Radiografisk analys av sedimentproppar från Hallsfjärden
Hallsfjärden är en långsträckt havsvik strax söder om Södertälje kanal, som förbinder Mälaren med Östersjön, och utgör den näst innersta i den serie av havsvikar, som ingår i Södertäljefarleden. Norra Hallsfjärdens syrefattiga djuphålor har utnyttjats för muddertippning vid ett flertal tillfällen. Tippningen av muddermassor har medfört utbildning av huvudsakligen minerogena, siltigt-leriga, markerade mudderslamskikt längs den långsträckta djuprännan. Mudderslamskiktens utbredning och sedimentologiska karaktär kan ofta dokumenteras genom röntgenfotografering av upptagna sedimentproppar. De identifierade mudderslamskikten kan sedan utnyttjas som synkrona referensnivåer.
Röntgenbilder, delvis i stereo, har tagits av ett stort antal sedimentproppar från Hallsfjärden, provtagna under perioden 1978 - 1989. Huvudparten av dessa proppar är från den norra delen av Hallsfjärden (norr om Fläsklösa). Lagerföljdernas på figurerna nedan angivna kronologi baseras bl a på identifieringen av mudderslamskikt, bildade i samband med tippning av mudddermassor. Det äldsta av dessa identifierade skikt bildades sannolikt huvudsakligen under 1923 i samband med den då pågående ombyggnaden av Södertälje kanal. Vissa varv har bedömts återspegla en årlig periodicitet i sedimentationen och därför, liksom identifierade mudderslamskikt, utnyttjats vid kvantifieringen av sedimenttillväxten. För kontroll av beräkningarnas tillförlitlighet har Cs-137-metoden tillämpats för identifiering av 1954 och 1963 års sedimentskikt i en av sedimentpropparna. Nedan ges några exempel på främst de radiografiska analysresultaten.
Övre delen av sedimentpropp 510, provtagen på ett vattendjup av 20 m i norra Hallsfjärden. Registreringen av svärtningen har skett längs röntgenbildens mittlinje. Svärtningskurvan illustrerar även den radiografiskt beräknade volymviktens vertikala variation. Pilarna markerar sedimentytans läge i oktober 1978 och i Maj 1979, dvs strax före och strax efter en period med tippning av muddermassor.
Registreringen av svärtningen längs röntgenbildens mittlinje har skett med en mikrodensitometer (Joyce-Loebl 3CS). Svärtningsvärdena har sedan använts för beräkning av sedimentskiktens täthet och av andra, täthetsrelaterade värdens variation med tilltagande sedimentdjup. Se vidare manualen för den tillämpade radiografiska och densitometriska tekniken (X-ray radiographic techniques....).
Resultaten av de densitometriska beräkningarna exemplifieras nedan med kurvor, visande den torra volymviktens vertikala variation i den övre delen av sedimentpropparna 512 och 979.
Röntgenbild av den övre delen av sedimentpropp 512, provtagen på ett vattendjup av 17 m i norra Hallsfjärden.
Det relativt hårda (ljusa) skiktet, beläget 11 cm under sedimentytan, bildades sannolikt i samband med muddring och tippning av muddermassor 1965. Den torra volymviktens vertikala variation har beräknats på basis av svärtningsvärdena längs röntgenbildens mittlinje.
Röntgenbild av den övre delen av sedimentpropp 979 från ett djup av 30 m i norra Hallsfjärden. Den torra volymviktens vertikala variation och årsvarvens innehåll av torrsubstans har beräknats på basis av svärtningsvariationerna längs röntgenbildens mittlinje. Sedimentillväxtens årsmedelvärde 1966 - 1984 = 1,68 kg fast material/m2.
