe, og sjeldnere også hvalross. Andre sjeldne gjester er grønlandshval.
De fleste av Svalbards 100 arter av fisk kan påtreffes i Isfjorden. Mest vanlig i indre fjorder er den lille ål-liknende hornkvabbe-slektningen rundhalet langebarn (Anisarchus medius), som lever i fjordbunnens sedimenter, og små medlemmer av ulkefamilien (Cottidae) – såsom slektene Icelus, Triglops og Myoxocephalus, og da spesielt artene arktisk knurrulke (Triglops pingelli), tiskjegg (Agonus decagonus), vanlig ulke (Myoxocephalus scorpius) og tornulke (Icelus bicornis). Viktigst for sjøfugl og sel er kanskje polartorsken (Boreogadus saida), som er forbundet med is og tidvis danner stimer.
Oppvarming av Atlanterhavet har bragt mer sørlige arter nordover til Svalbard siden omkring 2002, inkludert torsk (Gadus morhua), flyndrer, hyse, lyr, lodde og sild. Torsk, hyse, sild og lodde er nye arter og de to sistnevnte konkurrerer med polartorsken om den samme maten, nemlig krepsdyrene raudåte og ishavsåte. Laks er tatt flere ganger, og i 2013 var det mye makrell i Isfjorden. Områdets største fisk er håkjerring som kan veie 700 kg, men denne påtreffes mest ytterst i Isfjorden og er sjelden i de indre fjordene. Det er også forekomster av rognkjeks (Eumicrotremus spinosus).

