Geologi på tværs af kysten - geocenter.dkgeocenter.dk/xpdf/geoviden-2-2016.pdf · GEOLOGI PÅ TVÆRS Steen Lomholt Seniorrådgiver, GEUS [email protected] Sara Skar Maringeolog, GEUS

2016

GEOLOGI OG GEOGRAFI NR. 02

Geologi p tvrs af kysten

GEOVIDEN_2_lav_Geologi p tvrs 30/06/16 14.20 Side 1

02 GEOVIDEN NR. 2 2016

Merete BinderupRedaktr, Seniorforsker, GEUS [email protected]

De overordnede mekanismer Jordens form reagerer som en bold, se figur 1.Nr man trykker t sted, buler den ud et andetsted. Men kontinenternes og oceanbundenesstenmaterialer reagerer langt mere trgt endvandmasserne p ndringer af is- og vand-belastningen. Vand er som bekendt flydende,mens undergrundens varme stenmasser kunflyder umdelig sejt. Landhvningen og hav-

bundsindsynkningen efter sidste istid er sle-des langt fra tilendebragt efter de 15.000 rder er get, siden de skandinaviske, sibiriskeog nordamerikanske iskalotter begyndte atsmelte og fylde vand p oceanerne.

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

den sidste istid. Timingen af disse forskydnin-ger viser, at der ikke er en umiddelbar, men enforsinket eller strkt usymmetrisk sammen-hng mellem klima og vandstand. Danmarksform og strrelse ndrer sig hele tiden, mennogle af rsagerne til vandstandsndringerneligger rtusinder tilbage i tiden.

Kystens geografiske forskydning Kystens geografiske (vandrette) forskydning ernogle gange meget langsom og i andre perio-der hurtig. Omkring det Sydfynske hav ogSmlandsfarvandet skrumper landet, mensder p stsiden af Skagens Odde, i stvend-syssel og det stlige Himmerland sker tilvkst

Naturlige rsager til kystens forskydningIkke kun havspejlet bevger sig op og ned p grund af store, langvarige klima-svingninger. Det gr undergrunden ogs, men med en betydelig trghed i forholdtil havspejlets bevgelse. Den aktuelle mngde af vand i oceanerne er bestemt af,hvor meget ferskvand, der er bundet i iskalotter, gletsjere, ser og i kontinenternesgrundvand. Samtidig er undergrundens lodrette bevgelser pvirket af ndringeri is- og ferskvandsmassernes vgt. Nr mngden af is- og vandmasser p landom-rderne falder, vil kontinenterne hve sig og omvendt. Og nr vgten af ocea-nernes vandmngde samtidig stiger, vil oceanbunden synke og omvendt.

Jens Morten HansenStatsgeolog, GEUS [email protected]

Landskabsformerne og de geologiske jordar-ter, alts den geologi, som vi ser p landjord -en, er i princippet den samme, som den vi fin-der p havbunden. Hvis man skruede tiden til -bage til Fastlandstiden, der sluttede for sm9000 r siden, ville man have set t sammen-hngende landskab, kun gennemskret afenkelte, strre floder, som afvandede landetog den baltiske iss. Men siden da er ismas-serne smeltet helt og havet er steget s me-get, at det er trngt ind i det danske omrdeog har oversvmmet meget store dele af dettidligere land, som dermed er blevet skjult fordet blotte je og samtidig blevet vanskelige-re tilgngeligt for en geologisk kortlgning.

I mange r har det vret nskeligt at f engeologisk kortlgning, som hang sammen ptvrs af kysten. P denne mde kan vi opnen bedre og mere sammenhngende indsigti landskabets dannelse og vi kan f et v -

sentligt bedre vrktj i ressourceforvaltning,naturbeskyttelse osv. Denne sammenhnghar vret vanskelig at etablere, fordi det ersvrere og dyrere at kortlgge til havs, hvor-for detaljeringsgraden dr ogs har vretmindre end p landjorden. Uligheden mind-skes dog i takt med at nye kortlgningsmeto-der tages i brug.

I dette temanummer om geologisk kort-lgning p tvrs af kysten kan du lse omde krfter, der styrer kystens beliggenhed; omden traditionelle kortlgning til lands og tilvands; om moderne kortlgningsmetoder, dermuliggr en kortlgning p tvrs og binderden oversiske og undersiske verden sam-men; om marin kortlgning, der har vretmed til at afslre, hvor kysten l i stenalderen,samt om, hvordan man nu til dags praktisererkystbeskyttelse ved at flytte rundt p sandeti kystzonen.

Geologi p tvrs af kysten


GEOVIDEN NR. 2 2016 03

0.74

S

1,25

0,25

0,5

-0,75

4.5

3,0

1,75

1,5

1,0

2,0

2,5

0,0

0,0

-0,50

-1,0

-0,25

-0,25

Kattegat

Skager

rak

TysklandHolland

Danmark

Polen

Sverige

Nordsen

stersen

Norge

Slutningen af istiden Fastlandstiden

IsIsIsh

av Ishav

Stenalderhavet

Forb

ule Forbule

af nyt land. P Ls er landtilvksten strst,ca. 2 meter om ret gennem de sidste rtusin-der. Her findes ogs Danmarks hurtigste land-hvning, i nutiden 2,3 mm om ret, mens hav-bunden i det Sydfynske hav og Smlands-farvandet snker sig med op til 1 mm om ret.Ogs i Vadehavet sker der en indsynkning afundergrunden, men her kompenseres ind-synkningen med aflejring af marsksedimenter.

Kystforskydningen skyldes sledes ikke kunvekselvirkningen mellem havets nedbrydendeog opbyggende processer: erosion, omlejringog sedimentation. Det er lige s vigtigt, at sam-spillet mellem ndringer af undergrundens oghavets hjde er i vedvarende forandring.

Summen af disse to aktrer undergrun-dens og havets lodrette bevgelser afgrhelt overordnet, hvor landet vil vokse ellerskrumpe. Hvor undergrunden hver sig, vok-ser landet, og hvor undergrunden synker,skrumper landet. Andre faktorer ssom defremherskende vind- og stormretninger kan lo-kalt overdve disse forhold, fx langs det mesteaf Jyllands og Sjllands nordvestkyster.

Havspejlets lodrette bevgelser Havspejlets lodrette bevgelser har ikke al-tid vret de samme overalt i oceanerne gen-nem de forskellige perioder efter sidste istid dvs. gennem de sidste 14.000 r. Set overkun 100 r er det mest afgrende, hvor me-get vand, der findes i oceanerne, og hvor me-get ferskvand, der er bundet i de arktiske eg-nes iskalotter, bjergenes gletsjere, kontinen-ternes ser og som kontinentalt grundvand.Det vil sige en fordeling, der i hj grad er sty-ret af klimatiske ndringer. Men set over1.000 r eller mere kan der vre store for-skelle fra sted til sted.

De ndringer, der sker pga. den globale,klimatiske omfordeling af is og ferskvand, sty-rer den mere kortsigtede vandstand, mensundergrundens mere trge reaktion p disseomfordelinger styrer den langsigtede udvik-

ling. Hvis fx isen p Grnland smelter og isenp Antarktis er konstant, vil Grnland og hav-bunden omkring Grnland hve sig ganskelangsomt og derved fortrnge havvandet. Plangt sigt vil resultatet af en skrumpende ind-landsis p Grnland vre, at vandstanden pa-radoksalt nok falder omkring Grnland.

Samtidig vil afsmeltningen p Grnlandmedfre, at tyngdekraften p den nordligehalvkugle svkkes i forhold til tyngdekraftenp den sydlige halvkugle. Resultatet vil vre,at en del af den nordlige halvkugles vand-masser trkkes sydover, og at vandstandenderfor stiger omkring Antarktis, mens vand-standen falder p den nordlige halvkugle.

