OÜ EESTI GEOLOOGIAKESKUS

XIX APRILLIKONVERENTSI

“Eesti mere- ja maapõue uuringutestning arukast kasutamisest”

TEESID

TALLINN 2011

OÜ EESTI GEOLOOGIAKESKUS

XIX APRILLIKONVERENTSI

“Eesti mere- ja maapõue uuringutestning arukast kasutamisest”

TEESID

Konverentsi toetab Keskkonnainvesteeringute Keskus

TALLINN 2011

2

Toimetajad: Kalle Suuroja ja Jaan Kivisilla Esikaanel aerofoto Pakri poolsaarest. Tume riba rannikujoone kohal – paeastangu vari.

3

EESTI GEOLOOGIAKESKUSE XIX APRILLIKONVERENTS

Eesti mere- ja maapõue uuringutest ning arukast kasutamisest

Konverents toimub 1. aprillil 2011 Küberneetika majas, Akadeemia tee 21 (I korruse saal)

Osalejate registreerimine 9.30–10.00

Hommikune sessioon 10.00–13.30

Aivar Pajupuu, EGK. Avasõna 1. Anto Raukas (TTÜ GI), Peep Siitam (TTÜ) – Maavarade senisest arukamast

kasutamisest 2. Rein Raudsep (KKM) – Arengutest Eesti maapõuepoliitikas 3. Enno Reinsalu (TTÜ mäeinstituut) – Maapõuetühjuse arukas kasutamine 4. Tarmo All (KKM) – Nabala lubjakivimaardla piirkonna täiendavad uurimistööd 5. Rein Perens, Leonid Savitski (EGK) – Veeprobleemid maavarade kaevandamisel 6. Vello Mäss (Eesti Meremuuseum) – Merepõhjast siin- ja sealpool Kura kurku

Kohvipaus 11.30–12.00

7. Kalle Suuroja (EGK) – Tuumajaama ühe võimaliku asukoha geoloogilis-geotehnilistest uuringutest Suur-Pakri saarel ja selle lähiümbruses

8. Sten Suuroja (EGK) – Suur-Pakri saare rannanõlva ja Kurkse väina merepõhja geoloogilistest uuringutest

9. Valter Petersell, Kaidi Lehtmets (EGK), Krista Jüriado (TLÜ) – Pinnaseõhus kujuneva ja säiliva radooni suhtest

10. Alla Shogenova, Kazbulat Shogenov, Jüri Ivask, Rein Vaher (TTÜ GI) ja Filip Neele,(TNO, Utrecht) – Kas on võimalik vähendada Eesti põlevkivide põletamisel tekkivaid CO2 emissioone: regionaalsed perspektiivid ja võimalikud stsenaariumid

11. Mihkel Štokalenko, Mall Orru (EGK ) – Eesti soosetete leviku seosed tektooniliste riketega

12. Ülo Sõstra (TTÜ mäeinstituut) – Tallinna ümbruse mandriosa ja rannikumere tektoonika ning selle mõju kaevanduste ja suurehitiste rajamisele

Lõunavaheaeg 13.30–14.30

Pärastlõunane sessioon 14.30–16.00

13. Valter Petersell (EGK) – Eesti maavaradest ja nende kasutamisest geoloogi pilguga 14. Rein Einasto (TTK) – Ökosotsiaalne (loodus- ja inimsõbralik) kaevandamine 15. Paul Vesiloo, Ingo Valgma (TTÜ mäeinstituut) – Dolokivi vee seest kaevandamine ja

lõhkamine16. Jüri-Rivaldo Pastarus, Ingo Valgma, Vivika Väizene, Aleksander Pototski

(TTÜ mäeinstituut) – Kaevandamise täitmisuuringud 17. Veiko Karu, Ingo Valgma, Karin Robam (TTÜ mäeinstituut) – Lõputu soojusenergia 18. Merle Otsmaa, Veiko Karu (TTÜ mäeinstituut) – Posttehnoloogilised protsessid

altkaevandatud alal 19. Veiko Karu, Ingo Valgma, Tennobert Haabu, Karin Robam, Ain Anepaio, Heidi

Soosalu (TTÜ mäeinstituut) – Mida teha kaevandatud maavaraga

16.30 …Ülddiskussioon ja kohvilaud Eesti Geoloogiakeskuses, Kadaka tee 82 I korruse saalis ehk sealsamas, kus kõik need eelnevad aastad

Info: Maie Pärnamäe, tel 6720094, egk@egk.ee

4

MAAVARADE SENISEST ARUKAMAST KASUTAMISEST Anto Raukas1, Peep Siitam2

1TTÜ Geoloogia Instituut, 2Tallinna Tehnikaülikool Riikliku strateegia “Säästev Eesti 21” (SE21) kohaselt on Eesti lähikümnendite arenguülesanne „järele jõuda EL elukvaliteedile, säilitades seejuures Eesti kultuuriruumi, oluliselt suurendades ühiskonna sidusust ning tagades ökoloogilise tasakaalu. See on võimalik, aga mitte senise arengumudeli jätkamise kaudu, vaid paradigma vahetuse teel.“ Ka meie järeldus on ühene – olukorda saab parandada vaid paradigma muutmise teel.

Eesti Statistikaameti andmetel asub Eesti sidusa ühiskonna Euroopa Liidu „edetabelis“ tagantpoolt kolmandal, heaolu kasvu „kategoorias“ 21.-l ja ökoloogilise tasakaalu osas 23.-l kohal. Eesti loodusvarade kasutusefektiivsus moodustab vaid 17% EU-15 2007. aasta tasemest.

Traditsiooniliselt tuntuim põhjus meie loodusvarade ebaperemehelikule kasutusele on põlevkivikasutus. On kahetsusväärne, et Eestis valitseb endiselt „põlevkivi ahjuajamise paradigma“ isegi uute põlevkivijaamade ebamõistlikult kalli rajamismaksumuse (ligi 1800 EUR/MWel) tingimustes. Isegi tuuleenergia arendamine koos selle balansseerimisseadmete rajamisega on ühiskonnale pikaajaliselt ca 40% võrra odavam uute põlevkiviplokkide rajamisest.

Ehitusmaavarade kaevandamine ja kasutus on teine valdkond, kus muutused on vajalikud. 2008. aastal kaevandati Eestis ca 18,7 miljonit tonni ehitusmaavarasid, mis teeb ligikaudu 15,2 tonni ühe Eesti elaniku kohta. Eurostati andmetel kasutati 2007. aastal EU-15 majanduspiirkonnas kõiki loodusvarasid kokku keskmiselt 16,4 tonni elaniku kohta, millest ligikaudu poole moodustab ehitusmaavarade kasutus. Eesti majanduse materjalimahukus on seega oluliselt suurem, kusjuures materjalikasutusse tuleks lisada ka ca 6 miljonit tonni aastas põlevkiviga koos kaevandatavat maavarana mitte arvel olevat „kaksikpaasi“, mis kokkuvõttes teeks ehitusmaavarade kogukasutuseks ligi 25 miljonit tonni ehk 19 tonni elaniku kohta aastas.

Ehitusmaavarade kaevandamisega seonduv keskendub peamiselt uute kaevanduskohtade kasutuselevõtu tingimuste üle diskuteerimisele. Uute kaevelubade taotlejad apelleerivad aktiivsete kaevelubade ammendumisega seotud varustusriskidele, mis on sageli esitatud tendentslikult. Ehitusmaavarade arengukava töödokumendis esitatud maavarade ammendumise tabelist ilmneb, et ehituslubjakivi ja -dolokivi maardlate varud ammenduvad Harjumaal alles 16 aasta jooksul ning Eestis keskmiselt 20 aasta jooksul. Seetõttu on meil piisavalt aega, et vastuvõetavaid otsuseid uute kaevanduslubade väljastamise osas põhjalikult kaaluda.

AS Teede Tehnokeskus poolt 2009. aastal koostatud ekspertarvamuse kohaselt on Eestis mõistlik teede ehitamisel katendikonstruktsioonides kasutatav lubjakivikillustik asendada graniitkillustikuga ka imporditava materjali tänastes hindades. Graniitkillustiku kui kohaliku ehitusmaterjali kasutuselevõtt vähendaks aga drastiliselt karbonaatkivimite kasutusvajadust teedeehituses. Ka vähendab kohaliku graniidi kasutuselevõtt teede ehitamise ja kasutamisega seonduvaid kulusid ning arusaadavalt suurendab loodusvarade kasutusefektiivsust, kuna graniitkillustiku omadused teekonstruktsioonides on mäekõrguselt üle karbonaatkivimite omadustest.

Oluline on ka vara õiglane maksustamine. Tavapraktikas on küsimust vaadeldud lihtsustatult põhimõttel: kaevekoha kaugus tarbimiskohast peab olema minimaalne. Nii näiteks sätestab Ehitusmaavarade arengukava töödokument ehitusmaavarade kasutamise põhieesmärgi järgmiselt: „Ehitusmaavarade kasutamise

5

põhieesmärk on ehitusmaavaradega varustatuse tagamine, võttes arvesse nende maavarade nõuetekohast kvaliteeti, optimaalset hinda, minimaalset võimalikku veokaugust ning säästlikku ressursi- ja keskkonnakasutust.“ Mida väärtuslikum ja väärtustatum on ressurss, seda suurem on selle majanduslikult mõistlik veokaugus kaeve- ja töötlemiskohast. Loodusvarade kasutamisega seotud kõikide kulude tegeliku väärtuse sisaldumine maavarakasutuse maksustamises on peamine eeldus Eesti jaoks nii vajalikuks paradigmavahetuseks kogu majanduse jätkusuutlikku rööpasse seadmisel.

On ka vaja saavutada, et riik kui maavara omanik käsitaks ennast institutsioonina, kes kavandab maavarade kasutuselevõtu kohad, teeb vastavad arendustööd ning annab need seejärel võistupakkumise tulemusena kaevandajale opereerida. Selliselt käitudes saavutataks maavara omanikutulu maksimeerimine, välistataks kaevekohtade parallelism, saavutataks parem kohaliku ja riigivõimu koostöö ning riigi tegevuste ennustatavus.

Loodusvarade kasutus, sealhulgas ehitusmaavarade kaevandamine ja kasutamine on möödapääsmatu reaalsus. Kahanevate ja kallinevate loodusressursside tingimustes on ühiskond seda edukam, mida efektiivsem ta loodusvarasid kasutades on. Eesti on selles valdkonnas üks Euroopa kõige kehvemaid. Paradigmavahetuse teel on olukorda võimalik kiiresti parandada.

ARENGUTEST EESTI MAAPÕUEPOLIITIKAS Rein Raudsep

Keskkonnaministeerium

2009. a alustati Keskkonnaministeeriumi algatusel ülevaatliku dokumendi Maapõuekasutamise ja kaitse alused koostamist, mille versioone tutvustati 2010. aasta I poolel üldsusele. Saadud asjalike ettepanekute alusel täiendati nimetatud dokumenti, mis on lähteülesandeks uue maapõueseaduse eelnõu koostamisel.

Uut maapõueseadust on vaja sellepärast, et praegused maapõuealased õigusaktid ei vasta enam olukorrale ja vajadustele. Maapõuseaduse 1. aprillil 2005. a kehtima hakanud redaktsiooni koostamisel lähtuti eelkõige 1. jaanuarist 1995. a kuni 31. märtsini 2005. a kehtinud maapõueseaduses sätestatud üldistest põhimõtetest maavaravaru kaitse ja kasutuse küsimustes, neid kohandades ja täpsustades. Praeguseks on riigi ja avalikkuse vajadused ning arusaamised muutunud, näiteks on suurenenud üldsuse vastuseis kaevandamisele. Seetõttu on vaja riigi kui institutsiooni tugevamat süsteemset maapõue uurimise (sh maavarade uuringute) ja maavarade kaevandamise korraldamist. Nimetatust johtuvalt on vajalik kehtiv regulatsioontervikuna üle vaadata, vajadusel töötada välja uusi või täiendada olemasolevaid üldpõhimõtteid ja reguleerimisalasid. Uue seaduse eelnõu põhipunktid:

1. Maapõue piiritlemine. Maavarade kaevandamine kui maapõue kasutamise oluline aspekt vajab paremat käsitlemist ka planeerimisseaduses. Seejuures tuleb nõuete sätestamisel arvestada planeeringutes maapõue (maavara ja maatoe) kasutamise ning kaitse kontekstis kolmandat mõõdet ja maavara uuringute nõuete hulka lisada insenergeoloogiat käsitlev osa, mis sisaldab uuringuid selle maavaravaru kaevandamiseks vajaliku maatoe mahu ja tugevuse määramiseks.

6

2. Maapõue uurimise, kasutamise ja kaitse kajastamine planeeringutes. Maardlate kasutamise kavad koos keskkonnaregistri maardlate nimistus tehtava maavaravarude kandega avalikustatakse. Nimetatud kavade koostamine aitab levitada teavet maavarade kohta ja ühtlasi vähendada konflikte kaevandamispiirkonna elanikega. Kaevandamisloa andja peab jälgima, et kui arendaja esitab maavara kaevandamise loa taotluse, oleks tema esitatud kaevandamise projekt kooskõlas maardla kasutamise kavaga.

3. Projektipõhine tegevus Maavara kaevandamise loa taotlejalt hakatakse nõudma kaevandamise ja kaevise töötlemise projekti ning kaevandamisega rikutud maa korrastamise kava.

4. Maavara uuring ja kaevandamisloa taotlemine Riigi omandis oleva maavara üldgeoloogiline uurimistöö ja geoloogiline uuring kavandatakse tulevikus teha riigi tellimusel, kasutades selleks riigi finantsvahendeid. Seejärel on võimalik anda maavara kaevandamisloa taotlejatele luba enampakkumise teel.

Erandina võib üldgeoloogilise uurimistöö või geoloogilise uuringu teha mõni teine asjast huvitatud isik. Sellisel juhul ei taga seadus geoloogilise uuringu teinud ettevõtjale maavara kaevandamise loa saamisel eelisõigust. Kuna uue maapõueseaduse alusel kavandatakse anda kaevandamise lubasid enampakkumise teel, siis uuringu teostanud ettevõte saab osaleda enampakkumisel teiste taotlejatega võrdsetel tingimustel. Kui uuringu tegija ei osutu pakkumuse võitjaks, tuleb uuringuks tehtud kulutused talle kompenseerida. Kompensatsiooni mehhanismi väljatöötamisel tuleb silmas pidada, et ei tekiks olukorda, kus saab võimalikuks uuringute tegemine ainult ärilistel eesmärkidel (nt tulemuse müümine enampakkumisel). Uuringute tegemisel tuleb seada peamiseks kriteeriumiks riigi maavaradega varustuskindlusetagamine, mitte aga arendajate huvid.

5. Maardlate jaotus. Maardlate jaotuse põhjendatus üleriigilisteks ja kohaliku tähtsusega maardlateks on seni olnud ebapiisav. Kuna maardlate staatus on oluline, peab see olema paremini põhjendatud. Lisatakse uus maardlakategooria: strateegilise tähtsusega maardla (esialgsetel kaalutlustel võiksid sellesse kuuluda Eesti põlevkivimaardla ja edaspidi ka metallimaakide maardlad).

6. Maavara kaevandamisel maapõue kasutamise maksustamine. Vastavalt keskkonnatasude seaduses sätestatule maksavad ettevõtted maavara kaevandamise eest maavara kaevandamisõiguse tasu. Seadustes puudub säte tagatisraha kohta. Tagatisraha all mõistetakse rahasummat, mille mäetööstur enne kaevandamisloa saamist deponeerib riigi või kohaliku omavalitsuse kontole maavara kaevandamisega rikutud maa korrastamise kohustuse täitmise tagamiseks juhul, kui kaevandav ettevõte pankrotistub. Võimalusi tagatisraha nõude sätestamiseks ja süsteemi rakendamiseks veel uuritakse.

Uues maapõueseaduses peab olema sätestatud ka mäerendi rakendamine, mis on sätestatav keskkonnatasude seaduse muutmise seadusega. Praegu on mäerendi praktilise rakendamise viis veel väljatöötamisel. Mäerent on riigi kui maavara omaniku tulu mäeeraldise maavara kaevandamiseks andmise eest. Mäerendi aluseks on mäeeraldise väärtus, varustuskindluse ja maavaravaru väärtus. Mäerent koosneks kahest osast: 1) mäeeraldise rent, mida kaevandamise loa omanik maksab pidevalt loa kehtivuse ajal (analoogiliselt igal aastal makstava maamaksuga ja 2) väljamisrent (väljatava maavaravaru koguse eest).

7

Mäerendi eesmärk on maardla kasutamise reguleerimine ning võimalike broneeringute vältimine, samuti arendaja suunamine väiksema varustuskindlusega aladele ja kaevandamise ning ala korrastamise kiirendamine.

7. Maatugi ja maardlate peale ehitiste rajamine. Üldprintsiip oleks, et juhul kui ehitise aluseks ehk maatoeks on keskkonnaregistri maardlate nimistus arvele võetud maavaravaru, tuleb arendajal selle maavaravaru broneerimise eest maksta mäerenti. Maatoe vajadus ja maht selgitatakse insenergeoloogilise uuringuga.

Seaduse mõju Loodetakse, et uus maapõueseadus ja sellega seotud muudatused teistes seadustes loovad senisest suuremad eeldused ühiskonna eri osade, eriti maapiirkondade sotsiaalse sidususe ja materiaalsete hüvede suurendamiseks. Riik maavarade omanikuna saab võimaluse talle kuuluvate maavarade uurimise ja kasutamise efektiivsemaks juhtimiseks. Samal ajal võimaldab maardlate kasutuskavade koostamine ja nende sidumine kohalike omavalitsuste üldplaneeringutega läbirääkimist kohalike kogukondadega, nende paremat kaasamist maavarade uurimise ja kasutamise protsessi.

MAAPÕUETÜHJUSE ARUKAS KASUTAMINE Enno Reinsalu

TTÜ mäeinstituut Maapõu on keskkonna kaalukaim osa. Paljud tahavad näha maapõue sisepoolt. Ühed lähevad julgesti igasse maapõueõõnde, teised tahavad selgust – kas ikka võib. Loomulik kartus. Kartus võib tulla nii teadmisest kui ka teadmatusest. Mäemehed teavad ja kardavad minna kuhu ei tohi. On olnud mitu mäemeest, kellest maa alla minemise hirm tegi geoloogi. Seejuures täiesti eduka geoloogi. Mis aga ei tähenda, et geoloogid kardavad allmaad. Sugugi mitte. Räägitakse ühest naisgeoloogist, kel olnud soov süveneda nii sügavalt karsti uurimisse, et kolleegid pidanud ta sealt mõõtlindiga välja tõmbama. Et geoloogid vähem julged oleksid, siis jagan veidi mäemeeste teadmisi.

Allmaaõõned, mis ei ole töötavad kaevandused, on sellised:

… kuhu võib julgesti minna, sest seal on valve ja teenindus; need on: allmaaehitised ja maa-alused ehitised, nagu jalakäijate tunnelid, bastionikäigud; kaevandusmuuseumid ja turismikoopad, kuhu võib siseneda nii kaugele kui lubatakse;

… kuhu pole soovitav minna: tehiskoopad ja grotid, kus pole valvet ega teenindust; igasugused karstikoopad ja -urked;

… kuhu kindlasti ei tohi minna: suletud ja hüljatud kaevandused ning militaarobjektid; kõik uusmoodustised – senitundmatud varinguavad.

Allmaaõõnte püsivus ja ohutus sõltub ümbriskivimitest ja tekkimise viisist.

Tugevad on tard- ja moondekivimid. Eestis nad ei paljandu ja õõsi neis veel ei ole.

8

Keskmise tugevusega on vanad, kihilised, kaljused karbonaatkivimid Eesti-, Hiiu- ja Saaremaal. Nõrk on Liivimaa liivakivi.

Maapõueõõned võivad olla tekkinud:

pehmel moel ja pika aja jooksul, näiteks karstitühemikud; mehaaniliselt, st käsitsi või kauritsaga (mäekombainiga, tunnelipuuriga) raimates; lõhkeainega lõhkudes.

Mida räigemalt maapõue tungiti, seda lõhutum on ümbriskivim ja seda rahutum on maapõu tühemiku ümber. Kõige rohkem lammutab kivimit lõhkeaine plahvatus, sest mitte kogu laengu võim ei kulu väljatava kaevise purustamiseks – lõhkeenergia levib ka ümbriskivimisse. Olulise üksikasjana siia juurde – settekivimis levib lõhkelaine meelsamini piki kihti, mistõttu nii mõnegi kaeveõõne lagi võib jääda süütul moel püsima. Mis ei tähenda, et lõhkelaine ei ole teda ülemistest kihtidest lahutanud. Selline lagi on nagu ooteseisundis rotilõks.

Mehaanilise raimamise mõju ei tungi kivimisse nii sügavalt, mistõttu laest ning seinast kilde ja kamakaid niisama lihtsalt ei irdu. Alles hiljem, kui pinged maapõues ümber jaotuvad, hakkab mäerõhk kaeveõõnt pitsitama. Siis võib sügavas tunnelis hakata kivim „pritsima“. Seda välditakse õõne toestamisega.