Enkle organismer

Der hvor det om vinteren er islagt, vil isen absorbere det meste av sollyset og de fleste gjenlevende livsformer vil stige oppover i vannsøylen for å livnære seg ved det lille sollyset som trenger igjennom like under isen. Vanntemperaturen var stort sett mellom -1 °C og 1 °C i Adventfjorden årene 2006-07, men kunne nå opp i 7 °C helt ned til 8–10 meters dyp om sommeren. I 2012 derimot ble det målt høyere temperaturer i hele området, og ytterst i Isfjorden var det dette året var det atlantisk vann som ikke var kaldere enn 1,5 C på noe dyp i ytre Isfjord.
Autrofiske organismer omdanner sollysets fotoner og inorganiske næringsstoffer til energi og organisk materiale, gjennom fotosyntesen. Denne primærproduksjonen er stor i de indre fjordene, med eksempelvis 4 - 180 gram organisk karbon produsert per kvadratmeter opplyst overflate i Adventfjorden. Straks sola vender tilbake i april begynner havisen og snøen å smelte, og tilføre mildere ferskvann til havet. Fjordene blir grønne og lukter «fisk» på grunn av framveksten av sympagiske alger som lever under havisen, og en-cellede autotrofe diatomer på mellom 0,005 mm og 0,5 mm - som lever inne i et glassaktig skall og produserer illeluktende lipider. Etter alger blomstrer raskt mengden zooplankton opp, hvor Cirripedia nauplii er helt dominerende i vårmånedene. Men de sympagiske algene er enestående ved å blomstre under isen, og kan slik starte livssyklusen inntil to måneder før planteplankton. Algene gir derfor rom for tidlig beiting fra ishavsåte og andre hoppekreps som i sin tur gir føde for fisk.
Ettersom næringsstoffene uttømmes utover sommeren, faller primærproduksjonen til ti prosent av toppnivået i april. Om sommeren smelter isbreene i dalene og brevannet fører med seg store mengder mineraler til fjordene, noe som reduserer mengden biologisk liv betraktelig, også på havbunnen. Spesielt ser dette ut til å  dette ut over forekomstene av hoppekreps av ordenen Harpacticoida. Utover høsten reduseres både elveføringen og turbulensen i sedimentene, og vannmassene faller mere til ro ved fjordbunnene. Derfor stiger mengden biologisk materiale igjen flere steder, og i november er mengden ofte større enn i sommermånedene. Produksjonen av marint liv, særlig enkle mikroorganismer, er altså størst om våren og avtar raskt om sommeren, og er meget lav om vinteren. Dersom vinteren er isfri, vil derimot den biologiske primærproduksjonen være større i pelagiske vannmasser.
Diatomer (sp. Fragilariopsis, Pinnularia, Pleurosigma) teller milliarder for hver liter vann og bruker lys og næringsstoffer til å binde karbondioksid og produsere mer organisk materiale. Siden alger og diatomer er svært små, er også de planteetende organismene svært små i fjorden, stort sett kopepoder på 1 – 5 mm eller krill på maksimalt 3 cm. Over disse i næringskjeden følger mindre dyreetende organismer som amfipoder, vingesnegler, ribbemaneter og fiskeyngel. Over disse igjen følger kjøttetende fisk, måker, sel og hval. Diatomene er ryggraden i næringskjeden i mange fjorder. Algene utskiller polysakkarider som gir næring for en «suppe» av bakterier. Bakteriene er uhyre tallrike og utgjør en viktig næringskilde for større organismer, som små svømmende flagellater (prasinophycean, 0,002 - 0,02 mm). Om sommeren er det lite tilbake av bakteriene og algene, nå dominerer diatomer og flagellater sammen med dinoflagellater (Gymnodinium sp.) og flimmerdyr (Parafavella sp.) som er mixotrofiske (kan både vegetere på andre organismer, og utføre fotosyntese). I løpet av høsten dør de fleste av dem selv om enkelte kan overleve vinteren.
Zooplankton er små dyr som svømmer dårlig og utgjør tre hovedgrupper: Mikrozooplankton (0,01 mm) er i fjorder med mye elvetilførsel dominert av larvene til virvelløse bentiske dyr. Mesozooplankton (0,1 – 1 mm) er ofte dominert av planteetende hoppekreps (Acartia, Oithona). Makrozooplankton (> 1 cm) domineres av planteetende (Thysanoessa inermis) og øvrige arter krill, dyreetende amfipoder (Themisto libellula), medusae, planteetende svarte Limacina helicina vingesnegler, dyreetende hvite Clione limacina vingesnegler (liten havengel), og fiskelarver. Krillen Thysanoessa inermis er med sine 3 cm den største pelagiske planteeteren på Svalbard. Blant kjøtteterne er den 20 cm lange rosa kamsneglen Beroe cucumis størst, den livnærer seg på sin mindre fetter Martensia ovum. Større makrozooplankton utgjør på sin side en viktig matkilde for unge fisk og sjøfugl.
Når en sjelden gang kaldt, lav-salint artisk vann trenger inn i Isfjorden, dominerer den 4 cm lange amfipoden Gammarus wilkitzkii samt stedbunden Gammarus setosus i enkelte sidefjorder - begge foretrekker iskaldt vann. Når varmere, mer saltholdig atlantisk vann trenger inn i fjorden, dominerer den 3 cm lange krillen Meganyctiphanes og den lille vingesneglen Limacina retroversa, mens den atlantiske Gammarus oceanicus, beveger seg gradvis innover Isfjorden. Oppvarming reflekteres av at blåskjell (Mytilus) kom tilbake til Isfjorden i 2004 og til Adventfjorden året etter, etter om lag 1 000 års fravær på øygruppen. Trolig har blåskjell-larver flytt fritt nordover med det varmere atlantiske vannet. I 2012 ble det også tatt mye lodde og stor, gytemoden sild under forskningsfangst i fjordene - dette er to arter som konkurrerer direkte med polartorsken om føden, som utgjøres av raudåte og ishavsåte. Den norske grisetang-slekten Ascophyllum nodosum har vært observert i Isfjorden, men individene kan ha flytt over havet fra Nord-Norge uten å slå rot.