Disse forhold er frst videnskabeligt erkendti de seneste r. Forskerne fokuserer derfor nup forskelle mellem fjern- og nrdistance-ef-fekter og p forskelle mellem kort- og lang-tidseffekter af klimatiske forandringer. Para-doksalt nok viser fjerneffekterne sig relativthurtigt. De er direkte virkninger af omfordelteis- og vandmngder og deraf afledt ndringaf Jorden tyngdefelt. De strste nreffekterderimod finder sted med en betydelig forsin-kelse. De er virkninger af trge, lodrette for-skydninger af kontinenterne og oceanbun-den som flge af ndringer i is- og vandbe-lastningen. Forstelsen af nutidens vand -stands ndringer omkring fx Danmark kan

Figur 2. Jordoverfladens bevgelseshastigheder (rde kurver). Tallene angiver hjdeforskydningen i milli-meter pr. r. Rde punkter viser beliggenheden af 26 mlestationer for vandstand, hvor forskellen mellemjordskorpens og havets lodrette bevgelser har vret mlt i mere end 100 r. Fed stiplet linje angiver engrnse, hvor bevgelserne nord og syd for linjen ikke flger samme mnster. Bemrk der er to 0-linjer.

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

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

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



derfor ikke kun bygge p simple betragtnin-ger over afsmeltningen p Grnland og andresteder, men skal ogs inddrage processer,der foregik for rtusinder siden og mske pden modsatte side af Jorden.

Undergrundens lodrette bevgelser Undergrundens bevgelser styres af denlangsomme flydning af delvist smeltede sten-masser dybt i Jordens skorpe og kappe. Un-dergrundens lodrette bevgelser er mere lo-kale end havspejlets bevgelser, men kansted- og tidvist vre meget strre. I egne somSkandinavien, der under sidste istid var dk-ket af flere kilometer is, hver landet sig, for-di vgten af al den is er forsvundet. I Dan-mark, der kun var delvist isdkket, betyderdet, at det nordstlige Danmark hver sig,mens de sydvestlige egne snker sig, se fi-gur 2. Disse hjdendringer er med andreord en forsinket effekt af de store klimaforan-dringer, som sidste istid og den nuvrendevarmetid er udtryk for.

Ved Frederikshavn betd forskellen mellemdisse bevgelser, at ishavet for 1214.000 rsiden stod 70 meter hjere end nu, og at sten-alderhavet for 6.000 r siden stod 12 meterhjere end nu. I den skaldte Fastlandstid mel -lem disse to hjvandsperioder stod havet for10.000 r siden mindst 23 meter lavere endnu i Storeblt, mens havet i det nordlige Kat-tegat i samme tidsrum kun stod 25 m undernuvrende niveau. Landet hver sig mestmod nordst og tipper derfor mod sydvestsamtidig med at havspejlet krer op og ned.Fra sted til sted og fra tid til anden er der der-for nogle meget betydelige forskelle i kystensbeliggenhed, se figur 3A og B.

Lokale tektoniske processer Dertil kommer tektoniske processer, der heltlokalt og regionalt kan give store lodrette ter-rnbevgelser. Det glder bl.a. de pladetek-toniske grnser som fx Nordamerikas vest-kyst, hvor oceanbunden skubbes ind underkontinenterne. I Danmark ses de strste loka-le forskydninger, hvor der findes salthorste iundergrunden. Salthorste har form som 510kilometer hje og 510 km brede propper afstensalt omgivet af andre og tungere bjergar-

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

Figur 4. Principskitse af en salthorst, dvs. op til 10 km hje propper af relativt let stensalt, der som enprop i vandet bryder gennem de overliggende, tungere lag. Landet hver sig over selve salthorsten, menshavbunden snker sig i omgivelserne, hvor stensaltet flyder ind i selve salthorsten. Lagene omkring salt-horstens vre del er fjernet, s man kan se horstens form. De vestlige Limfjordsegnes fordeling af land oghav er i vsentlig grad styret af omrdets mange salthorste.

Illustra

tion: Ca

rsten Eg

estal Th

uesen,

GEUS.

A B

Figur 3. A: Havets (lyseblt) og landets (grnt) udbredelse omkring Danmark, da isen (hvid) var smeltet tilbage til Norge og Sverige (Fastlandstid). B: Havets og landets udbredelse under Litorinahavets (stenalderhavets) maksimale udbredelse for 6.000 r siden. Mrkeblt er ferskvandsser og floder.

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


GEOLOGI PTVRS

Steen LomholtSeniorrdgiver, GEUS [email protected]

Sara SkarMaringeolog, GEUS [email protected]


Multibeam

Behovet for viden om naturvrdier, rstofferog havbundssedimenter har vret stigende itakt med, at der er kommet flere aktiviteter ogmangeartede interesser p havomrdet. Kravfra bl.a. EU om beskyttelse af den srbarehavbund, samtidig med at der foregr aktivi-teter som fiskeri, rstofindvinding og opfrel-se af havmlleparker krver, at der er ethjt vidensniveau om havbundens variation,opbygning og geologiske udvikling. Den mari-ne kortlgning strkker sig langt tilbage i tid,hvor sopmling er en af de ldste discipli-ner inden for marine undersgelser. Tidligerebestod udforskningen af havene primrt i atkortlgge kystlinjerne samt at bestemmedybderne i sejlrenderne. I lbet af 1920erneblev ekkoloddet, som vi kender det i dag, ta-get i brug til sopmling.

I dag sker kortlgning til ss vha. mange for-skellige kortlgningsmetoder, fx seismiske. Etekkolod sender korte lydblger ned i havbun-den, og det reflekterede signal opfanges igenp bden. I takt med den teknologiske udvik-ling findes der i dag en rkke avancerede se-dimentekkolodder, hvor lydblgerne trngerdybere ned i havbundens vre lag, samt detskaldte multistrleekkolod (multibeam), dergiver informationer om bde dybder og sedi-menter i et bredt strg p begge sider af skibet,mens det sejler. Dybden i lavvandede kystnreomrder (ca. 05 ms vanddybde) kan nu ogsbestemmes vha. skaldt grn LiDAR laser -opmling fra fly. Det kan du lse om p side1214.

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

flekteres forskelligt afhngigt af sedimentka-rakteren. Derfor kan en sidescan-kortlgningfortlle, om havbunden bestr af dynd, sand,grus, sten, klippe, boblerev osv., eller om dener begroet med muslinger eller legrs, se fi-gur 1. Menneskeskabte strukturer som under-siske kabler, pipelines, vrag, sugehuller frasandindvinding og spor efter fiskernes trawlkan ogs ses p disse data, se figur 2. P sand-bund kan man ofte se sandbanker og ribbe-strukturer, der vidner om retningen af sedi-menttransporten. Mange af disse observatio-ner er vigtige for at forst den geologiskeopbygning af havbunden, dens foranderlighedog fordelingen af bunddyr og planter. Side -scan-sonaren indgr som en vigtig del af denhabitatkortlgning, EU-lovgivning forpligterDanmark til at udfre, som led i sikring af ha-venes gode miljtilstand.

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

Marin kortlgningDe geologiske forhold, som vi kender s godt fra det danske landskab, fortstter udp havbunden, hvor de forsvinder for jet under vandoverfladen. Den marine kort-lgning er nglen til vores viden om, hvordan geologien fortstter p den vandk-kede del af Danmark. De sidste 4050 r er kortlgningen af havbunden intensive-ret, isr til brug for rstofindustrien, men ogs til vurdering af de biologiske livs-betingelser for planter og dyr. Nye instrumenter gr os i dag i stand til at se hav-bunden nsten p samme mde, som vi kan se p landskaberne.

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

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

Illustration: Carsten Egestal Thuesen, GEUS.