Teisisõnu – palju sõltub sellest, mil moel ja kui kiirelt allmaaõõs tekkis, sest maapõuel on oma reaktsiooniaeg. Looduslike tühemike reaktsiooniaeg on pikk. Karstikoopad, mis on kujunenud tuhandete aastate jooksul, ei varise sel põgusal hetkel, mil inimene seal sees on. Kuid kui maapõue järsku tungida, siis vastab ta ka järsult. Tehnokaevandid, millest maavara väljatakse, reageerivad kohe. Mäemeeste üks kunstidest seisnebki selles, et kaevis kätte saada ja väljamiskohast ära minna enne, kui mäerõhk peale tuleb.

Katse klassifitseerida allmaatühemikke nende püsivuse ja ohutuse alusel on välja toodud tabelina.

Tühemiku tüüp

Ümbriskivimid

Ohu tase Arhaikum:

tugevad (kõvad),

monoliitsed

Kambrium–Silur: tugevad

(sitked), kihilised

Devon ja Kvaternaar:

nõrgad, pudedad

Maa-alune ehitis Keldrid, tunnelid, bastionikäigud Olematu 10-5

Allmaaehitis (hoitav) Tunnelid Militaarrajatised Helme grotid Madal 10-4

Karstikoopad Ei tea Kõikjal üle Eesti Mõõdukas 10-3

Kaevandus-muuseum

Soomes Lohja, Rootsis Sala Eestis Kohtla

Piusa Muuseumi-koobas

Kõrge 10-2

Endised kaevandused ja allmaaehitised

Tulevikus Maardu graniidi-kaevandus

Põlevkivi ja fosforiidi-kaevandused, Peetri käigud

Piusa ja Aruküla koopad

Väga kõrge 10-1

9

Selgituseks:

Maa-alune ehitis on süvistatud maapõue, teda mäerõhk ei koorma. Ehitis on tehiskattega ja -puistega, projekteeritud täiesti ohutuna – toestatud, tuulutatav, suletav, kontrollitava sisse- ja väljapääsuga.

Allmaaehitis ei ole sama, mis maa-alune ehitis. Allmaaehitis on läbitud maapõue, teda katab looduslik kivim. Ka allmaaehitis on projekteeritud ohutu – lagi ja seinad on toestatud: ankurdatud, liimitud, kaetud prits- või terasbetooniga. Ta on tuulutatav, suletav, sisse- ja väljapääsuga.

Karstikoopad on tekkinud maapõue pika aja jooksul, pehme mõjuri, vee toimel. Seetõttu varisevad kivimid seal aegamööda ja harva.

Kaevandusmuuseum on endine kaevandus, mis osaliselt avatuna teenindab uudishimulikke. Mis tahes kaevandusõõne: galerii, kambri, käigu, laava, löövi, streki, stolli jm püsivus oli arvutatud vajaliku tööea alusel. Nad olid püsivad ja ohutud ainult töö ajal, mis võis olla mõnest tunnist kuni 40 aastani. Kõige pikemaealisemad peavad olema kaevanduse käituskaeveõõned ja neid ongi kohaldatud muuseumiks.

Endised kaevandused peaksid olema sissepääsmatud. Kõik avad neisse peavad olema suletud. Kuid kivimid liiguvad, ja aegade jooksul tekib ikka mõni ava, mis inimesi ahvatleb. Igaüks, kes sellisest avast allmaatühemikku uudistama läheb, peab teadma, et varing, mille tulemusel ava tekkis, ei ole viimane. Järgmine varing võib olla uudishimuliku jaoks viimane. Sama kehtib ka endiste allmaarajatiste puhul, eriti Peeter Suure Merekindluse stollides ja tunnelites (Peetri käikudes), milledest paljud omal ajal korralikult toestamata jäid.

Ohutuse tase toodud tabelis on hinnanguline. Olematu (10-5 ehk 1: 100 000) tähendab, et üks sajast tuhandest külastajast võib seal mingil moel viga saada. Näiteks tükk krohvi kukub pähe. 10-1 ehk 1:10 on suur oht – üks kümnest sisenenust ei pruugi sealt omal jõul enam välja saada.

Kirjutise aluseks on TTÜ mäeinstituudi uuringud ja mõõtmised kõigis Eesti allmaarajatistes ja -kaevandustes, mis on tehtud uuringutoetuse ETF 7499 „Säästliku kaevandamise tingimused“ raames. Reinsalu, E., Toomik, A., Valgma, I., 2002. Kaevandatud maa. TTÜ mäeinstituut,

97 lk.

NABALA LUBJAKIVIMAARDLA PIIRKONNA TÄIENDAVAD UURIMISTÖÖD

Tarmo All Keskkonnaministeerium

Lubjakivide otsingu-uuringutööd Nabala piirkonnas lõpetati 1988. a (Vingisaar, 1988). Sellele on aastatel 2005–2007 järgnenud väikesemahulised geoloogilised uuringud maavaravaru kvaliteedi ja kaevandamistingimuste täpsustamise eesmärgil konkreetsete uuringualade piires (Rannik, Kattai, 2005; Korbut jt, 2007a; Korbut jt, 2007b; Korbut jt, 2007c; Korbut jt, 2007d). Täpsustatud varud on kinnitatud riiklikus maardlate nimistus aktiivse tarbevaruna ning Keskkonnaministeeriumis on menetlemisel kaevandamisload nelja taotluse raames (vt http://www.envir.ee /1073706). Kõikide kaevandamislubade menetluste käigus on algatatud keskkonnamõju hindamine. Ükski nimetatud hindamistest ei ole tänaseks lõpetatud.

10

Koostatud on põhjavee voolumudelid, et hinnata kavandatavate karjääride mõju piirkonna veerežiimile (Savitski, Savva, 2008).

Kuna detailne geoloogiline andmestik katab vaid kavandatud karjäärialasid ning kasutatud hüdrogeoloogiline andmestik on hõre, on mitmed uurijad ning ka avalik arvamus pannud eelpoolnimetatud põhjavee mudelite usaldatavuse kahtluse alla. Leitakse, et senini modelleerimisega määratud põhjavee rõhu jaotumused ja vee juurdevoolud kavandatavatesse karjääridesse pole usaldusväärsed, kuna kasutatud imitatsioonimudelid ei sobi karstitingimuste jaoks ning nende lähteandmed on ebapiisavad. Seniajani pole koostatud maardla ega selle ümbruse piisava detailsusega hüdrogeoloogilist kaarti. Üksikuurimused ei ole sünteesitud tervikuks, mis annaks küllalt veenva ettekujutuse maardla evitamise mõjust piirkonna veekeskkonnale. Samuti pole antud ammendava põhjendatusega hinnangut maavara kasutamise majanduslikule otstarbekusele.

Sellest lähtuvalt on kahtluse alla seatud maavara kaevandatavuse hinnang nii keskkonnakaitse kui ka majanduslikust aspektist. Kui maavara varu kaevandamine pole keskkonnakaitse seisukohalt võimalik, siis tuleb see varu vastavalt maapõue-seadusele kinnitada passiivseks (https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=13341455). Seega on vajalikud Nabala lubjakivimaardla piirkonna täiendavad uurimised, mis lisaks selgitamisele, millist mõju avaldab kaevandamine veekeskkonnale, kinnitavad või lükkavad ümber arvele võetud varude kategooriate paikapidavuse geoloogilistest ja hüdrogeoloogilistest tingimustest lähtuvalt.

Täiendavad uurimised peavad sisaldama järgmisi tööliike: olemasolevate materjalide analüüs ja esialgsed uurimised, geofüüsikalised uurimistööd, geoloogilised uurimistööd, hüdrogeoloogilised uurimistööd, põhjavee liikumise digitaalne modelleerimine, maardla evitamise majandusliku otstarbekuse hinnang, lõpparuande koostamine.

Herronen, T., Saarenketo,T., 2008. Georadarmõõtmised Tuhala ja Nabala piirkonnas. Maa-aluste jõgede esinemine. Roadscanners OÜ. Rovaniemi.

Kink, H., 2007. Keskkonnauuringud Nabala lubjakivimaardla piirkonnas. Pakri Looduskeskus.

Korbut, S., Peikre, R., Savitski, L., 2007a. Harjumaa Nabala lubjakivimaardla Nõmmevälja I uuringuruumi geoloogiline uuring (varu seisuga 01.12.2007). EGF 7937.

Korbut, S., Peikre, R., Savitski, L., 2007b. Harjumaa Nabala lubjakivimaardla Tammiku uuringuruumi geoloogiline uuring (varu seisuga 01.01.2007). EGF 7849.

Korbut, S., Peikre, R., Savitski, L., 2007c. Harjumaa Nabala lubjakivimaardla Tagadi uuringuruumi geoloogiline uuring (varu seisuga 01.06.2007). EGF 7939.

Korbut, S., Peikre, R., Savitski, L., 2007d. Rapla maakonna Nabala lubjakivimaardla Nõmmevälja uuringuruumi geoloogiline uuring (varu seisuga 01.06.2007). EGF 7936.

Rannik, E., Kattai, V., 2005. Harjumaa Nabala lubjakivimaardla Nõmmküla II uuringuruumi geoloogilise uuringu aruanne (varu seisuga 01.07.2005). EGF 7683.

Savitski, L., Savva, V., 2008. Nabala lubjakivimaardla rajatavate karjääride mõju põhjavee seisundile. EGF 7938.

11

Vingisaar, P., 1988. Harku rajoonis Nabala küla piirkonnas tehtud lubjakivi otsingu-uuringu tööde aruanne (vene keeles). EGF 4295.

VEEPROBLEEMID MAAVARADE KAEVANDAMISEL

Rein Perens, Leonid Savitski Eesti Geoloogiakeskus

Maavarade kaevandamisega seotud veeprobleemid on olnud läbi aegade hüdrogeoloogide üheks olulisemaks uurimisobjektiks. Kõige ulatuslikumad põhjavee seisundi muutused leiavad aset põlevkivi kaevandamisel. Eesti põlevkivimaardla kaevandamine tingib vee aastaringse väljapumpamise keskmiselt 500 000–650 000 m³/d. Sellega kaasneb põhjaveetaseme alandamine, mis maardla põhjaosas ulatub 20 meetrini ja lõunaosas (Estonia kaevandus) 60 meetrini. Põlevkivi kaevandamisega seotud veetasemete muutused ja selle mõju elanike veevarustusele ja põhjavee kvaliteedile on olnud põhjaveeseire objektiks juba üle viie aastakümne.

Kaevandamine, millega kaasneb veetaseme alandamine ja vee ärajuhtimine, mõjutab eelkõige jõgesid ja hüdrogeoloogilise läbilõike ülemisi veekihte. Veetaseme alandamisega kaevandustes kaasneb sageli jõesängide kuivendamine, eriti nende ülemjooksul. Nii on kuivendatud Kohtla ja Rausvere jõe lätted. Samal ajal kasutatakse neid jõgesid kaevandusvee ärajuhtimiseks ja sellega reguleeritakse ka jõgede äravoolu.. Purtse jõe veerežiimi pikaajalised vaatlused näitavad, et kaevanduste ja karjääride veekõrvaldus ei mõjuta tervikuna pinnaveevoolu mahtu. Kui jõe äravoolu reguleeritus on positiivne nähtus, siis mõju pinnavee keemilisele koostisele, eriti sulfaatide sisalduse suurenemine on ebasoovitav. Tegutsevatesse Viru ja Estonia kaevandustesse juurdevoolav vesi moodustub põhiliselt Keila–Kukruse veekihi dreenimisest, aga pärast naaberkaevanduste veega täitumist ka läbi kaevandustevaheliste tervikute tungivast veest. Naaberkaevanduste vee arvel suurenes juurdevool Viru kaevandusse 1,5 korda ja Estonia kaevandusse 1,18 korda.

Vee ärajuhtimine koos suure veetaseme alandamisega mõjutab kogu Ordoviitsiumi veekompleksi, puudutades suuremal või vähemal määral kõiki läbilõike veekihte. Kaevanduste dreenimise tulemusel muutub põhjaveevoolu suund ning nii vahetult dreenitavas veekihis kui ka lasuvas ja lamavas veekihis moodustub põhjaveetaseme alanduslehter. Üldjoontes on kaevandamise mõju põhjaveerežiimis jälgitav aasta keskmise veetaseme alanemise ja veetaseme muutuste aastase amplituudi suurenemise tendentsis. Praktiliselt surveta Nabala–Rakvere veekihti mõjutab vee ärajuhtimine kõige vähem ja veetaseme alanemist täheldatakse ainult vahetult ammendatud ala kohal. Nõrgalt surveline Keila–Kukruse veekiht kuivendatakse ammendatud ala kohal ja kaevanduste mõju on jälgitav kaevetöödest kuni 3–5 km kaugusele. Survelise Lasnamäe–Kunda veekihi veetase on kaevanduste veeärastuse mõjude suhtes kõige tundlikum – veetaseme alanemist võib jälgida kuni 15 km kaugusele.

Alanduslehtrite piirkonnas ei ole täheldatud põhjavee keemilise koostise erilisi muutusi, kuid kaevandustesse jõudev hapnikurikas vesi reageerib karbonaatkivimites esineva püriidiga, mille tulemusel tekib sulfaatiderikas kaevandusvesi, mille sulfaatide sisaldus on suurenenud kümnekordselt ja ulatub 700–800 mg/l ning vee üldkaredus ulatub 9–15 mg-ekv/l.

Põlevkivikarjäärides moodustub vee juurdevool ammendatud alale langevatest sademetest, veekihi dreenimisest eelkuivenduse dreenistrekkide kaudu ja vee juurdevoolust üleujutatud kaevanduste poolt. Vee ärajuhtimise ja veetaseme

12

alandamise tõttu tekkis väga keeruline olukord Narva karjääri läänepiiril, mis ulatub Vasavere mattunud oruni. Seal oli reaalne oht, et karjäär hakkab dreenima mattunud oru vett, kuivendama suurt hulka Kurtna järvi ja negatiivselt mõjutama joogiveehaaret. Kaevetööde lähenemisel mattunud oru idapervele töötati infiltratsioonikanalile lisaks välja kaevandamise metoodika, mis nägi ette ee ajutist avamist ja sellele järgnevat tranšeede täitmist suhteliselt vettpidava kivimiga. Nii tekitati piki mattunud orgu suhteliselt veekindel tõke, mis takistas mattunud oru pinnasevee dreenimist.

Narva karjääri lõunapiiril asub Puhatu looduskaitseala, kus ei ole lubatud veetaset alandada. Et viia miinimumini mõju kaitseala veerežiimile, tuleb tõenäoliselt kasutada sama kaevandamismetoodikat nagu läänepiiril, Vasavere mattunud oru ligiduses. Tehtud mudelarvutused näitavad, et Keila–Kukruse veekihi põhjavee alanduslehtri areng kvaternaarisetete veerežiimis praktiliselt ei avaldu.

Oluline probleemidering kaasneb ammendatud alade rekultiveerimise ja likvideeritud kaevanduste üleujutamisega. Kaevandamise ajal reguleerib veerežiimi vee ärajuhtimine, kuid kaevandamise lõpetamisel ja kaevanduse veega täitumisel tuleb kindlaks määrata veetaseme kriitiline absoluutkõrgus, et vältida rekultiveeritud alade altuputamist ja metsa hukkumist. Kuna kaevanduste töötamise aja jooksul on soostunud alad kuivendatud ja seal kasvab mets ning endised altuputuse piirkonnad on täis ehitatud, siis nüüd on tarvis reguleerida kaevanduste veetaset.

Ahtme kaevanduse veega täitumisel ja veetaseme tõusul esialgse absoluutkõrguseni 55 m tekkis reaalne oht nii Vasavere veehaarde vee kvaliteedile kui ka metsadele, mis olid kaevanduse töötamise aja jooksul kuivendatud aladele kasvanud. Selleks et kaevanduse veetase ei tõuseks üle absoluutkõrguse 43 m, puuriti Sanniku oja lähedale 3 puurauku, millega kindlustatakse liigse vee väljalase isevooluga kuni 3 m³/sek.

Jõhvi mõnede piirkondade altuputamise vältimiseks on ette nähtud hoida veetaset 2. kaevanduses absoluutkõrgusel 52 m ja Tammiku kaevanduses absoluutkõrgusel 44–45 m.

Viimasel ajal on tõusnud huvi kaevandusvee kasutamise vastu. Nii uuris Eesti Geoloogiakeskus Kohtla-Järve Soojus AS tellimusel üleujutatud Ahtme kaevanduse vee sobivust ettevõtte tehnilise vee vajaduse rahuldamiseks. Kiikla asulas kavandati Ahtme kaevanduse vee kasutamist soojuspumbal põhineva tsentraalse küttesüsteemi loomiseks.

Lubja- ja dolokivikarjääride uurimise ja kasutuselevõtu korral on hüdrogeoloogilised probleemid seotud vee juurdevoolu prognoosarvustustega, lähtudes ammendatud alale langeva sadevee komponendi osatähtsusest ning veealanduse mõjuraadiusest. Kohaliku elanikkonna veeprobleemide lahendamiseks on vaja revideerida kõikide karjääri veekõrvalduse mõjuraadiusse jäävate kaevude seisund enne kaevetööde algust ja teha prognoosid veetaseme võimaliku alanemise kohta ühes või teises maardla piirkonnas. Kahetsusväärselt tehakse just selles küsimuses kohalike elanike ning mitmesuguste isehakanud “spetsialistide” ja pendlimeeste poolt ebapädevaid emotsionaalseid hinnanguid, mida tihtipeale ka ajakirjandus võimendab. Põhjuseks ei ole sealjuures mitte niivõrd mure põhjavee kvaliteedi halvenemise või kaevu kuivaksjäämise pärast kui üldine soovimatus näha karjääri oma kodu läheduses.

Möödunud sajandi seitsmekümnendatel ja kaheksakümnendatel aastatel pöörati suurt tähelepanu kavandatud fosforiidikaevanduste hüdrogeoloogiliste tingimuste selgitamisele. Toolse kaevandusvett kavatseti kasutada tulevase fosforiidikombinaadi tootmisveena, mistõttu arvutati ka põhjaveevaru – 20 000 m³/d.

13

Vaatamata üldsuse tugevale vastuseisule oleksid Toolse veeprobleemid olnud siiski lahendatavad.

Suuremad veeprobleemid oleksid kaasnenud Lääne-Kabala leiukoha kasutuselevõtuga, mis eeldas nii Ordoviitsiumi veekompleksi kui ka Ordoviitsiumi–Kambriumi veekihi täielikku kuivendamist ja oleks põhjustanud ulatusliku põhjavee alanduslehtri kujunemise selles piirkonnas.

Viimastel aastatel on oluliselt laienenud turbatootmine. Eriti tähtsad on veeprobleemid sellistes tundlikes piirkondades nagu Puhatu soostik, kus turbatootmisalad piirnevad Kurtna maastikukaitsealaga koos sealsete unikaalsete järvede ja Puhatu looduskaitsealaga. Senised uuringud on näidanud, et turba tootmine ei avalda üldjuhul olulist negatiivset mõju ümbritsevate alade põhjavee seisundile. Aga ka turbamaardlate puhul tuleb küsimused lahendada igast konkreetsest olukorrast lähtudes. Igal juhul tuleb korraldada seiret, et võimalikke negatiivseid muutusi ette näha.

Liiva ja kruusa kaevandamisel ei ulatu veeprobleemid tavaliselt lähedal paiknevatest majapidamistest kaugemale. Keskkonnamõjude vähendamiseks eelistatakse veealuse kaevandamise meetodit, mis võimaldab karjäärid kujundada kauniteks piirkonda ilmestavateks veekogudeks.

MERENDUSEST SIIN- JA SEALPOOL KURA KURKU Vello Mäss

Eesti Meremuuseum

Kura kurk, mõnes teises keeles tuntud ka Irbeni väina nime all, on nii Eesti kui Põhja-Euroopa rahvaste ajaloos ülisuurt rolli mänginud. Just siitkaudu jõudsid skandinaavlaste viikingilaevad Hõbevalgele veeteele, mis viis nad Mustale merele, Konstantinoopolisse ja kaugemalegi. Rootsis, Södermanlandis seisab ruunikivi laevnik Sveni mälestuseks, kes 11. sajandil sageli ümber Kura kurku Liivi lahest eraldava Domesnäsi neeme purjetas. Ümber selle neeme saabus 1187. aastal siiamaile, Liivimaad ristiusustama, ka munk Meinhard, tema järel piiskop Albert koos sakslastest ristisõdijatega, kes 1201. aastal Düüna jõe suhu Riia linna asutasid ning ümbruskaudsed rahvad, ka muistsed eestlased, mõnekümne aastaga alistasid. Meresõitjaile kõigil aegadel ohtlikuks osutunud Kura kurgus kaotas Rootsi kuningas ühel 1625. aasta sügisööl 10 sõjalaeva koos meeskondadega. Riigi jaoks ränga kaotuse mõju all olles tegi kuningas Gustav II Adolf mõned saatuslikud otsused, mille tagajärgi, liinilaeva Vasa kaotust, me Stockholmi külastades kõik näha võime. Muistsete sündmuste märke on näha väina põhjapoolsetelgi aladel.

