Etsende jord gir fiskedød
«Den sure jorda» har et naturlig opphav og naturlige prosesser gir problemer. I Finland er det beregnet at sur sulfatjord forårsaker større metallutslipp til vann enn de totale industriutslippene i landet.
Vi vet for lite om sur sulfatjord, og det skal vi ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) gjøre noe med i samarbeid med våre nordiske samarbeidspartnere. Kunnskap og data om sur sulfatjord er nyttig for de som dyrker jorda, forarealforvaltere og for planleggere av infrastrukturprosjekt.
Bor du på gammel (inn)sjøbunn kan sur sulfatjord ligge rett under dine føtter. Den er naturlig dannet og kan medføre store miljøproblem. Jorda kan lekke ut store mengder surt vann og metaller. Det sure vannet kombinert med metaller, som aluminium og jern, kan gi massiv fiskedød. Mange levende organismer håndterer ikke at surheten i jord og vann faller kraftig på kort tid. Ørret og mort er arter som er svært følsomme for sure vannløp, bekker og elver. Frigivelse av høye konsentrasjoner av metaller til vannet skaper en ekstra belastning for fisken.
Sur sulfatjord kan også gi problemer for oss mennesker ettersom vi dyrker jorda eller bygger på den. Surheten gjør at dyrking kan bli vanskelig uten spredning av kalk. Sur sulfatjord jord har dårlig stabilitet, noe som gjør byggeprosjekt vanskelige og kostbare. Syren i jorda angriper betong og jernkonstruksjoner og får materialene å smuldre opp og ruste. Jernet som lekker ut av jorda felles igjen ut i vannveier og forårsaker gjengroing av rør og bekker, som over tid reduserer dreneringsfunksjonen.
Slik blir den dannet
For å forstå dannelsen av sur sulfatjord må man gå tilbake til tiden etter siste istid. Sur sulfatjord er sedimenter som ble dannet på havbunnen etter siste istid. Da sto vannivået mye høyere enn i dag. Siden istiden har landet vårt steget opp av havet og sedimentene finnes derfor i dag på land. Kystområdene som var dekket med sjøvann, kaller vi områder under marin grense (MG).
Her finner du kart over marin grense.
Klimaet var varmere enn i dag og produksjonen av alger og plankton var høy. Leire, næringsstoffer og organisk materiale falt stedvis til bunnen. Bakterier som omdannet det organiske materialet, skapte et oksygenfattig miljø ved å forbruke mer oksygen enn det som ble tilført.
Det igjen førte til at det ble dannet jernsulfider fra jern og svovel fra havvannet og partiklene. Jernsulfidmineralene ble hovedsakelig dannet i løsmasser som silt og leire. Landhevningen etter siste istid har hevet disse områdene over dagens havnivå. I dag er områdene gode jordbruksområder. De samme prosessene foregår fremdeles, og ny sur sulfatjord dannes også i dag.
«Den sure jorda»
Så lenge sur sulfatjord får ligge uberørt i grunnen utgjør den ikke et problem. Det er når sur sulfatjord kommer i kontakt med oksygen at den blir endret og blir en utfordring. Når jorda er sur, men ligger uberørt, kalles den mulig sur sulfatjord. Ved grøfting eller under lange perioder med tørke, blir grunnvannsnivået senket, jorda tørker ut og oksygen trenger inn i bakken og mulig sulfatjord blir aktivert.
Derfor kalles jord som har blitt oksidert aktiv sur sulfatjord.
Det betyr at sulfidmineralene oksiderer og danner svovelsyre. Dannelsen av svovelsyre senker pH i jord og vann, ofte fra verdier over 7 ned til cirka 3,5 – 4, fra nøytral pH til sur pH. Samtidig frigis flere metaller. Sur sulfatjord utgjør et stort problem i vann i våre naboland Sverige og Finland.
Kartlegging i Norge
Bildet viser en sur sulfatjordlokalitet i Alta.
Det er uvisst hvor utbredt sur sulfatjord er i Norge fordi den ikke er blitt systematisk kartlagt. Så langt har bare området rundt Alta blitt kartlagt av NGU. I Alta finnes sur sulfatjord stedvis i og nær strandsonen, men vi forventer at det finnes store områder med sur sulfatjord også i andre deler av landet.
Vi må kartlegge mer i Norge for å forstå hvilke dannelsesmiljøer som har gitt opphav til sur sulfatjord. Det er nødvendig med økt kunnskap om de mulige miljøkonsekvensene og risikoen det kan ha for landbruk og infrastrukturutbygging.
Slik kartlegger vi
Kartleggingen utføres med prøvetaking på flatliggende områder under marin grense. Prøvene blir hentet inn fra en tynn kjerne som bores ned til tre meters dyp. Kjernene beskrives med kornstørrelse, farge og annen informasjon. Vi måler pH på kjernene i felt med en pH-måler og tar ut prøver til videre analyse på laboratoriet vårt.
Prøvene blir i etterkant liggende i 19 uker i romtemperatur hvor de blir utsatt for oksygen. Etterpå blir de målt på nytt for å se om pH har endret seg. Lavere pH betyr at sulfider i prøvematerialet har dannet svovelsyre. Vi kan da gjøre en første vurdering om utbredelsen av sur sulfatjord. Når det er blitt analysert et større antall prøver fra et område, kan man modellere utbredelsen av sur sulfatjord på et større område og i arealet mellom stedene hvor prøvene er tatt.
Derfor er kartlegging viktig
Kartlegging og data om utbredelse av sur sulfatjord er nyttig for de som dyrker jorda, arealforvaltere og de som planlegger infrastrukturprosjekt. Da vet de hvor man bør unngå dyp grøfting eller om løsmassene som graves ut må deponeres. Prosessen med produksjon av svovelsyre følger akkurat de samme prinsippene som for utvalgte fastfjellstyper, som sulfidførende gneiser eller alun-/svartskifer, som er fossilisert sur sulfatjord.
NGU vil i 2022 gjøre kartlegging av sur sulfatjord i Trøndelag. Her vil vi konsentrere oss om områdene under marin grense rundt Trondheimsfjorden. Neste år vet vi dermed mye mer om utbredelsen på regional målestokk i Midt-Norge.