Holocne aflejringer

Glaciale aflejringer Senglaciale aflejringer

Holocne aflejringer

Glaciale aflejringer Senglaciale aflejringer

- 25 m

- 20 m

- 30 m 500 m

Havbund

Kilometres

1000

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

vre Miocn, ler

Miocn ler/silt/

Syd

Met

er u

nder

hav

et

50

-100

-250 1000 20000

og samtidig snker frekvensen af signalet plydkilden, trnger lydblgerne dybere ned ihavbunden og reflekteres fra underliggendelag. Denne form for akustik kaldes for denseismiske metode. Der findes en rkke for-skellige seismiske instrumenter, der ved hjlpaf lydblgernes refleksion fra laggrnserne ihavbunden anvendes til geologisk kortlg-ning af alt fra f meters dybde (se figur 3) tilolie selskabernes dybe seismik, der trngerflere kilometer ned i bunden.

For at validere den akustiske marine kortlg-ning og tolkningen af denne er det ndvendigtat indsamle bundprver og lave boringer. Vedhabitatkortlgning optages desuden videoeraf havbunden. Ved en kombination af seismi-ske profiler og dateringer fra boringer kan manafgre, om lagene i havbunden bestr af l-dre sedimenter eller af sedimenter aflejret un-der de nuvrende forhold. Man kan altsidentificere omrder med ldre aflejringer, ogderved f informationer om tidligere tiders af-

lejringsforhold p stedet. Ligeledes vil ldremere eller mindre udfyldte kanalstrukturer,flere tusind r gamle druknede kyst dannelsereller flodmundinger kunne kortlgges vha.den seismiske metode.

Den marine kortlgning (se figur 4) giversledes en bred vifte af viden om de under-siske landskabers dannelse, nuvrende mil-jtilstand og mulige ressourcepotentiale.

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

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



Naturgivne omstndigheder betyder, at geo-logisk kortlgning ikke kan foreg p sammemde til havs og til lands. Til havs benyttesforskellige former for akustiske metoder, somgiver gode og prcise oplysninger om jordla-genes strukturelle opbygning. Normalt skerdet kun langs mlelinjer, der har en forholds-vis stor indbyrdes afstand, men i nogle tilfl-de sejles linjerne s tt, at der kan kortlgges

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

P land er der derimod udfrt mange bo-ringer i tidens lb, og sammen med informa-tioner fra klinter og udgravninger har man gen-

nem tiderne forsgt at forst og modellere un-dergrunden. Mod slutningen af 1990erne blevder ivrksat en omfattende, isr geofysisk,kortlgning af landets grundvandsressourcer,og denne kortlgning har vist, at den geologi-ske opbygning mange steder i landet er merekompleks, end boredata alene har kunnet af -slre. Kortlgningen har sledes get forstel-sen af landets undergrund.

I det flgende vises et eksempel p enkortlgning fra et omrde omkring Tnder (fi-gur 1), hvor der bl.a. er blevet indsamlet flade-dkkende SkyTEM-data og seismiske data

GEOLOGI PTVRS

Geologisk kortlgning iet kystnrt omrde eteksempel fra VadehavetEn omfattende kortlgning af Danmarks grundvandsressourcer har i de seneste parrtier gjort os meget klogere p den vre undergrund. Kortlgningen af jordlagenesopbygning har vret afgrende for forudsigelsen af grundvandets forekomst ogstrmning. Kortlgningen har vist os, at undergrunden er mere kompleks end hid-til antaget, men heldigvis har det kunnet lade sig gre at kortlgge mange detaljer.

Peter SandersenSeniorrdgiver, GEUS [email protected]

Torben O. SonnenborgSeniorforsker, GEUS [email protected]

Flemming JrgensenSeniorforsker, GEUS [email protected]

Anne-Sophie HyerForsker, GEUS [email protected]

Saltvand, marsk

vre Miocn, ler

Miocn silt/sand

Glacialt forstyrret lagserie

Sand?

Issler

Smeltevandssand

Saltvand

vre Miocn, ler

Miocn ler/silt/sand

Profil Syd Nord

Meter

P

rofi

l

10 km

Met

er u

nder

hav

et

50

-100

-250

vre M

ioc

nTnder Graven

Begravet dal

Marint

Eem

Tyskland

Glacial deformation

1 10 100Modstand [m]

1000

Begra

vet d

al

Bredebro

Tnder

Lgumkloster

Hjer

Tnder Graven

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

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



SedimentklasserMorne/diamictKvartrt ler og silt

Smeltevandssand

Marint sand og gru

Ferskvandsdannels

Flyvesand

Extramarginale afle

Dyndet sand

Dynd og sandet dynlangs med nogle af vejene, og hvor der efterfl-gende er opstillet en 3D geologisk model og engrundvandsmodel (se boks ovenfor). Samtolk-ning af eksisterende geologiske data og nyind-samlede geofysiske data viser forekomster afflere hundrede meter dybe, begravede tun-neldale samt et omfattende kompleks af glaci-alt forstyrrede lag (figur 1 og 2). Sidstnvntefindes i det indre af bakkeerne men ogs un-der nogle af de store hedesletter. Dalene ernogle steder ldre end de glacialt forstyrredelag og andre steder yngre. Det vurderes, at deglaciale forstyrrelser er sket under nstsidsteistid (Saale, ca. 390.000130.000 r fr nu),og dalene er sledes blevet dannet p fleretidspunkter bde fr, tidligt og sent i Saale Is-tid. I n af dalene findes udbredte marine lagfra sidste mellemistid (Eem, ca. 130115.000r fr nu), se figur 1. I omrder, hvor der ikke ersket vsentlige glaciale forstyrrelser af lagfl-

gen, viser de geofysiske data tykke, udbredtelag fra den yngste del af den miocne periode(Miocn: for ca. 23 til 5,3 mio. r siden), og derses store forkastninger, som omkranser dentektonisk skabte Tndergrav (figur 1). Forudendisse strukturer har det vret muligt at kort-lgge de dkkende sand- og gruslag, der ud-gr sidste og nstsidste istids hedesletter,samt detaljerede strukturer og lag i de begra-vede dale. Alle disse geologiske strukturer erindarbejdet i en 3D geologisk model for omr-det (figur 3).

Nogle af de kortlagte strukturer er ogsblevet kortlagt til havs. Begravede tunneldalekendes fra Nordsen, men de enkelte dalekan dog ikke flges p tvrs af kystlinjen pgrund af begrnset seismisk datagrundlag iVadehavet. Til gengld kan komplekserne afde glacialt forstyrrede lag flges i en zone ptvrs af Vadehavet og ud til Fan Bugt, hvor

disse er beskrevet i detaljer p baggrund afen omfattende seismisk kortlgning.

I SkyTEM-data, der viser den elektriskemodstand af jordlagene, kan omrder med saltgrundvand kortlgges. Under marsken, syd-vest for Tnder, ses sledes, at grundvandet ersaltholdigt indtil meget tt under terrn. Saltgrundvand forekommer ogs i forbindelse mednogle af de begravede dale, hvilket tyder p atde geologiske strukturer styrer grundvandetsstrmning. Grundvandsmodelleringen viser, atindtrngningen af saltvand fra kysten til grund-vandsmagasinerne er styret dels af de begra-vede dale og de miocne sandlag, dels af for-skellen mellem havniveau og grundvandsstan-den i marskomrdet. get drning og/ellerstigende havniveau vil derfor kunne give an-ledning til yderligere saltvandsindtrngning iomrdet.

De mest anvendte geofysiske metoder til

grundvandskortlgning er seismik og Sky-

TEM. Seismik foregr ved, at der fra en stor

vibrator udsendes lydblger i undergrun-

den. Disse lydblger reflekteres fra jordla-

gene, og refleksionerne mles med udlagte

mikrofoner p jordoverfladen. SkyTEM er en

elektromagnetisk metode, der opmles med

en langsomt flyvende helikopter. Jordlage-

nes elektriske modstand mles og omst-

tes ved tolkning til geologi. SkyTEM meto-

den er beskrevet mere detaljet i Geoviden

nr. 3 fra 2013, s. 67. En 3D geologisk mo-

del er en computermodel, der rumligt be-

skriver de geologiske forhold. Grundvands-

modellen baserer sig p den geologiske

model og giver mulighed for at udregne,

hvordan og hvorfra grundvand eksempelvis

strmmer frem til en indvindingsboring.

