Geologi på tværs af kysten - Geocenter Danmark

2016

GEOLOGI OG GEOGRAFI NR. 02

Geologi på tværs af kysten

GEOVIDEN_2_lav_Geologi på tværs 30/06/16 14.20 Side 1

02 GEOVIDEN NR. 2 2016

Merete BinderupRedaktør, Seniorforsker, GEUS [email protected]

De overordnede mekanismer Jordens form reagerer som en bold, se figur 1.Når man trykker ét sted, buler den ud et andetsted. Men kontinenternes og oceanbundenesstenmaterialer reagerer langt mere trægt endvandmasserne på ændringer af is- og vand-belastningen. Vand er som bekendt flydende,mens undergrundens varme stenmasser kun’flyder’ umådelig sejt. Landhævningen og hav-

bundsindsynkningen efter sidste istid er såle-des langt fra tilendebragt efter de 15.000 årder er gået, siden de skandinaviske, sibiriskeog nordamerikanske iskalotter begyndte atsmelte og fylde vand på oceanerne.

På grund af oceanernes og den faste under-grunds forskellige reaktionstider på store kli-maforandringer har beliggenheden af den dan-ske kystlinje ændret sig radikalt flere gange si-

den sidste istid. Timingen af disse forskydnin-ger viser, at der ikke er en umiddelbar, men enforsinket eller stærkt usymmetrisk sammen-hæng mellem klima og vandstand. Danmarksform og størrelse ændrer sig hele tiden, mennogle af årsagerne til vandstandsændringerneligger årtusinder tilbage i tiden.

Kystens geografiske forskydning Kystens geografiske (vandrette) forskydning ernogle gange meget langsom og i andre perio-der hurtig. Omkring det Sydfynske Øhav ogSmålandsfarvandet skrumper landet, mensder på østsiden af Skagens Odde, i Østvend-syssel og det østlige Himmerland sker tilvækst

Naturlige årsager til kystens forskydningIkke kun havspejlet bevæger sig op og ned på grund af store, langvarige klima-svingninger. Det gør undergrunden også, men med en betydelig træghed i forholdtil havspejlets bevægelse. Den aktuelle mængde af vand i oceanerne er bestemt af,hvor meget ferskvand, der er bundet i iskalotter, gletsjere, søer og i kontinenternesgrundvand. Samtidig er undergrundens lodrette bevægelser påvirket af ændringeri is- og ferskvandsmassernes vægt. Når mængden af is- og vandmasser på landom-råderne falder, vil kontinenterne hæve sig – og omvendt. Og når vægten af ocea-nernes vandmængde samtidig stiger, vil oceanbunden synke – og omvendt.

Jens Morten HansenStatsgeolog, GEUS [email protected]

Landskabsformerne og de geologiske jordar-ter, altså den geologi, som vi ser på landjord -en, er i princippet den samme, som den vi fin-der på havbunden. Hvis man skruede tiden til -bage til Fastlandstiden, der sluttede for små9000 år siden, ville man have set ét sammen-hængende landskab, kun gennemskåret afenkelte, større floder, som afvandede landetog den baltiske issø. Men siden da er ismas-serne smeltet helt og havet er steget så me-get, at det er trængt ind i det danske områdeog har oversvømmet meget store dele af dettidligere land, som dermed er blevet skjult fordet blotte øje og samtidig blevet vanskelige-re tilgængeligt for en geologisk kortlægning.

I mange år har det været ønskeligt at få engeologisk kortlægning, som hang sammen påtværs af kysten. På denne måde kan vi opnåen bedre og mere sammenhængende indsigti landskabets dannelse og vi kan få et væ -

sentligt bedre værktøj i ressourceforvaltning,naturbeskyttelse osv. Denne sammenhænghar været vanskelig at etablere, fordi det ersværere og dyrere at kortlægge til havs, hvor-for detaljeringsgraden dér også har væretmindre end på landjorden. Uligheden mind-skes dog i takt med at nye kortlægningsmeto-der tages i brug.

I dette temanummer om geologisk kort-lægning på tværs af kysten kan du læse omde kræfter, der styrer kystens beliggenhed; omden ’traditionelle’ kortlægning til lands og tilvands; om moderne kortlægningsmetoder, dermuliggør en kortlægning på tværs og binderden oversøiske og undersøiske verden sam-men; om marin kortlægning, der har væretmed til at afsløre, hvor kysten lå i stenalderen,samt om, hvordan man nu til dags praktisererkystbeskyttelse ved at flytte rundt på sandeti kystzonen.

Geologi på tværs af kysten


GEOVIDEN NR. 2 2016 03

0.74

S

1,25

0,25

0,5

-0,75

4.5

3,0

1,75

1,5

1,0

2,0

2,5

0,0

0,0

-0,50

-1,0

-0,25

-0,25

Kattegat

Skager

rak

TysklandHolland

Danmark

Polen

Sverige

Nordsøen

Østersøen

Norge

Slutningen af istiden Fastlandstiden

IsIsIshav Ishav

Stenalderhavet

Forb

ule Forbule

af nyt land. På Læsø er landtilvæksten størst,ca. 2 meter om året gennem de sidste årtusin-der. Her findes også Danmarks hurtigste land-hævning, i nutiden 2,3 mm om året, mens hav-bunden i det Sydfynske Øhav og Smålands-farvandet sænker sig med op til 1 mm om året.Også i Vadehavet sker der en indsynkning afundergrunden, men her kompenseres ind-synkningen med aflejring af marsksedimenter.

Kystforskydningen skyldes således ikke kunvekselvirkningen mellem havets nedbrydendeog opbyggende processer: erosion, omlejringog sedimentation. Det er lige så vigtigt, at sam-spillet mellem ændringer af undergrundens oghavets højde er i vedvarende forandring.

Summen af disse to aktører – undergrun-dens og havets lodrette bevægelser – afgørhelt overordnet, hvor landet vil vokse ellerskrumpe. Hvor undergrunden hæver sig, vok-ser landet, og hvor undergrunden synker,skrumper landet. Andre faktorer såsom defremherskende vind- og stormretninger kan lo-kalt overdøve disse forhold, fx langs det mesteaf Jyllands og Sjællands nordvestkyster.

Havspejlets lodrette bevægelser Havspejlets lodrette bevægelser har ikke al-tid været de samme overalt i oceanerne gen-nem de forskellige perioder efter sidste istid– dvs. gennem de sidste 14.000 år. Set over’kun’ 100 år er det mest afgørende, hvor me-get vand, der findes i oceanerne, og hvor me-get ferskvand, der er bundet i de arktiske eg-nes iskalotter, bjergenes gletsjere, kontinen-ternes søer og som kontinentalt grundvand.Det vil sige en fordeling, der i høj grad er sty-ret af klimatiske ændringer. Men set over1.000 år eller mere kan der være store for-skelle fra sted til sted.

De ændringer, der sker pga. den globale,klimatiske omfordeling af is og ferskvand, sty-rer den mere ’kortsigtede’ vandstand, mensundergrundens mere træge reaktion på disseomfordelinger styrer den ’langsigtede’ udvik-

ling. Hvis fx isen på Grønland smelter og isenpå Antarktis er konstant, vil Grønland og hav-bunden omkring Grønland hæve sig ganskelangsomt og derved fortrænge havvandet. Pålangt sigt vil resultatet af en skrumpende ind-landsis på Grønland være, at vandstanden pa-radoksalt nok falder omkring Grønland.

Samtidig vil afsmeltningen på Grønlandmedføre, at tyngdekraften på den nordligehalvkugle svækkes i forhold til tyngdekraftenpå den sydlige halvkugle. Resultatet vil være,at en del af den nordlige halvkugles vand-masser trækkes sydover, og at vandstandenderfor stiger omkring Antarktis, mens vand-standen falder på den nordlige halvkugle.

Disse forhold er først videnskabeligt erkendti de seneste år. Forskerne fokuserer derfor nupå forskelle mellem fjern- og nærdistance-ef-fekter og på forskelle mellem kort- og lang-tidseffekter af klimatiske forandringer. Para-doksalt nok viser fjerneffekterne sig relativthurtigt. De er direkte virkninger af omfordelteis- og vandmængder og deraf afledt ændringaf Jorden tyngdefelt. De største næreffekterderimod finder sted med en betydelig forsin-kelse. De er virkninger af træge, lodrette for-skydninger af kontinenterne og oceanbun-den som følge af ændringer i is- og vandbe-lastningen. Forståelsen af nutidens vand -stands ændringer omkring fx Danmark kan

Figur 2. Jordoverfladens bevægelseshastigheder (røde kurver). Tallene angiver højdeforskydningen i milli-meter pr. år. Røde punkter viser beliggenheden af 26 målestationer for vandstand, hvor forskellen mellemjordskorpens og havets lodrette bevægelser har været målt i mere end 100 år. Fed stiplet linje angiver engrænse, hvor bevægelserne nord og syd for linjen ikke følger samme mønster. Bemærk der er to 0-linjer.