1940. aastal avastati Sõrve säärel, Lülle küla võssakasvanud karjamaal, 2,5 kilomeetri kaugusel tänapäevasest rannajoonest, pronksiaegne kivist matuselaev, teine samasugune 1967. aastal sealtsamast. 2008. aasta hilissügisel leiti Salme asulas, teetööde ajal tehtud mullatööde käigus maa seest vendeli perioodi (eelviikingiaega) dateeritud laeva jäänus inimluude ja relvadega selle sees. See oli purje-eelne laev, tõeline haruldus mitte üksi Eesti merendusajaoo kontekstis. Järgmisel aastal tuli sealtsamast välja veel teinegi muinaslaev, veel rikkalikuma leiumaterjaliga kui esimene. Nii üks kui teine leid pakuvad mitme kitsama haru arheoloogidele, ka merearheoloogidele, enneolematut avastamisrõõmu ja tunnetushuvi.

Domesnäsi neeme, tänapäevase Kolkasragsi, vetest on Eesti Meremuuseum aastate eest proovinud hukkunud Rootsi sõjalaevade jäänuseid ka leida, kuid sealsetes karmides meregeoloogilistes tingimustes on kõik katastroofi jäljed sügavale liivadesse

14

maetud. Nii meretööde rasketest tingimustest kui Salme laevaleidudest räägib lektor oma ettekandes ka lähemalt.

TUUMAJAAMA ÜHE VÕIMALIKU ASUKOHA

GEOLOOGILIS-GEOTEHNILISTEST UURINGUTEST SUUR-PAKRI SAAREL JA SELLE ÜMBRUSES

Kalle Suuroja Eesti Geoloogiakeskus

2010. aastal viidi AS Eesti Energia tellimusel OÜ Eesti Geoloogiakeskuse poolt läbi geoloogilis-geotehnilise suunitlusega uurimistööd Suur-Pakri saarel ja saare lähiümbruse merepõhjas. Esialgne uurimistöö, mis lähteülesande kohaselt hõlmas üksnes Suur-Pakri saarele rajatud ühe sügava (300 m) ja kolme madala (30 m) puuraugu südamike detailset geoloogilis-geotehnilist uurimist, laienes uuringute spekter hiljem täiendavate ülesannete lisandumisega oluliselt. Esmalt hõlmasid need Suur-Pakri saare ümbrisala merepõhja uurimist seismilise profileerimise meetoditega. Teiseks oli Suur-Pakri saare ja selle läbiümbruse settekivimite lasundi lõhelisuse uuring saamaks ülevaadet võimaliku tuumajaama ala settekivimite lasundi tektoniseeritusest. Kolmandana lisandus Kurkse väina merepõhja geoloogilis-geotehniline uuring, saamaks ülevaadet püsiühenduse rajamise võimalustest. Kuna puurimise käigus ettenähtud hüdrogeoloogilised katsepumpamised jäid arusaamatul põhjusel tegemata, siis võttis EGK täiendavate lähteülesannete alusel ka hüdrogeoloogiliste päästeuuringute lõpuleviimise enda kanda.

Uuringute käigus kogutud informatsioon ja selle põhjal tehtud järeldused koos kõigi lisadega koondati tellija palvel ühte aruandesse “Suur-Pakri saare ja selle lähiümbruse geoloogilis-geotehnilis-hüdrogeoloogilised uuringud”. Seitsmeliikme-lisse autorite kollektiivi (Kalle Suuroja, Mati Niin, Sten Suuroja, Kuldev Ploom, Katrin Kaljuläte, Aado Talpas, Valter Petersell) kuulus 3 PhD, 2 MSc ja 1 doktorant.

Lühidalt võiks uuringute tulemused kokku võtta järgnevalt: 1. Suur-Pakri saare põhjaosas asuva tuumajaama ühe võimaliku asukoha

geoloogilises läbilõikes eristuvad järgmised kihid: 1) paeklibust pinnakate – 0,2–2,5 m; 2) Ülem- ja Kesk-Ordoviitsiumi lubjakivi (tugev kaljukivim) 10–12 m (alumine piir tasemel -3 – -8 m amp); 3) Alam-Ordoviitsiumi glaukoniitliivakivi, bentoniitsavi (väga nõrk kivim) – ca 7 m; 4) Alam-Ordoviitsiumi diktüoneemakilt (keskmiselt tugev kaljukivim) – 4,7–5,5 m; 5) Alam-Ordoviitsiumi oobolusliivakivi (väga nõrk kivim) – ca 5 m; 6) Alam-Kambriumi Tiskre liivakivi (väga nõrk kivim) – ca 26 m; 7) kuni 70 m Alam-Kambriumi sinisavilasund (väga nõrk kivim), mis on tuntud ka regionaalse veepidemena; 8) Ülem-Vendi (Ediacara) ca 55 m paksune väga nõrga liivakivi lasund; 9) kristalse aluskorra ca 1,9 Ga moondekivimid – kurrutatud (kihtide kallakus ca 70o) ja migmatiidistunud keskmisekristalsed amfiboliidid vaheldumisi peenekristalsete kvarts-päevakivigneissidega – väga tugevad kaljukivimid) süg. 180,5–302,0 m. Süg. 180,5–188,5 m on murenemiskoorik, st 8 m ulatuses on kristalse aluskorra kivimid murenenud.

2. Puurauguga SP-2 avatud kristalse aluskorra kivimite purustatuse aste sügavusel 190–232 m on lähiümbruse puuraukude (Põllküla, Ristna, Vihterpalu) omast mõnevõrra kõrgem, kuid purustusnähtude iseloom on üldjoontes sama. Purustuse intensiivsus väheneb ajas ja kõige laiemalt on levinud ca 1,5–1,6 Ga vanune kataklass ja mülonitisatsioon. Sellele järgnevad umbes 420 Ma eest Kaledoonilise orogeeniga seonduvate tektooniliste liikumiste poolt initsieeritud lõhelisus ja epidooti,

15

kaltsiiti, kloriiti ja kvartsi sisaldavate hüdrotermide sissetung. Kõige vähem on läbilõikes kaltsiitsete soonte ja nihkepeeglitega seotud lõhesid. Kindlasti ei ole puuraugu SP-2 läbilõikes täheldatud kõige vanematel “armistunud” deformatsioonidel ega ka noorematel mingit seost oletatava Paldiski–Pihkva vööndiga. Sellele viitab ka see, et kristalset aluskorda avavatest võrdlusalustest puuraukudest kõige rikkumatuma läbilõikega Põllküla puurauk (F-317) asub oletatava süvamurrangu telgjoonest, mis kulgeb kagu–loode sihiliselt üle Lahepere lahe pära, 3 km kaugusel edelas, samas kui kõige enam deformeeritud kristalse aluskorra läbilõikega uuringuala puurauk SP-2 asub telgjoonest koguni 13 km edela pool.

3. Suur-Pakri ja Väike-Pakri saarte põhjaosa ning nende lähiümbruse klinditsoonis avanevate settekivimite (põhiliselt lubjakivi) lasundi lõhelisuse uurimine näitas, et ei lõhelisuse tiheduse (üks diaklasslõhe keskmiselt 3–5 meetri tagant) ega suuna (ca 315o) poolest ei erine võimaliku tuumajaama piirkond millegi poolest teistest Põhja-Eesti klinditsooni aladest.

4. Pakri saarte rannanõlvadel läbi viidud seismilised pidevprofileerimised (madalsageduslik nn Airgun ja kõrgema sagedusega nn Chirp), maa peal tehtud vaatlused ja puuraukude läbilõigete võrdlev analüüs kinnitasid, et uuringualal ega selle lähiümbruses ei ole mingeid tunnusmärke, mis viitaksid aktiivsele regionaalsele rikketsoonile (olgu selleks siis kasvõi nn Paldiski–Pihkva dislokatsioonide vöönd).

5. Suur-Pakri saare põhjapoolne veealune rannanõlv kuni tasemeni ca 30 m amp on enamasti Kvaternaari setetega katmata ja seal paljanduvad settekivimid alates Alam-Ordoviitsiumi glaukoniitliivakividest kuni Alam-Kambriumi Tiskre liivakivini.

6. Suur-Pakri saare läänepoolne veealune rannanõlv on enamasti 1–10 m paksuselt kaetud Kvaternaari setetega (moreen, viirsavi). Umbes tasemelt 20 m amp hakkab rannanõlv laskuma Krässgrundi klindiorgu, mis on Suur-Pakri saarest lääne pool merepõhjast kuni 60 m sügavune.

7. Kurkse väina, mis on ca 3 km lai ja kuni 2 m sügav, põhi on kaetud: 1) 1–2 m paksuse merelise liiva lasundiga. Selle lasundi ülemine osa on kohev, alumine kesktihe; 2) liivalasundi all on 1–11 m jääjärvelisi setteid (voolavat viirsavi); 3) nende all kuni 5 m plastset saviliivmoreeni; 4) ca 8 m paksuse pinnakatte all, tasemel ca 10 m amp, avanevad Kesk-Ordoviitsiumi savikad lubjakivid (tugev kaljukivim).

8. Uuringuala läbilõikes eristub 3 põhjaveekompleksi: Ordoviitsiumi, Ordoviitsiumi–Kambriumi ja Kambriumi–Vendi. Õhuke (0,5–2 m) klibune pinnakate püsivat veekihti ei moodusta. Ordoviitsiumi veekompleks on kohapealse toitega ja merevee sissetung sellesse on võimalik ega ole sobilik suurtarbijale. Ordoviitsiumi–Kambriumi veekiht levib kogu saare ulatuses ja vettandva 25–30 m paksuse liivakivikompleksi filtratsioonikoefitsiendi väärtused on küllaltki väljapeetult 1–5 m/d, erideebit q=0,1–0,3 l/s·m, veejuhtivuskoefitsient 20–25 m²/d, vesi on surveline ja selle tase on enam-vähem merepinna tasemel. Tänu maapinnalähedasele lasumisele ja looduslikule kaitstusele on see veekiht saare peamiseks joogivee allikaks, kuid selle üleekspluateerimine võib kergesti kaasa tuua merevee sissetungi veekihti. Lontova ja Lükati kihistu ca 50 m paksune sinisavilasund, mille filtratsioonikoefitsient on enamasti 10-7–10-5 m/d, on regionaalseks veepidemeks. Kambriumi–Vendi veekompleksi vesi on hea kvaliteediga ja see on Harjumaa ja Paldiski linna oluline joogivee allikas. Paldiski linna kinnitatud põhjavee tarbevaru on 4000 m³/d, millest 2008. aastal kasutati 1040 m³/d. Seega oleks tuumajaama realiseerimisel võimalik kasutada ka Kambriumi–Vendi veekompleksi põhjaveeressurssi. Kristalsest aluskorrast pumpamisel saadi erideebitiks 0,006 l/s·m kohta, mis on iseenesest väga väike. Tõenäoliselt on mainitud minimaalne veeleke seotud puuraugu poolt avatud kristalse aluskorra ülemise tugevalt lõhelise osaga ning ebakvaliteetse manteldusega.

16

Murenemiskooriku veepidemelike omaduste üle otsustada on raske, sest 7,5 m intervallist on südamikku vaid 3 meetrit ja tugevalt murenenud savikas osa puudub

Tabel 1. Suur-Pakri uuringualade läbilõigetes osalevate kihikomplekside hüdrogeoloogilis-geotehnilisi omadusi. Jrk Kihikompleksi

tingnimetus ja litostratigr. indeks

Paksus, m

Hüdrogeoloogiline iseloomustus, filtratsiooni-koefitsient K, m/d

Pinnase geotehniline iseloo-mustus

1.

Sinisavi (Ca1ln-lk)

Üle 50 Regionaalne tugev veepide, K = 10-7…10-5

Nõrk kaljupinnas

2. Liivakivi (Ca1ts –O1kl )

ca 25 m Ordoviitsium-Kambriumi nõrk veekiht, K = 1…3

Äärmiselt kuni väga nõrk kaljupinnas

3. Diktüoneemakilt (O1tr-vr)

ca 6 Alam-Ordoviitsiumi keskmine veepide, K = 10-5…10-3

Keskmiselt tugev kaljupinnas

4. Glaukoniitliivakivi (O1lt)

ca 4 Leetse lokaalne nõrk veekiht, K = 1…2

Äärmiselt kuni väga nõrk kaljupinnas

5. Ordoviitsiumi lubjakivi (O)

ca 20 Ordoviitsiumi keskmine veekiht, K = 2…5

Tugev kaljupinnas

6. Moreen (gIIIjr3 ) < 10 Sporaadiline väga nõrk veekiht, K =10-2…1

Väheplastne saviliivmoreen keskmise karb. sisaldusega

7. Viirsavi (lgIIIjr3) < 10 Lokaalne keskmine veepide, K < 10-4

Voolav möllsavi

8. Savi hüdro-troiliidiga (lIVan)

< 10 Lokaalne keskmine veepide, K < 10-4

Voolav möllsavi

9. Kaasaegne muda (mIVlt-lm)

< 7 Sporaadiline väga nõrk veekiht, K =10-2…1

Voolav möllmuda

10. Klibu kruusliivaga (Q)

0–3 Sporaadiline keskmine veekiht, K = 5…10

Kohev kruus (klibu) liivaga

Kirsimäe, K., Kalm, V., Jorgenson, P., 1996. Cambrian clays in North-Estonia. Report

to Amerada Hess A/S. Kotenjov, R., 2009. Suur-Pakri saare võimaliku tuumaelektrijaama asukoha ehitus- ja

hüdrogeoloogiliste puurtööde aruanne. OÜ Inseneribüroo Steiger. Tallinn. Leinsalu, T., 2010. Kurkse väina (Harjumaa, Padise vald) puurtööd. OÜ REI töö nr

2749-10 aruanne. Tallinn. Perens, R., Suuroja, K., 2010. Suur-Pakri täiendavatest hüdrogeoloogilistest

uuringutest. Eesti Geoloogiakeskus. Tallinn. Soesoo, A., Voolma, M., Kallaste, T., 2010. Lõhetäite materjali uurimine Pakri

puuraugus: mineraloogiline ja keemiline koostis. TTÜ Geoloogia Instituut. Suuroja, K., Kadastik, E., Ploom, K., Saadre, T., 1998. Loode-Eesti 1:50 000

(1:25 000) geoloogilise kaardistamise aruanne. Tallinn, EGF 5920, 203 lk. Suuroja, K., Morgen, E., Mardim, T., Otsmaa, M., Kaljuläte, K., Vahtra, T., All, T.,

Kõiv, M., 2010. Eesti geoloogilise baaskaardi Paldiski (6333) leht. Seletuskiri. Tallinn.

Suuroja, K., Suuroja, S., Talpas, A., 1999. The marine geological investigations of the structures between Osmussaar and Pakri islands. Maps with explanatory note (in Estonian). Geological Survey of Estonia. Tallinn, EGF 6119, 180 pp.

Talpas, A., Väling, P., Kask, J., Mardla, A., Sakson, M., 1994. The geological mapping of the shelf area of the Baltic Sea at a scale of 1:200 000. Report of Investigations (in Russian). Geological Survey of Estonia. Tallinn, EGF 4586, 152 pp.

17

SUUR-PAKRI SAARE RANNANÕLVA JA KURKSE VÄINA MEREGEOLOOGILISTEST UURINGUTEST

Sten SuurojaEesti Geoloogiakeskus

Geoloogilised uuringud Suur-Pakri saare ümbruse merealal viidi läbi AS Eesti Energia tellimusel ja tema poolt väljastatud lähteülesandest lähtuvalt. Tööde eesmärgiks oli eeskätt Suur-Pakri saare ümbruse merepõhja sobivuse väljaselgitamine tuumajaama rajamise seisukohalt lähtuvalt ja põhiliseks meetodiks seismoakustiline pidevprofileerimine. Töö eesmärgist lähtuvalt taheti saada vastust eeskätt kolmele küsimusele:

1. Kas oletatava Paldiski–Pihkva dislokatsioonide vööndiga, mis mõnede kaalutluste kohaselt võiks läbida piirkonda, ei kaasne purustusvööndit kristalses aluskorras?

2. Milline on geoloogiline ehitus Suur-Pakri saare põhja- ja läänepoolsel rannanõlval, st võimalike jahutusvee trasside veevõtu ja väljalaske piirkonnas?

3. Milline on Kurkse väina, st tuumajaama võimaliku püsiühenduse trassi, geoloogiline läbilõige? Esimesele küsimusele vastuse leidmiseks ehk võimalike kristalsesse aluskorda

ulatuvate aktiivsete tektooniliste rikketsoonide väljaselgitamiseks ja Suur-Pakri saare põhja- ja läänepoolse rannanõlva geoloogilise ehituse uurimiseks kasutati ühekanalilist madalsageduslikku (250–500 Hz) seismoakustilist pidevprofileerimist. Eelnevad uuringud on näidanud, et Loode-Eestis, kus orgaanikat sisaldavates pärastjääaegsetes mudades on suhteliselt palju gaasi, annab rahuldavaid tulemusi õhukahuriga (Airgun) initsieeritud ja suhteliselt madalal sagedusalal (250–500 Hz) välja filtreeritud pidevprofileerimine. Tööd viidi läbi Eesti Meremuuseumi uurimislaeval „Mare“ Stockholmi Ülikooli emeriitprofessori Tom Flodéni juhendamisel. Kokku profileeriti seitsmel profiilil ligi 50 km. Profiilide interpreteerimisel kasutati Meridata tarkvara ja selle interpreteerimise juhendeid.

Kasutatud aparatuuriga saadud tulemused olid väga head. Kerge lõunasuunalise kallakusega tasemel 140–180 m amp kristalse aluskorra kivimite pealispinda suudeti dešifreerida ka enam kui 150 m paksuse aluspõhja settekivimitest ja pinnakattest kihi alt. Mingeid astanguid ega purustusvööndeid, mida oleks võinud tõlgendada rikketsoonina, interpreteeritud profiilidelt välja lugeda ei õnnestunud. Saadud andmete interpreteerimisel selgus muuseas ka, et aktiivse tektoonilise rikkevööndina tõlgendatavat Paldiski–Pihkva dislokatsioonide vööndit Pakri saari põhja poolt ääristavas merepõhjas ei ole.

Suur-Pakri saare rannanõlvu katvate setete paksuse ja koostise väljaselgitamiseks kasutati täiendavalt muutuva sagedusega (sagedusalas 0,5–4 kHz) seismoakustilise pidevprofileerimise kompleksi (Chirp). Seejuures üritati kindlaks teha ka Kurkse väina suunas kulgeva mattunud oru olemasolu ja selle sügavust. Selleks kasutati Eesti Geoloogikeskuse Chirp tehnoogia põhjaprofileerimisseadet EdgeTech 3200. Ebasoodsad ilmastikuolud (tugev tuul ja kõrged lained) ei võimaldanud üheaegselt kahe profilaatoriga (Airgun ja Chirp) profileerida ja seetõttu profileeriti Chirpiga eraldi selle tarvis korraldatud ekspeditsiooni käigus. Neist uuringutest selgus, et projektse veevõtukanali joonel, st Suur-Pakri saare põhjapoolsel rannanõlval, ei ole aluspõhja kivimite peal kuni 20 meetri sügavuseni praktiliselt kvaternaarseid setteid või neid on siis lokaalselt 1–2 meetri paksuste läätsjate kehadena. Ka Suur-Pakri läänepoolsel rannanõlval, st jahutusvee väljalaskekanali joonel, oli Kesk-Ordoviitsiumi lubjakividest lasundi peal

18

pärastjääaegseid setteid vaid 1–2 meetrit. Ka märke Kurkse väina suunas kulgevast mattunud orust ei leitud.

Suur-Pakri saare ja mandri vahelise püsiühenduse rajamise võimaluste uurimiseks puuriti Suur-Pakri saare ja Pedase neeme vahelisel alal ca 3 km laiuses Kurkse väinas merepõhja kolm ca 10 m sügavust puurauku. Uuringutest selgus, et Kurkse väina 1–2 m paksuse veekihi all on kuni 8 m kvaternaarseid setteid, milleks on (ülalt alla): 1–2 m liiva, 2–6 m viirsavi, 1–3 m moreeni. Kõvadest kaljukivimitest, st Kesk-Ordoviitsiumi lubjakividest, aluspõhi on väina all tasemel ca 10 m amp.

Flodén, T., 1981. Current geophysical methods and data processing techniques for marine geological research in Sweden. Stockholm Contributions in Geology 37/5, 49–66.

Flodén, T., 2009. Instructions for online digital processing and interpretation of acoustic and seismic recordings in the Meridata MDPS ver. 5.1 format and their presentation in digital level maps. Marina geovetenskapliga undersökningsmetoder. 2009 edition “Vättern data set”.

Jõeleht, A., Kukkonen, I.T., 2002. Physical properties of Vendian to Devonian sedimentary rocks in Estonia. GFF 124, 65–72.

Kirsimäe, K., Kalm, V., Jorgenson, P., 1996. Cambrian clays in North-Estonia. Report to Amerada Hess A/S.

Kotenjov, R., 2009. Suur-Pakri saare võimaliku tuumaelektrijaama asukoha ehitus- ja hüdrogeoloogiliste puurtööde aruanne. OÜ Inseneribüroo Steiger. Tallinn.

Leinsalu, T., 2010. Kurkse väina (Harjumaa, Padise vald) puurtööd. OÜ REI töö nr 2749-10 aruanne. Tallinn.

Malkov, B., Kiipli, T., Rennel, G., Tammik, P., Dulin, E., 1986. The regional geological-geophysical investigation of the Baltic Sea shelf area of Estonian SSR at a scale of 1: 200 000 (in Russian). Report of Investigation. Geological Survey of Estonian SSR, Tallinn, EGF 4188, 199 pp.