Seismik og SkyTEM

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

Figur 2. Uddrag fra dengeologiske model, somviser et 3D overblik overnogle af de kortlagte be-gravede dale. Nederstses kalkoverfladen i400600 ms dybde.

SandLerHolocnHedesletteSenglacialEemMde GruppeOdderup S3Arnum L3

Odderup S2Arnum L2Bastrup SandKlintinghoved Ler nedrePalogen lerDanienKlintinghoved Ler vreMde Gruppe forstyrretAbild Dal sand

Abild Dal lerHjer Dal lerHjer Dal sandTnder Dal lerMgeltnder Dal sandMgeltnder Dal lerLgumkloster Dal sandTnder Dal sand


Kystlinjen markerer overgangen fra landskabet,der er synligt for det blotte je, til det druknedelandskab, skjult p havbunden. Men p trods afforskellig tilgngelighed og synlighed er beggelandskaber i hj grad et resultat af istidenspvirkning. Den geologiske udviklingshistoriep tvrs af kysten er sledes den samme indtilafslutningen af Fastlandstiden for ca. 12.000 rsiden, da havet begyndte at stige og druknedede lavtliggende dele af det nydannede land-skab. Den vanddkkede del af landskabet er

med tiden blevet udsat for blger og strmmemed sedimenttransport, erosion og sedimenta-tion til flge, hvorved de marine aflejringer mo-dificerer istidslandskabet, mens landomrderneer forblevet mere eller mindre uforandrede ogkun delvist pvirket af vandlb og vind.

Udforskningen af de to forskellige land-skabstyper er historisk set baseret p vidt for-skellige opmlingsmetoder. P land har man imere end 125 r foretaget en systematisk kort-lgning af de vre jordlag gennem prvetag-

ninger med jordspyd, der kombineret medmorfologiske analyser har ledt til en forstelseaf landskabernes dannelse. Havbundens geo-logiske kortlgning startede derimod frst foralvor med forundersgelserne for sand- oggrusressourcer i 1970erne og -80erne efter-fulgt af et utal af miljundersgelser, anlgs-opgaver mv. som var baseret p seismiske op-mlinger og sedimentprver. Resultaterne her-fra har dannet grundlag for en klassificering afhavbundens sedimenttyper, der kombineretmed dybdekort giver et overordnet billede afdet undersiske landskabs dannelseshistorie.

GEOLOGI PTVRS


Geologisk overfladekort-lgning p tvrs af kystlinjenGeologisk kortlgning har traditionelt fundet sted enten p land eller til havs. Nrman harmoniserer landog havkortene og stter dem sammen, bliver det tydeligt,at landskaberne og de geologiske jordarter overordnet set forstter p tvrs afkyst en, hvor aktive kystprocesser dog modificerer istidslandskaberne.

Jrgen Overgaard Leth Seniorrdgiver, GEUS [email protected]

Peter Roll JakobsenSeniorforsker, GEUS [email protected]

C

B

C

SedimentklasserMorne/diamictKvartrt ler og silt

Smeltevandssand og -grus

Marint sand og grus

Ferskvandsdannelser

Flyvesand

Extramarginale aflejringer

Dyndet sand

Dynd og sandet dynd

B

AA

Gedser

Figur 1. Generaliseret sedimentkort i etkortudsnit af Lolland, Falster og den vest-lige del af stersen. For at fremhve dengeologiske udvikling p tvrs af kysten ernogle af de oprindelige sedimentklasserfra land og hav slet sammen og visesmed samme farve. Det glder for mo-rne/dia mict, marint sand og grus samtkvartrt sand og ler. Eksempler p sam-menhngende strukturer er markeretsom A, B, og C (se teksten). Kystlinjen erangivet med en svag sorte linje.


0

110

-20

0

0 10 Km

Tun

Endelave

Malling

Odder

Horsens Fjo

rd

Hjarn

Alr

MeterRandmorne

Terrnstriber og drumlins


Ses der bort fra den nuvrende kystlinje oganalyseres landskabets udformning ud fra endetaljeret hjdemodel og bathymetriske (dyb-de-) data, finder man mange steder de oprinde-lige landskabsformer bevaret p tvrs af kyst -en. Ligeledes ser man, at jordbundstyperne pland overordnet betragtet kan korreleres ptvrs af kysten til havbundens tilsvarende se-dimenttyper.

Jordarter eller havbunds-sedimenterP land er det verste jordlag kortlagt minu-tist gennem tusindvis af prver udtaget medjordspyd. Prverne er klassificeret efter dereskornstrrelse, dannelsesmilj og alder. Det re-sulterende jordartskort viser med stor njag-tighed fordelingen af de forskellige jord arts-typer og giver samtidig et billede af den geo-lo giske udviklingshistorie, eksempelvis mo-rne flader, smeltevandssletter og dalstrgmed fersk vandsedimenter. En tilsvarende kort-lgning er foretaget af det verste lag af hav-bunden, dog er tolkningerne her primrt ba-seret p data indsamlet ved brug af akustiskeog seismiske metoder suppleret med sedi-mentprver. Det resulterende kort over hav-

bundssedimenterne giver et tilsvarende ind-blik i udbredelsen af forskellige sedimentty-per og dermed ogs deres aflejringsmiljer.P grund af forskelle i kortlgningsmetoderer detaljeringsgraden ikke s hj p havbun-den som p land. Derudover findes der i sa-gens natur aflejringer p havbunden, som ik-ke findes p land fx dynd, der alene er relate-ret til det marine milj. Sttes jordartskortetog havbundssedimentkortet sammen sam-tidig med at klassifikationen af de respektivesedimentklasser generaliseres fremkommerder et billede af den geologiske udvikling ptvrs af kysten.

P figur 1 ses et udsnit af omrdet omkringLolland, Falster og den vestlige del af ster-sen. Den nuvrende kystlinje er markeret somen svag sort linje. Sedimentklasserne fra deoprindelige kort er generaliseret som flger:Alle klasser omfattende morneler, -sand og-grus er vist med en brun farve. De marine sand-og grusaflejringer er slet sammen og vist meden lysebl farve. Kvartrt ler og silt er sletsammen med smeltevandsler og angivet medokkergul/lysebrun farve.

P det generaliserede kort (figur 1), ses endel sammenhngende strukturer. Her skal

frem hves: A) Udbredelsen af morneler pFalster og i det tilstdende havomrde st/syd -st for Falster er udformet som en rkke kon-kave buer, hvoraf den vestligste kan flges fraGedser mod nordvest langs vestkysten af Fal-ster. En rkke mere eller mindre parallelle buerflger mod st og nordst. Disse tolkes sommornerygge dannet ved kortvarige isfremstdfra en baltisk isstrm, der dkkede stersenog det sydlige Sverige i slutningen af sidste is-tid. Lavningerne imellem disse er udfyldt afsand, som det ses p havbunden og i den cen-trale del af Falster. B) Guldborgsund, der frem -str som et nordvestsydstligt lineament, deradskiller Falster og Lolland, er formentlig betin-get af tilstedevrelsen af en forkastning. Sun-det, som har en fortsttelse i havbunden modnordvest ud i Smlandsfarvandet, har en san-det havbund, der dog bliver mere og mere dyn-det mod nordvest. C) En struktur af fersk vands-sedimenter skrer sig gennem den stlige delaf Lolland med en nordvestsydstlig retning.Strukturen, som kaldes Stldybet, er betingetaf en underliggende forkastning. Kortet indike-rer, at den har en fortsttelse mod nordvest udi Smlandsfarvandet, hvor den tilhrende lav-ning er udfyldt af dynd.

