Resenttisen liejusaven käyttäytyminen Suomen merialueiden merenpohjan hydrodynaamisissa olosuhteissa

Abstract

Tutkimuksessa selvitetään merenpohjassa esiintyvän resenttisen liejusaven kasaantumisympäristöjä Suomen merialueiden hydrodynaamisissa olosuhteissa. Resenttinen liejusavi on nykyisin merenpohjaan muodostuvaa löyhää ja orgaanista savea, joka lähtee helposti uudelleen kuljetukseen veden liikkeiden toimesta. Resenttinen liejusavi reakoi veden liikkeisiin hyvin matalalla kynnyksellä, minkä takia sitä käytetään tässä tutkimuksessa indikaattorina merenpohjan hydrodynaamisten voimien, kuten aaltojen sekä merivirtojen läsnäolosta. Tutkielman tavoitteena on laajentaa käsitystä resenttisen liejusaven käytättämisestä ja esiintymisestä merenpohjan vaihtelevissa olosuhteissa.

Tutkielman aineistona käytetään Rannikkolaivaston 4. miinantorjuntalaivueen akustisin kaikuluotausmenetelmin tuottamia kaikugrammiprofiileja, joita on kerätty Suomen eteläisiltä merialueilta. Kaikugrammit kuvaavat merenpohjan pinnan alaisia sedimenttikerrostumia. Tyypillisesti Suomen merenpohja muodostuu kallioperän päälle kasaantuneista savikerrostumista, joista kaikkein päällimmäisimpänä on havaittavissa resenttinen liejusavi. Kaikugrammeista tunnistetaan näiden resenttisten liejusavikerrostumien erityispiirteitä sekä veden liikkeiden aiheuttamia eroosiopintoja savikerrostumissa.

Resenttistä liejusavea on havaittavissa niin Suomenlahdella, Saaristomerellä kuin myös Ahvenanmerellä. Tuloksista voidaan havaita resenttisen liejusaven kasaantumisen sekä virtausuomien olevan yhteydessä toisiinsa. Näin ollen on todennäköistä, että myös saaristo-olosuhteissa merivirrat aiheuttaisivat resenttisen liejusaven kasaantumista kontouriittimaiseen tapaan merivirtojen suuntausta myötäillen. Lisäksi virtauksesta syntyneen virtausuoman koko on usein verrannollinen vierelle syntyvän resenttisen liejusaven kasauman kokoon. Virtausuomien toimesta merialueen syvin kohta ei välttämättä myöskään ole liejusaven peitossa vaan virtausuoman eroosioaluetta. Aallot sen sijaan määrittävät mille syvyydelle liejusavea voi muodostua. Toisaalta meren ollessa muutostilassa esimerkiksi maankohoamisen seurauksesta, voi aikaisemmin levottomat eroosioympäristöt muuttua rauhallisiksi kasaantumisympäristöiksi. Näin ollen merenpohjan sedimentaatio-olosuhteet eivät ole stabiileja vaan voivat muuttua hyvinkin toisenlaisiksi vesisyvyyden tai hydrodynaamisten olosuhteiden vaihtelun vuoksi.

Tutkielman tulokset laajentavat käsitystä resenttisen liejusaven muodostumisympäristöistä sekä sen yleisestä käyttäytymisestä merenpohjassa. Tästä on hyötyä esimerkiksi merenpohjan ravinnepitoisten sedimenttien liikkeiden kartoittamisessa sekä merenpohjan laadun arvioimisessa. Lisäksi ilmastonmuutoksen vaikutus merenpohjan sedimentaatio-olosuhteisiin tulee todennäköisesti vaikuttamaan pohjan geomorfologiaan sekä sitä ympäröiviin ekosysteemeihin.

The aim of this study is to investigate the behavior of recently accumulated gyttja in the hydrodynamic environment of the Finnish seafloor. Modern gyttja is typically less consolidated than the underlying postglacial deposits and therefore they can be easily removed back to transport by the waves and currents. Thereby the existence or absence of these soft sediments can be used as an indicator for presence of hydrodynamic movement at the seafloor.

Finnish Navy have collected the data by using sediment echo sounder (SES) that produces echograms of the sediments lying underneath the seafloor. Modern gyttja is typically overlying the postglacial sediments and bedrock at bottom of the Baltic Sea. As a study method, the special features of modern gyttja and erosional surfaces are documented from echograms.

Results show that modern gyttja is found from the seafloors of the Gulf of Finland, the Archipelago Sea and the Åland Sea. Current channels and gyttja deposits often appear nearby each other's and their sizes correlate as well. It can be concluded that bottom currents are accumulating soft sediments to the seafloor and thereby are forming small-scale contourites even in the archipelago. The deepest area of the Finnish seafloor is not always the main accumulation zone when bottom currents create a deep channel into the bottom sediments. On the other hand, waves and thereby openness of the sea determinate the depth which recent muds can accumulate. Thus as the seafloor is constantly under change by seafloor uplifting, otherwise calm environment can turn into an restless environment and vice versa in shallowing depth and exposure to waves.

This study extends the conception of modern gyttja accumulation environment and behavior under the near seafloor hydrodynamics at the seafloor of Finland. The results of this study can be used for mapping nutrients flow or for estimating seafloors quality. In addition, climate change will cause stress to the seafloor and thereby have an influence on the geomorphology of the seabed and to the ecosystems surrounded by it.