Suuroja, K., Kadastik, E., Ploom, K., Saadre, T., 1998. Loode-Eesti 1:50 000 (1:25 000) geoloogilise kaardistamise aruanne. Tallinn, EGF 5920, 203 lk.

Suuroja, K., Morgen, E., Mardim, T., Otsmaa, M., Kaljuläte, K., Vahtra, T., All, T., Kõiv, M., 2010. Eesti geoloogilise baaskaardi Paldiski (6333) leht. Seletuskiri. Tallinn.

Suuroja, K., Suuroja, S., Talpas, A., 1999. The marine geological investigations of the structures between Osmussaar and Pakri islands. Maps with explanatory note (in Estonian). Geological Survey of Estonia. Tallinn, EGF 6119, 180 pp.

Talpas, A., Väling, P., Kask, J., Mardla, A., Sakson, M., 1994. The geological mapping of the shelf area of the Baltic Sea at a scale of 1:200 000. Report of Investigations (in Russian). Geological Survey of Estonia. Tallinn, EGF 4586, 152 pp.

PINNASEÕHUS KUJUNEVA JA SÄILIVA RADOONI SUHTEST Valter Petersell1, Kaidi Lehtmets1, Krista Jüriado2

1Eesti Geoloogiakeskus, 2Tallinna Ülikool

SissejuhatusEesti radooniriski kaardi mõõtkavas 1:500 000 (Petersell jt, 2005) koostamisel selgus, et ligi 33%-l maismaa pindalast ületab Rn sisaldus pinnaseõhus piiranguteta ehitustegevuseks lubatud piiri (50 kBq/m3). Nende kõrge Rn-riskiga alade

19

pinnaseõhus varieerub Rn sisaldus 50–400 kBq/m3 piirides ja üksikjuhtudel ulatub 2100 kBq/m3. Ka ligi 33% majade siseõhus ületab Rn sisaldus lubatud piiri (200 Bq/m3) ja ulatub 2000 Bq/m3, üksikjuhtudel 10000 Bq/m3 (Pahapill jt, 2004). Kõrge Rn-riskiga alade pinnaseõhu ja nendele aladele ehitatud majade siseõhu Rn sisalduse vahel on jälgitav hea positiivne korrelatsioon.

Eesti radooniriski kaardi koostamisel selgitati Rn sisaldus pinnaseõhus 2 paralleelse meetodiga, pinnaseõhus otsemõõtmisel emanomeeter Markus 10 abil (RnM) ja gammaspektromeetri GR-320/GPX-21A abil pinnases mõõdetud eU ehk Ra sisalduse järgi arvutatult (RnG ;Clavensjö, Åkerblom, 1994).

Juba siis ilmnesid töö käigus juhud, kus liivastel pinnastel oli suvel RnM sisaldus enam kui 2 korda madalam RnG tulemusest. Samas esinesid vastupidised nähted, kus RnM oli kuni 2 ja enam korda suurem kui RnG lubab eeldada.

Kuigi selliste nähtuste põhjusi oli kaardistamise ajaks juba selgitatud Rootsis ( kerblom, 1994), jäid Eesti tingimustes nähtuse põhjused paljudel juhtudel ühemõtteliselt selgitamata. Selgitamise vajadus kerkis teravalt esile aasta hiljem, kui hakati täpsustama ehitiste aluse pinnase Rn-riski taset. Mõõtmistulemustel selgus, et kontrastid kahe eelpool mainitud uuringumeetodi vahel võivad olla mõlemas suunas veelgi suuremad.

Uurimisalad ja metoodika Probleemi olemuse selgitamiseks rajati 2005. a varasügisel liivasesse pinnasesse ühest vaatluspunktist koosnev monitooring. See paikneb Tallinnas, ligi 2 km laiuse ürgoru edelanõlval. Vaatluspunktis ületab kvaternaarisetete paksus 30 m piiri ja pinnasevee tase on maa-aluste trasside tulemusel maapinnast enam kui 3 m sügavusel. Maapinna absoluutne kõrgus jääb 12–14 m piiridesse. Rn sisalduse mõõtmine 80 cm sügavuses pinnaseõhus toimus kord kuus.

Rajatud monitooringu 3-aastase aegrea mõõtmiste tulemusel varieerub 0,8 m sügavusel RnM sisaldus suvekuudel 50–70 kBq/m3 piirides ja talvekuudel 90–110 kBq/m3 piirides, samas kui pinnases 0,8 m sügavusel moodustab RnRa sisaldus 52 ± 5 kBq/m3. Aastate lõikes on RnM tulemused küllalt üheilmelised.

Rn sisalduse aegrea tulemuste vastandamine ilmajaama vaatlusandmetega näitab, et ainult RnM sisalduse ja õhutemperatuuri vahel on jälgitav tugev negatiivne korrelatsioon. Sademete hulga ja Rn sisalduse vahel korrelatsioon puudub või on see nõrk positiivne.

Eelpool esitatust selgus, et Rn-riski põhjustavad geoloogilised ja geokeemilised tingimused on Eestis erinevad ja varieeruvad. Sellest tulenevalt tekkis konkreetsete alade Rn-riski taseme hindamiseks monitooringu-uuringute laiendamise vajadus erinevate geoloogiliste tingimustega aladele.

Mainitud eesmärgil moderniseeriti olemasolev ja rajati täiendavalt 3 monitooringupunkti. Teine (Suurupi) monitooringupunkt rajati klindi ligi 150 m laiusele astangutevahelisele tasandikule, mille piires diktüoneemakilta kui Rn peamist allikat katab ligi 1 kuni 3 m paksune aleuriidikiht. Kolmas (Kahala) monitooringupunkt rajati lubjakiviplatoole, astangust ligi 3 km kaugusele. Monitooringupunktis katab õhukest (<10 m) lubjakivikihti Põhja-Eesti hall moreen ja viimaseid kuni 5 m paksune jääjärvetekkeline liivakiht. Monitooringupunktis moodustab kasvukihi vähese huumusesisaldusega liiv. Neljas (Viljandi) monitooringupunkt rajati Devoni liivakivide ja aleuroliitide levilale, kus pinnakatte moodustab Lõuna-Eesti pruunikaspunane moreen.

Olemasolevas ja kõikides uutes monitooringupunktides mõõdeti rajamise käigus pinnases 0,3, 0,55 ja 0,8 m sügavusel gammaspektromeetriga pinnase eU sisaldus ja Markus 10 abil samas sügavuses pinnaseõhu Rn sisaldus (RnM). Pinnase

20

eU sisalduse järgi arvutati pinnaseõhus kujunev RnG sisaldus. RnM sisalduse mõõtmine toimus kord kuus.

Tulemused ja arutelu Ligi 1,5 a perioodi vältel käitub Rn erinevates geoloogilistes tingimustes pinnases erinevalt.

Normaaltingimustes on pinnaseõhus otsemõõdetult Rn sisaldus madalam kui pinnase eU sisalduse järgi arvutatu. Erinevate pinnaste korral moodustab 1 m sügavusele pinnaseõhku jääva Rn kogus ainult kuni 50–90% pinnase eU-ga tasakaalus olevast Rn sisaldusest. Rn kadu on pinnasest aeratsioonil seda suurem, mida jämedam ja savivaesem on pinnas (Clavensjö, Åkerblom, 1994). Rn kadu on aga seda väiksem, mida tihedam ja tüsedam on pinnast kattev huumushorisondi kiht (kasvukiht). Probleemi komplitseerib sügavamalt migreeruv Rn.

Eesti pinnases on eU sisaldus varieeruv, sageli ka kihiti. Gammaspektromeetri järgi saame arvutada Ra sisalduse järgi pinnaseõhku eralduva Rn sisaldust (RnG) maapinnast kuni 1,5–2 meetri sügavuseni. Kuid sealt veel allpool võib eU sisaldus tõusta ja seda antud meetodiga enam kindlaks teha ei saa.

Markus10-ga mõõdetult saame aga hinnata pinnaseõhus säiluva ja sügavamatest kihtidest juurde migreeruva Rn (RnM) summaarset sisaldust. Lisaks litoloogilisele läbilõikele sõltub Markusega mõõtmisel fikseeritav Rn sisaldus ilmastikuoludest, peamiselt temperatuurist ja sademetest. Need parameetrid muudavad oluliselt pinnase aeratsiooni ja võivad muuta selle isegi 0-lähedaseks.

Järeldused Nelja monitooringupunkti pinnaseõhus 3 erinevas sügavuses jälgitud radoonisisalduse muutustest selgub, et kõikides uuringupunktides sõltub pinnaseõhus säiluva RnM sisaldus pinnase litoloogilisest läbilõikest, mõõtmise ajast ja sademetest. Määravat tähtsust omavad uuringupunktis pinnast katva kasvukihi (huumushorisondi) iseloom, mõõtmise ajal selle niiskus ja temperatuur. Pinnaseõhus erineb oluliselt kevad-suvisel ja sügis-talvisel perioodil mõõdetud RnM tase. RnM sisalduse tõus algab sügisel, saavutab maksimumi hilistalvel ja langeb kiiresti kevadel, kui maapind sulab. Talveperioodil, kui pinnase kasvukihi külmumise ja märgumise tulemusel aeratsioon muutub minimaalseks, kajastub pinnaseõhus sügavamalt migreeruva Rn sisaldus, mis võib kordades ületada eU sisalduse järgi arvutatu.

Monitooringu esialgsed tulemused kinnitavad, et pinnase Rn-riski tegelikku taset on Eesti tingimustes võimalik hinnata ainult paralleelselt 2 meetodi kasutamisega. Gammaspektromeetri abil on võimalik arvutada pinnases mõõdetud Ra sisalduse järgi pinnaseõhku eralduva Rn sisaldust (Clavensjö, Åkerblom, 1994). Pinnaseõhus emanomeeter Markus 10 abil mõõdetud Rn sisaldus lubab hinnata pinnase sügavamatest kihtidest Rn juurdekande ulatust. Mõlemad meetodid selgitavad pinnase Rn-riski taset, kuid selle erinevaid peamisi allikaid. Koos konkreetseid geoloogilisi tingimusi arvestades võimaldavad need anda maa-ala Rn-riski tasemest küllalt objektiivse ettekujutuse. Tuleb aga arvestada, et kevad-suvistel kuivadel perioodidel kujunevad aeratsioonitingimused väga heaks, mille põhjusel ka RnM tulemus ei võimalda hinnata Rn juurdekande tegelikku ulatust sügavamatest kihtidest. Åkerblom, G., 1994. Ground radon – monitoring procedures in Sweden. Geoscientist,

v.4., Nr 4, p. 21–27. Clavensjö, B., Åkerblom, G., 1994. The Radon book. Measures against radon.

Stockholm, 129 p.

21

Pahapill, L., Rajamäe, R., Rulkov, A., 2004. Radoon majade siseõhus. Tallinn, Eesti Kiirguskeskus.

Petersell, V., Åkerblom, G., Ek, B.-M., Enel, M., Mõttus, V., Täht., K., 2005. Radon risk map of Estonia, Tallinn–Stockholm, Explanatory text, 76 p.

KAS ON VÕIMALIK VÄHENDADA EESTI PÕLEVKIVIDE PÕLETAMISEL

TEKKIVAID CO2 EMISSIOONE: REGIONAALSED PERSPEKTIIVID JA VÕIMALIKUD STSENAARIUMID

Alla Shogenova1, Kazbulat Shogenov1, Filip Neele2, Jüri Ivask1 and Rein Vaher1

1 TTÜ Geoloogia Instituut; 2TNO Built Environment and Geosciences, Utrecht, The Netherlands

Tööstuslik CO2 emissioon Eestis Eesti on suurim CO2 emiteerija Baltikumis (Eesti, Läti ja Leedu). Üheksa suurt (emissioonid suuremad kui 0,1 miljonit tonni (Mt)) CO2 tööstuslikku allikat (Joonis 1), mis olid 2005. aastal registreeritud EL Heitmekaubanduse Süsteemis, tootsid 11,5 Mt CO2 (Sliaupa jt, 2008; Shogenova jt, 2009a). 2009. aastal oli Eestis juba 13 suurt allikat CO2 kogutoodanguga 22,7 Mt. On juba teada, et energia tootmine aastal 2010 suureneb võrrelduna 2009. aastaga, mis tähendab veelgi suuremat CO2 „toodangut“ Eestis.

Joonis 1. Euroopa Liidu heitmekaubanduse süsteemis registreeritud Eesti, Läti ja Leedu 2007. aastal emiteeritud tööstuslikult suured CO2 heitmed.

Eesti ja Balti Elektrijaam on suurimad CO2 emiteerijad Eestis ja Baltikumis.

2005. aastal tootsid nad vastavalt 7,7 ja 2,25 Mt CO2, kuid need kogused suurenesid kuni 9,4 ja 2,7 Mt CO2 aastal 2007 ning kuni 15,3 ja 3,2 Mt CO2 aastal 2009.

22

Emissioonide suurust põhjendatakse põlevkivi tööstusliku lasumi, mis on vahekihtidena Eesti Ordoviitsiumi karbonaatsetes kivimites, koostisega. CO2 emissioonid põlevkivi põletamisel on suuremad kui teiste fossiilkütuste puhul. CO2 sisaldus suitsugaasides Eesti põlevkivi põletamisel võib ulatuda kuni 15 25%. Eesti ja Balti Elektrijaamade CO2 emissioonid on suuremad kui kõikidel Läti ja Leedu suurtel tööstusallikatel kokku (Sliaupa jt, 2008; Shogenova jt, 2009a).

Elektrijaamade omanik, riigifirma Eesti Energia ekspordib elektrit ka Baltikumi ja Soome. Elektritoodang kasvas märgatavalt 2009. aastal seoses Ignalina Aatomielektrijaama sulgemisega ning märgatava elektrienergia ekspordi suurenemisega Lätti ja Leetu. Neil põhjusil on Eesti CO2 emissioon per capita üks suuremaid Euroopas ja kogu maailmas.

Eesti Energia uurib CO2 ladustamisvõimalusi naaberriikides. Uued elektritootmisüksused Eesti Elektrijaamas peavad plaanide kohaselt valmima 2016. aastaks. Vastavalt EL seadusandlusele peavad uued elektritootmisüksused olema „capture ready e. püüdmisvalmis“. See sunnib Eesti Energiat leidma tehnoloogilisi ja geoloogilisi lahendusi CCS (Carbon Capture and Storage e. süsiniku kinnipüüdmine ja ladustamine) probleemile. Samuti peab Eesti Keskonnaministeerium vastavalt EL CCS direktiivile (Directive 2009/31/EC) looma lähiajal seadusandliku baasi CO2 ladustamiseks.

CCS uuringud Eestis Tallinna Tehnikaülikooli Geoloogia Instituudi (TTÜ GI) teadlaste uuringud näitasid, et geoloogilised ja hüdrogeoloogilised tingimused ei võimalda Eestis ladustada süsihappegaasi klassikalise CCS meetodiga. Hoidlakivimite sügavus on liiga väike ja põhjavesi on mage, mistõttu seda kasutatakse joogiveena (Sliaupa jt, 2008; Shogenova jt, 2009a,b). Seevastu naabermaal Lätis on sobival sügavusel vähemalt 16 struktuuripüünist, kus saaks süsihappegaasi hoida sajandeid. Sarnases geoloogilises struktuuris asub ka In ukalnsi maa-alune gaasihoidla, mida kasutatakse juba 40 aastat. Läti geoloogide arvutuste kohaselt on püünishoidlate kogumahutavus vähemalt 400 miljonit tonni CO2, mis rahuldab praeguse heitmetaseme juures Läti ladustamisvajaduse 150 aastaks (Shogenova jt, 2009a,b).

Eesti Energia on võtnud suuna koos Eesti ja teiste riikide teadlastega uurida võimalust siduda süsihappegaasi põlevkivi põletamisel tekkiva tuhaga. Meie elektrijaamad toodavad igal aastal vähemalt 5 miljonit tonni tuhka. See tuhk võib reageerida CO2-ga, kusjuures moodustuvad mineraalid kaltsiit ja magnesiit. Neid mineraale saab ladustada põlevkivi kaeveõõntes. Seejuures lahendatakse mitmeid ökoloogilisi probleeme: CO2 eemaldamine, tuhajääkide vähendamine, maastiku säilitamine, ohtlike maa-aluste tühimike täitmine. Kuid see tehnoloogia võimaldab eemaldada vaid 10–12% Eesti suurte elektrijaamade CO2 emissioonist (Kuusik jt, 2005; Uibu jt, 2010). Kahjuks ei kata see isegi heitmete viimase kahe aasta juurdekasvu. Mida teha ülejäänud süsihappegaasiga? Siin saavad meid aidata naabrid Lätis. Eestis toodetud CO2 heitmed võib transportida ladustamiseks Lätisse. Arvestades kogemusi maagaasi ja In ukalnsi gaasihoidla kasutamisel, on süsihappegaasi Lätis ladustamise idee suurepärane. Eesti–Läti CO2 piiriülese püüdmise-transportimise-ladustamise stsenaariumi majanduslik modelleerimine näitab võimalust ladustada kahes Läti struktuuris (Luku-Duku ja Lõuna-Kandava) Eesti ja Balti elektrijaamas 2005. aasta mahus toodetud CO2 heitmed 8 aasta vältel, samal ajal kui õhkupaiskamise eest oleks trahv hinnanguliselt 37,4 € tonni CO2 kohta (Joonis 2; Shogenova jt, 2011a).

23

Joonis 2. Eesti–Läti stsenaarium. Eesti ja Balti Elektrijaamad ning ladustamiskohad on märgitud pirnikujuliste sümbolitega. Ettepandavad CO2 torustikud (piki olemasolevat maagaasitorustikku) on näidatud laia joonega.

Euroopa Liidu tasemel on koostatud CCS'i reguleeriva direktiivi eelnõu, mis

sätestab tingimused süsihappegaasi ohutuks säilitamiseks vastavalt riikide võimalustele ja vajadustele (Directive …, 2009). Riiklik energiakompanii Eesti Energia kavatseb rajada uue põlevkiviküttega ja CC-valmidusega jõujaama. 2009. aastal tehti Tallinna Tehnikaülikooli Geoloogia Instituudis Eesti Energia tellimusel uuring „Eesti ja selle lähiümbruse CO2 ladustamise võimaluste analüüs ja ladustamise nõuded” (Shogenova jt, 2011b). Uuringus on kasutatud GESTCO (EU FP5) ja EU Geocapacity (EU FP6) projektide tulemusi ning M. Erlströmi aruannet Vattefallile CO2 ladustamise võimalustest Rootis ja Taanis (Erlström, 2008; Boe jt, 2002; Christensen ja Halloway, 2004). Uuring hõlmab Baltikumi (Läti, Leedu), Poolat, Põhjapiirkonda (Soome, Rootsi, Taani, Norra) ja Loode-Venemaad (ka Kaliningradi ala). Uuringus on toodud nende alade CO2 ladustamispotentsiaali konservatiivsed hinnangud soolastes põhjaveekihtides ning nafta-gaasi- ja kivisõeväljades EL Geocapacity aruande alusel (Vangkilde-Pedersen jt, 2009a, b).

Euroopa Stsenaariumid Euroopa, sealhulgas Eesti CO2 ladustamise stsenaariumid kuni aastani 2050 juba sisaldavad nii maismaal ladustamist Lätis kui ka merepõhjas ladustamist Läänemeres (Rootsis) ja Põhjameres (Norras). Hiljuti valmis Loode- ja Kesk Euroopa suuremastaabilise CO2 kinnipüüdmise, transpordi ja ladustamise vajaduse kõrgetasemeline analüüs, mis hõlmas ka Balti riike (Neele et al., 2011). Autorid kombineerisid majanduskasvu mudeleid praeguste emissioonitasemetega ning kasvuhoonegaaside heitmete vähendamise rahvuslike kavadega, et ennustada kinnipüütavaid CO2 mahtusid Loode- ja Kesk-Euroopas ajavahemikus 2020–2050, kusjuures igas riigis assigneeriti emissioonid peamistele tööstuspiirkondadele. Ladustamismahtuvus samas regioonis sama ajavahemiku jaoks saadi maapinnaaluste CO2 ladustamispaikade andmebaasist, mis koostati hiljuti EL FP6 Geocapacity projekti (Vangkilde-Pedersen et al., 2009 a,b) raames. Neele et al. koostasid tõenäoliste transpordikoridoride ja -mahtude kaardid, sidudes CO2 allikad

24

saadaolevate ladustamiskohtadega. Osa sellest kaardist aastaks 2030 on joonisel 3 ja see sisaldab ka Baltikumi.

Joonis 3. Loode Euroopa CO2 kinnipüüdmise, transpordi ja ladustamise vajadused aastal 2030. Nooled: CO2 transpordikoridorid koos CO2 mahtudega (Mt/aasta). Joonis on osa kaardist, mis katab suuremat piirkonda (Neele et al., 2011).

Boe, R., Magnus, C., Osmundsen, P.T., Rindstand, B.I., 2002. CO2 point sources and

subsurface storage capacities for CO2 in aquifers in Norway. NGU Report, p.1–132 .

Christensen, N.P., Halloway, S. et al., 2004. Geological Storage of CO2 from Combustion of Fossil Fuel, EU FP5, Summary Report, The GESTCO project.