Figur 2. Til venstre ses hjdemodellen og den bathymetriske model for omrdet omkring mundingen af Horsens Fjord. Til hjre ses de tolkede landskabsformer forsamme omrde, jf. teksten.



GEOLOGI PTVRS

Meter

0

110

-20

0

0 10 Km

Langeland

Sprog

Kongshj

Korsr

Randmornestrg

Tunneldal

Kystoverskridende landskabs-former mellem Endelave og OdderOmrdet mellem Endelave og Odder har flereaf de oprindelige landskabsformer bevaret ptvrs af kysten. Her er det srligt terrnstri-ber og drumlins, der fremstr tydelige i dendetaljerede hjdemodel. Drumlins er aflangeelipseformede bakker, der rager op over enmorneflade, hvilket har fet mange til atsammenligne dem med hvalrygge, der ragerop over vandet. Terrnstriber er aflange ogmere flade rygge, der er s lave, at de ikke kanerkendes, nr man str i landskabet, men defremstr meget tydeligt p hjdemodellen.Begge landskabsformer er dannet under engletsjer, og de viser i hvilken retning, gletsje-ren har flydt. Disse landskabsformer kan sesp Endelave, Hjarn og Alr og i de kystnrelandskaber mellem Juelsminde til lidt nord forOdder, se figur 2. Orienteringen af terrnstri-berne er i dette omrde vifteformet. Sledeshar terrnstriberne i den sydlige del en ca.stvestlig retning, mens retningen i den nord - lige del er ca. nordsyd. Isen har sledes bredtsig ud i forskellige retninger. Man kan ogs se,at den er flydt ind i Horsens Fjord. Flere steder

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

P den bathymetriske model ser man og-s disse landskabsformer p det relativt lavevand mellem Endelave og Jylland. Oplselig-heden af dybdedata er ikke s god som hj-demodellen p landjorden, men aflange for-mer kan ses, og de er p havbunden parallellemed dem, man ser p erne og i de kystnreomrder p land. Hele omrdet er sledes dan-net under isen, der er flydt ind i Horsens Fjordog op mod Malling. Der hvor isen er stoppet opeller blevet bremset, er der dannet randmo-rnebakker langs isranden, skubbet op foranden hurtigt fremrykkende is. Frst senere, dahavet steg til det nuvrende niveau, er dele afdenne flade druknet, og landskabet er blevetdelvist slret af marint sand, der ligger drape-ret over den glaciale flade.

Kystoverskridende landskabs-former nord for LangelandI den centrale del af Storeblt er de mestmarkante landskabsformer de strg af rand-mornebakker, der kan flges fra Langelandop over Sprog til Korsr, p Sjllandssidenaf Storeblt, se figur 3. Et andet strg kan fl-

ges fra den nordlige spids af Langeland i enbue tvrs over Storeblt. Landskabsformer-ne i disse strg er en kombination af dd -islandskab, issbakker og sm randmorne-bakker, og de markerer to israndsstadier un-der nedsmeltningen af Storebltsgletsjerenhen mod slutningen af sidste istid.

Et andet meget interessant landskabsele-ment, man kan erkende nord for Langeland,er en dalstruktur, der skrer tvrs gennemde to randmornestrg og peger direkte ind iKongshj tunneldalen. Her er der antageligttale om en fortsttelse af tunneldalen ptvrs af Storeblt. Dalen fremstr stadigvktydelig, selv om den er delvist fyldt op af rand-mornemateriale. Dele af tunneldalen og rand-mornestrgene er efterflgende druknet, mende viser at Fyn, Storeblt og Sjlland er et sam-menhgende glacialt landskab, der efterfl-gende er modificeret af marine processer.

Figur 3. Til venstre ses hjdemodellen og den bathymetriske model for det stlige Fyn og Storeblt. Til hjre ses de tolkede landskabsformer for samme omrde, jf.teksten.


Overgangszonen mellem land og vand kyst -zonen mellem det terrestriske og det marinemilj er generelt blandt de mest dynamiskemiljer. Dette glder bde dannelsen og ud-viklingen af naturlandskabet, bl.a. som flge afvindens, blgernes og tidevandets ved varendepvirkning af landskabet, men ogs udviklin-gen af kulturlandskabet, idet langt strstede-len af Jordens befolkning lever i nr heden afdisse overgangszoner mellem land og vand,dvs. langs floder og ser, men primrt langs

kysten. Og specielt kystzonen er under stortpres som flge af et stigende havspejl, en mu-lig stigende storm styrke og -hyppighed samtstigende befolkningstal og en get udnyttelseaf naturlige ressourcer. Rumlig og detaljeret in-formation og viden om landskabet og land-skabsudviklingen er et ndvendigt fundamentfor at kunne planlgge og forvalte kystzonenp en effektiv og bredygtig mde.

Historisk set har kortlgning til lands og tilvands vret adskilt og uafhngig, vret ba-seret p forskellige metoder og haft udgangs-punkt i forskellige discipliner, og ikke mindstvret varetaget af forskellige myndigheder ogtilmed placeret under forskellige ministerier.Kombinationen af hjteknologisk udvikling in-denfor computerteknologi (bl.a. hurtigere CPU),positionsteknologi (bl.a. prcis GPS) samt ud-viklingen indenfor hhv. sonarteknologi (medflerstrleekkolod) og laserteknologi (med rdlaser) har revolutioneret kortlgningen bdetil lands og til vands siden indgangen til dettertusinde. Dog er det frst indenfor de senestef r, at de to miljer ved hjlp af grn laserkan forbindes smlst, se figur 1.

Grn laser forbinder land og vandGrn laser kan gennemtrnge vandsjlen og blive reflekteret fra havbunden. Vedhjlp af flybren grn laserscanning kan overgangszonen mellem land og vand samtlavvandede omrder i kystzonen opmles med fuld dkning og med hj detalje-ringsgrad. Rumlig og detaljeret kortlgning af landvand-overgangszonen givermulighed for at generere ny viden om de naturlige processer, som foregr p tvrsaf kysten. Dette kan bidrage til optimeret forvaltning af kystzonen med bedre inte-gration af naturlige processer, lovgivning og administration p tvrs af kysten.

Figur 1. Med flybren grn laserscanning topo-batymetrisk LiDAR kan overgangszoner mellemland og vand samt lavvandede omrder i ser, flo-der og langs kysten opmles med fuld dkning ogmed hj detaljeringsgrad.

Illustra

tion: Ca

rsten E

gestal

Thuese

n, GEU

S.



Til vandsSkibsbret flerstrleekkolod (multibeam echo -sounding MBES) har siden rtusindeskiftetrevolutioneret kortlgning og undersgelseri det marine milj fra de dybere omrder oghelt op til 5 m dybdekurven. Dette har mulig-gjort en hidtil uset rumlig beskrivelse og be-stemmelse af havbundens morfologi. Medsuc cessive opmlinger er det desuden muligtmed hj prcision at bestemme morfologi-ske ndringer bde over kortere og ln geretidsperioder (fx enkelte tidevandsperioder,storme og rstidsvariationer) drevet af blgerog strm, men ogs morfologiske ndringersom flge af menneskelige indgreb i det ma-rine og kystnre milj.

Til landsFlybren rd laser (topografisk Light Detec -tion and Ranging LiDAR), med en blgelng-de i det infrarde spektrum, har ligeledes si-den rtusindeskiftet revolutioneret kortlg-ning og undersgelser i det terrestriske milj,men kun til kystlinjen. Og ligeledes har dettemuliggjort en hidtil uset rumlig beskrivelse ogkvantificering af landskabet, bde af landska-bets terrn men ogs af landskabets overfla-de med vegetationsdkke, bygninger, veje oganden infrastruktur. I Danmark har staten fi-nansieret to landsdkkende opmlinger om-kring rene 2007 og 2015, som har givet ny vi-den om det danske landskabs dannelse. Ogmed den seneste opmling er der en ene -stende mulighed for ogs at undersge kyst -udviklingen over knap et rti p nationalt planog med en hj detaljeringsgrad, men alts kuntil kystlinjen. I overgangszonen mellem landog vand og i de lavvandede omrder i kystzo-nen eksisterer p nationalt plan ingen detalje-ret rumlig information.