Figur 1. Principskitse for jordskorpens og havets lodrette bevægelser under nedsmeltning af en stor iskappe, dvs. fra slutningen af istiden for 14.000 år siden overFastlandstiden for omkring 10.000 år siden til stenalderhavets tid for 6.000 år siden. Fed sort linje viser beliggenheden af Jordens skorpe og store sorte pile jord -skorpens forskydningsretning. Fed blå linje viser havoverfladens faktiske beliggenhed og blå pile viser havoverfladens forskydningsretning. Stiplede linjer viserhavets højde i forudgående situation. Tynd blå linje viser, hvor havet ville stå, hvis hele Jorden var havdækket og der ikke havde været istider (geoiden).

Illustration: Annabeth Andersen,GEUS. Efter J.M. Hansen, GEUS.

Kilde: J.M. Hansen et al. 2012.



derfor ikke kun bygge på simple betragtnin-ger over afsmeltningen på Grønland og andresteder, men skal også inddrage processer,der foregik for årtusinder siden og måske påden modsatte side af Jorden.

Undergrundens lodrette bevægelser Undergrundens bevægelser styres af denlangsomme flydning af delvist smeltede sten-masser dybt i Jordens skorpe og kappe. Un-dergrundens lodrette bevægelser er mere lo-kale end havspejlets bevægelser, men kansted- og tidvist være meget større. I egne somSkandinavien, der under sidste istid var dæk-ket af flere kilometer is, hæver landet sig, for-di vægten af al den is er forsvundet. I Dan-mark, der kun var delvist isdækket, betyderdet, at det nordøstlige Danmark hæver sig,mens de sydvestlige egne sænker sig, se fi-gur 2. Disse højdeændringer er med andreord en forsinket effekt af de store klimaforan-dringer, som sidste istid og den nuværendevarmetid er udtryk for.

Ved Frederikshavn betød forskellen mellemdisse bevægelser, at ishavet for 12–14.000 årsiden stod 70 meter højere end nu, og at sten-alderhavet for 6.000 år siden stod 12 meterhøjere end nu. I den såkaldte Fastlandstid mel -lem disse to ’højvandsperioder’ stod havet for10.000 år siden mindst 23 meter lavere endnu i Storebælt, mens havet i det nordlige Kat-tegat i samme tidsrum kun stod 2–5 m undernuværende niveau. Landet hæver sig mestmod nordøst og tipper derfor mod sydvestsamtidig med at havspejlet kører op og ned.Fra sted til sted og fra tid til anden er der der-for nogle meget betydelige forskelle i kystensbeliggenhed, se figur 3A og B.

Lokale tektoniske processer Dertil kommer tektoniske processer, der heltlokalt og regionalt kan give store lodrette ter-rænbevægelser. Det gælder bl.a. de pladetek-toniske grænser som fx Nordamerikas vest-kyst, hvor oceanbunden skubbes ind underkontinenterne. I Danmark ses de største loka-le forskydninger, hvor der findes salthorste iundergrunden. Salthorste har form som 5–10kilometer høje og 5–10 km brede propper afstensalt omgivet af andre og tungere bjergar-

ter. På grund af denne forskel i massefyldehæver landet sig over selve salthorsten, mensområderne i horstenes omegn synker, fordistensaltet ganske langsomt flyder herfra ind ibunden af salthorstene. Der er særligt mangesalthorste i de vestlige Limfjordsegne. Herkan man se, at den helt overordnede fordelingaf hav og land er styret af salthorstenes belig-genhed (land) og beliggenheden af de områ-der dybt i undergrunden, hvorfra salt flyderind i salthorstene (hav), se figur 4.

Figur 4. Principskitse af en salthorst, dvs. op til 10 km høje ’propper’ af relativt let stensalt, der som en’prop i vandet’ bryder gennem de overliggende, tungere lag. Landet hæver sig over selve salthorsten, menshavbunden sænker sig i omgivelserne, hvor stensaltet flyder ind i selve salthorsten. Lagene omkring salt-horstens øvre del er fjernet, så man kan se horstens form. De vestlige Limfjordsegnes fordeling af land oghav er i væsentlig grad styret af områdets mange salthorste.

Illustration: Carsten Egestal Thuesen, GEUS.

A B

Figur 3. A: Havets (lyseblåt) og landets (grønt) udbredelse omkring Danmark, da isen (hvid) var smeltet tilbage til Norge og Sverige (Fastlandstid). B: Havets og landets udbredelse under Litorinahavets (stenalderhavets) maksimale udbredelse for 6.000 år siden. Mørkeblåt er ferskvandssøer og floder.

Kilde: Efter Houmark-Nielsen 2005. Kilde: Efter Mathiassen 1997.


GEOLOGI PÅ TVÆRS

Steen LomholtSeniorrådgiver, GEUS [email protected]

Sara SkarMaringeolog, GEUS [email protected]


Multibeam

Behovet for viden om naturværdier, råstofferog havbundssedimenter har været stigende itakt med, at der er kommet flere aktiviteter ogmangeartede interesser på havområdet. Kravfra bl.a. EU om beskyttelse af den sårbarehavbund, samtidig med at der foregår aktivi-teter som fiskeri, råstofindvinding og opførel-se af havmølleparker – kræver, at der er ethøjt vidensniveau om havbundens variation,opbygning og geologiske udvikling. Den mari-ne kortlægning strækker sig langt tilbage i tid,hvor søopmåling er en af de ældste discipli-ner inden for marine undersøgelser. Tidligerebestod udforskningen af havene primært i atkortlægge kystlinjerne samt at bestemmedybderne i sejlrenderne. I løbet af 1920’erneblev ekkoloddet, som vi kender det i dag, ta-get i brug til søopmåling.

I dag sker kortlægning til søs vha. mange for-skellige kortlægningsmetoder, fx seismiske. Etekkolod sender korte lydbølger ned i havbun-den, og det reflekterede signal opfanges igenpå båden. I takt med den teknologiske udvik-ling findes der i dag en række avancerede se-dimentekkolodder, hvor lydbølgerne trængerdybere ned i havbundens øvre lag, samt detsåkaldte multistråleekkolod (multibeam), dergiver informationer om både dybder og sedi-menter i et bredt strøg på begge sider af skibet,mens det sejler. Dybden i lavvandede kystnæreområder (ca. 0–5 m’s vanddybde) kan nu ogsåbestemmes vha. såkaldt ’grøn LiDAR’ laser -opmåling fra fly. Det kan du læse om på side12–14.

Sidescan-sonar data giver et samlet billedeaf havbundens ’ruhed’ og hårdhed. Lyden re-

flekteres forskelligt afhængigt af sedimentka-rakteren. Derfor kan en sidescan-kortlægningfortælle, om havbunden består af dynd, sand,grus, sten, klippe, boblerev osv., eller om dener begroet med muslinger eller ålegræs, se fi-gur 1. Menneskeskabte strukturer som under-søiske kabler, pipelines, vrag, sugehuller frasandindvinding og spor efter fiskernes trawlkan også ses på disse data, se figur 2. På sand-bund kan man ofte se sandbanker og ribbe-strukturer, der vidner om retningen af sedi-menttransporten. Mange af disse observatio-ner er vigtige for at forstå den geologiskeopbygning af havbunden, dens foranderlighedog fordelingen af bunddyr og planter. Side -scan-sonaren indgår som en vigtig del af denhabitatkortlægning, EU-lovgivning forpligterDanmark til at udføre, som led i sikring af ha-venes gode miljøtilstand.

Havbundsoverfladen afspejler i mere ellermindre grad den underliggende geologiskedannelse. Strukturen og tykkelsesvariationenaf de underliggende lag bliver kortlagt vha.seismiske metoder. Når man øger lydstyrken

Marin kortlægningDe geologiske forhold, som vi kender så godt fra det danske landskab, fortsætter udpå havbunden, hvor de forsvinder for øjet under vandoverfladen. Den marine kort-lægning er nøglen til vores viden om, hvordan geologien fortsætter på den vandæk-kede del af Danmark. De sidste 40–50 år er kortlægningen af havbunden intensive-ret, især til brug for råstofindustrien, men også til vurdering af de biologiske livs-betingelser for planter og dyr. Nye instrumenter gør os i dag i stand til at se hav-bunden næsten på samme måde, som vi kan se på landskaberne.

Figur 2. Sidescan sonar data,der viser spor på havbundenefter sandindvinding.

Figur 1. Et overblik over de akustiske og seismiske instrumenter, der anvendes vedmarin kortlægning. Positionen bestemmes ud fra GPS signaler fra satellitter. Side-scan sonaren ses nedenfor (gul), mens de seismiske instrumenter trækkes tætterepå skibet. Modificeret fra Geoviden nr. 2 2014.

Illustration: Carsten Egestal Thuesen, GEUS.