Directive 2009/31/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the geological storage of carbon dioxide and amending Council Directive 85/337/EEC, European Parliament and Council Directives 2000/60/EC, 2001/80/EC, 2004/35/EC, 2006/12/EC, 2008/1/EC and Regulation (EC) No 1013/2006 (1). Official Journal of the European Union 2009; L140:114-35.

Erlström, M., 2008. CO2 storage sites in Sweden. Report in Swedish with English summary, p. 1–62.

Kuusik, M., Uibu, M., Toom, M.-L., Muulmann, T., Kaljuvee, L., and Trikkel, A., 2005. Sulphation and carbonization of oil shale CFBC ashes in heterogeneous systems. Oil Shale 22, 421–434.

Neele, F., Koenen, M., van Deurzen, J., Seebregts, A., Groenenberg, H. and Thielemann, T., 2011. Large-scale CCS transport and storage networks in North-west and Central Europe, Energy Procedia, in press.

Shogenova, A., Sliaupa, S., Shogenov, K., Sliaupiene, R., Pomeranceva, R., Uibu, M. and Kuusik, R., 2009a. Possibilities for geological storage and mineral trapping of industrial CO2 emissions in the Baltic region. Elsevier, The Netherlands, Energy Procedia, 1, 2753–2760.

Shogenova, A., Sliaupa, S., Vaher, R., Shogenov, K., Pomeranceva, R., 2009b. The Baltic Basin: structure, properties of reservoir rocks and capacity for geological storage of CO2. Estonian Academy Publishers, Tallinn, Estonian Journal of Earth Sciences, 58(4), 259–267.

Shogenova, A., Shogenov, K., Pomeranceva, R., Nulle, I., Neele, F. and Hendriks, C., 2011a. Economic modelling of the capture–transport–sink scenario of industrial

25

CO2 emissions: the Estonian–Latvian cross-border case study. Elsevier, The Netherlands. Energy Procedia, in press.

Shogenova, A., Shogenov, K., Vaher, R., Ivask, J., Sliaupa, S., Vangkilde-Pedersen, T., Uibu, M. and Kuusik, R., 2011b. CO2 geological storage capacity analysis in Estonia and neighbouring regions. Energy Procedia, in press.

Sliaupa, S., Shogenova, A., Shogenov, K., Sliaupiene, R., Zabele, A., Vaher, R., 2008. Industrial carbon dioxide emissions and potential geological sinks in the Baltic States. Oil Shale, Vol 25, No. 4, p. 465 484.

Uibu, M., Velts, O., and Kuusik, R., 2010. Developments in CO2 mineral carbonation of oil shale ash. Journal of Hazardous Materials 174, 209–214.

Vangkilde-Pedersen, T., Lyng Anthonsen, K., Smith, N., Kirk, K., Neele, F., van der Meer, B., Le Gallo, Y., Bossie-Codreanu, D., Wojcicki, A., Le Nindre, Y.-M., Hendriks, C., Dalhoff, F., Christensen, N.P., 2009a. Assessing European capacity for geological storage of carbon dioxide – the EU GeoCapacity project. Elsevier, The Netherlands. Energy Procedia 1(1), 2663–2670.

Vangkilde-Pedersen, T. et al., 2009b. FP6 EU GeoCapacity Project, Assessing European Capacity for Geological Storage of Carbon Dioxide, Storage Capacity, WP2, D16 report, 166 pp, http://www.geology.cz/geocapacity/publications.

EESTI SOOSETETE LEVIKU SEOSED TEKTOONILISTE RIKETEGA Mihkel Štokalenko1, Mall Orru1,2

1Eesti Geoloogiakeskus, 2TTÜ mäeinstituut

On teada, et tektooniliste süvariketega on seaduspäraselt seotud nafta ja maagaasi leiukohad. Sel asjaolul on küllaltki praktiline tähtsus, sest rikkejoont on maapinnalt kergem tuvastada kui nafta- või gaasilasundit. Mainitud seose üldtunnustatud seletuseks on murrangutsooni kõrge gaasi- ja vedelikujuhtivus, mille tõttu rikete kaudu tõusevad maapõuest hüdrotermilised ja gaasilised vood. Nafta ja maagaasi organilise tekke puhul arvatakse, et mainitud hüdrotermid kujutavad endast soojusallikat hajutatud orgaanilise aine ümbertöötlemiseks. Mitteorgaanilise tekke pooldajad peavad murranguid kanaliteks, mille kaudu süsivesinikud kerkivad maa sügavusest. Isegi kui me püüaksime nüüd sellest teaduslikust vaidlusest osa võtta, kestab see siiski veel aastaid, sest mõlemal arvamusel on küllaltki palju nii poolt- kui ka vastuväiteid ja kinnitusi.

Mainitud arutlustele saame me aga huvitavat lisainfot pakkuda osutades asjaolule, et ka kaasaegse tekkega organiline aine soosetete näol on osaliselt tektooniliste riketega seotud. Soostumine on üks küllalt tähtis geoloogiline protsess. Mall Orru doktoritööst (2010) loeme, et 10-meetrise paksusega turbalademe alumise kihi vanuseks on 10 tuhat aastat. Seega on turba keskmine juurdekasv 1 mm/a, mis on geoloogilise protsessi jaoks väga suur kiirus. Huvitav on fakt, et kui me metsas puude keskmise jämeduse, kõrguse, tiheduse ja vanuse arvutame ümber orgaanilise aine kihi juurdekasvuks, saame täpselt samasuguse numbri - 1 mm/a. Tähendab, see on meie laiuskraadi kliima üldine võimelisus orgaanilise aine toodanguks.

Soosetete seos tektooniliste riketega on aga naftast ja gaasist erinevalt lihtsa ja selge loogikaga: rikked kujutavad endast parema veejuhtivusega vööndeid, kuhu jõed oma vooluga jõeorge kujundavad. Kui org on aga küllalt kaua arenenud, vool aeglustub ning jõekaldad hakkavad soostuma.

Rikkejoonte ja soosetete levialade paiknemise korreleerumist võime kergesti kaardilt märgata (Joonis 1). Et selle seose hinnang subjektiivse mulje tasemele ei

26

jääks, peame leidma mingi numbri, mis seda tõestaks. Võtame abiks raskusjõu- (Joonis 2) ja magnetvälja (Joonis 3) kaardid, kus suur osa anomaaliaid on tektooniliste riketega seotud. Raskusjõuväljas ( g) on need astangutüüpi anomaaliad, kus väli sujuvalt ühelt tasemelt teisele siirdub. Magnetväljas ( T) lisanduvad lokaalsed ekstreemumid mõlemal pool astangut. Kuid mõlemal juhul saab väita, et rikkejoonele vastab välja kõrgeim horisontaalgradient ning mida kaugemal oleme rikkest, seda madalam on mainitud gradient (Štokalenko jt, 2010).

Kasutades lähteandmetena soosetete kihti Eesti Kvaternaari kaardilt ja mainitud füüsikalisi välju sammuga 1 km Skandinaavia- ja Baltimaade ühistelt geofüüsikalistelt kaartidelt, leiame, et Eesti mandriosas on soosetete levialadel raskusjõu horisontaalgradient keskmiselt 3,2% kõrgem ja magnetvälja horisontaalgradient keskmiselt 4,6% kõrgem kui aladel, kus soosetteid ei esine.

Kas nii väikesel gradientide vahel on statistilist tähendust? Peaks olema, kuna keskmised on arvutatud väljade 39474 väärtuse järgi, neist 10184 olid soosetetel.

Mainitud keskmiste gradientide vahe on küllaltki väike, sest väljade horisontaalgradiendi anomaaliaid oli erineva amplituudiga ning väiksemad jäävad ilmselt suuremate varju. Pealegi ei ole murrangud ainsaks anomaaliate allikaks. Arvutusteks kasutati ainult Eesti mandriosa andmeid, kuna saartel mõjutab füüsikalisi välju meri.

Naastes ettekande algusesse, järeldame, et nii nagu kaasaegsed soosetted tektoonilise kontrolli all ladestuvad, toimus see ka geoloogilises ajaloos. Seega mõned iidsed turbarabad võisid hiljem moondudes ka maagaasi lasundeid tekitada.

Kaasaegsete soosetete tektooniline kontroll võib olla ka keskkonna geokeemilise hinnangu üheks põhimõtteks, kuna murrangutega seotud soosetted sisaldavad kõrgendatud tasemel mitmeid raskemetalle (Orru, Orru, 2003).

Joonis 1. Soosetted Eesti Kvaternaari kaardilt ja rikkejooned Eesti aluskorra geoloogiliselt kaardilt

27

Wxz

, E

Tx, n

T/m

Joonised 2 ja 3. Raskusjõu- ja magnetvälja horisontaalgradiendid Eesti mandriosas

Orru, M., Orru, H., 2003. Kahjulikud elemendid Eesti turbas. Eesti Geoloogiakeskus, Tallinn, 144 lk.

Orru, M., 2010. Dependence of Estonian peat deposit properties on landscape types and feeding conditions. Doktoritöö, TTÜ mäeinstituut, Tallinn.

Štokalenko, M., Soosalu, H. ja All, T., 2010. Eesti aluskorra plokilise ehituse seos füüsikaliste väljade ja seismilisusega. EGK XVIII Aprillikonverentsi „Eesti maapõu ja selle arukas kasutamine” teesid. Tallinn, 24–25

TALLINNA ÜMBRUSE MANDRIOSA JA RANNIKUMERE TEKTOONIKA NING SELLE MÕJU KAEVANDUSTE JA SUUREHITISTE RAJAMISELE

Ülo SõstraTTÜ mäeinstituut

Loode-Eestis lasub Svekofennia kurrutatud ja migmatiseeritud kristalne aluskord suhteliselt maapinna lähedal, 130–160 m allpool merepinda. Põhjaranniku poolsaarte tippudes, Naissaarel, Aegnal ja Prangli saartel isegi ainult 100–120 m sügavusel (Koppelmaa, 1998). Settekivimiline pealiskord koosneb siin suhteliselt pehmetest liivakividest, aleuroliitidest ning savidest, mis kuuluvad Ediacara ajastu Vendi kompleksi Kotlini kihistusse ja peamiselt Alam-Kambriumi Lontova, Lükati ja Tiskre kihistusse ning õhuke liivakivi lasund Ülem-Kambriumi Tsiistre, Ülgase kihistus ja Kallavere kihistu alumises osas. Fennoskandia kilbil, kus aluspõhja kivimid ei ole kaetud paksude Kvaternaari setete või soomassiividega, on enamus murranguid hästi nähtavad ja dešifreeritavad kosmofotodel. Kasutades detailseid topograafilisi kaarte saab määrata murrangute pikkust, laiust ja mõnikord ka suhtelist vanust, kui nad lõikuvad teiste murrangutega. Enamus murranguid on tekkinud pärast aluskorra kivimite regionaalset metamorfismi ja plastseid deformatsioone, nad on sirgjoonelised ja lõikavad kõiki vanemaid kurdstruktuure. Murranguvööndid koosnevad sageli 2–3 kuni 5 peaaegu paralleelsest murrangust, suuremates neist võib kohata mitmesuguste hüdrotermiliste protsesside ilminguid, harvem esinevad magmakehad. Juhul, kui hüdrotermiliste mineraalide seas on magnetilisi, siis on võimalik määrata paleomagnetiliste meetoditega nende tekkeaega või murranguvööndi arengu erinevaid ajalisi etappe. Näiteks Helsingi ümbruse svekofenniidides on selliste uuringutega kindlaks tehtud mitmeid hüdrotermilise aktiivsuse etappe alates 1,63–1,58 mld a kuni 440, 415 ja 300–230 mln a tagasi (Mertanen jt., 2008).

28

Eesti territoorium on kaetud küllalt paksu settekivimilise aluspõhjaga, Kvaternaari purdsete setete ning tiheda teede, põldude ja asulate võrguga, mistõttu murranguid peegeldavad lineamendid on reljeefis nõrgalt väljendunud, eriti kui on tegemist survepingetel moodustunud struktuuridega ( , 2010). Erandiks on Loode-Eesti kuni 100 m sügavune rannikumeri, kus alates Vaindloo saarest kuni Osmussaareni on saarte, madalike ja nõgude paiknemises kindel seaduspärasus, mis on põhjustatud aluskorra murrangutest. Kõige paremini väljenduvad reljeefis merepõhja murranguvööndid Naissaare, Aegna ja Prangli saare vaheliste sügavate lineaarsete vagumuste alal, kus settekivimiline aluspõhi on kohati täielikult erodeeeritud ja kaasaegsete meresetete all paikneb otse Eelkambriumiline aluskord (vt joonis). Lineamentide pikkus ulatub uuritud alal kuni 40 km-ni ja nad moodustavad kahest loodesuunalisest seeriast: NW 283–295° ja NW 329–345° koosneva võrgustiku, kus murrangute vaheline kaugus igas suunas varieerub 3–4 kuni 8–10 km–ni (Joonis).

Joonis. Tallinna ümbruse maismaa ja rannikumere murrangute skeem (aluskorra ja aluspõhja kivimite leviku piir on võetud A. Mardla kaardilt EGK aruandest (Talpas jt, 2005), mere põhja reljeef Eesti topograafiliselt kaardilt (1992). Legend: 1–Neeme graniidi massiiv mandriala all, 2–saared ja põhjarannik; 3–aluspõhja kivimite leviku põhjapiir.

Kvaternaari setete maetud vagumused Tallinna kesklinna all (Künnapuu jt, 1981; Tavast jt, 1983; Vaher jt, 2010 jt) on teada juba ammu, aga nende tekke üle vaieldakse siiani. On selge, et sellised sügavad hargnevad vagumused on tekkinud tektooniliste rikete peal. Rikkevööndite vahetus läheduses, näiteks Rocca al Mare rikke piirides, mis tõenäoliselt ulatub kuni Viimse poolsaareni, võivad ilmneda uued, ainult neile vöönditele iseloomuliku suunaga (siin NE 70–73°) lõhede seeriad. Murrangutes toimub aluskorra ja aluspõhja lõheliste kivimite murenemine oluliselt kiiremini kui monoliitsetes plokkides. Seda näitavad kasvõi Piusa jõe orgude ja

29

lõhede vahelised suhted (Sõstra, 2002). Põhja-Karjalas on pikaajaline (ligi 2 mld a) erosioon uuristanud läbi Maanselkä mäeaheliku 500 m sügavuse ja 1,5 km laiuse oru, aheliku läänenõlval kogutud vesi voolab itta, Valgesse merre. Kivimite lõhelisuse põhjustas regionaalne murrang. Soomes on M. Pajuneni töörühm (2002a, b; 2008) tegelnud Helsingi ümbruse murrangute ja lõhede uurimisega üle 15 aasta, et välja selgitada ehituseks sobivaid alasid. Murrangutel on oma tekke ja paiknemise seaduspärasused, mida põhjustavad litosfääri laamade liikumisel toimivad pinged. Vähemalt kaks Helsingi ümbruse murrangute seeriat: NW 287–305° ja NW 325–345º on samasuguse orientatsiooniga kui Tallinna rannikumere saartevahelised murrangud (Elminen jt, 2008, Fig.17). Ilmselt on need murrangute seeriad tekkinud mõlemal pool Soome lahte üheaegselt. Fanerosoikumi tektoonilised deformatsioonid on Eestis esindatud kurdude ja murrangutega ning ajaliselt siin täpsemalt määratavad. Soomes on sel ajal toimunud vanade murrangute korduv aktiviseerumine, mida saatsid teatud hüdrotermilised protsessid. Viimasel ajal on Eestis üles kerkinud probleemid graniidi kaevandamise, tuumajaama ja silla ehitamisega mandrilt Saaremaale. Nende probleemide lahendamine on võimatu analoogsete uuringuteta, mida tegid Soome geoloogid viimasel ajal Helsingi ümbruses (Pajunen jt, 2008). Eesti oma tuumaelektrijaam tuleks paigutada kindla aluskorra ploki keskosale, kus puuduvad murrangud, intensiivne tektooniline lõhelisus ja hüdrotermilised protsessid. Pakri saartel sellist kohta ei leidu, sest igal tuumajaamal peab olema oluline maa-alune osa, kus oleks võimalik ladustada kasutatud radioaktiivseid jäätmeid. Akumuleeriva hüdroelektrijaama uuringud tuleb läbi viia vähemalt ühe km sügavuseni, et kindlustada jaama pikaajaline eksisteerimine. Kaasaegsed meetodid võimaldavad üha detailsemalt ja täpsemini uurida tektoonikat ning tektoonilist lõhelisust, paleomagnetiliste meetoditega ka hüdrotermiliste mineraalide tekkeaega. Juba E. Mölsil (1961) oli teada, et Lasnamäe lõhedes esineb kuni neli generatsiooni kaltsiiti, kolm generatsiooni püriiti, markasiit jt. Erineva generatsiooni hüdrotermiliste mineraalide tekkeaja määramine võimaldaks paremini korreleerida erinevaid geoloogilisi protsesse Soome murrangutes ja Eesti aluspõhjas. Uuring on seotud tööga “Säästliku kaevandamise tingimused”, GRANT7499 -mi.ttu.ee/ETF7499. Eesti topograafiline kaart, 1:200 000. 1992. Aerogeodezija, Sankt-Peterburg, 4 lehte . Elminen, T., Airo, M.-L., Niemilä, R., Pajunen, M., Vaarma, M., Wasenius, P. and

Wennerström, M., 2008. Fault structures in the Helsinki area, southern Finland. In: Pajunen, M. (ed.) Tectonic evolution of the Svecofennian crust of southern Finland – a basis for characterizing bedrock technical properties. Geological Survey of Finland, Special Paper 47, 185–213.

Koppelmaa, H., 1998. Põhja-Eesti kristalse aluskorra geoloogiline kaart, mõõtkava 1:200 000. Eesti Geoloogiakeskus.

Künnapuu, S., Raukas, A., Tavast, E., 1981. Tallinna ja tema lähiümbruse aluspõhja reljeef. ENSV TA Toimetised, Geoloogia 30, 4, 167–172.

Möls, E., 1961. Eesti aluspõhja lõhede geneesist. Geoloogiline kogumik. Tartu, ENSV TA Loodusuurijate Selts, 5–14.

Mertanen, S., Airo, M.-L., Elminen, T., Niemelä, R., Pajunen, M., Wasenius, P. and Wennerström, M., 2008. Paleomagnetic evidence for Mesoproterozoic – Paleozoic

30

reactivation of the Paleoproterozoic crust in southern Finland. Geological Survey of Finland, Special Paper 47, 215–252.

Pajunen, M., Airo, M.-L., Elminen, T., Niemelä, R., Salmelainen, J., Vaarma, M., Wasenius, P., Wennerström, M., 2002a. Kallioperän rakennettavuusmalli taajamiin. Menetelmänkehitys ja ohjeistus. Raportti I. – GTK, Tehnologian kehittämiskeskus, Espoon kaupunki, Helsingin kaupunki, Vantaan kaupunki, Kalliosuunnittelu Oy, Viatek Oy. 1–104.

Pajunen, M., Airo, M.-L., Elminen, T., Niemelä, R., Salmelainen, J., Vaarma, M., Wasenius, P., Wennerström, M., 2002b. Kallioperän rakennettavuusen kartta 1 : 50 000 – Espoo, Helsinki, Vantaa. „Kallioperän rakennettavuusmalli taajamiin”-projekti. Geologian Tutkimuskeskus. Julkaisematon kartta. K.21.42/2002/7.

Pajunen, M., Airo, M.-L., Elminen, T., Niemelä, R., Salmelainen, J., Vaarma, M., Wasenius, P., Wennerström, M., 2008. Construction suitability of bedrock in the Helsinki area based on the tectonic structure of the Svecofennian crust of southern Finland. In: Pajunen, M. (ed.). Tectonic evolution of the Svecofennian crust of southern Finland – a basis for characterizing bedrock technical properties. Geological Survey of Finland, Special Paper 47. 309–326.

Sõstra, Ü., 2002. Tektooniliste nähtuste uurimisvõimalustest Devoni avamusalal Piusa jõe keskjooksu näitel. Bülletään 6/02. Tektoonika ja keskkond. Tallinn, Eesti Geoloogia Selts, 27–37.

Tavast, E., Raukas, A., Künnapuu, S., 1983. Tallinna vanadest mattunud orgudest. ENSV TA Toimetised, Geoloogia 32, 2, 79–85.

Talpas, A., Väling, P., Kask, J., Mardla, A., Sakson, M., 1995. Balti mere šelfiala geoloogiline kaardistamine mõõtkavas 1:200 000 lehtedel O–34–VI, O–34–XII, O–35–I, O–35–II. Eesti Geoloogiakeskuse aastaraamat 1994. Tallinn. 120–122.

Vaher, R., Miidel, A., Raukas, A. and Tavast, E., 2010. Ancient buried valleys in the city of Tallinn and adjacent area. Estonian Journal of Earth Sciences 59, 1, 37–48.

, . ., 2008. - o .

.: O . XLI , .2, , , 311–316.

