Suurten pohjavesimuodostumien, saumaharjujen, sisäosien rakenteet selvitetty ensimmäistä kertaa kallioperään saakka
Turun yliopiston tiedote
Saumaharjut ovat tavallisia harjuja kookkaampia ja paksumpia muodostumia. Ne ovat siten myös merkittäviä pohjavesimuodostumia ja tärkeitä kohteita yhteiskunnalle vedenhankinnan kannalta. Elina Ahokankaan väitöstutkimuksessa tunnistettiin saumaharjujen sisäiset rakenneyksiköt tarkasti aina kallionpintaan saakka. Lisäksi tutkimuksessa saatiin selville kallionpinnan taso ja siinä tapahtuneet vaihtelut jopa 100 metrin paksuisten harjukerrostumien alla. Tähän ei ole maaperämuodostumien tutkimuksessa Suomessa käytettävissä olevilla geofysikaalisilla menetelmillä aiemmin pystytty.
Harjut syntyivät noin 10 000 vuotta sitten Skandinavian mannerjäätikön perääntyessä ja vähitellen sulaessa. Sulavaan jäätikköön syntyi sulamisvesien verkostoja, joista suurimmat kasvoivat jäätikön alaisiksi tunneleiksi. Harjut syntyivät jäätikössä olleen sedimenttiaineksen kulkeuduttua ja kasauduttua näihin tunneleihin.
– Saumaharjujen synty puolestaan liittyy mannerjäätikön dynamiikkaan. Peräytyvä mannerjäätikkö oli jakautunut eri nopeudella ja eri suuntiin virtaaviin jääkielekkeisiin. Saumaharjut syntyivät näiden jääkielekkeiden välisiin railoihin, Turun yliopistossa väittelevä Elina Ahokangas taustoittaa.
Saumaharjujen poikkeavan synty-ympäristön ja suurten pohjavesivarantojen takia niiden tarkka ja kokonaisvaltainen tutkimus on sekä tieteellisesti että yhteiskunnallisesti merkittävää.
Suomessa ensimmäistä kertaa käytössä olleesta menetelmästä tarkkoja tuloksia
Sedimentologinen tutkimustapa keskittyy eri muodostumien synty-ympäristöjen ja -olosuhteiden tutkimukseen. Tutkimus vaatii tuekseen avoimia sorakuoppia, joiden määrä on kuitenkin vähentynyt viime vuosina.
– Geofysikaaliset menetelmät, kuten maatutkaluotaus, mahdollistavat harjujen sisäosien tutkimuksen maanpinnalta. Valitettavasti maatutkan enintään 20–30 metrin syvyyteen ulottuva luotaus on tähän tarkoitukseen liian vähäinen, Ahokangas sanoo.
Tästä syystä Ahokankaan tutkimuksessa sovellettiin Suomen oloissa uutta tutkimusmenetelmää, tarkan resoluution heijastusseismistä luotausta maata pitkin vedettävällä landstreamer-laitteistolla. Tulokset osoittavat landstreamer-laitteiston sopivan jopa sata metriä paksujen saumaharjujen kerrostumien tutkimukseen 1–3 metrin tarkkuudella Suomen oloissa.
– Menetelmän avulla kyettiin erottamaan saumaharjujen suuret rakenneyksiköt, mukaan lukien parhaiten vettä johtava harjuydin, sitä peittävät harjuviuhkat ja piilosupparakenteet. Nämä yksiköt ja niiden suhteet toisiinsa vaikuttavat keskeisesti harjun pohjavesiolosuhteisiin ja pohjaveden virtauksen käyttäytymiseen, Ahokangas kertoo.
Väittelijän mukaan sedimentologisen lähestymistavan ja geofysikaalisten menetelmien, maatutkan ja tarkan resoluution heijastusseismiikan, yhteiskäyttö olisi jatkossa suositeltavaa maaperän suurten saumamuodostumien tutkimuksessa.
– Näin saavutetaan kokonaisvaltainen ymmärrys monimutkaisista saumaharjukerrostumista ja mahdollisesti tulevaisuudessa suurista reunamuodostumista, kuten Salpausselistä.
Tulokset hyödynnettävissä Suomen vedenhankinnassa
Tutkimuksessa saatiin tarkka kuva kallionpinnan tasosta, sen topografian vaihteluista ja kallioperän ominaisuuksista harjukerrostumien alta.
– Näiden tekijöiden tuntemus edesauttaa tarkkojen harjujen rakenne- ja pohjavesimallien muodostamista ja hyödyttää siten yhteiskunnan vedenhankintaa, Ahokangas sanoo.
***
FM Elina Ahokangas esittää väitöskirjansa ”New insights into the sedimentological-geophysical research of interlobate glaciofluvial complexes in western Finland” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa torstaina 6.6.2019 klo 12.00 (Turun yliopisto, Calonia, Cal 1 -luentosali, Caloniankuja 3, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Tracy Brennand (Simon Fraser University, Kanada) ja kustoksena professori Risto Kalliola (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on maantiede.