Land og vandFlybren grn laser (topobatymetrisk LiDAR),med en blgelngde i det grnne spektrum,reflekteres bde fra landoverfladen (overfla-de og terrn) og vandoverfladen, men dengrnne blgelngde kan desuden trngegennem vandsjlen og blive reflekteret frahavbunden (og fra materiale i vandsjlen).Dermed er det muligt ogs at kortlgge over-gangen fra land til vand og havbunden i lav -vandede kystnre omrder. Vandsjlegen-nemtrngningen og dermed den maksimalevanddybde, som kan kortlgges, afhnger

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

Ved laserscanninger langs Nordsjllandskyst og omkring Rdsand lagune ved FemernBlt har vi kunnet kortlgge havbunden heltud til 78 meters vanddybde. Der er sledes etpotentiale for, at hele kystzonen i de indredanske farvande kan kortlgges med en de-taljeringsgrad svarende til den seneste natio-nale hjdemodel. Kystzonen langs den jyskevestkyst vil ligeledes kunne kortlgges, forud-sat overflyvningerne foretages under gunstigeforhold, fx efter en periode med stenvind,hvor blgeenergien og turbiditeten i vandsj-len er lav.

Det mest udfordrende kystomrde at kort-lgge med flybren grn laser i Danmark erdog Vadehavet, som er karakteriseret ved enkonstant varierende vandstand og hj turbidi-tet i vandsjlen som flge af tidevandets dyna-mik og den relaterede sedimentdynamik. Va-dehavet er derfor ideelt til at teste begrnsnin-gerne for flybren grn laser. I 2014 blev et 50km2 stort omrde ved Knudedyb i Vade havetoverfljet, se figur 2. Knudedyb er et af de mestdynamiske kystomrder i Danmark, med storeomlejringer af sediment, bde som flge af dendaglige tidevandsdynamik, en stor sydgendematerialetransport langs kysten og fordi det ereksponeret for stormfloder fra vest.

Resultaterne har afslret, at selv i disseudfordrende omrder med et netvrk af tide-vandskanaler, sm vanddkkede lavninger,hj turbiditet i vandsjlen og konstant varie-rende vanddybder kan landskabet kortlggesmed fuld dkning helt ned til vanddybder pknap 4 meter. Detaljeringsgraden er hj medca. 20 mlepunkter pr. kvadratmeter, og denvertikale njagtighed er bedre end 10 cm. Der-med vil det vre muligt ved en kombination afflybren grn laser og skibsbren flerstrleek-kolod at kortlgge hele Vadehavet med enhidtil uset detaljeringsgrad, hvilket vil vre etunikt fundament for en fremtidig bredygtigforvaltning af Vadehavet, som i 2014 blevUNESCO Verdensarv.

PerspektiverFlybren grn laser-teknologi har i lbet af desidste par r udviklet sig kolossalt, og der eret stort potentiale for brug af teknikken tilgrundvidenskabelig forskning svel som mil-jkortlgning, -monitering og -forvaltning.

Hidtil er metoder primrt blevet udviklet til atkortlgge den overordnede topografi og ba -thymetri samt landskabsformer. De nsteskridt bliver bl.a. udviklingen af metoder til atkortlgge havbundens materialesammenst-ning ud fra det reflekterede lasersignal, at be-skrive vandsjlens turbiditet med stor rumligdkning og hj detaljeringsgrad, og at kort-lgge bl.a. stenrev, muslingebanker og le -grs, som alle er relevante i vurderinger afvand- og havmiljets kologiske tilstand i kyst -zonen, som er et krav i henhold til EUs Vand -ramme- og Havstrategidirektiv.

Derudover er der potentiale for en bedreog mere effektiv kortlgning af Grnlandsenorme kyststrkning, som forventes at bliveudsat for store materialeomlejringer og n-dringer i kosystemer i dette rhundrede,som flge af de globale ndringer i klima- ogmiljforhold.

GEOLOGI PTVRS


Mikkel S. AndersenForskningsassistent, IGN [email protected]

Jrgen Overgaard LethSeniorrdgiver, GEUS [email protected]

Frank SteinbacherCEO, AHM Hydro Mapping GmbH [email protected]

Aart KroonLektor, IGN [email protected]

Verner B. ErnstsenLektor, IGN [email protected]

Zyad Al-HamdaniSeniorforsker, GEUS [email protected]

Carlo SrensenSenior Kysttekniker,Kystdirektoratet [email protected]

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

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

Her kan du lse videre



Kilometer0 2

Meter0 20

A

B

C

D E

AB

C

D

E

Meter0 400

Meter0 100

Meter0 40

Meter0 40

Meter0 400

N

Hjde(m DVR90)

>2

-4

-1

HjdemodelCellestrrelse 50 cm base-ret p topobatymetrisk Li-DAR punktskydata med ca.20 mlepunkter pr. m2.

OrtofotoPixelstrrelse 8 cm.

Seglformede og linere intertidalerevler og subtidal kanal.

Seglformet intertidal revle.

Vegetationstoppe.

Testomrde p Peter MeyersSand ved Knudedyb mellemFan og Mand i Vadehavet.

Geomorfologisk klassifikationIntertidal og subtidal kanal.

Intertidal kanal.


Den marine kulturarv er under konstant trus-sel fra menneskelige aktiviteter omfattendeuddybningsarbejder, rstofindvinding, fiske-ri (trawling), anlgsarbejder (bl.a. vindml-ler), skabler og forurening samt naturlignedbrydning i forbindelse med storme. Deigangvrende klimandringer har bl.a. med-frt en strre hyppighed og intensitet i stor-mene, og dermed get risikoen for nedbryd-ning af fx vrag og bopladser p havbunden.

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

Hovedmlene med projekt SASMAP har vret: At udvikle regionale geologiske modeller

til forstelse af forhistoriske kystndrin-ger og p den baggrund at vurdere sand-synligheden for at finde undersiske ar-kologiske bopladser, samt udvikle me-toder til hvordan de kan bevares.

At anvende ikke-destruktive undersgel-sesvrktjer, fx regional satellit-scanning,udvikling og innovativ anvendelse af de-taljeret multibeam (se boksen til hjre) ogendelig 3D seismiske undersgelser tilbrug p lavt vand.

Disse undersgelsesmetoder gr det muligt atfremstille digitale billeder og modeller af muli-ge fundomrder uden risiko for at delgge eteventuelt kulturminde. Det vil ogs vre mu-ligt at vise digitale billeder af skibsvrag, mensdet nppe er muligt at identificere bopladser.

Ved hjlp af GIS-vrktjer, der fodresmed data om bl.a. den lokale hydrodynamik,sedimenternes beskaffenhed, osv. er det mu-

ligt at vurdere havbundens stabilitet samtsandsynligheden for at arkologiske fundfortsat kan vre bevaret i havbunden.

Andre ml med projektet har vret 1) atundersge de biogeokemiske parametre ihavbundens sedimenter, som kan afslrenedbrydningsgraden af organiske materialer,hvorved det bliver lettere at vurdere beva-ringspotentialet for arkologiske fund; 2) atudvikle ny teknologi i form af dykker-holdte

vrktjer til prvetagning af sedimentkernerfra marinarkologiske udgravninger; 3) atudvikle nye teknikker til p forsvarlig mde atbringe strkt nedbrudte, organiske arkolo-giske fund op fra havbunden; 4) at undersgemulighederne for anvendelse af kunstigt s -grs til stabilisering af sedimenterne omkringarkologiske udgravninger, og endelig at ud-brede viden om og gennemfre uddannelse ibrugen af de nyudviklede teknologier.