EESTI MAAVARADEST JA NENDE KASUTAMISEST GEOLOOGI PILGUGA

Valter Petersell Eesti Geoloogiakeskus

Ükski endast lugupidav riik ei saa eksiteerida ilma maavaradeta. Need on looduse kingitus rahvale, kuid ainult juhul, kui saadav kasum jääb rahva teenistusse. On meeldiv tõdeda, et Eestis suudeti säilitada Eesti rahvale põlevkivi, mida nii intensiivselt paljud poliitikud soovitasid anda USA töösturite kätesse. Samas parseldati enamus ehitusmaterjalide (tsemendi, telliste, klaasi jt) toormest võileivahinna eest väliskapitali valdusse. Pole siis ime, et Eestis võrdsustatakse maavarade kasutamist sageli rahvusliku õnnetusega. On kahju, et põlevkivi kui rahvuslikku rikkust põletatakse edasi armutult elektrijaamades, selle asemel et minna üle tuumaenergiale. Põlevkivi oleks otstarbekas kasutada õlikivina, sest sellel juhul oleks saadav tulu suurem ja kaevandamisega rikutud maa-ala väiksem.

Eelmise sajandi kaheksakümnendatel aastatel kaevandati Maardu piirkonnas sadadel hektaritel õhukest fosforiidikihti ja hävitati ürgset põllumaad, selle asemel et

31

kaevandamine üle viia Toolsesse, kus 1 m2 -lt oleks saadud P2O5 üle kahe korra enam kui Maardus. Fosforiidisõja tulemusel lõpetati nii tulevikku suunatud geoloogilised kui tehnoloogilised uuringud Euroopa suurima, Rakvere fosforiidimaardla piirkonnas. Fosforiidisõja tulemusel likvideeriti 1991. aastast alates Eestis mitte üksnes fosforiidi kaevandamine, vaid ka põlluväetiste tootmine. Seiskusid uuringud, mis olid suunatud fosforiidist vaba fosfori, leelismuldmetallide, uraani ja teiste elementide saamiseks. Sellega koos seiskusid ka fosforiidil lasuva U, Mo, V, Re jt elemente sisaldava diktüoneemakilda alased tehnoloogilised uuringud.

Viimased aastakümned on näidanud, et ei propageeritav turism ega progresseeruv keskkonnakaitse pole võimelised arendama kiratsevat tööstust ja põllumajandust, rääkimata kultuurist, meditsiinist jm. Kindlasti ei suuda seda ka väliskapitali ootele ja soovidele rajatud kõrgtehnoloogiale suunatud majandus.

Eesti majandus ja rahandus tuleb taasiseseisvustada, tuleb alustada fosforiidi ja diktüoneemakilda kaevandamist ning nendes olevate väärtuslike komponentide (elementide) eraldamist, nende suunamist tööstuse ja ekspordi arenguks, alustada tuumajaama rajamist.

Mõtteaineks toome maailma fosforiidikontsentraadi vajaduse ja hinna kasvu viimase 10 aasta jooksul (mln t; USA Geoloogiateenistuse andmed) ja perspektiivis. Eesti fosforiidikontsentraadi prognoositav hind jäi 1992–1994 a USA teadlaste arvutustes 30–32 $ piiridesse.

Fosforiidi (kontsentraadi) toodang, miljonites tonnides

Näitajad Aastad 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015*

Fosforiidi- kontsentraadi toodang

126 133 138 143 150 151 157 161 166 176 228

1 t maailma-turu hind, $

41,5 35,6 36,5 40,9 47,5 57,5 96,9 90,0

*prognoos

Eesti peab astuma normaalsete riikide rivvi, kes samuti hakkab kasutama maavarana tuntud looduslikke rikkusi rahvamajanduse ja teaduse arenguks. See loob tuhandeid uusi töökohti, soodustab teaduse arengut, võimekatele inimestele arenguvõimalusi ja nende jäämist kodumaale.

Muidugi, selle tulevikusuuna peab otsustama rahvas, kas iga inimene hakkab istuma ühe kaitsealuse taime juurde (neid on kindlasti Eestimaal rohkem kui inimesi), või kaitstakse siiski valikuliselt kaitsmist väärivaid loodusobjekte. Sellesuunaline tegevus peaks algama keskkonnakaitses väljakujunenud olukorra korrastamisest. Ei peaks kuuluma keskkonnakaitsjate ridadesse ametnikud, kes keskkonnakaitse sildi all maavarade kaevandamise ja kasutamise takistamiseks valetavad. Et olla konkreetne, toon näite Jõelähtme vallas asuva Ruu lubjakivimaardla aktiivse tarbevaru kinnitamise loost. Keskkonnakaitsjate teatel hakkasid neis piirides ootamatult kasvama II kategooria kaitsealused taimed – aasnelgid, mis olid toodud sinna ligi 3 km kauguselt. Arendaja pidi kulutama kümneid tuhandeid, et spetsiaalsete analüüsidega tõde jalule seada. Nördimust ei põhjusta niivõrd materiaalne ja ajaline kulu, kuivõrd asjaolu, et kaevandamise vastu võitlevad keskkonnaspetsialistid tõid ohvriks lilled, millede kaitse kuulub nende esmaste kohustuste hulka

Nabala piirkonnas lubjakivide kaevandamise takistajad väidavad, et hävimise ohus on unikaalne loodusnähtus Nõiakaev. Tegelikult pole Nõiakaev looduslik objekt, vaid eelmisel sajandil inimese poolt rajatud salvkaev. Vajadusel võib selliseid

32

“nõiakaeve” rajada mitmeid uusi, ka selliseid, millede töörežiim allub valdaja soovile. Kõikjal pasundatakse, et kavandatavad karjäärid rajatakse karstialadele. Tegelikult jäävad karstialad mitme kilomeetri kaugusele kavandatavatest karjääridest. End keskkonnakaitsjateks nimetavate survel kaalub KKM täiendavate geoloogiliste uuringute vajadust, mille maksumus on hinnatav miljonites kroonides. Kui tugineda olemasolevatele geoloogilistele andmetele, on probleemid selged ja oht Nõiakaevule puudub. Miks peaks KKM alluma kohalike initsiaatorite survele ja kulutama mõttetult maksumaksja raha. Nagunii ei usu nad saadavaid tulemusi, kuna need ei kinnita nende soove. Usun, et need miljonid, kui neid kuskilt on võimalik leida, tuleks suunata lastehaiglatesse, millised krooniliselt kannatavad laste raviks väga vajaliku aparatuuri põuda.

Kindlasti küsitakse, et kust saada finantseering uute majandussuundade alustamiseks. Vastus on lihtne. Uute ettevõtete arendamiseks tuleb maksustada riigist välja viidav kasum, suunata selleks riigiettevõtetest välismaale ettevõtete rajamiseks suunatav kasum ja maksustada kasum, mida kasutatakse riigisisese libatööstuse arendamiseks (kallid autod, suvilad jne). Teaduslike uuringute ja tehnoloogiliste probleemide lahendamiseks tuleks korrastada ja optimeerida keskkonnakaitse süsteem (näiteks parallelism kohalike omavalitsuste ja kõrgema taseme vahel, suundade üleliigne diferentseeritus, ebakompetentsed spetsialistid jne) ja vabanevad vahendid suunata mainitud probleemide lahendamiseks.

Kurb on siinjuures veel see, et olukord ei soosi teaduse arengut, võimekad inimesed pole nõus pakutava madala palga eest töötama reatöötajatena ja lahkuvad Eestist ning samas pole vähem võimekad või madalama haridusega inimesed suutelised vajalikke ülesandeid täitma. Ka ümberõpe ei aita. Puudub ju teave, millises Eestimaa piirkonnas milliseid “mutreid” väliskapitali abil hakatakse tootma.

ÖKOSOTSIAALNE (LOODUS- JA INIMSÕBRALIK) KAEVANDAMINE Rein Einasto

Tallinna Tehnikakõrgkool Ei soovi midagi tõestada ega argumenteerida, jäägu see nooremate moodsate meeste meelevalda, kel soov Ratsa Rikkaks saada, teades, et kõike, mida ei saa raha eest, saab Väga Suure RAHA eest! Kasvul on piirid (ka majanduskasvul, millele tugineb kogu vabaturu-kapitalism), ja kus piire pole, on eesti keeles piiritus, nagu pilvitus tähendab nii lauspilvi kui pilvede puudumist – eituse eitamise rahvatarkus. Täna elame maailmas, kus tõeline tarkus tuleb tagatubadest, kus kõik suured hädad tulevad suurlinnadest ja kantpead sünnivad kandilises ruumis..., kus kandilisi maju ei ehitata selleks, et seal elada, vaid müügiks... Lume all varisesid lamekatustega uusehitised, mitte vanaisade-aegsed viilkatused. Moodsaks moraaliks on nüüd: „The small is not beautiful“, õiget aega näitab Big Ben.

Täna eelistaksin olla loitsijate, vaimudemanajate, nõidade, vitsameeste poolel, eelistades naisi, kes jooksevad huntidega; koos nendega, kes kogusid vanavara, et olla vaimult suured ja nendega, kes on eurooplased, aga püüavad saada indiaanlasteks; kes kodanikualgatuse korras on valitsuses, ministeeriumites, komisjonides, nõukogudes istuvate vaevanägijate vastu, et ennastohverdavalt metsast saaks võsa, maardlatest haavad Emakese Maa ihus ja miljardeid kantida maalt välja JOKK-poliitika korras.

I Kaasaja paradoksid Inimene on ainus mõtlemisvõimeline liik, samas suurim parasiit planeedil. Tajume üha selgemini, et elame väärtushinnangute ja elulaadi üha kiirenevate

33

muutuste maailmas, vabaturumajandusliku kapitalismi hilisõhtul, kus majandusvabaduse ökoloogilised ja sotsiaalsed piirangud on möödapääsematud. Eetilised põhiväärtused: roheline ellusuhtumine, üldinimlik hoolivus ja õiglus ühiskonnas tervikuna määravad inimkonna ellujäämise. Kuipalju on meie teha, kas õhtule järgneb pikk pime öö, või suudame muutused tuua Põhjala valgete ööde suveaega, mil hämarik ulatab koidule käe?

Inimene (Homo küll, aga üha sagedamini mitte sapiens, ka mitte faber) on ainus liik Looduses, kelle liigiliseks põhitunnuseks on mõistus ja mõtlemisvõime ehk VAIMSUS. Samas on inimene liigina vaieldamatult suurim parasiit kogu Planeedi miljardeid aastaid kestnud elus, kes on aastatuhandeid omaenese elukeskkonda lühinägeliku isikliku kasu nimel kahjustanud, elades mõistusevastaselt järjest ulatuslikumalt vähk-kasvajana muu looduse ja liigikaaslaste arvel. Looduskaitse on küll avardunud keskkonnakaitseks, kus vaimse ja genofondi reostuse tõrje on saanud olulisimaks sihipärases tegevuses ahnitseva inimese vaenutegevuse tõkestamiseks, aga enamikus lääneliku elulaadiga riikides võim ei võta vaimu kuulda. Kui kaua veel!

Monokultuurne põllumaa, suurlinnad, kiirteed, tohutu arv kaevandusi, maaõli jt taastumatute kütuste pillav põletamine on Emakese Maa palgejooni nii mastaapselt muutnud, et inimtegevus on möödunud sajandi mõttehiiglase Vladimir Vernadski (1863–1945) väljendust mööda muutunud kaasaja suurimaks geoloogiliseks jõuks. Siit ka tema kaugeleulatuvad mõtted VAIMSE KESKKONNA ehk NOOSFÄÄRI tähendusest planetaarsele loodusele ja ühiskonnale. Selle suurvaimu põhilooming peaks küll olema eesti lugejale kättesaadav emakeeles, koguteos Vernadski vaimsest pärandist oleks Entsüklopeediakirjastuse vääriline kingitus rahva keskkonnatunnetuse süvendamise ja avardamise vajalikul teel.

Teine möödunud sajandi suurvaim Albert Schweitzer (1875–1965) kuulutas inimsoo eetilise alusena ülimusliku hoiaku: AUKARTUSE ELU EES. Kultuurne inimene vajab selle suurmehe vaimse loomingu tähtteosesse „Kultuur ja eetika“ talletatud tarkusi nagu värsket metsaõhku autodest lämbuvas linnas. Üheks juhtmõtteks tänasel Tuhala Nõiakaevu ümbruse looduse kaitsmisel kõlab ettekuulutavalt tema ütelus: „Kaev jäi kuivaks sellepärast, et meie mõtlemine ei küündinud püsiva põhjaveeni“.

Õhtumaine LÄÄS püüab õnnelikuks saada kasvavate vajaduste maksimaalse rahuldamise teel ainelise rikkuse abil ennast välja elades, elukestvalt teisi valitseda soovides, võimupiire laiendades, mis viib pillavale, raiskavale ületarbimisele, teiste kulul nautlevasse hedonismi. Vabatahtlikult ennast laenuorjusse müümisega toetub ta mitte olemasolevale, vaid ebakindlale tulevikule.

Hommikumaise IDA aastatuhandete elutarkus on õnne taotlemisel toetuda minevikule, seniloodule, olemasolevale, ja kõigest mittevajalikust LOOBUMINE. Enesesse pöördumise, sisemaailma vaimse rikastumise teel saavutatakse enesevalitsemine ruumis ja ajas. Loodus on seda kestmiseks vajalikku voorust inimliigis enim andnud EMALE, mida eriti peaks arvestama poliitikas. See emalik elukäsitlus on eluterve konservatiivsus: tagada jätkusuutlikkus ainelise ja vaimse säästmise kaudu. Võim peaks enam toetuma emalikult hoolivale vaimule. Väikerahvastel on siin võimalus eeskujuks olla.

II Väikekarjäärid maastikukujunduses ja -hooldusesSee on küsimus KAEVANDAMISKULTUURIST, MAASTIKUKUJUNDUSE JA -HOOLDUSE PRIORITEEDIST KAEVANDAMISE EES.

Arenenenud majandusega maades on maavarade uuringud ja kaevandamise planeerimine riigiasutuste ülesanne, meie õhukeses riigis – kaevandajate erafirmade kohustuseks jäetud ja sellega suuromanike erahuvidele allutatud, kus esikohal on

34

enamasti (aga mitte alati!) kasum, mitte loodushoid, säästlikkus, maastikukujundus ja -hooldus. Kaasaegsest keskkonnatunnetusest ja säästva arengu seadusest lähtuvalt peab üldriikliku maavarade strateegia eelistuseks olema alternatiivita nõue: Enne puutumatusse loodusse ja vee alla kaevandama minekut väljata:

1. jääkvarud senistes karjäärides, ka kruusakarjääridega avatud paelasundist 2. ehituste alla planeeritud alade varud. 3. paekõvikutel paiknevad põhjaveepealsed varud Esmaeelistuseks peab saama maastikukujundus, kus kasuliku maavara

kaevandamine oleks vahendi rollis. Aastakümneid keskkonda raskelt reostavaile hiigelkarjääridele tuleb eelistada väikekarjääre, mille rekultiveerimise tähtaeg oleks alla 10 aasta, rajades neid ainult sellistesse kohtadesse, kuhu kohalik rahvas soovib. See on demokraatliku elukorralduse alustõde, millest praeguses Eestis enamasti ei hoolita. Kaevandamisel tekkivast kasumist peab senisest oluliselt suurem osa tagasi tulema kohalikule elanikkonnale nn maavara eripensioni kujul, sest kohalik elanik on seatud sundseisu kaevandamisega kaasnevaid keskkonnamuutusi, reostuskoormusi taluma. Kohalike elanike huvisid lugupidavalt arvestamata nende usaldust võita ei ole võimalik.

Karjääride vägivaldne rajamine kohalike valdade elanike tahte vastaselt on arendajate siseriiklik okupatsioon ja aegumatu riiklik kuritegu oma maa rahva vastu.

Hoolimatu mõtlemisviis on vabaturumajandusliku ahnitseva elulaadi vaimne reostus. Probleemide üks põhjusi on võimukandjate sügavalt ebaõiglane suhtumine üldrahvalikku maaomandisse. Kui eraomand loetakse pühaks ja puutumatuks, väärtustatakse üldrahvalikku uskumatult madalalt. Küsime, kus on veenvad näited kaevandamisjärgsetest kaunilt kujundatud väikeveekogudest, mis ilmestaksid külamaastikku ja veenaksid kohalikke omagi küla alla väikese selgeveelise järve rajamist tellima? Kus riikliku paeressursi väljamine poleks vastuseisu tekitav omaette eesmärk, vaid vahend maastikukujunduses. Selliseid näiteid seni veel ei ole.

Ainus reaalne tee riikliku vägivalla vastu on vabal tahtel kodanikualgatuse korras sobivasse paika tellida väikese ajaga valmiv veekogu. Just selliselt – positiivsete näidete alusel saaks kohalikke elanikke veenda, esitades kaevandamiskavadega üheaegselt väga piiratud tähtajaga (5–8 aastat!) rajatava väikekarjääri rekultiveerimisplaani. Tulevase veekogu nõlvade kujundamise saaks teha üheaegselt põhjavee-pealse kaevandamisega ja kogu veepinnast sügavamale jääv maht väljatakse ühekordse kiirkaevandamise korras ühel kuival suvel, veetaset aastaid alandamata. Hoolikalt puhtaks tehtud põhjaga ja korrastatud külgedega karjääri täitumine toimub seejärel isereguleeruvalt sademeterikkal aastaajal, kus loomulik põhjavee tase taastub jälgi jätmata. Sellised veekogud saavad olla küll suhteliselt väikesemahulised, et kogu veealune kaevandamine mahuks ühe kuivaperioodi sisse. Aga neid võib samas luua arvukamalt. Kogu kaevandamine toimuks pehmete meetoditega inimsõbralikult, kus oluliselt suurem osa maardest kaevandatakse põhjavee pealispinnast kõrgemal. Kõvikutele kujundatud veesilmad ilmestavad paeplatoo tasast väheliigestatud reljeefi olulisel määral, mitmekesistades kultuurikeskkonda sobivas, teadlikult valitud suunas puhkemajanduslikke sihte silmas pidades. Igas sellises kõviku-süvendis saab veepealses läbilõikeosas kujundada terrassilise näidisseina, mis kujuneb paeriigile omaseks oluliseks vaatamisväärsuseks ja erakordselt hinnaliseks vaatlusobjektiks loodusteadlastele ja kivihuvilistele. Nii sünnib igale paikkonnale omanäoline sümbol – paesein. Maastikukujunduses avanevad uued mitmekesisust suurendavad võimalused. Sihipäraselt kujundatud veekogu naabruses oleva maa hind tõuseb oluliselt ja on ka turumajanduslikult kasumlik.

35

DOLOKIVI VEE SEEST KAEVANDAMINE JA LÕHKAMINE Paul Vesiloo, Ingo Valgma

TTÜ mäeinstituut Ehituseks vajaliku lubjakivi varu paikneb Eesti põhjapoolsel alal. Lõuna-Eestis tuleb killustikku toota peamiselt kruusast, mille kvaliteet sageli ei vasta ehituskillustiku nõuetele. Head killustiku tootmiseks sobivat tooret leidub Lõuna-Eestis Vastseliina lähedal Meremäe dolokivi leiupaigas.

Marinova maardla paikneb Ülem-Devoni karbonaatkivimite avamusalal. Pinnakatte setete (moreen, saviliiv) all avanevad Plavinase kihistu Pskovi kihistiku dolo- ja lubjakivid. Katendi keskmine paksus on aktiivse tarbevaru piires keskmiselt 5,8 m. Marinova maardlas koosneb Plavinase kihistu Pskovi kihistiku ülemine osa väga tugevasti purustatud ja karstunud, bioherme sisaldavast biomorfsest savikihtidega lubjakivist. Paekivikihtide tugev purustatus ja lasundi rikutus võib olla tingitud mandrijää survest Devoni platoo paekivist jäänuksaartele, millest ühel asub Marinova dolokivimaardla. Siin esinevat paeala võib vaadelda ka kui kvaternaarieelset murenemiskeskkonda.

Meremäe dolokivi kaevandamise tingimused on oluliselt raskemad kui Põhja-Eestis. Dolokivi katab keskmiselt 5,8 m paksune savimoreeni kiht, mis tuleb enne kaevandamist eemaldada ja puistangusse vedada. Katend tuleb ladustada puistangutesse, mis võtavad enda alla märkimisväärsed pindalad (Joonis 1).

Joonis 1. Katendipuistang

36

Joonis 2. Ekskavaatori kobestuskonks

Katendi all veetasemest kõrgemal on ca 3,9 m ja vee sees 4–6 m paksune dolokivi kiht, millest saab toota killustikku. Karjäärist vee ärajuhtimise võimalus puudub tingituna nii maapinna reljeefist, piiriäärsest asukohast kui ka läheduses puuduva veejuhtimise kraavi või jõe olemasolust.

Esimese maavara kaevandamise loaga oli lubatud kaevandada dolokivi ainult veetasemest kõrgemal. Dolokivi raimamiseks ei lubatud kasutada puur-lõhketöid. Dolokivi murti lahti 30 tonnise ekskavaatori Komatsu PC 290 noole otsa kinnitatava konksuga (Joonis 2).

Kaevandatava kihi keskmine paksus on 3,89 m, kattekivimite keskmine paksus 5,8 m. Katendi tegur K=1,49 m3/m3. See tähendab, et ühe kuupmeetri maavara kaevandamiseks tuleb eemaldada ja karjäärist välja vedada 1,49 m3 moreeni.

Seda peetakse paekivikarjääride kohta liiga suureks. Põhja-Eestis on katendi tegur 0,04 m3/m3 kuni 0,25 m3/m3. Vee all on 4–6 m paksune kiht maavara, mida saab suuremas osas välja kaevandada. Katendi tegur väheneks sel juhul 0,7 m3/m3 peale. Maardla 33,27 ha suurusel alal on kokku 1534 tuh. m3 vee all olevat dolokivi varu, millest 553 tuh. m3 on praegusel mäeeraldisel.