Bentisk liv

Forekomsten av bentos (bunndyr) er betydelig i sedimentrike fjorder som Adventfjorden, med overlevelsesmuligheter helt ned mot 30 meters dybde for autotrofiske organismer på fjordbunnen. En studie i 2006-07 kartla mer enn 52 arter av meio- og makrobentos i Adventfjorden, mens en annen studie fant 46 arter av bentiske poredyr (encellede protister) fordelt på 37 slekter. Selv på havbunnen kan fotosyntese foretas av makrofytter, og makroalger på havbunnen produserer generelt mer karbon enn hva plankton gjør, selv om karbonen ikke kommer til samme nytte lengre oppe i vannsøylen (pelagisk).
Det bentiske bunnlivet er avhengig av mengden organisk materiale som synker fra høyere i vannsøylen, lystilfang, sedimentbevegelse, turbulens og mineralsk avrenning fra brevann. Det er størst andel bunnsand og lavest tilfang av sedimenter, leire, og organisk materiale om vinteren. Høyest tilførsel av døde alger og andre mikroorganismer til fjordbunnen forekommer i april, mens mengden leirsedimenter er størst om sommeren. Derimot er mengden dødt, organisk materiale også høyt om senhøsten med en topp i november, fordi opphøret av elveføring fører til redusert turbulens i vannmassene slik at det organiske materialet på fjordbunnen ligger roligere og mer tilgjengelig for bunnfaunaen.
Mikrofytobentos omfatter mikroskopiske alger og andre protister, og mudderbunnen forhindrer at strømmer og turbulens fører mikroorganismene utover i dypet hvor det er for lite lys til at de kan overleve. Den stadige avsetningen av døde pelagiske organismer fra vannsøylen, gir liv til bakterier på havbunnen som omsetter de døde organismene til næringsstoffer. Bakteriene gir grunnlag for autotrofiske diatomer som kan observeres som olivengrønne dekker på steiner og fjordbunn, eller på tidevannsflater. Akkurat som i vannsøylen, vil også bunnlevende diatomer (Gyrosigma sp.) utskille polysakkarider som gir mat for mikrober, som i sin tur spises av flagellater, som i sin tur spises av flimmerdyr (ciliater) og dinoflagellater (0,1 mm).
Meiobentos (< 0,5 mm) er en svært variert gruppe i elvefjordenes sedimenter, med hoppekreps-ordenen av leddete Harpacticoida, havbørsteormer (Polychaeta), rundormer (Nematoda), og bjørneliknende Tardigrada - totalt mer enn 200 fargeløse, dyre- eller planteetende arter. Meiobentos utgjøres også av flimmerdyr og dinoflagellater, som kan forlate fjordbunnen sporadisk for å jakte eller forflytte seg, og gir næring for større dyr. Den dominerende slekten av meiofauna i sand og grusbunn er de myke flimmerormene (Turbellaria), en gruppe av flatormene som livnærer seg på protozo-flimmerdyr. I finkornet slambunn med lavt oksygeninnhold og høyt næringsinnhold dominerer rundormene med flere titalls arter i Adventfjorden. Ørsmå hoppekreps av Harpacticoida-ordenen og edderkpp-liknende Halacarida foretrekker fine sedimenter rike på alger og diatomer. Meiofauna er mest tallrik i de næringsrike delta-områdene (10.000 per 10 cm²), og mindre tallrike i grovere sedimenter (10 - 100 per 10 cm²). Den bentiske meiofanuaen er størst i april-mai og i oktober-november, og minst i februar og i juli-august. I en studie i Adventfjorden 2006-07 var den biologiske mengden størst om våren og minst fra november - og gjennom året utgjorde rundormer (Nematoda) hele 90 % av individene blant 10 arter, øvrige betydelige grupper er havbørsteormer og Herpacticoida. Mer sjeldne er muslingkreps (Ostracoda).
Makrozoobentos (> 0,5 mm) er også tallrike, men finnes i mindre variasjon i de fine og næringsrike tidevannssedimentene med skiftende saltholdighet, nær land. Her lever arter av ormedyr og det viktige krepsdyret Onisimus litoralis. Rur-arten Semibalanus balanoides lever på steinbunn i tidevannssonen, sammen med grønne og brune alger. Under steinene lever amfipoder av slekten Gammarus. Blant tang og alger lever også sneglene Margarites helicinus, krepsdyrene Caprella septentrionalis, og fisk som ulkearten Myoxocephalus scorpius. I studien 2006-07 var mengden makrozoobentos høyest i april og lavest i juli, med en ny topp i november. Gjennom året utgjorde havbørsteormer hele 52 % av individene blant 42 arter i Adventfjorden. Øvrige betydelige grupper var bløtdyr (Mollusca) som utgjorde 33 %, og krepsdyr (Crustacea) med 7 %.
I finkornede sedimenter på mer enn 20 meters dybde, dominerer ulike ormedyr som lever av dødt materiale fra høyere lag. I bratte skråninger hvor vannmasser og sedimenter stadig beveger seg, dominerer mindre ormedyr som Chaetozone setosa og Cossura longocirrata. Videre nedover i det stabile bunnmiljøet kan bofaste, større ormedyr som Maldane sarsi og Pectinaria hyperborea overleve, sammen med dyreetende snegler som den store Buccinum undatum og den mindre Cylichna occulta.
Makrofytter er mer iøynefallende og distinkte grupper av alger og brunalger i grunne kystfarvann, som danner plante-liknende tang. De antar størrelser på flere centimeter eller meter, noe som øker sjansen for å tilegne seg føde og overleve selv. Makrofytter (tang, «grønske») tilfører store mengder organisk materiale og oksygen, og er en viktigere del av fjordens økosystem enn hva mikrofytobentos er, og mange kan observeres fra tidevannsområdet og ned mot 10 meters dybde som brun (Saccharina latissima, Palmaria palmata, Fucus distichus/evanescens, Desmarestia aculeata) eller grønn (Acrosiphonia sp., Ulva sp.) «tang». Tang av slektene Laminaria (Laminaria digitata) og Alaria (Alaria esculenta) kan bli 2-3 meter lange, de har fytosyntetitiske pigmenter - men der stopper også den organiske likheten med planter. De kan danne veritable «skoger» under vann, som de gjør i stort antall ved Bohemanflya på nordsiden av Isfjorden. Rødalger gjør enda bedre bruk av det sparsomme sollyset i sin fotosyntese, og kan derfor overleve noe dypere nedover enn brunalgene. Når is eller stormer skurer bentiske alger av fjordbunn eller steiner, føres de enten ned i dypet og fortæres av bakterier, eller opp på land hvor de blandes med sand og slam til en illeluktende masse.