GEOLOGI PTVRS

Maringeologi i arkologiens tjenesteVed hjlp af maringeologisk kortlgning af lavvandede omrder i kystzonen vedTudsehage vest for Sklskr har det vret muligt at dokumentere kystlinjens for-andringer i den yngste halvdel af ldre stenalder (Kongemose Erteblle, 9000 6000 r fr nu).

Jrn Bo JensenStatsgeolog, [email protected]

Zyad Al-HamdaniSeniorforsker, GEUS [email protected]

David John GregoryForskningsprofessor, Nationalmuseet [email protected]


SASMAP str for Development of Tools and Techniques to Survey, Assess, Stabilize, Monitorand Preserve Underwater Archaeological Sites. Det 3-rige projekt (2012 2015) blev ko-

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

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

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

SASMAP har i april mned modtaget Europa Nostra prisen

2016, for at vre et af rets bedste Europiske kulturarvs-pro-

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

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

skytte Europas kulturarv og landskabelige vrdier og bredest

muligt at fremme opmrksomheden p og forstelsen for den

europiske kulturarv. En stemme for psknnelsen af kultur-

vrdier i Europa er Europa Nostras vigtigste opgave. Europa

Nostra vil ge vrdsttelsen af den nationale kulturarv og

samtidig gre den europiske kulturarv til alles eje.

SASMAP

Flerstrleekkoloddet (multibeam) udsender adskillige separate lydblger i et vifteformet

mnster p tvrs af sejlretningen, op til 75 i forhold til det lodrette plan, se figur 1 s. 5. Her-

ved fs en fuldstndig dkning af havbunden i en zone, hvis bredde mler 3 til 7 gange vand-

dybden. Flerstrleekkoloddet er sledes vsentlig mere effektivt end det gngse enkeltstrle -

ekkolod (som kun udsender n bred strle), nr man nsker at foretage en sopmling med

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

kan man med multibeam lave en fulddkkende kortlgning af havbundens dybdeforhold.

Multibeam ekkolod



Tudsehage

Mornebund

Sandbanker

Figur 4

Geologiske modeller til hjlp for marinarkologiske undersgelserDe geologiske metoder og procedurer, som eropstillet i SASMAP-projektet, er gennemfrt iudvalgte undersgelsesomrder i Danmarkog Grkenland.

Der er etableret en geologisk model for detdanske undersgelsesomrde ved Tudsehage(se figur 1) med henblik p at afslre potenti-elle arkologiske bopladsomrder p forskel-lige vanddybder. Omrdet ved Tudsehage in-deholder et 7000 r gammelt bopladsomrdefra Ertebllekulturen i slutningen af ldre sten -alder. Undervandsudgravningen er lokaliseretp en nuvrende vanddybde af 23 meter (sefigur 2). Her er der fundet helt usdvanligt vel-bevarede fiskeredskaber samt meget velbeva-rede grnne blade. Du kan lse mere om dearkologiske fund ved Tudsehage i Nyheds-brev Nr. 19, Vikingeskibsmuseet, 2002.

For at opn den bedst mulige konomived de arkologiske undersgelser benytte-de vi et skaldt nedskalerings-koncept. Vi be-gyndte med at analysere ortofotos, se figur 1,og satellitbilleder, dkkende undersgelses-omrdet i bugten nord for Tudsehage. Som detfremgr af ortofotoet, kan man identificereforskellige bundtyper, s som mornebundog sandbanker. Ved hjlp af specialiseretsoftware og under forudstning af, at mankender dybden i en rkke kontrolpunkter, kanman omstte satellitbilledet til dybdedata.Satellitbilledet kan kun benyttes til vanddyb-der p maksimalt omkring 45 meter og der-for var det ndvendigt at benytte marine akus-tiske opmlingsmetoder (multibeam ekko -lod) p dybere vand og med et vist overlap.Resultatet blev kombineret med den danskehjdemodel p land i en samlet terrnmo-del, som dkker bde land og hav, se figur 3.

2 m

4

6

8

10

12

14

0 100 200 300 m

Nutidssedimenter

Nordvest Sydst

Druknet kystDruknet kyst

Dobbelt ekko

Morne

Brakvandsbassin

Marint bassin

Dobbelt ekko

Morne

Brakvandsbassin

Marint bassin

B4B5 B3

B66800 r BP

Nuvrende kystlinje Nuvrende 11m dybde

Figur 4

Mornebund

Sandbanker

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

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

Foto: Morten Johansen. Copyright: Vikingeskibsmuseet i Roskilde.

Figur 3. Terrnmodel som viser den nutidige kystlinje og et sammenhngende dybde-/hjdekort for omr-det ved Tudsehage og havbunden vest herfor i Storeblt. Nuvrende 11 m dybdekurve er angivet. Desudener angivet placeringen af det seismiske eksempel-profil (figur 4), hvor der ses sandbanker.

Figur 4. Eksempel p et seismisk profil, p tvrs af druknede sandede kystsedimenter. Kystsedimenterne er14C-dateret til at vre ca. 6800 r gamle. For placering se figur 1 og 3.


0 m

5

0

10

1 2 km

Morne Tidlig Holocnt brakvandsbassinHolocnt marint bassinDruknede kystaflejringerNutidssedimenter

Nordvest Sydst

Figur 4


GEOLOGI PTVRS

Figur 5. Profil gennem undersgelsesomrdetved Tudsehage, med angivelse af istidens mo-rne, som er delvist dkket af geologiske lagaflejret i arkologisk tid. Profillinjen er angi-vet p figurerne 1, 3 og 6. Placeringen af detseismiske eksempel i figur 4 er angivet.

Terrnmodellen viser hovedsagelig en fladhavbund, der dog indeholder sandbanker,som det ogs kunne ses p ortofotos.

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

P basis af de indsamlede data har detvret muligt i store trk at rekonstruere n-dringerne i havets vandstand gennem de sid-ste 9000 r. Ved at fjerne de yngre jordlag,som dkker morne-lagene (metoden kal-des backstripping), har det samtidig vretmuligt at rekonstruere, hvordan havbundensterrn s ud p forskellige tidspunkter, me-dens havet gradvist dkkede omrdet. Et ek-sempel p dette ses i figur 6, der viser hav-bundens topografi og kystlinjens beliggen-hed for ca. 8500 r siden, hvor havniveauet lca. 11 meter lavere end i dag.

Det er et velkendt arkologisk faktum, atstenalderfolkene generelt yndede at bo megettt p kysten og gerne ved naturlige strmste-der. Nr man kobler denne viden med de re-konstruerede palo-kystscenarier og arko-logiske data, fr man et effektivt vrktj til atlokalisere arkologiske hot spots, dvs. lokali-teter, hvor der er strst sandsynlighed for atfinde bopladser, se figur 7.

Nuvrende kystlinje Palokystlinje fra for 8500 r siden (kote -11m)

Figur 4

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

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



Fr sandfodring

Efter sandfodring

Smal bagstrand

Bred bagstrand Klit

ForklitTilfrt sand

Stejl grundingszone

Flad grundingszone

Klit

Kystbeskyttelse et ndvendigt onde?En af Danmarks strste attraktioner, dets kyst-strkning med offentligt tilgngelige strande,rekreative omrder, og naturbeskyttelsesom-rder vil blive udsat for get erosion i takt meden forget vandstandsstigning og hyppigerekraftige storme. Det m derfor forventes, at der for at beskytte vsentlige samfundsms -sige vrdier vil vre et stigende nske om atkystbeskytte flere og lngere kyststrknin-ger. For at optimere kystbeskyttelses ind satsenvil det krve en fremsynet planlgning og endetaljeret viden om de processer og krfter,

der vedvarende pvirker vores kyster. Kystbe-skyttelse kan vre dyrt for de enkelte udsattegrundejere, som jf. den nuvrende lovgivningm betale udgifterne. Langs mange naturligekyststrkninger med f huse og be grnset in-frastruktur br grundejerne overveje om natu-ren skal g sin gang, fordi det er for dyrt at kyst -beskytte set i forhold til husenes vrdi.