Holocæne aflejringer

Glaciale aflejringer Senglaciale aflejringer

Holocæne aflejringer

Glaciale aflejringer Senglaciale aflejringer

- 25 m

- 20 m

- 30 m 500 m

Havbund

Kilometres

1000

Figur 3. Seismisk profil, der viser et snit ned gennem havbunden og reflektorerne fra de underliggende lag. Nederst til venstre ses glaciale aflejringer, der til højre iprofilet er afskåret af en kanal med senglaciale sedimenter. Øverst under havbunden ses Holocæne, yngre marine aflejringer.

Øvre Miocæn, ler

Miocæn ler/silt/

Syd

Met

er u

nder

hav

et

50

-100

-250 1000 20000

og samtidig sænker frekvensen af signalet pålydkilden, trænger lydbølgerne dybere ned ihavbunden og reflekteres fra underliggendelag. Denne form for akustik kaldes for denseismiske metode. Der findes en række for-skellige seismiske instrumenter, der ved hjælpaf lydbølgernes refleksion fra laggrænserne ihavbunden anvendes til geologisk kortlæg-ning af alt fra få meters dybde (se figur 3) tilolie selskabernes dybe seismik, der trængerflere kilometer ned i bunden.

For at validere den akustiske marine kortlæg-ning og tolkningen af denne er det nødvendigtat indsamle bundprøver og lave boringer. Vedhabitatkortlægning optages desuden videoeraf havbunden. Ved en kombination af seismi-ske profiler og dateringer fra boringer kan manafgøre, om lagene i havbunden består af æl-dre sedimenter eller af sedimenter aflejret un-der de nuværende forhold. Man kan altsåidentificere områder med ældre aflejringer, ogderved få informationer om tidligere tiders af-

lejringsforhold på stedet. Ligeledes vil ældremere eller mindre udfyldte kanalstrukturer,flere tusind år gamle druknede kyst dannelsereller flodmundinger kunne kortlægges vha.den seismiske metode.

Den marine kortlægning (se figur 4) giversåledes en bred vifte af viden om de under-søiske landskabers dannelse, nuværende mil-jøtilstand og mulige ressourcepotentiale.

Figur 4. Oversigtskort over de danske farvande der viser maringeologiske sejllinjer fra GEUS’ MARTA-database. De blå sejllinjer er udført før 1990, mensde sorte sejllinjer er udført fra 1990 og frem til i dag.

Kilde: http://data.geus.dk/geusmap/?mapname=marta#



Naturgivne omstændigheder betyder, at geo-logisk kortlægning ikke kan foregå på sammemåde til havs og til lands. Til havs benyttesforskellige former for akustiske metoder, somgiver gode og præcise oplysninger om jordla-genes strukturelle opbygning. Normalt skerdet kun langs målelinjer, der har en forholds-vis stor indbyrdes afstand, men i nogle tilfæl-de sejles linjerne så tæt, at der kan kortlægges

rumligt med 3D seismik. For at vide, hvad deenkelte lag består af, er det nødvendigt at bo-re i havbunden. Desværre er der forholdsvistlangt mellem boringer til havs, hvorfor tolknin-gen af de akustiske data kan være en stor ud-fordring.

På land er der derimod udført mange bo-ringer i tidens løb, og sammen med informa-tioner fra klinter og udgravninger har man gen-

nem tiderne forsøgt at forstå og modellere un-dergrunden. Mod slutningen af 1990’erne blevder iværksat en omfattende, især geofysisk,kortlægning af landets grundvandsressourcer,og denne kortlægning har vist, at den geologi-ske opbygning mange steder i landet er merekompleks, end boredata alene har kunnet af -sløre. Kortlægningen har således øget forståel-sen af landets undergrund.

I det følgende vises et eksempel på enkortlægning fra et område omkring Tønder (fi-gur 1), hvor der bl.a. er blevet indsamlet flade-dækkende SkyTEM-data og seismiske data

GEOLOGI PÅ TVÆRS

Geologisk kortlægning iet kystnært område – eteksempel fra VadehavetEn omfattende kortlægning af Danmarks grundvandsressourcer har i de seneste parårtier gjort os meget klogere på den øvre undergrund. Kortlægningen af jordlagenesopbygning har været afgørende for forudsigelsen af grundvandets forekomst ogstrømning. Kortlægningen har vist os, at undergrunden er mere kompleks end hid-til antaget, men heldigvis har det kunnet lade sig gøre at kortlægge mange detaljer.

Peter SandersenSeniorrådgiver, GEUS [email protected]

Torben O. SonnenborgSeniorforsker, GEUS [email protected]

Flemming JørgensenSeniorforsker, GEUS [email protected]

Anne-Sophie HøyerForsker, GEUS [email protected]

Saltvand, marsk

Øvre Miocæn, ler

Miocæn silt/sand

Glacialt forstyrret lagserie

Sand?

Issøler

Smeltevandssand

Saltvand

Øvre Miocæn, ler

Miocæn ler/silt/sand

Profil Syd Nord

Meter

P

rofi

l

10 km

Met

er u

nder

hav

et

50

-100

-250

Øvre M

iocæ

nTønder Graven

Begravet dal

Marint Eem

Tyskland

Glacial deformation

1 10 100Modstand [Ωm]

1000

Begravet dal

Bredebro

Tønder

Løgumkloster

Højer

Tønder Graven

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 90000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 16 000 17 000 18 000

Figur 1. Til højre ses et horisontalt snit gennem Sky -TEM-data 47,5 meter under havniveau. Nederst seset vertikalt profilsnit gennem data. Beliggenhedenaf profilet er vist på kortet. Der er påført tolkningeraf geologien.



±

SedimentklasserMoræne/diamictKvartært ler og silt

Smeltevandssand

Marint sand og gru

Ferskvandsdannels

Flyvesand

Extramarginale afle

Dyndet sand

Dynd og sandet dynlangs med nogle af vejene, og hvor der efterføl-gende er opstillet en 3D geologisk model og engrundvandsmodel (se boks ovenfor). Samtolk-ning af eksisterende geologiske data og nyind-samlede geofysiske data viser forekomster afflere hundrede meter dybe, begravede tun-neldale samt et omfattende kompleks af glaci-alt forstyrrede lag (figur 1 og 2). Sidstnævntefindes i det indre af bakkeøerne men også un-der nogle af de store hedesletter. Dalene ernogle steder ældre end de glacialt forstyrredelag og andre steder yngre. Det vurderes, at deglaciale forstyrrelser er sket under næstsidsteistid (Saale, ca. 390.000–130.000 år før nu),og dalene er således blevet dannet på fleretidspunkter – både før, tidligt og sent i Saale Is-tid. I én af dalene findes udbredte marine lagfra sidste mellemistid (Eem, ca. 130–115.000år før nu), se figur 1. I områder, hvor der ikke ersket væsentlige glaciale forstyrrelser af lagføl-

gen, viser de geofysiske data tykke, udbredtelag fra den yngste del af den miocæne periode(Miocæn: for ca. 23 til 5,3 mio. år siden), og derses store forkastninger, som omkranser dentektonisk skabte Tøndergrav (figur 1). Forudendisse strukturer har det været muligt at kort-lægge de dækkende sand- og gruslag, der ud-gør sidste og næstsidste istids hedesletter,samt detaljerede strukturer og lag i de begra-vede dale. Alle disse geologiske strukturer erindarbejdet i en 3D geologisk model for områ-det (figur 3).

Nogle af de kortlagte strukturer er ogsåblevet kortlagt til havs. Begravede tunneldalekendes fra Nordsøen, men de enkelte dalekan dog ikke følges på tværs af kystlinjen pågrund af begrænset seismisk datagrundlag iVadehavet. Til gengæld kan komplekserne afde glacialt forstyrrede lag følges i en zone påtværs af Vadehavet og ud til Fanø Bugt, hvor

disse er beskrevet i detaljer på baggrund afen omfattende seismisk kortlægning.

I SkyTEM-data, der viser den elektriskemodstand af jordlagene, kan områder med saltgrundvand kortlægges. Under marsken, syd-vest for Tønder, ses således, at grundvandet ersaltholdigt indtil meget tæt under terræn. Saltgrundvand forekommer også i forbindelse mednogle af de begravede dale, hvilket tyder på atde geologiske strukturer styrer grundvandetsstrømning. Grundvandsmodelleringen viser, atindtrængningen af saltvand fra kysten til grund-vandsmagasinerne er styret dels af de begra-vede dale og de miocæne sandlag, dels af for-skellen mellem havniveau og grundvandsstan-den i marskområdet. Øget dræning og/ellerstigende havniveau vil derfor kunne give an-ledning til yderligere saltvandsindtrængning iområdet.