Dyre- og fugleliv

Isfjorden med omkringliggende områder er i svalbardmålestokk et høyproduktivt område. Sjøfuglene finnes i stort antall om sommeren og er konsentrert i store hekkekolonier. Alle de vanlige fuglefjellsartene er representert, som alkekonge, lunde, polarlomvi, polarmåke, teist, havhest og krykkje. Alle disse artene minus polarmåke hekker i Templet i Sassenfjorden og i Skansbukta i Billefjorden. Fuglefjellene innenfor Grumant har tilsvarende arter representert, men mangler havhest. I Fjordnibba i Tempelfjorden og Gipshuken på Billefjordens sørøstside mangler alkekonge. På Diabasodden mangler både alkekonge og havhest. I Tschermakfjellet i Nordfjorden er polarlomvi, havhest og krykkje de dominerende artene, mens i Alkhornet finnes lunde, polarlomvi, teist og krykkje. Nøisdalen og Borgen innerst i Dicksonfjorden har store havhestkolonier.
Tre av Svalbards fuglereservater ligger i Isfjordområdet, Kapp Linné ved Isfjord Radio med hvitkinngås, ærfugl, praktærfugl, rødnebbterne, steinvender, havelle, fjæreplytt, polarsvømmesnipe, tyvjo og sandlo. Gåsøyane fuglereservat ved munningen av Billefjorden er et ramsarområde og har en stor hekkebestand av ærfugl, hvitkinngås, kortnebbgås, ringgås, rødnebbterne, polarsvømmesnipe, polarmåke og svartbak. Boheman fuglereservat har stor hekkebestand av ærfugl, hvitkinngås, polarmåke og svartbak.
De fleste av de 800–1500 svalbardrypene som skytes årlig på Svalbard, blir skutt i området rundt Isfjorden.
Av pattedyr finnes det isbjørn, ringsel, storkobbe, svalbardrein og fjellrev. Moskusfe ble i 1929 satt ut i Moskushamn, men døde ut i 1985. Isbjørnen kan observeres i Isfjordområdet selv på sommerstid, som oftest ved brefrontene på nordsiden av fjorden, hvor isbjørnens hovedføde ringsel og storkobbe også er. Sør og øst for Isfjorden er Svalbards største bestand av svalbardrein, hvor det på Nordenskiöld Land er anslått å være 4 000 dyr.