Vee sees on võimalik kivi raimata ainult puur-lõhketöödega. TTÜ mäeinstituudis koostati vee seest kaevandamise projekt. Lähim hoone on Rjabinka talumaja, mis asub 240 m kaugusel mäeeraldise põhjapiirist. Maja on puithoone. Rjabinka maja vibratsioonitaluvuse järgi arvutati välja korraga plahvatava ohutu laengu suurus. Rjabinka majale lubatav maksimaalne maavõnke kiirus on 9,9 mm/s. Arvutusi kontrolliti katselõhkamisega. Enne lõhkamist võeti lähima talu kaevust vee proov. Proov tehti ka pärast lõhkamist, et välja selgitada vee reostamise võimalust. Lõhketöödega kaasnenud maapinnavibratsioon ja vee kaudu edastatav hüdrauliline löök ei muutnud mingil määral vee kvaliteeti. Lõhketööde seismilist mõju mõõdeti nii lähima maja kui riigipiiri ääres.

Peamine vee sees lõhkamise probleem oli lademe ülemise osa kohati märkimisväärselt purunenud kivimi lasu, mille sisse oli raskendatud laenguaukude

37

puurimine. Puurspindli väljatõmbamisel varises maapõues purunenud dolokivi laenguauku, tehes lõhkelaengu paigutamise kohati võimatuks. Laenguaukude puurimiseks tuli puuraugu ülemine osa puurida ca 1,5 korda jämedama puuriga, auku pandi plassmassist toru ja siis jätkati normaalse 100 mm puurkrooniga puurimist kuni kihi põhjani. Mõistagi kulus sellise laenguaukude puurimise peale rohkem aega ja raha.

Puur-lõhketöödega raimatud dolokivi kaevandamiseks seisab ekskavaator lasu lael, ammutab vee seest lõhatud kivi ja tõstab selle karjääri põhjale nõrguma. Veest nõrutatud kivi tõstetakse kas kopplaaduriga või ekskavaatoriga kallurile ning veetakse purustussõlme. Kivi võib purustussõlme vedada ka kopplaaduriga (Joonis 3).

Joonis 3. Vee alt kaevise ekskavaatoriga ammutamine ja kopplaaduriga vedamine

38

Dolokivi kaevandamine Marinova karjääris on uus kogemus vee seest kaevandamiseks ilma vee pumpamiseta. Mõistagi ei saa nii lühikese kaevandamise ajaga veel teha lõplikke järeldusi ja kokkuvõtteid.

On selgunud: - et kaevandamine vee seest ei reostanud kaevude vett; - tööd saab teha siis, kui ööpäevane temperatuur on kogu aeg üle 0o C. Pole veel selgunud majanduslik tasuvus. Saadud kogemuse alusel ei saa väita,

et lubja- ja dolokivi tuleks hakata kaevandama ainult vee seest. Igal juhul, kui on olemas vee pumpamise võimalus, tuleks kaevandada kaljuseid kivimeid vee pumpamisega. Kuid teatud tingimustel, nagu Marinova karjäär, kus vee pumpamise võimalused puuduvad, katendi tegur on väga suur, on vee seest kaevandamine õigustatud. Uuring on seotud säästva kaevandamise uuringuga – mi.ttu.ee/ETF7499. Vesiloo, P., Anepaio, A., 2011. Uus killustiku toorme kaevandamise tehnoloogia.

Inseneeria 02.2011, TTÜ mäeinstituut. Valgma, I., Karu, V., Kolats, M., 2008. Killustav killustik – settekivimitel paiknev

Eesti vaevleb killustiku kaevandamise hirmudes, teadmatuses ja ehitusmaterjalide puuduses. Kogumikus „Killustiku kaevandamine ja kasutamine”. Valgma, I. (Toim.). TTÜ mäeinstituut, Tallinn, 49–53.

KAEVANDAMISE TÄITMISUURINGUD Jüri-Rivaldo Pastarus, Ingo Valgma, Vivika Väizene, Aleksander Pototski

TTÜ mäeinstituut Tänapäeval kasutatakse Eesti põlevkivikaevandustes puur-lõhketöödega kamberkaevandamise tehnoloogiat, mis on küllaltki efektiivne. Kuid kahjuks põlevkivikihindi kaevandamissügavusel üle 60 m suurenevad kaod tervikutes kuni 40 %-ni. Teisest küljest aga tekivad tootmisjääkide (-jäätmete) kasutamise ja ladustamise (ladestamise) probleemid. Põlevkivitööstus annab suure hulga neutraalset (lubjakivi) ja ohtlikke (põlevkivituhk) jääke (jäätmeid). Kasvuhoonegaaside mineraalne sekvestreerimine võimaldab lahendada ohtlike jääkide (jäätmete) probleemi ja vähendada nende gaaside emissiooni atmosfääri. Põlevkivituha ja lubjakivi kasutamine täitematerjalina vähendab nende ladustamise (ladestamise) mahtu ja pindala maapinnal ning seoses sellega ka keskkonnatasusid ning aitab täita EL direktiive.

Üheks perspektiivseks variandiks on täitmise tehnoloogia kasutamine, mis nõuab kasutatava kaevandamisviisi moderniseerimist. Täitmise tehnoloogia rakendamisel kaevandustes on suur positiivne mõju Eesti põlevkivitööstusele, sest aitab kokku hoida varusid ja tõsta tööde efektiivsust ning ohutust. Maailmapraktika on näidanud, et täitmise efekt on märgatav.

Eestis alustati tardsegudega täitmise alaseid uuringuid 1980-ndatel aastatel. Uuringute põhieesmärkideks oli maapinna püsivuse säilitamine, maavarakao vähendamine ja tootmisjääkide (-jäätmete) ohutu kasutamine. Uuringute käigus katsetati erinevate tardsegude variante põlevkivituha, rikastusjääkide (-jäätmete) ja liiva baasil. Tulemused kinnitasid tardsegude kasutamise võimalust ja otstarbekust põlevkivikaevandamise allmaatehnoloogias. Praktiliseks väljundiks oli Kiviõli kaevanduse sulgemine, kus täideti 30 000 m3 kaeveõõnsusi maapealsete objektide

39

kaitseks. Tänapäeval jätkuvad uuringud selles valdkonnas edukalt, sest mäeinstituudil on olemas kogemused ja kompetents.

Kaevanduste tagasitäitmine täitesegudega, mis põhinevad fossiilsete kütuste põletamisel tekkinud tuhal, on maailmas laialt levinud. Kuid kahjuks ei ole väljatöötatud tehnoloogiad üks-üheselt ülevõetavad ja kasutatavad Eesti tingimustes. Keskkonnakaitseliselt lubatav täitesegude koostis, mida hakatakse kasutama tagasitäiteks kaevandustes, tuleb välja arendada igal üksikul juhul eraldi. Laborikatsed on näidanud, et raskemetalle täitesegust piirnorme ületavates kogustes põhjavette ei leostu. Leostuv vesi on küll aluseline, kuid aluseline on ka kõigist tavabetoonidest leostuv vesi, sest betoonide tsementeeruvad omadused põhinevadki aluselises veekeskkonnas toimuvatel reaktsioonidel. Põhjavesi käitub leostuva vee suhtes mitte ainult kui lahjendi, vaid kui reagent. Kõik tuhksideainega valmistatud segud on varajasemas kivistumise staadiumis tundlikud vee suhtes. Parimad on täitesegud, milles kasutatakse keevkihtkatla tuhka. Sel juhul leostuv vesi puhverdatakse põhjavee poolt kiiresti segunemiskoha lähedal. Saadud laborikatsete tulemusi on otstarbekas kontrollida kaevandustingimustes, viies läbi eksperimente piiratud mahus, mis võimaldab vähendada materiaalseid ja ajakulusid.

Maailmapraktikas kasutatakse kõiki täitmistehnoloogiaid ja paljude puhul on nende katsetamine algusjärgus. Saksamaa soolakaevandustes ja kivisöekaevandustes kasutatakse nii aheraine-lendtuha betoontõkete süsteemi, laustäitmist, kihilist valamist, mehaanilist ladustamist kui hüdrotäitmist (Joonis 1). Ökonoomsed ja optimaalsed lahendused selguvad alles aastatepikkuste katsetuste põhjal. Uuringud sisaldavad endas segu koostamist, pumpamise ja veo analüüsi, massiivi jälgimist ja kaasnevate mõjude analüüsi (Joonis 2).

Joonis 1. Soolast ja lendtuhabetoonist tõkkeseinad, mille taha pumbatakse täitepasta.

40

Joonis 2. Massiivi liikumise jälgimine täitmisel

Süsinikdioksiidi emissioonid ühe inimese kohta Eestis on Euroopa suurimad – peaaegu kaks korda suuremad Euroopa keskmisest. Selle peamiseks põhjuseks on energiasektori struktuur, sest energia tootmiseks kasutatakse peamiselt CO2 emissioonirohket põlevkivi. Eestis asub 9 suurt CO2 allikat, millest suuremad on Eesti ja Balti elektrijaamad. CO2 ladustamise tingimused Eestis on ebasoodsad: settekivimite kihid on õhukesed (100–500 m), suletud põlevkivikaevandused paiknevad kuni 70 m sügavusel ning põhjavett kasutatakse joogiveena. Eesti tingimustes on eeldatavalt ainuõigeks lahendiks CO2 sidumine põlevkivituhaga stabiilseks mineraalseks ühendiks (mineraalne sekvestreerimine). CO2-ga seotud tuhka on võimalik kasutada tagasitäiteks kaevandustes.

Seega on meil olemas kõik vahendid maapinna ja maapõue edukaks keskkonnasõbralikuks kasutamiseks, riskide maandamiseks.

Uuring on seotud kaevanduste täitmise – mi.ttu.ee/ETF8123 ja säästva kaevandamise – mi.ttu.ee/ETF7499 teemadega TTÜ mäeinstituudis (mi.ttu.ee/taitmine). Kolats, M., Valgma, I., 2010. Täitmatu kaevandus. Kogumikus: XVIII

Aprillikonverentsi “Eesti maapõu ja selle arukas kasutamine” teesid. Tallinn, Eesti Geoloogiakeskus, 2010, 28–31.

Kuusik, R., Veskimäe, H., Uibu, M., 2002. Carbon dioxide binding in the heterogeneous systems formed at combustion of oil shale – 3. Transformations in the system suspension of ash-flue gases. Oil Shale, 19(3), 277–288.

Pastarus, J-R., Adamson, A., Nikitin, O., Lohk, M., 2010. Tagasitäitmisega kaevandamistehnoloogia kontseptsioon. Kogumikus: Västrik, A., Niitlaan, E., Reinsalu, E., Vesiloo, P., Pastarus, J-R., Kõpp, V., Soosalu, H., Viilup, V. (Toim.). Maapõue kasutamise arengud (29–32). Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus.

41

Pastarus, J.-R., Sabanov, S., 2009. Backfilling in Estonian oil shale mines. In: Proceedings of the 3rd International Conference AMIREG 2009: Towards sustainable development: Assessing the footprint of resource utilization and hazardous waste management. Z. Agioutantis, K. Komnitsas (Ed-s.). Athens, Greece, 2009, 344–347.

Pastarus, J.-R., Tohver, T., Vali, E., 2009. Backfilling and waste management in Estonian oil shale industry. In: Future energy solutions: International Oil Shale Symposium, Tallinn, Estonia, June 8–11, 2009. Sirli Peda (Ed.). Tallinn, 48–49.

Shogenova, A. et al., 2007. Süsinikdioksiidi industriaalse emissiooni kaardistamine ja statistiline modelleerimine Balti riikides – CO2 sidumise ja ladustamise esimene etapp. Mudelid ja modelleerimine. Schola geologica III. 2007, lk. 45–49.

Väizene, V., 2009. Backfilling technologies for oil shale mines. Resource Reproducing, Low-wasted and Environmentally Protecting Technologies of Development of the Earth Interior (1 pp.). Valgma, I. (Ed.). Tallinn: Department of Mining TUT; Russian University of People Friendship

LÕPUTU SOOJUSENERGIA

Veiko Karu, Ingo Valgma, Karin Robam TTÜ mäeinstituut

Põlevkivi on Eestis kaevandatud 95 aastat, selle aja jooksul on maa alt välja veetud enam kui miljard tonni põlevkivi, lisaks põlevkivile on välja veetud põlevkivikihindi lubjakivikihid – neist on moodustunud aheraine mäed.

Kaevanduste sulgemine loob allmaabasseinid Kui kaevanduses ei ole enam võimalik põlevkivi kaevandada (tehnoloogiliselt, varu ammendumisel või majanduslikult), siis see suletakse või peatatakse. Eesti põlevkivimaardla keskosas on suletud tänaseks kümme kaevandust, viimased neist suleti 1999–2002 (Sompa, Tammiku, Ahtme ja Kohtla kaevandus). Hetkel kaevandatakse põlevkivi Viru, Estonia ja Ojamaa kaevandusväljal ning Narva, Aidu, Ubja, Kohtla-Vanaküla, Viivikonna, Sirgala, Põhja-Kiviõli ja Ubja karjääriväljadel. Neist Viru kaevandus ja Aidu karjäär suletakse mõne aasta jooksul, sest mõistlikult kättesaadavad varud ammenduvad. Kavandamisel on uus kaevandus – Uus-Kiviõli ja perspektiivis Narva, Seli, Sonda, Puhatu või Permisküla kaevandused.

Põlevkivi kihind asub enamasti põhjaveetasemest allpool. Põlevkivi kaevandamiseks tuleb alandada põhjaveetaset. Veetaset reguleeritakse karjääri või kaevandusse sissevoolava vee väljapumpamisega ja juhtimisega settebasseinidesse või veekoguritesse (Robam, 2009). Nii on veekõrvaldamisel tekkinud Ida-Virumaale põhjavee alanduslehter. Kaevandamise lõppedes kaevandusest ja karjäärist vett enam välja ei pumbata ja põhjaveetase hakkab taastuma oma loomulikule tasemele. Nii täituvadki suletud kaevandused veega.

Eesti põlevkivimaardla keskosas on suletud kaevandustest veega täielikult täitunud Ahtme, Tammiku, Sompa ning osaliselt täitunud kaevandus nr 4, kaevandus nr 2, Käva, Käva 2, Kohtla, Kiviõli ning Kukruse. Tänu kaevanduste vahele jäetud tõkketervikutele on tekkinud nn. allmaabasseinid. Kaevanduse piires voolab vesi mööda kaeveõõsi või varinguõõsi. Läbi kaevandustevaheliste tõkketervikute toimub allmaabasseinide vahel veevahetus vastavalt kivimite hüdrogeoloogilistele omadustele. Veevahetuse intensiivsus allmaabasseinides sõltub kaevanduste vahele jäetud tõkketervikute pikkusest ja paksusest, veetasemete vahest naaberkaevandustes ja tõkketerviku ning lasumi veejuhtivusest. Veevahetus on seda intensiivsem, mida

42

pikem ja õhem on tõkketervik, mida suurem on veetasemete vahe ja mida suurem on kivimite veejuhtivus (Robam, Valgma, 2010). Kui palju suletud kaevandustes vett võib olla? Erinevad uuringud on hinnanud kaevandustes olevaks veehulgaks 160–170 mln m3.

Joonis 1. Kaevandusvee kasutamise potentsiaal 2011. aastal

Kaevandusvee potentsiaal soojusallikana Suletud põlevkivikaevanduste vee kasutamine soojusenergia või kineetilise energia allikana on üks võimalusi moodustunud tehnogeense veekogumi otstarbekaks kasutamiseks. Veekogumi kasutamise hindamiseks tuleb arvutada võimalik vee maht, vee vooluhulk ja analüüsida võimalikke kohti veevõtuks, vee pumpamiseks või soojuspumba paigutamiseks. Analüüsiks on otstarbekas koostada mäenduslik geoinfosüsteemi mudel, milles sisaldub kivimikihtide ja maapinna geomeetriline mudel, kaevanduse tehnoloogiline ruumiline mudel ja vee voolu hüdrogeoloogiline dünaamiline mudel (Valgma jt, 2010). Mudeli abil simuleeritakse vee pumpamist soovitavatest kohtadest. Mäeinstituudi teadlased lõid Ida-Virumaad hõlmavas uuringus uuringuala, mis hõlmab Jõhvi, Toila ja Mäetaguse valdu, ala, kus asuvad töötavad ja suletud põlevkivikaevandused. Uuringu tulemusena saadi kaevandusvee kasutamise potentsiaali kaart (Joonis 1), mis baseerub veesamba survel ehk mida kõrgem sammas, seda soodsam on sellesse kohta paigutada soojuspump, mis kasutaks kaevandusvett soojusallikana. Analüüsides olemasolevate soojustrasside olemasolu, leiti, et suurtarbijana on kõige otstarbekam rajada soojuspumpjaam Ahtme soojuselektrijaama juurde, et vajadusel kasutada olemasolevat kompleksi vee temperatuuri tõstmiseks soovitud temperatuurini, kui soojuspump ise seda ei võimalda.

43

Märkus: ülemine joon – maapind; viirutust piiritlev joon – veetase; alumiste joonte vahemik – põlevkivikihind.

Joonis 2. Läbilõige põlevkivimaardlast (põhjast lõunasse)

Ahtme on küll parim, aga Kiikla asula läheb üle kaevandusvee küttele Kiikla asula paikneb Mäetaguse valla lääneosas. Asula ümbrusesse jäävad suletud Sompa kaevandus, töötav Viru kaevandus ning rajatav Ojamaa kaevandus. Ehitatav soojuspump hakkab kasutama soojusallikana Sompa kaevanduses olevat kaevandusvett. Kaevandus piirneb põhjas endise kaevanduse nr 4 kaevandatud alaga, idas Tammiku, lõunas Viru ja läänes Ojamaa kaevandusega. Rajatava soojuspumpjaama võimsus tuleb 500 kW, mis kasutab maksimaalselt 74 m3/h kaevandusvett. Rakendatav tehnoloogia näeb ette, et kaevandusvesi pumbatakse maa peale, mööda torustikku juhitakse see soojuspumbani (umbes 1000 m), soojuspumbas alandatakse vee temperatuuri nelja kraadi võrra ning seejärel suunatakse mööda torustikku jahenenud vesi uuesti Sompa kaevandusse tagasi, umbes 300 m kaugemale väljapumpamiskohast. Nii jõuab tagasilastud vesi kaevanduses uuesti üles soojeneda.

Joonis 3. Soojuspumba töö põhimõte

44

Ettekande teesid on seotud TTÜ mäeinstituudi teadus- ja arendustööga ning uurimustöödega “Säästliku kaevandamise tingimused”, GRANT7499 – mi.ttu.ee/ETF7499 ning „Täitmine ja jääkide (jäätmete) haldamine Eesti põlevkivitööstuses“, GRANT8123.

Valgma, I., Robam, K., Karu, V., Kolats, M., Väizene, V., Otsmaa, M., 2010. Potential of underground minewater in Estonian oil shale mining region. 9th International Symposium Pärnu 2010 “Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering” and “Doctoral School of Energy and Geotechnology II”. Pärnu, Estonia, June 14–19, 63–68.

Robam, K., Valgma, I., 2010. Analysis of water removal parameters in mining sites. 8th International Symposium “Topical problems in the field of electrical and power engineering. Doctoral school of energy and geotechnology”. Pärnu, Estonia, January 11–16, 119–124.

Robam, K., 2009. Veekõrvalduse uuringud komplekssetes maardlates. Piirideta geoloogia: 4. geoloogia sügiskool. Tartu, Eesti Looduseuurijate Selts, 50–54.

Karu, V., 2011. Vana põlevkivikaevandus on jätkuvalt energiaallikas. Horisont, 1, 42–45.

POSTTEHNOLOOGILISED PROTSESSID ALTKAEVANDATUD ALAL Merle Otsmaa, Veiko Karu

TTÜ mäeinstituut SissejuhatusMaavarade kaevandamise ja mäetööde paratamatuks tagajärjeks on muutused maa välisilmes ning ülemiste kihtide geoloogilises ehituses. Võiks arvata, et kui kaevandamine toimub maa all, jääb maapind rikkumata. Kuid siiski võime maavara madala lasumuse puhul täheldada altkaevandatud alale omast mikroreljeefi. Võib ette tulla järsuseinalisi, mõnes kohas isegi maa alla avanevaid varinguauke. Mahajäetud või suletud kaevandustest põhjustatud reljeefimuutused võivad tekkida väga ebasobivatesse kohtadesse, nagu näiteks Kukruse varinguauk keset teed, kus varises 80 aastat tagasi rajatud stolle ühendav lõõr. Kohtla-Järve linna asfalteeritud tenniseväljak vajus 44 aastat pärast kaevandamist. Madala lasumusega ala, kus kihind oli maapinnale lähemal kui 10 m, kaevandati 1954. a. Väikeelamute ala Sompas Valli tänaval kaevandati 1956. a käsilaavadega, s.t. kaevanduskäigud täideti osaliselt paeriitadega. Majad ehitati 60-ndate aastate algul. 30 aastat pärast mäetööde lõpetamist ilmnes hooneid kahjustav vajumine.