De mest anvendte geofysiske metoder til

grundvandskortlægning er seismik og Sky-

TEM. Seismik foregår ved, at der fra en stor

vibrator udsendes lydbølger i undergrun-

den. Disse lydbølger reflekteres fra jordla-

gene, og refleksionerne måles med udlagte

mikrofoner på jordoverfladen. SkyTEM er en

elektromagnetisk metode, der opmåles med

en langsomt flyvende helikopter. Jordlage-

nes elektriske modstand måles og omsæt-

tes ved tolkning til geologi. SkyTEM meto-

den er beskrevet mere detaljet i Geoviden

nr. 3 fra 2013, s. 6–7. En 3D geologisk mo-

del er en computermodel, der rumligt be-

skriver de geologiske forhold. Grundvands-

modellen baserer sig på den geologiske

model og giver mulighed for at udregne,

hvordan og hvorfra grundvand eksempelvis

strømmer frem til en indvindingsboring.

Seismik og SkyTEM

Figur 3. Indblik i den geologiske 3Dmodel. De nederste dele er lagdelte,mens de øvre dele er mere komplekse.

Figur 2. Uddrag fra dengeologiske model, somviser et 3D overblik overnogle af de kortlagte be-gravede dale. Nederstses kalkoverfladen i400–600 m’s dybde.

SandLerHolocænHedesletteSenglacialEemMåde GruppeOdderup S3Arnum L3

Odderup S2Arnum L2Bastrup SandKlintinghoved Ler nedrePalæogen lerDanienKlintinghoved Ler øvreMåde Gruppe forstyrretAbild Dal sand

Abild Dal lerHøjer Dal lerHøjer Dal sandTønder Dal lerMøgeltønder Dal sandMøgeltønder Dal lerLøgumkloster Dal sandTønder Dal sand


Kystlinjen markerer overgangen fra landskabet,der er synligt for det blotte øje, til det druknedelandskab, skjult på havbunden. Men på trods afforskellig tilgængelighed og synlighed er beggelandskaber i høj grad et resultat af istidenspåvirkning. Den geologiske udviklingshistoriepå tværs af kysten er således den samme indtilafslutningen af Fastlandstiden for ca. 12.000 årsiden, da havet begyndte at stige og druknedede lavtliggende dele af det nydannede land-skab. Den vanddækkede del af landskabet er

med tiden blevet udsat for bølger og strømmemed sedimenttransport, erosion og sedimenta-tion til følge, hvorved de marine aflejringer mo-dificerer istidslandskabet, mens landområderneer forblevet mere eller mindre uforandrede ogkun delvist påvirket af vandløb og vind.

Udforskningen af de to forskellige land-skabstyper er historisk set baseret på vidt for-skellige opmålingsmetoder. På land har man imere end 125 år foretaget en systematisk kort-lægning af de øvre jordlag gennem prøvetag-

ninger med jordspyd, der kombineret medmorfologiske analyser har ledt til en forståelseaf landskabernes dannelse. Havbundens geo-logiske kortlægning startede derimod først foralvor med forundersøgelserne for sand- oggrusressourcer i 1970erne og -80erne efter-fulgt af et utal af miljøundersøgelser, anlægs-opgaver mv. som var baseret på seismiske op-målinger og sedimentprøver. Resultaterne her-fra har dannet grundlag for en klassificering afhavbundens sedimenttyper, der kombineretmed dybdekort giver et overordnet billede afdet undersøiske landskabs dannelseshistorie.

GEOLOGI PÅ TVÆRS


Geologisk overfladekort-lægning på tværs af kystlinjenGeologisk kortlægning har traditionelt fundet sted enten på land eller til havs. Nårman harmoniserer landog havkortene og sætter dem sammen, bliver det tydeligt,at landskaberne og de geologiske jordarter overordnet set forsætter på tværs afkyst en, hvor aktive kystprocesser dog modificerer istidslandskaberne.

Jørgen Overgaard Leth Seniorrådgiver, GEUS [email protected]

Peter Roll JakobsenSeniorforsker, GEUS [email protected]

C

B

C

SedimentklasserMoræne/diamictKvartært ler og silt

Smeltevandssand og -grus

Marint sand og grus

Ferskvandsdannelser

Flyvesand

Extramarginale aflejringer

Dyndet sand

Dynd og sandet dynd

B

AA

Gedser

Figur 1. Generaliseret sedimentkort i etkortudsnit af Lolland, Falster og den vest-lige del af Østersøen. For at fremhæve dengeologiske udvikling på tværs af kysten ernogle af de oprindelige sedimentklasserfra land og hav slået sammen og visesmed samme farve. Det gælder for mo-ræne/dia mict, marint sand og grus samtkvartært sand og ler. Eksempler på sam-menhængende strukturer er markeretsom A, B, og C (se teksten). Kystlinjen erangivet med en svag sorte linje.


0

110

-20

0

0 10 Km

Tunø

Endelave

Malling

Odder

Horsens Fjord

Hjarnø

Alrø

MeterRandmoræne

Terrænstriber og drumlins


Ses der bort fra den nuværende kystlinje oganalyseres landskabets udformning ud fra endetaljeret højdemodel og bathymetriske (dyb-de-) data, finder man mange steder de oprinde-lige landskabsformer bevaret på tværs af kyst -en. Ligeledes ser man, at jordbundstyperne påland overordnet betragtet kan korreleres påtværs af kysten til havbundens tilsvarende se-dimenttyper.

Jordarter eller havbunds-sedimenterPå land er det øverste jordlag kortlagt minu-tiøst gennem tusindvis af prøver udtaget medjordspyd. Prøverne er klassificeret efter dereskornstørrelse, dannelsesmiljø og alder. Det re-sulterende jordartskort viser med stor nøjag-tighed fordelingen af de forskellige jord arts-typer og giver samtidig et billede af den geo-lo giske udviklingshistorie, eksempelvis mo-ræne flader, smeltevandssletter og dalstrøgmed fersk vandsedimenter. En tilsvarende kort-lægning er foretaget af det øverste lag af hav-bunden, dog er tolkningerne her primært ba-seret på data indsamlet ved brug af akustiskeog seismiske metoder suppleret med sedi-mentprøver. Det resulterende kort over hav-

bundssedimenterne giver et tilsvarende ind-blik i udbredelsen af forskellige sedimentty-per og dermed også deres aflejringsmiljøer.På grund af forskelle i kortlægningsmetoderer detaljeringsgraden ikke så høj på havbun-den som på land. Derudover findes der i sa-gens natur aflejringer på havbunden, som ik-ke findes på land fx dynd, der alene er relate-ret til det marine miljø. Sættes jordartskortetog havbundssedimentkortet sammen – sam-tidig med at klassifikationen af de respektivesedimentklasser generaliseres – fremkommerder et billede af den geologiske udvikling påtværs af kysten.

På figur 1 ses et udsnit af området omkringLolland, Falster og den vestlige del af Øster-søen. Den nuværende kystlinje er markeret somen svag sort linje. Sedimentklasserne fra deoprindelige kort er generaliseret som følger:Alle klasser omfattende moræneler, -sand og-grus er vist med en brun farve. De marine sand-og grusaflejringer er slået sammen og vist meden lyseblå farve. Kvartært ler og silt er slåetsammen med smeltevandsler og angivet medokkergul/lysebrun farve.

På det generaliserede kort (figur 1), ses endel sammenhængende strukturer. Her skal

frem hæves: A) Udbredelsen af moræneler påFalster og i det tilstødende havområde øst/syd -øst for Falster er udformet som en række kon-kave buer, hvoraf den vestligste kan følges fraGedser mod nordvest langs vestkysten af Fal-ster. En række mere eller mindre parallelle buerfølger mod øst og nordøst. Disse tolkes sommorænerygge dannet ved kortvarige isfremstødfra en baltisk isstrøm, der dækkede Østersøenog det sydlige Sverige i slutningen af sidste is-tid. Lavningerne imellem disse er udfyldt afsand, som det ses på havbunden og i den cen-trale del af Falster. B) Guldborgsund, der frem -står som et nordvest–sydøstligt lineament, deradskiller Falster og Lolland, er formentlig betin-get af tilstedeværelsen af en forkastning. Sun-det, som har en fortsættelse i havbunden modnordvest ud i Smålandsfarvandet, har en san-det havbund, der dog bliver mere og mere dyn-det mod nordvest. C) En struktur af fersk vands-sedimenter skærer sig gennem den østlige delaf Lolland med en nordvest–sydøstlig retning.Strukturen, som kaldes Ståldybet, er betingetaf en underliggende forkastning. Kortet indike-rer, at den har en fortsættelse mod nordvest udi Smålandsfarvandet, hvor den tilhørende lav-ning er udfyldt af dynd.

Figur 2. Til venstre ses højdemodellen og den bathymetriske model for området omkring mundingen af Horsens Fjord. Til højre ses de tolkede landskabsformer forsamme område, jf. teksten.