De første kullkompaniene

Sommeren 1899 kom ishavsskipper Søren Zachariassen til Tromsø med 600 hl kull fra Bohemanneset og andre steder ved Isfjorden. Dette partiet anses som det første kullpartiet som ble solgt fra Svalbard, men allerede under hvalfangertiden kjente man til kullforekomstene på øygruppen. Et av de første tonnene med kull som Zachariassen solgte, var til en lystbåt eid av Albert I av Monaco.
Zachariassen hadde fra 1862 kjent til de gode kullforekomstene, men klarte ikke å få noe økonomisk utbytte av sin innsats. I 1900 nevnte han sine kullfunn og ga kullprøver til ishavsskipperen Henrik Næss. Næss' interesse ble vekket, og sammen med tre andre interesserte sendte de åtte mann til øygruppen for å ta «et eller andet kullfelt i besittelse».
Nordmennene kom som de første i gang med kullproduksjon i 1903. Senere kom også andre nasjonaliteter til og disse hadde som regel bedre kunnskaper om kullproduksjon og større økonomisk løfteevne. Kampen om kullfeltene økte og anneksjonstavler ble slått opp og revet ned. Nordmennene kom til kort, selv om viljen var til stede. I 1906 solgte Henrik Næss og hans forretningspartnere sitt selskap Trondhjem-Spitsbergen Kulkompani til det amerikanske Arctic Coal Company. Søren Zachariassen som startet det hele, tjente lite på sine oppdagelser.