Bld beskyttelse foretrkkesKystdirektoratet har ansvaret for at vedlige-holde og fre tilsyn med kystsikringen. Dettilstrbes generelt at kystbeskyttelsen skalvre s naturlig som muligt og vre en del af

en langsigtet helhedslsning, som tager hen-syn til behov og pvirkning over en lngerekyststrkning. Dette indebrer bl.a. at man ide sidste rtier langs den centrale del af Vest -kysten og i tiltagende grad langs andre af lan-dets erosionsprgede kyststrkninger er getover til at benytte kystfodring. Ved kystfodringtilfres strandzonen sand indvundet p strredybde. Ved sandtilfrslen hindres blgerne i atgnave i klitter eller skrnter og dermed brem-ses tilbagerykningen, se figur nedenfor. Med ti-den vil sandet blive omlejret og indg i de na-turlige erosions- og aflejringsprocesser langskysten. For at skabe den sikkerhed, som vi n-sker, er det derfor ndvendig at gentage fod-ringen med rs mellemrum.

For at opn s sknsom og effektiv en kyst -beskyttelse som muligt, krver det en detal-jeret indsigt i de processer, der former kyst -ens udvikling p bde kort og langt sigt. Kyst -en er en dynamisk zone under kontinuerligforandring og de meteorologiske forhold og

Kystfodring et eksempel p genbrug i naturenKystbeskyttelse har foreget i Danmark igennem rhundreder og i lang tid udeluk-kende i form af bastante konstruktioner som diger, hfder og forskellige former forblgebrydere og skrntsikringer. Igennem de sidste rtier har kystfodring ogskaldet sandfodring vundet indpas som den foretrukne metode til at beskytte man-ge udsatte kyststrkninger. Sandet indvindes p strre dybde og transporteresind til kysten af sandsugere. Fremtidige klimascenarier, der indebrer en stigendevandstand og kraftigere storme, gr det vanskeligere at prioritere mellem indsats-omrder bde geografisk og metodemssigt og at finde dkning for de stigen-de omkostninger.

Tvrsnit af kystzone henholdsvis fr og efter strandfodring. Ved tilfrsel af sand gres bagstranden vsentligt bredere og blgegrundingszonen mindre stejl. Illustration: Annabeth Andersen, GEUS.


kystens udformning er af afgrende betyd-ning for udviklingen. Sandtransport foregrbde p tvrs og p langs af kysten, og aflej-ring af sand t sted vil medfre, at det mang-ler et andet sted. Under storm med forhjedevandstande, store blger og kraftige strm-me ges sedimenttransporten vsentligt, ogdet kan medfre stor erosion og kysttilbage-rykning. Sandet er dog ikke tabt for evigt,men ligger i stedet ude p revlen eller lnge-re nede ad kysten, hvor det nu har en beskyt-tende virkning. Under mildere vejrforhold vilstrandprofilet s igen kunne opbygges, idetblgerne langsomt skubber sand fra revlenog omkringliggende strande ind p kysten.Dette kan betegnes som naturens egen sand-fodring. Havet gnaver selektivt af kysten, derhvor den skyder frem, og aflejrer erosionsma-terialet andre steder p kysten, hvor der erbugter eller l. Nordsjllands kyst er et ek-sempel p en sdan udligningskyst. Blgereroderer i klinterne ved Hundested og ved Lise -leje og sandet bliver med den fremherskendevestenvind transporteret mod st i retning afGilleleje og Helsingr.

Sdan foregr kystfodringKystfodring foregr enten ved tilfrsel af sandeller grus p selve stranden for reduktion afklit- og skrnterosion; som strandnr fod-ring til opbygning af kystprofilet; eller somrev lefodring, der bevirker blgebrydning ln-gere ude i kystprofilet og dermed reduktion afblgeenergien tt ved land. Sandressourceranvendt til kystfodring er typisk indvundet pdybt vand, men kan ogs indvindes fra land -siden eller vre genbrug af sediment fra ek-sempelvis oprensninger af sejllb (fx vedThyborn). Som udgangspunkt br sandetindvindes der, hvor det aflejres naturligt oggenbruges. Det kaldes populrt bypass ellerbackpass. Det er dog ikke altid muligt og Na-turstyrelsen har af denne grund udlagt speci-fikke miljgodkendte reservationsomrdermed offshore sandressourcer, der kan anven-des til sandfodring.

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

p stranden, hvor det fordeles med hjlp afrrsystemer og gravemaskiner. En anden me-tode er, at sandet enten pumpes ud over stv-nen direkte p forstranden (se foto verst), el-ler at sandsugeren bner lastrummet i to de-le, s sandet falder direkte ned (dumpes) phavbunden, fx ved revlefodring.

Klimandringer vil gre det svrere atvlge hvilke vrdier og kyststrkninger, derskal beskyttes, og de vil prge den fremtidi-ge udvikling p kysterne. Kun ved at forst ogsamarbejde med de naturlige processer kanvi opn en effektiv beskyttelse af vrdierneog samtidig undg at skulle etablere for man-ge usknne forsvarsvrker.


GEOLOGI PTVRS

Per SrensenKystteknisk chef, [email protected]

Niels Nrgaard-PedersenSeniorforsker, GEUS [email protected]

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

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

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

Sedimentdynamik i kystzonen

Sandfodring af forstranden ved Thyborn p Jyllands vestkyst.Foto: Kystdirektoratet/Rohde Nielsen A/S.


Mag

asin

pos

t U

MM

ID-n

r. 4

6439

Por

toS

ervi

ce, P

ostb

oks

9490

, 949

0 P

and

rup

AUDE NATIONALE GEOLOGISKE UNDERSGELSER FOR DANMARK OG GRNLAND (GEUS)

ster Voldgade 101350 Kbenhavn KTlf: 38 14 20 00E-mail: [email protected]

INSTITUT FOR GEOVIDENSKAB OG NATURFORVALTNING (IGN)


GEOLOGISK MUSEUM (SNM)


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

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

GEOCENTER DANMARK

Er et formaliseret samarbejde mellem de fire selvstndige institutioner De Nationale Geologiske Undersgelser for Danmark og Grnland (GEUS), Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet samt Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, samt Geologisk Museum (Statens Naturhistoriske Museum) begge ved Kbenhavns Universitet. Geocenter Danmark er et center for geovidenskabelig forskning, uddannelse, rdgivning, innovation og formidling p hjt internationalt niveau.

UDGIVER

Geocenter Danmark.

REDAKTION

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

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

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

GEUS i rhus:

GEUS har i de seneste 9 r vret reprsenteret i rhus af Afdeling for GRUndvands-

og Kvartrgeologisk kort-

lgning (GRUK), som flyttede ind i Universitetsparken i marts mned i r. Pr. 1. sept

ember 2016 rykker Marin-

Geologisk Afdeling (MG) ligeledes til rhus Universitetspark, hvor de 2 afdelinger vil

holde til i Bygning 1110.

De 2 afdelinger vil intensivere samarbejdet med srlig fokus p den kystnre zone

og 3D geologiske modeller

og ser samtidig frem til at udbygge samarbejdet med rhus Universitet.

Foto: Bente F. Nedergaard, GEUS.


Documents

Geologi på tværs af kysten - geocenter.dkgeocenter.dk/xpdf/geoviden-2-2016.pdf · GEOLOGI PÅ TVÆRS Steen Lomholt Seniorrådgiver, GEUS [email protected] Sara Skar Maringeolog, GEUS