I denna sedimentpropp har årsvarvens lösaste parti (här vanligen bildat under sommaren) valts som gräns mellan de sedimentologiska åren (årsvarven). I de djupare delarna av Hallsfjärden, liksom i flertalet vikar längs Sveriges kust, är sedimenttillväxten vanligen högst under och strax efter höststormarna. Erosion och återuppslamning, särskilt av nyligen avlagrat material, kan vara avsevärd i samband med kraftigare stormar. Denna sedimenomlagring resulterar i en större avlagring av sediment i de djupare bäckenpartierna. Denna s. k. "sediment focusing", resultatet av erosion och återuppslamning, är därför av stor betydelse för sedimenttillväxtens rumsliga variation.
Radiografisk jämförelse mellan de översta delarna a sedimentpropparna 510, 514 och 513 från norra Hallsfjärden. Pilarna markerar sedimentytans läge den 18 oktober 1978 och den 15 maj 1979, dvs strax före och strax efter en period med tippning av mudddermassor. Från Axelsson, V., 2002: Monitoring sedimentation by radiographic core-to-core correlation, Geo-Marine Letters 21/4.
Röntgenbilderna ovan visar delar av ett mudderslamskikt, som bildades under vintern 1978 -1979, då muddrat material transporterades till och tippades i den djupaste delen av Hallsfjärden. En avsevärd del av det muddrade materialet suspenderades under tippningen och kom att transporteras med och återsedimentera från den slamrika bottenström, som därvid bildades och spreds ut från deponeringsområdet. Inom deponeringsområdet var maximiddjupet 36,6 m före och 32,1 m efter muddertippningen. Det nybildade mudderslamskiktets tjocklek avtog med avtagande vattendjup och med tilltagande avstånd från deponeringsområdet. På vattendjup mindre än 5 m var muddertippningens inverkan på sedimenttillväxten ej mätbar. Provtagningsplatserna 510, 514 och 513 var belägna på ett vattendjup av 20, 23 respektive 22 m och ca 150 m väster om, 800 m norr om respektive 400 m söder om deponeringsområdet, se kartan nedan.
Det nybildade mudderslamskiktets tungmetallhalt var låg i förhållande till halterna i de närmast underlagrande sedimentskikten. Kvicksilverhaltens medelvärde var exempelvis endast 1/10 av medelvärdet för det närmast underlagrande, 5 cm tjocka sedimentpartiet, som längs stora delar av djuprännan motsvarade sedimenttillväxten under en tidrymd av 4 - 5 år, dvs. 1973 - hösten 1978.
Deponeringsområdet för muddermassor 1978/79 samt läget för sju av provtagningsstationerna i Hallsfjärden.
Muddertippningen i Hallsfjärden vintern 1978 - 1979 medförde således utbildning av ett markerat mudderslamskikt, vars utbredning och sedimentologiska karaktär kunde dokumenteras genom röntgenfotografering av upptagna sedimentproppar och som kan utnyttjas som referensnivå vid framtida bestämningar av sedimentillväxten längs Hallsfjärdens norra djupränna. Muddertippningens inverkan på spridningen och deponeringen av tungmetaller var ringa på grund av muddermaterialets låga tungmetallhalt.
Mudderslamskikt på 0,5 m djup i sedimentpropp 573, provtagen på ett vattendjup av 29 m i södra Hallsfjärden (söder om Fläsklösa).
Detta siltiga slamskikt (mediankornstorlek 0,0237 mm) bildades sannolikt huvudsakligen under 1923 i samband med ombyggnaden av Södertälje kanal. Baseras beräkningen av sedimenttillväxten på detta fås ett årsmedelvärde för perioden 1924-1979 på 9 mm som linjärt mått respektive 2,0 kg per m2 mätt som torrsubstans vid denna provtagningslokal.
Nedfall samt sedimentation av Cs-137 vid station 7 i norra Hallsfjärden enligt mätningar på prover från sedimentpropp 508. (37 % = den olösliga delen av nedfallet.)
Som framgår av diagrammet ovan sammanfaller "Cesiumtoppen" med det sedimentskikt, som antagits motsvara 1963 års sedimentation.
Tillbaka till min första sida.