Etableringen av Longyearbyen

I 1901 reiste den amerikanske forretningsmannen John Munroe Longyear fra Michigan på cruise til Svalbard sammen med sin familie. På turen fikk han se Christian Michelsens kullekspedisjon i Calypsobyen i Recherchefjorden sør på Spitsbergen. Longyears interesse for øygruppens kullforekomster var et faktum, og sommeren 1903 kom han tilbake til Adventfjorden, hvor Longyearbyen i dag ligger.
Det ble foretatt innsamlinger av kullprøver fra prøvefeltene til Trondhjem-Spitsbergen Kulkompani i Blomsterdalen og i fjellsiden ovenfor Hotellneset. Kullprøvene ble tatt med hjem til USA hvor de ble analysert og funnet gode. Trondhjem-Spitsbergen Kulkompani annekterte områder var til salgs, og Longyear så mulighetene som lå i gruvedrift på Spitsbergen, men han var tilbakeholden med å satse penger i et område hvor rettsforholdene var uklare. Først da det norske utenriksdepartementet i mai 1904 bekreftet at Spitsbergen var et ingenmannsland, startet Longyears selskap Ayer & Longyear forhandlingene med Trondhjem-Spitsbergen Kulkompani om en overtagelse. I oktober 1904 ble kjøpskontrakten undertegnet, hvor Trondhjem-Spitsbergen Kulkompani fikk 18 000 norske kroner i kontanter og 50 000 norske kroner i aksjer i det nystiftede selskapet Arctic Coal Company (ACC).
Den første ekspedisjonen ankom Adventfjorden 2. juni 1905 med skipet DS «Ituna» og var ledet av Longyears nevø William D. Munroe. Innslag ble gjort i fjellsiden og flere annekteringer ble foretatt i Isfjorden på vegne av Ayer & Longyear. I slutten av mai 1906 forlot skipet «Primo» Trondhjem med kurs for Adventfjorden. Om bord var William D. Munroe og hans hest, 50 mann, et skipsdekk med tømmer og treverk, samt et halvt tonn dynamitt. Skipet ankom Adventdalen 10. juni, og mannskapet ble innlosjert i det gamle hotellet fra 1896 på Hotellneset og innledet det første året med ordinær gruvedrift. Det ble bygget ti hus, vanntilførsel ble etablert, og taubanen som skulle frakte kull fra gruveåpningen og ned til sjøen, ble påbegynt. I løpet av det første året ble gruvegangen 65 meter lang i et kullag på 1,30 meter. Skipet DS «Ituna» som gjennom høsten hadde fraktet kull ned til fastlandet, seilte ned for siste gang før vinteren 2. oktober og tok med seg de som ikke skulle overvintre. Av de 50 mennene som ble med opp, ble 22 menn igjen for å overvintre.
Etter fem års drift hadde Arctic Coal Company brukt 1,5 millioner kroner, uten at produksjonen og lønnsomheten hadde nådd et tilfredsstillende nivå. Gruveselskapet var utsatt for tekniske problemer, lave kullpriser, arbeidskonflikter og stridigheter med norske myndigheter i forbindelse med skipskontroll, eiendomsskatten på selskapets eiendommer på fastlandet og striden om telegrafforbindelse. Norske telegrafmyndigheter nektet Arctic Coal Company å sette opp en lenkestasjon i Finnmark som ville opprette telegrafforbindelse mellom gruvesamfunnet og USA. I stedet satte Telegrafvesenet opp en egen stasjon like etterpå på Finneset i Grønfjorden i 1911.
Denne stasjonen fikk stor betydning året etter, da det ble innført radioplikt i Nord-Atlanteren som følge av «Titanic»-forliset. I 1930 ble kortbølge-radiotjenestene utvidet med etableringen av Isfjord radio helt ytterst i fjorden for å sikre den utsatte skipsfarten til gruvehavnene i fjorden. Etter etableringen av Telenor Svalbard inne i Longyearbyen flyttet hovedsenderen en stund til flyplassen, hvor det ble drevet kombinert kyst- og flyplassradio helt fram til 1995.
Sommeren 1912 ble det gjennomført en omfattende streik i Longyear City, hvor svenske syndikalister hadde en sentral rolle. Arbeidskonflikten førte til at 238 arbeidere ble sendt tilbake til fastlandet. Det var ofte streiker i gruvene, blant annet i første driftsår og i alle årene mellom 1910 og 1913. Streikene var som regel ikke motivert av lønnsforholdene, men av dårlige levevilkår som trangboddhet, dårlig hygiene, dårlig mat og kulturforskjeller mellom norske arbeidere og amerikanske ledere.
Energiforsyningen ble stabil da en første kulldrevet kraftstasjon ble etablert i 1920. Denne ble i 1982 erstattet av det mer moderne kullkraftverket Longyear Energiverk, sammen med et fjernvarmenett.