GEOLOGI PÅ TVÆRS

Meter

0

110

-20

0

0 10 Km

Langeland

Sprogø

Kongshøj Å

Korsør

Randmorænestrøg

Tunneldal

Kystoverskridende landskabs-former mellem Endelave og OdderOmrådet mellem Endelave og Odder har flereaf de oprindelige landskabsformer bevaret påtværs af kysten. Her er det særligt terrænstri-ber og drumlins, der fremstår tydelige i dendetaljerede højdemodel. Drumlins er aflangeelipseformede bakker, der rager op over enmoræneflade, hvilket har fået mange til atsammenligne dem med hvalrygge, der ragerop over vandet. Terrænstriber er aflange ogmere flade rygge, der er så lave, at de ikke kanerkendes, når man står i landskabet, men defremstår meget tydeligt på højdemodellen.Begge landskabsformer er dannet under engletsjer, og de viser i hvilken retning, gletsje-ren har flydt. Disse landskabsformer kan sespå Endelave, Hjarnø og Alrø og i de kystnærelandskaber mellem Juelsminde til lidt nord forOdder, se figur 2. Orienteringen af terrænstri-berne er i dette område vifteformet. Såledeshar terrænstriberne i den sydlige del en ca.øst–vestlig retning, mens retningen i den nord - lige del er ca. nord–syd. Isen har således bredtsig ud i forskellige retninger. Man kan også se,at den er flydt ind i Horsens Fjord. Flere steder

kan man se, at disse landskabsformer pegermod – og stopper ved – randmorænebakker.

På den bathymetriske model ser man og-så disse landskabsformer på det relativt lavevand mellem Endelave og Jylland. Opløselig-heden af dybdedata er ikke så god som høj-demodellen på landjorden, men aflange for-mer kan ses, og de er på havbunden parallellemed dem, man ser på øerne og i de kystnæreområder på land. Hele området er således dan-net under isen, der er flydt ind i Horsens Fjordog op mod Malling. Der hvor isen er stoppet opeller blevet bremset, er der dannet randmo-rænebakker langs isranden, skubbet op foranden hurtigt fremrykkende is. Først senere, dahavet steg til det nuværende niveau, er dele afdenne flade druknet, og landskabet er blevetdelvist sløret af marint sand, der ligger drape-ret over den glaciale flade.

Kystoverskridende landskabs-former nord for LangelandI den centrale del af Storebælt er de mestmarkante landskabsformer de strøg af rand-morænebakker, der kan følges fra Langelandop over Sprogø til Korsør, på Sjællandssidenaf Storebælt, se figur 3. Et andet strøg kan føl-

ges fra den nordlige spids af Langeland i enbue tværs over Storebælt. Landskabsformer-ne i disse strøg er en kombination af død -islandskab, issøbakker og små randmoræne-bakker, og de markerer to israndsstadier un-der nedsmeltningen af Storebæltsgletsjerenhen mod slutningen af sidste istid.

Et andet meget interessant landskabsele-ment, man kan erkende nord for Langeland,er en dalstruktur, der skærer tværs gennemde to randmorænestrøg og peger direkte ind iKongshøj Å tunneldalen. Her er der antageligttale om en fortsættelse af tunneldalen påtværs af Storebælt. Dalen fremstår stadigvæktydelig, selv om den er delvist fyldt op af rand-morænemateriale. Dele af tunneldalen og rand-morænestrøgene er efterfølgende druknet, mende viser at Fyn, Storebælt og Sjælland er et sam-menhægende glacialt landskab, der efterføl-gende er modificeret af marine processer.

Figur 3. Til venstre ses højdemodellen og den bathymetriske model for det østlige Fyn og Storebælt. Til højre ses de tolkede landskabsformer for samme område, jf.teksten.


Overgangszonen mellem land og vand – kyst -zonen mellem det terrestriske og det marinemiljø – er generelt blandt de mest dynamiskemiljøer. Dette gælder både dannelsen og ud-viklingen af naturlandskabet, bl.a. som følge afvindens, bølgernes og tidevandets ved varendepåvirkning af landskabet, men også udviklin-gen af kulturlandskabet, idet langt størstede-len af Jordens befolkning lever i nær heden afdisse overgangszoner mellem land og vand,dvs. langs floder og søer, men primært langs

kysten. Og specielt kystzonen er under stortpres som følge af et stigende havspejl, en mu-lig stigende storm styrke og -hyppighed samtstigende befolkningstal og en øget udnyttelseaf naturlige ressourcer. Rumlig og detaljeret in-formation og viden om landskabet og land-skabsudviklingen er et nødvendigt fundamentfor at kunne planlægge og forvalte kystzonenpå en effektiv og bæredygtig måde.

Historisk set har kortlægning til lands og tilvands været adskilt og uafhængig, været ba-seret på forskellige metoder og haft udgangs-punkt i forskellige discipliner, og ikke mindstværet varetaget af forskellige myndigheder ogtilmed placeret under forskellige ministerier.Kombinationen af højteknologisk udvikling in-denfor computerteknologi (bl.a. hurtigere CPU),positionsteknologi (bl.a. præcis GPS) samt ud-viklingen indenfor hhv. sonarteknologi (medflerstråleekkolod) og laserteknologi (med rødlaser) har revolutioneret kortlægningen bådetil lands og til vands siden indgangen til detteårtusinde. Dog er det først indenfor de senestefå år, at de to miljøer ved hjælp af grøn laserkan forbindes ’sømløst’, se figur 1.

Grøn laser forbinder land og vandGrøn laser kan gennemtrænge vandsøjlen og blive reflekteret fra havbunden. Vedhjælp af flybåren grøn laserscanning kan overgangszonen mellem land og vand samtlavvandede områder i kystzonen opmåles med fuld dækning og med høj detalje-ringsgrad. Rumlig og detaljeret kortlægning af land–vand-overgangszonen givermulighed for at generere ny viden om de naturlige processer, som foregår på tværsaf kysten. Dette kan bidrage til optimeret forvaltning af kystzonen med bedre inte-gration af naturlige processer, lovgivning og administration på tværs af kysten.

Figur 1. Med flybåren grøn laserscanning – topo-batymetrisk LiDAR – kan overgangszoner mellemland og vand samt lavvandede områder i søer, flo-der og langs kysten opmåles med fuld dækning ogmed høj detaljeringsgrad.

Illustra

tion: Carsten Egestal Thuesen, GEUS.



Til vandsSkibsbåret flerstråleekkolod (multibeam echo -sounding – MBES) har siden årtusindeskiftetrevolutioneret kortlægning og undersøgelseri det marine miljø fra de dybere områder oghelt op til 5 m dybdekurven. Dette har mulig-gjort en hidtil uset rumlig beskrivelse og be-stemmelse af havbundens morfologi. Medsuc cessive opmålinger er det desuden muligtmed høj præcision at bestemme morfologi-ske ændringer både over kortere og læn geretidsperioder (fx enkelte tidevandsperioder,storme og årstidsvariationer) drevet af bølgerog strøm, men også morfologiske ændringersom følge af menneskelige indgreb i det ma-rine og kystnære miljø.

Til landsFlybåren rød laser (topografisk Light Detec -tion and Ranging – LiDAR), med en bølgelæng-de i det infrarøde spektrum, har ligeledes si-den årtusindeskiftet revolutioneret kortlæg-ning og undersøgelser i det terrestriske miljø,men kun til kystlinjen. Og ligeledes har dettemuliggjort en hidtil uset rumlig beskrivelse ogkvantificering af landskabet, både af landska-bets terræn men også af landskabets overfla-de med vegetationsdække, bygninger, veje oganden infrastruktur. I Danmark har staten fi-nansieret to landsdækkende opmålinger om-kring årene 2007 og 2015, som har givet ny vi-den om det danske landskabs dannelse. Ogmed den seneste opmåling er der en ene -stående mulighed for også at undersøge kyst -udviklingen over knap et årti på nationalt planog med en høj detaljeringsgrad, men altså kuntil kystlinjen. I overgangszonen mellem landog vand og i de lavvandede områder i kystzo-nen eksisterer på nationalt plan ingen detalje-ret rumlig information.

Land og vandFlybåren grøn laser (topobatymetrisk LiDAR),med en bølgelængde i det grønne spektrum,reflekteres både fra landoverfladen (overfla-de og terræn) og vandoverfladen, men dengrønne bølgelængde kan desuden trængegennem vandsøjlen og blive reflekteret frahavbunden (og fra materiale i vandsøjlen).Dermed er det muligt også at kortlægge over-gangen fra land til vand og havbunden i lav -vandede kystnære områder. Vandsøjlegen-nemtrængningen og dermed den maksimalevanddybde, som kan kortlægges, afhænger

primært af turbiditeten i vandsøjlen, dvs. afhvor meget materiale og hvilken type af ma-teriale, der er suspenderet i vandsøjlen.

Ved laserscanninger langs Nordsjællandskyst og omkring Rødsand lagune ved FemernBælt har vi kunnet kortlægge havbunden heltud til 7–8 meters vanddybde. Der er således etpotentiale for, at hele kystzonen i de indredanske farvande kan kortlægges med en de-taljeringsgrad svarende til den seneste natio-nale højdemodel. Kystzonen langs den jyskevestkyst vil ligeledes kunne kortlægges, forud-sat overflyvningerne foretages under gunstigeforhold, fx efter en periode med østenvind,hvor bølgeenergien og turbiditeten i vandsøj-len er lav.