Oleks hea, kui ehitiste alla oleksid jäetud kaitsetervikud, kuid nagu selgub eeltoodud näidetest, alati ei pruugi see nii olla. Mõnikord on see tervik mäetööde plaani järgi täiesti olemas, kuid tegelikkuses toimub selles kohas varing. Viimase viie aasta jooksul on varingute probleem muutunud iseäranis aktuaalseks, kuna altkaevandatud aladel toimub mitmesugune ehitustegevus, näiteks rajati Kohtla-Järve–Jõhvi maantee, samuti ehitatakse hooneid. Madalate kaevanduste puhul võivad ka tähtsusetud laekivimite vajumised olla jälgitavad maapinnal. Tänapäeval on võimalik reljeefimuutusi jälgida LIDAR andmete põhjal (Joonis 1). On huvipakkuv teada, kas altkaevandatud maa võib teatud tingimustel jääda püsima, ja kui mitte, siis kui pika aja möödumisel on oodata varinguid ja vajumeid. Millest ikkagi sõltub kivimite püsivus kaevandamisega rikutud aladel?

45

Joonis 1. Vajumid maapinnal, läänes kombainilaavad, idas kambriplokid Varingute põhjused Kindlasti võib kaevandusvaringuid hõlbustada karst. Kuuldavasti toimusid varingud Estonia kaevanduses 2008. a karstiilmingute alal. Lõhelisust on kõige parem uurida elektrilise uuringu abil. Häid tulemusi annab ka seismouuring ja infrapunakaardistamine. On võimalik välja selgitada üle 80% karstivöönditest. Varingute ja maapinna vajumite sügavused ning vajumismoldide kaldenurgad olenevad kaevandamistehnoloogiast (Joonis 2).

Joonis 2. Kaeveõõne kõrgus erinevate väljamistehnoloogiate korral, m

Kvaasistabiilne maa tekib, kui lae ja maa hoidmiseks ette nähtud tervikud ja

toestikuelemendid ei purune kaevandamise ajal, kuid see võib toimuda hiljem. 40 aasta jooksul on Eestis kvaasistabiilset ala tekkinud umbes 70 km². Suletud kaevandused upuvad ja tervikute püsivust hakkab mõjutama vesi. Terviku tugevust

46

iseloomustavaks suuruseks on piirkandevõime, mis määratakse sõltuvalt terviku otstarbest. Maa all on kasutusel tugi-, hoide- ja tõkketervikud. Tugitervikute kandevõime arvutatakse vähemalt kaheks aastaks, hoide- ja tõkketervikutel lõpmata pikaks ajaks. Terviku tugevus võib suureneda kaevandamissügavuse suurenedes 1,3 kuni 1,5 korda. Tervikute tugevus sõltub ka põlevkivi kütteväärtusest.

Varingute prognoosimine. Kuna tervikute tõelist tugevusvaru ja sellest tulenevat kambriplokkide varisemise aega ei ole võimalik piisava täpsusega määrata, on seda püütud teha neid protsesse teoreetiliselt analüüsides ja matemaatiliselt modelleerides. Modelleerimise abil on hinnatud, kui suur on tõenäosus, et tervikud purunevad kaevandamisjärgse 20 aasta jooksul (Tabel 1).

Tabel 1. Kaeveõõnte varisemise tõenäosus Nn igavese terviku

varutegur Varisemise tõenäosus erinevate arvutusmudelite kasutamisel, %

1,1 28–32 1,2 14–21 1,3 7–13 1,4 3,4–8,2

Tabelis toodud andmed kehtivad kivimi loodusliku niiskuse juures. Enamike,

eriti savikate settekivimite tugevus on veega küllastunud olekus madalam kui kuivalt. Erinevus võib olla mitmekordne. Põlevkivi tugevus veega küllastunult on 1,4–1,7, merglil ja savikal pael 1,4 ning dolomiidil ja vähese savisisaldusega pael 1,1–1,25 korda madalam kui kuivalt. Kaevanduse uppudes terviku kandevõime väheneb. Seejuures pole täpselt teada, kui suur on kivimi niiskus nn kuivas kaevanduses ja millise määrani niiskub kivim kaevanduse uppudes. Kaevanduses on käikude ja tervikute seinad vähemalt poole meetri sügavuses mõjutatud lõhkelainetest, mistõttu vähemalt selles mahus on kivimi veeimavus suurem kui katsekehadel. Tervikute nõrgenemise kohta uppunud kaevanduse tingimustes saame vaid püstitada oletusi. Samas leiavad mõned teadlased, et kaevanduse veega täitumine ei muuda tervikuid nõrgemaks.

Kõige paremini on varing näha metsaaladel ja üsna märkamatuks jäävad nad põllu- ja heinamaadel. On täheldatud, et varingud avalduvad soisel alal selgelt, kuid võivad täiesti märkamatuks jääda reljeefsel kultuurmaastikul. Aladel, kus kvaternaarisetete paksus ületab 2 m, esinevad tõenäoliselt savikad vahekihid, mis põhjustavad vee kogunemist maapinnale. Kvaternaarisetete kaardi abil saab ennustada veelompide teket vajunud maapinnal. Küsimusele, kui kaua läheb aega selleks, et kambriplokk variseks ja millest see aeg sõltub, selget vastust ei ole. Ettekande teesid on seotud TTÜ mäeinstituudi teadus- ja arendustööga ning uurimustöödega “Säästliku kaevandamise tingimused”, GRANT7499 –mi.ttu.ee/ETF7499 ning „Täitmine ja jääkide (jäätmete) haldamine Eesti põlevkivitööstuses“, GRANT8123 mi.ttu.ee/ETF8123 Reinsalu, E., Toomik, A., Valgma, I., 2002. Kaevandatud maa. TTÜ mäeinstituut. Reinsalu, E., 2000. Stochastic approach to room-and-pillar failure in oil shale mining.

Eesti Teaduste Akadeemia Toimetised. Tehnikateadused, nr 3, 207–216. Toomik, A., 1998. Environmental heritage of oil shale mining. Oil Shale, Vol 15, No

2, 170–183.

47

Vaher, R., 1982. Kirde-Eesti struktuurkaart mõõtkavas 1:100 000. Kandidaaditöö. Kirde-Eesti fosforiidi ja põlevkivi leviala tektoonika (vene keeles).

VNIMI, 1972. Tervikutega laekäitlusega kaevandamisviisi konstruktsioonielementide määramise ajutine juhend põlevkivikaevandustele (vene keeles). Leningrad, 48 lk.

Valgma, I., 1998. Eesti põlevkivikaevanduste tehnoloogiline kaardistamine. Kogumikus: 60 aastat mäeinseneride õpetamist Eestis. Aastapäevakonverentsi (19. novembril 1998) ettekannete teesid ja artiklid. Mäeinstituut.

Valgma, I., 1999. Eesti põlevkivimaardla potentsiaalsete vajumisalade kaardistamine. Kogumikus: Mäeohutus ja mäeõigus. Konverentsi ettekannete teesid ja artiklid. Tallinn, 28. juuni 1999. Mäeinstituut.

Valgma, I., 1999. Mapping potential areas of ground subsidence in Estonian underground oil shale mining district. In: Proceedings of the 2nd International Conference “Environment. Technology. Resources”. Rezekne, Latvia, 25–27 June 1999.

Valgma, I., 2000. Map of oil shale mining history in Estonia. In: Proceedings I. 5th Mining History Congress, Greece, Milos Conference Centre. George Eliopoulos (Ed.).

Reinsalu, E., Valgma, I., Sepp, M., Toomik, A., 2001. Altkaevandatud maa kasutamisvõimalused Kohtla kaevanduse näitel. Kogumikus: Mida tähendab kaevanduste sulgemine keskkonnale? Reinsalu, E. (Toim.). Tallinna Tehnikaülikool, lk 15–20.

Erg, K., Reinsalu, E., Valgma, I., 2003. Geotechnical Processes and Soil-Water Movement with Transport of Pollutants in the Estonian Oil Shale Mining Area. In: Proceedings of the 4th International Scientific and Practical Conference on Environment.

Reinsalu, E., Valgma, I., 2003. Geotechnical processes in closed oil shale mines. Oil Shale, 20(3), 398–403.

MIDA TEHA KAEVANDATUD MAAVARAGA Veiko Karu1, Ingo Valgma1, Tennobert Haabu1,Karin Robam1, Ain Anepaio1, Heidi Soosalu1,2

1TTÜ mäeinstituut, 2Eesti Geoloogiakeskus Eesti Vabariigis on arvele võetud 12 erinevat maavara, bilansiliselt peetakse ülevaadet 18 maavara kasutusalana kasutamisest (Tabel 1). Neid maavarasid kaevandatakse nii ava- kui ka allmaakaevandamismoodusel. Konkreetne kaevandamisviis oleneb maavara lasumisest maapõues. Iga maavara kaevandamisega püütakse kasutada ja rakendada parimat võimalikku tehnoloogiat (PVT). Kas see õnnestub, kas on teada parim võimalik tehnika või miks ei kasutata parimat tehnikat – need on küsimused, mis vaevavad inimesi, kelle naabruskonnas maavarasid kaevandatakse.

Tabe l. Eestis kaevandatavad maavarad

Põhimaavara Bilansis Põlevkivi Põlevkivi (tuh t) Turvas Vähelagunenud turvas (tuh t) Turvas Hästilagunenud turvas (tuh t) Liiv Ehitusliiv (tuh m³)

48

Liiv Tehnoloogiline- ja keraamikaliiv (tuh m³) Savi Tsemendi- ja keraamikasavi (tuh m³) Savi Raskeltsulav ja keramsiidisavi (tuh m³) Lubjakivi Ehituslubjakivi (tuh m³) Lubjakivi Tsemendi- ja tehnoloogiline lubjakivi (tuh m³) Fosforiit Fosforiit (tuh t) Dolokivi Ehitusdolomiit (tuh m³) Dolokivi Tehnoloogiline ja viimistlusdolomiit (tuh m³) Järvelubi Järvelubi (tuh m³) Kruus Ehituskruusliiv (tuh m³) Kruus Ehituskruus (tuh m³) Meremuda Meremuda (tuh t) Järvemuda Järvemuda (tuh t) Kristalne ehituskivi (graniit) Kristalliinne ehituskivi (tuh m³)

Maavarasid on Eestis juba ammu kaevandatud. Alati on kaevandamise käigus

kasutusele võetud sellest maavarast parim osa ja alles jäetud see, mida kusagil ei ole suudetud kasutusele võtta. Mäenduses loetakse jäätmeteks materjali, millele ei ole turgu ehk seda materjali ei ole võimalik veel müüa (Jäätmed, 2011). Nii on tekkinud põlevkivi aheraine mäed, lubjakivi sõelmemäed (Joonis 3), põlenud diktüoneemaargilliidi mäed (Joonis 1), flotoliiva mäed (Joonis 2), poolkoksimäed jpt kaevandamise jääkide ja jäätmete mäed.

Mida nende mägedega peale hakata, kuidas neid kasutada, kas neid üldse on võimalik kasutada – need on küsimused, mida analüüsivad innovaatilised insenerid, kes soovivad neid mägesid kasutada majandustegevuses. Nii on tehtud Kohtla-Nõmmele kaevanduspark-muuseum, kus saab kenasti talvel aherainemäest alla lasta. Paekivitoodete Tehas OÜ on hakanud lubjakivisõelmetest paeliiva välja pesema (Joonis 4).

Joonis 1. Põlenud diktüoneemaargilliit Joonis 2. Fosforiiditööstuse jääk - flotoliiv

49

Joonis 3. Lubjakivi sõelmemäed Väo karjääris

Joonis 4. Lubjakivi sõelmete ümbertöötlemine

Katsetatud on ka Kukruse–Jõhvi maanteelõigul maantee püsivuse tagamiseks

põlevkiviaherainebetooniga suletud põlevkivikaevanduse veostreki täitmist. Täitmiseks kasutatav segu koosneb killustikust, liivast, põlevkivituhast ja veest. Katsetööd Kukruse–Jõhvi maanteelõigul näitasid selgelt, et põlevkivituha ja aheraine täitmissegu on võimalik edukalt kasutada. Täitmistehnoloogia korral täitmissegu kivistub ja täitmine tagab kaeveõõne ning lae stabiilsuse (Valgma jt, 2010).

Eesti ei ole oma jääkide mägedega unikaalne. Taolisi kaevandamistegevuse tagajärjel tekkinud kaevandamisjääkide mägesid on mujalgi Läänemere riikides. Nüüd on ühiselt võetud nõuks leida innovaatilised lahendused nende mägede taaskasutamiseks või nende utiliseerimiseks. Moodustatud on Läänemere piirkonna riikide vaheline võrgustik (Joonis ), mis analüüsib kaevandamistegevust riikides ning annab suunised paremaks maavarade kaevandamiseks (Sabanov jt, 2010). Keskendutakse peamiselt võimalike ehitusmaterjalide tootmise võimalustele, jääkide töötlemis-purustus-sõelumis-pesemistehnoloogiate analüüsimisele ja kogemuste vahetamisele võrgustiku riikides.

Joonis 5. MIN-NOVATION partnermaade võrgustik

50

Ettekande teesid on seotud TTÜ mäeinstituudi teadus- ja arendustööga ning uurimustöödega “Säästliku kaevandamise tingimused”, GRANT7499 –mi.ttu.ee/ETF7499 ning „Täitmine ja jääkide (jäätmete) haldamine Eesti põlevkivitööstuses“, GRANT8123 mi.ttu.ee/ETF8123 ja välisprojektiga „Mining and Mineral Processing Waste Management Innovation Network“ VIR491 mi.ttu.ee/min-novation. Valgma, I., Kolats, M., Karu, V., 2010. Streki toestamine põlevkiviaherainebetooniga.

Kogumikus „Maapõue kasutamise arengud”. Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus, 33–38.

Jäätmed. Mäendusõpik, http://mi.ttu.ee/opik , TTÜ mäeinstituut 2011. Sabanov, S., Robam, K., Väizene, V., 2010. Mäendustegevuse tööstusjäätmete mõju

vähendamine keskkonnale Läänemere regioonis – programm MIN-Novation. Kogumikus „Maapõue kasutamise arengud”. Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus, 57–58.

Adamson, A., 1989. Põlevkivi tootmisjääkidest valmistatava ehituskillustiku kasutamise võimaluste uurimine. Aruanne.

Pastarus, J.-R., Valgma, I., Adamson, A., 2008. Põlevkivi kaevandamise jätkusuutlikkusest. Kogumikus „Killustiku kaevandamine ja kasutamine”. Valgma, I. (Toim.). TTÜ mäeinstituut, 1–4.

Valgma, I., Karu, V., Kolats, M., 2008. Killustav killustik – settekivimitel paiknev Eesti vaevleb killustiku kaevandamise hirmudes, teadmatuses ja ehitusmaterjalide puuduses. Kogumikus „Killustiku kaevandamine ja kasutamine”. Valgma, I. (Toim.). TTÜ mäeinstituut, 49–53.

51

KESKKONNAMINISTEERIUM MINISTRY OF THE ENVIRONMENT

EESTI GEOLOOGIAKESKUS 1.01.2011

GEOLOGICAL SURVEY OF ESTONIA

NÕUKOGU

BOARD

JUHATUS RAAMATUPIDAMINE MANAGEMENT BOOKKEEPING

PROGRAMMITALITUS

PROGRAM SERVICE

OSAKONNAD

DEPARTMENTS RAKENDUSGEOLOOGIA JA MAAVARAD TARTU REGIONAALOSAKOND APPLIED GEOLOGY TARTU REGIONAL DEPARTMENT AND MINERAL RESOURCES 15 GEOLOOGILINE KAARDISTAMINE GEOLOOGIAFOND GEOLOGICAL MAPPING GEOLOGICAL ARCHIVES 9 6 GEOFÜÜSIKA, MERE- JA KESKKONNAGEOLOOGIA LABORATOORIUM GEOPHYSICS, MARINE AND LABORATORY ENVIRONMENTAL GEOLOGY 9 2 HÜDROGEOLOOGIA MAJANDUSOSAKOND HYDROGEOLOGY AUXILIARY DEPARTMENT 11 Kadaka tee 82, EE 12618 Tallinn, Estonia Tel: (372) 6 720 094, fax: (372) 6 720 091, e-mail: egk@egk.ee, http://www.egk.ee

52

Eesti Geoloogiakeskuse töötajate kontaktinfo Administratsioon Aivar Pajupuu juhatuse liige 672 0094 378 iiv@egk.ee Vello Klein juhatuse nõunik “ 364 v.klein@egk.ee Jaan Kivisilla programmitalituse nõunik 672 0072 368 j.kivisilla@egk.ee Anne Lairand personalijuht 672 0094 365 anne.lairand@egk.ee Maie Pärnamäe sekretär “ 3 egk@egk.ee Meelike Tšesnokov pearaamatupidaja 672 0071 370 meelike@egk.ee Meeli Laufer pearaamatupidaja asetäitja 672 0072 359 meeli.laufer@egk.ee Irina Šatalova raamatupidaja 672 0071 “ irina@egk.ee

Geoloogiafond Mare Kukk juhataja 672 0080 372 m.kukk@egk.ee

Rakendusgeoloogia ja maavarade osakond Rein Ramst osakonnajuhataja 672 0089 349 rein.ramst@egk.ee Mall Orru vanemgeoloog “ 351 orru@egk.ee Mati Rammo “ “ 350 rammo@egk.ee Maare Rändur “ “ 352 maare@egk.ee Rein Sinisalu “ “ 353 sinisalu@egk.ee Tiia Tuuling “ 672 0374 tiia.tuuling@egk.ee Silja Liibert geoloog “ 381 silja@egk.ee Liina Halliste geoloog-geobotaanik “ Aivar Arumäe geoloogiatehnik 672 0089 aivar.arumae@egk.ee Virge Jõgi “ 672 0374 381 virge@egk.ee Priit Koppel “ “ priit@egk.ee Sven Kärber “ 672 0089 sven@egk.ee Merike Rass “ 672 0374 rass@egk.ee Kaupo Rõivasepp “ “ kaupo@egk.ee Neeme Elevant geodeet 672 0089 Geoloogilise kaardistamise osakond Kalle-Mart Suuroja osakonnajuhataja 672 0092 348 k.suuroja@egk.ee Kuldev Ploom juhtivgeoloog 672 0070 382 k.ploom@egk.ee Tõnis Saadre “ 672 0090 356 t.saadre@egk.ee Katrin Kaljuläte “ 6720070 382 kaljulate@egk.ee Tiit Mardim juhtivhüdrogeoloog “ “ t.mardim@egk.ee Eriina Morgen vanemgeoloog “ “ morgen@egk.ee Maarika Karimova geoloog lapsehoolduspuhkus Tiina Vahtra “ lapsehoolduspuhkus “

Geofüüsika, mere- ja keskkonnageoloogia osakond Sten Suuroja osakonnajuhataja 672 0371 358 s.suuroja@egk.ee Valter Petersell juhtivgeoloog 672 0093 340 v.petersell@egk.ee Tuuli Kalberg “ 672 0090 tuulik@egk.ee Heidi Elisabet Soosalu juhtivseismoloog “ 355 h.soosalu@egk.ee Aado Talpas vanemgeofüüsik “ 358 a.talpas@egk.ee Krista Täht-Kok vanemgeoloog 672 0093 342 krista@egk.ee Mikhail Shtokalenko “ “ mikhail@egk.ee Mark Karimov “ 672 0090 358 mark@egk.ee Andres Heinloo geofüüsik andres@gfz- potsdam.de Kaidi Lehtmets geoloogiatehnik 672 0093 kaidi@egk.ee Jegor Karimov infotehnoloogiatehnik jegor@egk.ee

53

Hüdrogeoloogia osakond Merle Truu osakonnajuhataja kt 672 0087 truu@egk.ee Rein Perens peahüdrogeoloog “ 335 perens@egk.ee Leonid Savitski juhtivhüdrogeoloog “ 336 l.savitski@egk.ee Natalija Boldõreva vanemhüdrogeoloog 672 0073 338 natali@egk.ee Nadežda Kivit “ “ “ nadezda@egk.ee Valeri Savva “ “ 334 v.savva@egk.ee Andreas-Erik Schmied “ “ 333 schmied@egk.ee Svetlana Jaštšuk hüdrogeoloog 672 0087 jastsuk@egk.ee Marko Häelm “ 672 0073 marko@egk.ee Sirje Noormets hüdrogeoloogiatehnik 672 0087 330 noormets@egk.ee Mati Lelgus vanemgeoloog 672 0073 m.lelgus@egk.ee Tiina Parm geoloogiatehnik 672 0087 343 parm@egk.ee Kaja Zavitskaja vormistamistehnik 672 0073 361 kaja@egk.ee

Tartu Regionaalosakond Ain Põldvere osakonnajuhataja 733 9004 anai@ut.ee Rein Grünberg vanemgeoloog ” Anne Põldvere “ “ anai@ut.ee Ranek Rohtla geoloog “ Kaidi Ariva “ lapsehoolduspuhkus

LaboratooriumMare Kalkun labori juhataja 672 0074 373 m.kalkun@egk.ee Valentina Kalašnikova vanemkeemik “ Natalja Balabina keemik “ Svetlana Safonova “ “ Natalja Stepantšenko “ “ Marina Saaremäe laborant “ Tiina Tampuu “ “ 380 Vladimir Andrejev laboritehnik “

Majandusosakond Irina Maltseva majandusjuhataja 672 0079 irina.maltseva@egk.ee Nikolai Bauman elektrik “