Andre verdenskrig

Ved utbruddet av andre verdenskrig var den samlede befolkningen på Svalbard 900 nordmenn og 2000 sovjetere, og frem til august 1941 foregikk det normal drift og utføring både på norsk og sovjetisk side.
Etter Tysklands angrep på Sovjetunionen den 22. juni 1941 iverksatte de allierte den 31. juli vakt ved alle gruvene. Alle sovjetiske statsborgere ble evakuert med britiske krigsskip til Russland i slutten av august, mens nordmennene ble ført til Storbritannia ombord på «Empress of Canada» 3. september. Samtidig ble alle strategiske objekter som blant annet kull- og oljelagre, kraftstasjoner og radiostasjoner destruert. Norske styrker ble stasjonert i Longyearbyen, Barentsburg og Sveagruva.
Det ble fra Store Norske Spitsbergen Kulkompani og fra norske myndigheter gjort forsøk på å kombinere garnisonsetablering med gjenopptagelse av driften, men forsøkene mislyktes. I mai 1942 var Operasjon Fritham et forsøk på å etablere en norsk stasjon.
Tyske styrke angrep Longyearbyen 8. september 1943 med blant annet slagkrysseren «Scharnhorst», hvor både byen og Gruve 2 ble skutt i brann. Sverdrupbyen som ligger lengst inne i Longyeardalen ble ikke truffet og var intakt etter krigens slutt. De store ødeleggelsene etter angrepet skapte en ny økonomisk krise for Store Norske Spitsbergen Kulkompani. Selskapet styreformann, Hilmar Reksten, mente at den norske staten måtte erstatte krigsødeleggelsene. Løsningen ble at selskapet tok opp statlige lån i 1943, 1944 og 1946, samt at staten stilte som garantist for lån i private banker i 1945. I 1948 ble Store Norske Spitsbergen Kulkompani tilkjent 16,5 millioner kroner av Krigsskadetrygden.

Tiden etter andre verdenskrig

Etter andre verdenskrig begynte en fullstendig gjenoppbygging av Barentsburg og Longyearbyen, hvor Store Norske Spitsbergen Kulkompani brukte store beløp på Longyearbyen. Produksjonen startet først opp i Gruve 1, men ble i 1951 erstattet av Gruve 2. I 1963 var årsproduksjonen i de norske gruvene 430 000 tonn, hvor 170 000 tonn ble eksportert.
I 1975 åpnet den første helårsflyplassen i Longyearbyen, etter at regjeringen hadde satt ned et utvalg i 1964 for å vurdere transportbehovene og mulighetene for bedre samband mellom Svalbard og fastlandet. Alternativene som ble vurdert var bygging av en isbryter eller en flyplass. Det regjeringsoppnevnte utvalget anbefalte en flyplass for å sikre helårig forbindelse, og i 1971 ble det fattet et vedtak om bygging av flyplass. Det ble sendt ut en orientering til traktatlandene, hvor det ble presisert at flyplassen ville være åpen for alle statsborgerne i traktatlandene og kun ville bli benyttet til sivile formål. Flyplassen ble offisielt åpnet ved 50-årsjubileet for Norges overtagelse av suvereniteten over Svalbard 14. august 1975.
En globalt viktig etablering ved fjorden er Svalbard satellittstasjon (Svalsat), som siden 1997 drives på Platåberget over flyplassen og Longyearbyen av Kongsberg Satellite Services. Denne stasjonen har 7 antenner og tar ned data fra den japanske solsatellitten Hinode, og videre fra vær-, miljø- og klimasatellitter fra ESA, NOAA, NASA og andre utenlandske organisasjoner. Stasjonen har 14 sirkumpolare passeringer i døgnet og leser blant annet alle bildedata som tas av ismassene over Nordpolen. I 2003 anla Norsk romsenter og Telenor en dobbel sjøkabel fra Harstad til Longyearbyen via Isfjorden og Adventfjorden, som sikrer væruavhengig overføring av all tele- og datatrafikk til og fra Svalbard.