Det mest udfordrende kystområde at kort-lægge med flybåren grøn laser i Danmark erdog Vadehavet, som er karakteriseret ved enkonstant varierende vandstand og høj turbidi-tet i vandsøjlen som følge af tidevandets dyna-mik og den relaterede sedimentdynamik. Va-dehavet er derfor ideelt til at teste begrænsnin-gerne for flybåren grøn laser. I 2014 blev et 50km2 stort område ved Knudedyb i Vade havetoverfløjet, se figur 2. Knudedyb er et af de mestdynamiske kystområder i Danmark, med storeomlejringer af sediment, både som følge af dendaglige tidevandsdynamik, en stor sydgåendematerialetransport langs kysten og fordi det ereksponeret for stormfloder fra vest.

Resultaterne har afsløret, at selv i disseudfordrende områder med et netværk af tide-vandskanaler, små vanddækkede lavninger,høj turbiditet i vandsøjlen og konstant varie-rende vanddybder kan landskabet kortlæggesmed fuld dækning helt ned til vanddybder påknap 4 meter. Detaljeringsgraden er høj medca. 20 målepunkter pr. kvadratmeter, og denvertikale nøjagtighed er bedre end 10 cm. Der-med vil det være muligt ved en kombination afflybåren grøn laser og skibsbåren flerstråleek-kolod at kortlægge hele Vadehavet med enhidtil uset detaljeringsgrad, hvilket vil være etunikt fundament for en fremtidig bæredygtigforvaltning af Vadehavet, som i 2014 blevUNESCO Verdensarv.

PerspektiverFlybåren grøn laser-teknologi har i løbet af desidste par år udviklet sig kolossalt, og der eret stort potentiale for brug af teknikken tilgrundvidenskabelig forskning såvel som mil-jøkortlægning, -monitering og -forvaltning.

Hidtil er metoder primært blevet udviklet til atkortlægge den overordnede topografi og ba -thymetri samt landskabsformer. De næsteskridt bliver bl.a. udviklingen af metoder til atkortlægge havbundens materialesammensæt-ning ud fra det reflekterede lasersignal, at be-skrive vandsøjlens turbiditet med stor rumligdækning og høj detaljeringsgrad, og at kort-lægge bl.a. stenrev, muslingebanker og åle -græs, som alle er relevante i vurderinger afvand- og havmiljøets økologiske tilstand i kyst -zonen, som er et krav i henhold til EU’s Vand -ramme- og Havstrategidirektiv.

Derudover er der potentiale for en bedreog mere effektiv kortlægning af Grønlandsenorme kyststrækning, som forventes at bliveudsat for store materialeomlejringer og æn-dringer i økosystemer i dette århundrede,som følge af de globale ændringer i klima- ogmiljøforhold.

GEOLOGI PÅ TVÆRS


Mikkel S. AndersenForskningsassistent, IGN [email protected]

Jørgen Overgaard LethSeniorrådgiver, GEUS [email protected]

Frank SteinbacherCEO, AHM Hydro Mapping GmbH [email protected]

Aart KroonLektor, IGN [email protected]

Verner B. ErnstsenLektor, IGN [email protected]

Zyad Al-HamdaniSeniorforsker, GEUS [email protected]

Carlo SørensenSenior Kysttekniker,Kystdirektoratet [email protected]

Laurids R. LarsenTeam- og ProjektchefMapping, NIRAS [email protected]

Geoviden 2014, nr. 2Den danske havbundGeoviden 2009, nr. 1VadehavetGeoviden 2005, nr. 3Danmarks kyster

Her kan du læse videre



Kilometer0 2

Meter0 20

A

B

C

D E

AB

C

D

E

Meter0 400

Meter0 100

Meter0 40

Meter0 40

Meter0 400

N

Højde(m DVR90)

>2

-4

-1

HøjdemodelCellestørrelse 50 cm base-ret på topobatymetrisk Li-DAR punktskydata med ca.20 målepunkter pr. m2.

OrtofotoPixelstørrelse 8 cm.

Seglformede og lineære intertidalerevler og subtidal kanal.

Seglformet intertidal revle.

Vegetationstoppe.

Testområde på Peter MeyersSand ved Knudedyb mellemFanø og Mandø i Vadehavet.

Geomorfologisk klassifikationIntertidal og subtidal kanal.

Intertidal kanal.


Den marine kulturarv er under konstant trus-sel fra menneskelige aktiviteter omfattendeuddybningsarbejder, råstofindvinding, fiske-ri (trawling), anlægsarbejder (bl.a. vindmøl-ler), søkabler og forurening samt naturlignedbrydning i forbindelse med storme. Deigangværende klimaændringer har bl.a. med-ført en større hyppighed og intensitet i stor-mene, og dermed øget risikoen for nedbryd-ning af fx vrag og bopladser på havbunden.

I erkendelse af dette, har hovedformåletmed det europæiske samarbejdsprojekt SAS-MAP (se boksen til højre) været at udvikle in-novative teknologier og procedurer for at op-timere lokalisering, vurdering og forvaltningaf den europæiske marine kulturarv. Forskerefra forskellige videnskabelige discipliner (ar-kæologi, geologi og ingeniørvidenskaberne)har deltaget sammen med 4 teknologiske,mindre firmaer i projektet.

Hovedmålene med projekt SASMAP har været:• At udvikle regionale geologiske modeller

til forståelse af forhistoriske kystændrin-ger og på den baggrund at vurdere sand-synligheden for at finde undersøiske ar-kæologiske bopladser, samt udvikle me-toder til hvordan de kan bevares.

• At anvende ikke-destruktive undersøgel-sesværktøjer, fx regional satellit-scanning,udvikling og innovativ anvendelse af de-taljeret multibeam (se boksen til højre) ogendelig 3D seismiske undersøgelser tilbrug på lavt vand.

Disse undersøgelsesmetoder gør det muligt atfremstille digitale billeder og modeller af muli-ge fundområder uden risiko for at ødelægge eteventuelt kulturminde. Det vil også være mu-ligt at vise digitale billeder af skibsvrag, mensdet næppe er muligt at identificere bopladser.

Ved hjælp af GIS-værktøjer, der ’fodres’med data om bl.a. den lokale hydrodynamik,sedimenternes beskaffenhed, osv. er det mu-

ligt at vurdere havbundens stabilitet samtsandsynligheden for at arkæologiske fundfortsat kan være bevaret i havbunden.

Andre mål med projektet har været 1) atundersøge de biogeokemiske parametre ihavbundens sedimenter, som kan afslørenedbrydningsgraden af organiske materialer,hvorved det bliver lettere at vurdere beva-ringspotentialet for arkæologiske fund; 2) atudvikle ny teknologi i form af dykker-holdte

værktøjer til prøvetagning af sedimentkernerfra marinarkæologiske udgravninger; 3) atudvikle nye teknikker til på forsvarlig måde atbringe stærkt nedbrudte, organiske arkæolo-giske fund op fra havbunden; 4) at undersøgemulighederne for anvendelse af kunstigt sø -græs til stabilisering af sedimenterne omkringarkæologiske udgravninger, og endelig at ud-brede viden om og gennemføre uddannelse ibrugen af de nyudviklede teknologier.

GEOLOGI PÅ TVÆRS

Maringeologi i arkæologiens tjenesteVed hjælp af maringeologisk kortlægning af lavvandede områder i kystzonen vedTudsehage vest for Skælskør har det været muligt at dokumentere kystlinjens for-andringer i den yngste halvdel af Ældre stenalder (Kongemose – Ertebølle, 9000 –6000 år før nu).

Jørn Bo JensenStatsgeolog, [email protected]

Zyad Al-HamdaniSeniorforsker, GEUS [email protected]

David John GregoryForskningsprofessor, Nationalmuseet [email protected]


SASMAP står for Development of Tools and Techniques to Survey, Assess, Stabilize, Monitor

and Preserve Underwater Archaeological Sites. Det 3-årige projekt (2012 – 2015) blev ko-

ordineret af David Gregory fra Nationalmuseet. Der var i alt 11 partnere, som repræsentere-

de 7 europæiske lande, hvoraf 4 partnere var mindre firmaer. Detaljerede oplysninger om

projektet kan ses på projektets hjemmeside http://sasmap.eu/.

SASMAP har i april måned modtaget Europa Nostra prisen

2016, for at være et af årets bedste Europæiske kulturarvs-pro-

jekter i kategorien Research (http://www.europanostra.org/

news/748/). Europa Nostra har til formål at medvirke til at be-

skytte Europas kulturarv og landskabelige værdier og bredest

muligt at fremme opmærksomheden på og forståelsen for den

europæiske kulturarv. En stemme for påskønnelsen af kultur-

værdier i Europa er Europa Nostras vigtigste opgave. Europa

Nostra vil øge værdsættelsen af den nationale kulturarv og

samtidig gøre den europæiske kulturarv til alles eje.

SASMAP

Flerstråleekkoloddet (multibeam) udsender adskillige separate lydbølger i et vifteformet

mønster på tværs af sejlretningen, op til 75° i forhold til det lodrette plan, se figur 1 s. 5. Her-

ved fås en fuldstændig dækning af havbunden i en zone, hvis bredde måler 3 til 7 gange vand-

dybden. Flerstråleekkoloddet er således væsentlig mere effektivt end det gængse enkeltstråle -

ekkolod (som kun udsender én bred stråle), når man ønsker at foretage en søopmåling med

100 % dækning af havbunden. Ved sejlads i parallelle linjer med en tilpas indbyrdes afstand

kan man med multibeam lave en fulddækkende kortlægning af havbundens dybdeforhold.

Multibeam ekkolod



Tudsehage

Morænebund

Sandbanker

Figur 4

Geologiske modeller til hjælp for marinarkæologiske undersøgelserDe geologiske metoder og procedurer, som eropstillet i SASMAP-projektet, er gennemført iudvalgte undersøgelsesområder i Danmarkog Grækenland.

Der er etableret en geologisk model for detdanske undersøgelsesområde ved Tudsehage(se figur 1) med henblik på at afsløre potenti-elle arkæologiske bopladsområder på forskel-lige vanddybder. Området ved Tudsehage in-deholder et 7000 år gammelt bopladsområdefra Ertebøllekulturen i slutningen af ældre sten -alder. Undervandsudgravningen er lokaliseretpå en nuværende vanddybde af 2–3 meter (sefigur 2). Her er der fundet helt usædvanligt vel-bevarede fiskeredskaber samt meget velbeva-rede grønne blade. Du kan læse mere om dearkæologiske fund ved Tudsehage i Nyheds-brev Nr. 19, Vikingeskibsmuseet, 2002.

For at opnå den bedst mulige økonomived de arkæologiske undersøgelser benytte-de vi et såkaldt nedskalerings-koncept. Vi be-gyndte med at analysere ortofotos, se figur 1,og satellitbilleder, dækkende undersøgelses-området i bugten nord for Tudsehage. Som detfremgår af ortofotoet, kan man identificereforskellige bundtyper, så som morænebundog sandbanker. Ved hjælp af specialiseretsoftware og under forudsætning af, at mankender dybden i en række kontrolpunkter, kanman omsætte satellitbilledet til dybdedata.Satellitbilledet kan kun benyttes til vanddyb-der på maksimalt omkring 4–5 meter og der-for var det nødvendigt at benytte marine akus-tiske opmålingsmetoder (multibeam ekko -lod) på dybere vand og med et vist overlap.Resultatet blev kombineret med den danskehøjdemodel på land i en samlet terrænmo-del, som dækker både land og hav, se figur 3.

2 m

4

6

8

10

12

14

0 100 200 300 m

Nutidssedimenter

Nordvest Sydøst

Druknet kystDruknet kyst

Dobbelt ekko

Moræne

Brakvandsbassin

Marint bassin

Dobbelt ekko

Moræne

Brakvandsbassin

Marint bassin

B4B5 B3

B66800 år BP

Nuværende kystlinje Nuværende 11m dybde

Figur 4

Morænebund

Sandbanker

Figur 1. Lokalisering af Tudsehage fundområde(rød cirkel) og ortofoto af bugten nord for Tudse -hage. Hvid stiplet linje angiver placeringen af pro-filet i figur 5. Lokaliseringen af det seismiske ek-sempel i figur 4 er vist med et rødt rektangel.

Figur 2. Arkæologisk udgravning ved Tudsehage. Det eren af forfatterne, David J. Gregory, der er på arbejde.

Foto: Morten Johansen. Copyright: Vikingeskibsmuseet i Roskilde.

Figur 3. Terrænmodel som viser den nutidige kystlinje og et sammenhængende dybde-/højdekort for områ-det ved Tudsehage og havbunden vest herfor i Storebælt. Nuværende 11 m dybdekurve er angivet. Desudener angivet placeringen af det seismiske eksempel-profil (figur 4), hvor der ses sandbanker.

Figur 4. Eksempel på et seismisk profil, på tværs af druknede sandede kystsedimenter. Kystsedimenterne er14C-dateret til at være ca. 6800 år gamle. For placering se figur 1 og 3.


0 m

5

0

10

1 2 km

Moræne Tidlig Holocænt brakvandsbassinHolocænt marint bassinDruknede kystaflejringerNutidssedimenter

Nordvest Sydøst

Figur 4


GEOLOGI PÅ TVÆRS

Figur 5. Profil gennem undersøgelsesområdetved Tudsehage, med angivelse af istidens mo-ræne, som er delvist dækket af geologiske lagaflejret i arkæologisk tid. Profillinjen er angi-vet på figurerne 1, 3 og 6. Placeringen af detseismiske eksempel i figur 4 er angivet.

Terrænmodellen viser hovedsagelig en fladhavbund, der dog indeholder sandbanker,som det også kunne ses på ortofotos.

Terrænmodellen, som blev suppleret medindsamling af seismiske profiler, er førsteskridt mod opstillingen af en geologisk mo-del, se figur 4. De tolkede, seismiske profilerpå tværs af bugten (se tværprofil i figur 5), vi-ste lagfølgen af havbundens sedimenter, ogdannede baggrund for udpegning af borepo-sitioner. Boringerne har dokumenteret tilste-deværelsen af sandbankerne, samt sedimen-ter, der tolkes som tidligere sø- eller marinebassinaflejringer. Men vigtigst af alt indehol-der borekernerne muslingeskaller, som kan14C-dateres. Resultatet af dateringen viste, atsandbankerne blev aflejret for omkring 6800år siden og at de i virkeligheden er druknedekystsedimenter, der blev aflejret, da havni-veauet var ca. 3 meter lavere end i dag.

På basis af de indsamlede data har detværet muligt i store træk at rekonstruere æn-dringerne i havets vandstand gennem de sid-ste 9000 år. Ved at fjerne de yngre jordlag,som dækker moræne-lagene (metoden kal-des backstripping), har det samtidig væretmuligt at rekonstruere, hvordan havbundensterræn så ud på forskellige tidspunkter, me-dens havet gradvist dækkede området. Et ek-sempel på dette ses i figur 6, der viser hav-bundens topografi og kystlinjens beliggen-hed for ca. 8500 år siden, hvor havniveauet låca. 11 meter lavere end i dag.

Det er et velkendt arkæologisk faktum, atstenalderfolkene generelt yndede at bo megettæt på kysten og gerne ved naturlige strømste-der. Når man kobler denne viden med de re-konstruerede palæo-kystscenarier og arkæo-logiske data, får man et effektivt værktøj til atlokalisere arkæologiske hot spots, dvs. lokali-teter, hvor der er størst sandsynlighed for atfinde bopladser, se figur 7.

Nuværende kystlinje Palæokystlinje fra for 8500 år siden (kote -11m)

Figur 4

Figur 6. Eksempel på et backstripping kystscenarie, som viser kystlinjen for ca. 8500 år siden (kote –11 m) i forhold til den nuværende kystlinje. Desuden er angivet placeringen af det seismiske eksempel fra figur 4.

Figur 7. Stemningsbillede fra rekonstruktion af Mesolitisk stenalder kystboplads ved Østersøen.Tegning: Flemming Bau.



Før sandfodring

Efter sandfodring

Smal bagstrand

Bred bagstrand Klit

ForklitTilført sand

Stejl grundingszone

Flad grundingszone

Klit

Kystbeskyttelse – et nødvendigt onde?En af Danmarks største attraktioner, dets kyst-strækning med offentligt tilgængelige strande,rekreative områder, og naturbeskyttelsesom-råder vil blive udsat for øget erosion i takt meden forøget vandstandsstigning og hyppigerekraftige storme. Det må derfor forventes, at der– for at beskytte væsentlige samfundsmæs -sige værdier – vil være et stigende ønske om atkystbeskytte flere og længere kyststræknin-ger. For at optimere kystbeskyttelses ind satsenvil det kræve en fremsynet planlægning og endetaljeret viden om de processer og kræfter,

der vedvarende påvirker vores kyster. Kystbe-skyttelse kan være dyrt for de enkelte udsattegrundejere, som jf. den nuværende lovgivningmå betale udgifterne. Langs mange naturligekyststrækninger med få huse og be grænset in-frastruktur bør grundejerne overveje om natu-ren skal gå sin gang, fordi det er for dyrt at kyst -beskytte set i forhold til husenes værdi.