Verneområder

I Isfjorden ligger nasjonalparkene Nordre Isfjorden og Sassen-Bünsow Land, fuglereservatene Boheman, Gåsøyane og Kapp Linné, samt geotopverneområdet Festningen. Begge nasjonalparkene og geotopverneområdet ble opprettet 26. september 2003, mens de tre fuglereservatene ble opprettet 1. juni 1973. Opprettelsen av nasjonalparkene har som formål å «bevare et stort, sammenhengende og i det vesentligste urørt arktisk kyst- og fjordlandskap med intakte naturtyper, økosystemer, arter, naturlige økologiske prosesser, landskapselementer og kulturminner som referanseområde for naturforskning og for opplevelse av Svalbards natur- og kulturarv».
Nordre Isfjorden nasjonalpark ligger langs fjorder og øyer på nordkysten av Isfjorden og omfatter Boheman fuglereservat ved vestmunningen av Nordfjorden. Nordre Isfjorden nasjonalpark dekker et område på 2 952,1 km², hvorav landarealet utgjør cirka 2 047 km² og det marine arealet cirka 905 km². Nordre Isfjorden nasjonalpark strekker seg fra St. Jonsfjorden (Forlandsundet) i vest til Dicksonfjorden i øst, over Oscar II Land, James I Land og den vestre fliken av Dickson Land. Den viktigste fjorden ligger midt i parken – Nordfjorden, som er en nordlig arm av Isfjorden og som innerst deler seg i Ekmanfjorden og Dicksonfjorden.
Nordre Isfjorden nasjonalpark har store strandsletter hvor løsmasser i stor grad er marine avsetninger. Coraholmen og Flintholmen i Ekmanfjorden har helt spesielle landskap forårsaket av Sefströmbreen, sannsynligvis oppstått i 1896. Fjellformasjonene Skansen og Alkhornet (616 moh. på sørpynten av Oscar II Land ved utløpet av Isfjorden) er karakteristiske landformer med betydelige fuglefjell.
Sassen-Bünsow Land nasjonalpark ligger i et dal- og fjellområde med brede elveløp innerst i Isfjorden. Sassen-Bünsow Land nasjonalpark dekker et område på 1 230,57 km², hvorav landarealet er på cirka 1 157 km² og det marine arealet på cirka 73 km². Den ligger ca. 15 km nord for nordgrensen av Nordenskiöld Land nasjonalpark. Sassen-Bünsow Land nasjonalpark utgjør i hovedsak de tre områdene Sassendalen, Tempelfjorden, og Bünsow Land med Gipsdalen, samt tilliggende isdekte fjell- og breområder i øst. Gipsdalen og fjellene ved Tempelfjorden har geologiske forekomster av gips. I vest utgjør østbredden av Billefjorden vestlig begrensning, herfra kan man se over fjorden og over til det nedlagte, russiske tettstedet Pyramiden. Parken strekker seg opp til vannskillet i øst, men går ikke helt ned til østkysten av Spitsbergen og Barentshavet. Umiddelbart vest for parken ligger Gåsøyane fuglereservat, som nesten tangerer den vestligste grenselinjen for Sassen-Bünsow Land nasjonalpark ute i Isfjorden (Sassenfjorden).
Sassen-Bünsow Land nasjonalpark har betydelige arealer med fine kvartærgeologiske innslag, bl.a. marine avsetninger, elveavsetninger og strukturmark. Nordsiden av selve Sassendalen har en rekke elvegjel (canyons). En av Svalbards høyeste fosser ligger ytterst i Eskerdalen, hvor Sassendalen munner ut. Det er innslag av yngre tiders sedimenter og bergarter i området. Fjellformasjonen Templet er et velkjent og lett synlig, særegent landskaps­element. Fjellene i området har mektige raskjegler. Isbreer (fra sør til nord) er Fimbulisen, Von Postbreen og Filchnerfonna, alle tre øst for Tempelfjorden.
Festningen geotopvernområde er et geotopvernområde som omfatter det nordvestre hjørnet av Nordenskiöld Land, fra Grønfjorden til Lewinodden. Geotopvernområdet utgjør vel 14 km² landareal (inkludert breer og ferskvatn) og ca. 3 km² marint areal. Formålet med fredingen  er å ta vare på et område med verdifulle geologiske og kvartærgeologiske forekomster, herunder Festningsprofilet, et av Svalbards mest kjente og komplette geologiske referanseprofiler.