Blød beskyttelse foretrækkesKystdirektoratet har ansvaret for at vedlige-holde og føre tilsyn med kystsikringen. Dettilstræbes generelt at kystbeskyttelsen skalvære så naturlig som muligt og være en del af

en langsigtet helhedsløsning, som tager hen-syn til behov og påvirkning over en længerekyststrækning. Dette indebærer bl.a. at man ide sidste årtier langs den centrale del af Vest -kysten og i tiltagende grad langs andre af lan-dets erosionsprægede kyststrækninger er gåetover til at benytte kystfodring. Ved kystfodringtilføres strandzonen sand indvundet på ’større’dybde. Ved sandtilførslen hindres bølgerne i atgnave i klitter eller skrænter og dermed brem-ses tilbagerykningen, se figur nedenfor. Med ti-den vil sandet blive omlejret og indgå i de na-turlige erosions- og aflejringsprocesser langskysten. For at skabe den sikkerhed, som vi øn-sker, er det derfor nødvendig at gentage fod-ringen med års mellemrum.

For at opnå så skånsom og effektiv en kyst -beskyttelse som muligt, kræver det en detal-jeret indsigt i de processer, der former kyst -ens udvikling på både kort og langt sigt. Kyst -en er en dynamisk zone under kontinuerligforandring og de meteorologiske forhold og

Kystfodring – et eksempel på genbrug i naturenKystbeskyttelse har foregået i Danmark igennem århundreder og i lang tid udeluk-kende i form af bastante konstruktioner som diger, høfder og forskellige former forbølgebrydere og skræntsikringer. Igennem de sidste årtier har kystfodring – ogsåkaldet sandfodring – vundet indpas som den foretrukne metode til at beskytte man-ge udsatte kyststrækninger. Sandet indvindes på ’større’ dybde og transporteresind til kysten af sandsugere. Fremtidige klimascenarier, der indebærer en stigendevandstand og kraftigere storme, gør det vanskeligere at prioritere mellem indsats-områder – både geografisk og metodemæssigt – og at finde dækning for de stigen-de omkostninger.

Tværsnit af kystzone henholdsvis før og efter strandfodring. Ved tilførsel af sand gøres bagstranden væsentligt bredere og bølgegrundingszonen mindre stejl. Illustration: Annabeth Andersen, GEUS.


kystens udformning er af afgørende betyd-ning for udviklingen. Sandtransport foregårbåde på tværs og på langs af kysten, og aflej-ring af sand ét sted vil medføre, at det mang-ler et andet sted. Under storm med forhøjedevandstande, store bølger og kraftige strøm-me øges sedimenttransporten væsentligt, ogdet kan medføre stor erosion og kysttilbage-rykning. Sandet er dog ikke tabt for evigt,men ligger i stedet ude på revlen eller længe-re nede ad kysten, hvor det nu har en beskyt-tende virkning. Under mildere vejrforhold vilstrandprofilet så igen kunne opbygges, idetbølgerne langsomt skubber sand fra revlenog omkringliggende strande ind på kysten.Dette kan betegnes som naturens egen sand-fodring. Havet gnaver selektivt af kysten, derhvor den skyder frem, og aflejrer erosionsma-terialet andre steder på kysten, hvor der erbugter eller læ. Nordsjællands kyst er et ek-sempel på en sådan udligningskyst. Bølgereroderer i klinterne ved Hundested og ved Lise -leje og sandet bliver med den fremherskendevestenvind transporteret mod øst i retning afGilleleje og Helsingør.

Sådan foregår kystfodringKystfodring foregår enten ved tilførsel af sandeller grus på selve stranden for reduktion afklit- og skrænterosion; som strandnær fod-ring til opbygning af kystprofilet; eller somrev lefodring, der bevirker bølgebrydning læn-gere ude i kystprofilet og dermed reduktion afbølgeenergien tæt ved land. Sandressourceranvendt til kystfodring er typisk indvundet pådybt vand, men kan også indvindes fra land -siden eller være genbrug af sediment fra ek-sempelvis oprensninger af sejlløb (fx vedThyborøn). Som udgangspunkt bør sandetindvindes der, hvor det aflejres naturligt oggenbruges. Det kaldes populært bypass ellerbackpass. Det er dog ikke altid muligt og Na-turstyrelsen har af denne grund udlagt speci-fikke miljøgodkendte reservationsområdermed offshore sandressourcer, der kan anven-des til sandfodring.

Ved kystfodring sejler en sandsuger ud tilreservationsområdet på dybt vand og sugersand op i lastrummet. Sandsugeren transpor-terer sandet ind til kysten og via en rørledningbliver sandet pumpet fra sandsugeren og ind

på stranden, hvor det fordeles med hjælp afrørsystemer og gravemaskiner. En anden me-tode er, at sandet enten pumpes ud over stæv-nen direkte på forstranden (se foto øverst), el-ler at sandsugeren åbner lastrummet i to de-le, så sandet falder direkte ned (dumpes) påhavbunden, fx ved revlefodring.

Klimaændringer vil gøre det sværere atvælge hvilke værdier og kyststrækninger, derskal beskyttes, og de vil præge den fremtidi-ge udvikling på kysterne. Kun ved at forstå ogsamarbejde med de naturlige processer kanvi opnå en effektiv beskyttelse af værdierneog samtidig undgå at skulle etablere for man-ge uskønne forsvarsværker.


GEOLOGI PÅ TVÆRS

Per SørensenKystteknisk chef, [email protected]

Niels Nørgaard-PedersenSeniorforsker, GEUS [email protected]

Her kan du læse videreKystdirektoratethttp://www.kyst.dk/Naturstyrelsenhttp://naturstyrelsen.dk/vandmiljoe/havet/raastoffer/raastofindvinding-paa-havet

Geoviden 200516-20: Binderup, M. & Nielsen, N.: Kystproblemer

Geoviden 201415-18: Kroon, A., Ernstsen, V. B. & Fruergaard, M.:

Sedimentdynamik i kystzonen

Sandfodring af forstranden ved Thyborøn på Jyllands vestkyst.Foto: Kystdirektoratet/Rohde Nielsen A/S.


Mag

asin

pos

t U

MM

ID-n

r. 4

6439

Por

toS

ervi

ce, P

ostb

oks

9490

, 949

0 P

and

rup

AUDE NATIONALE GEOLOGISKE UNDERSØGELSER FOR DANMARK OG GRØNLAND (GEUS)

Øster Voldgade 101350 København KTlf: 38 14 20 00E-mail: [email protected]

INSTITUT FOR GEOVIDENSKAB OG NATURFORVALTNING (IGN)

Øster Voldgade 101350 København KTlf: 35 32 25 00E-mail: [email protected]

GEOLOGISK MUSEUM (SNM)

Øster Voldgade 5–71350 København KTlf: 35 32 23 45E-mail: [email protected]

INSTITUT FOR GEOSCIENCE (IG)Aarhus UniversitetHøegh-Guldbergs Gade 2, B.1670

8000 Århus CTlf: 89 42 94 00E-mail: [email protected]

GEOCENTER DANMARK

Er et formaliseret samarbejde mellem de fire selvstændige institutioner De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS), Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet samt Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, samt Geologisk Museum (Statens Naturhistoriske Museum) begge ved Københavns Universitet. Geocenter Danmark er et center for geovidenskabelig forskning, uddannelse, rådgivning, innovation og formidling på højt internationalt niveau.

UDGIVER

Geocenter Danmark.

REDAKTION

Geoviden – Geologi og Geografi redigeres af Senior-forsker Merete Binderup (ansvarshavende) fra GEUSi samarbejde med en redaktionsgruppe.Geoviden – Geologi og Geografi udkommer fire gangeom året og abonnement er gratis. Det kan bestillesved henvendelse til Annette Thy, tlf.: 91 33 35 03, e-mail: [email protected] og på www.geocenter.dk,hvor man også kan læse den elektroniske udgave af bladet.

ISSN 1604-6935 (PAPIR)ISSN 1604-8172 (ELEKTRONISK)

Produktion: Annabeth Andersen, GEUS.Tryk: Rosendahls - Schultz Grafisk A/S.Forsidefoto: Klintkyst ved Lindehoved, Sejerø. Foto: Merete Binderup, GEUS.Reprografisk arbejde: Benny Schark, GEUS.Illustrationer: Forfattere og Grafisk, GEUS. Eftertryk er tilladt med kildeangivelse.

GEUS i Århus:

GEUS har i de seneste 9 år været repræsenteret i Århus af Afdeling for GRUndvands- og Kvartærgeologisk kort-

lægning (GRUK), som flyttede ind i Universitetsparken i marts måned i år. Pr. 1. september 2016 rykker Marin-

Geologisk Afdeling (MG) ligeledes til Århus Universitetspark, hvor de 2 afdelinger vil holde til i Bygning 1110.

De 2 afdelinger vil intensivere samarbejdet med særlig fokus på den kystnære zone og 3D geologiske modeller

og ser samtidig frem til at udbygge samarbejdet med Århus Universitet.Foto: Bente F. Nedergaard, GEUS.


Documents

Geologi på tværs af kysten - Geocenter Danmark