Lämpeneminen uhkaa infrastruktuuria ikirouta-alueilla

21.1.2016

Arktiset alueet lämpenevät kaikkein kovinta vauhtia ilmastonmuutoksen edetessä. Ikiroudan lämpötila on noussut jopa kaksi astetta viimeisten 20 vuoden aikana. Sulava ikirouta aiheuttaa vakavia riskejä alueen infrastruktuurille. INFRAHAZARD -hankkeen tutkijat tähtäävät riskikartan luomiseen koko pohjoiselle ikirouta-alueelle.

Vaikka arktisen ikiroudan vyöhyke on harvaanasuttua, on siellä paljon ihmistoimintaa, jota ikiroudan sulaminen uhkaa. Varsinkin ikiroudan reuna-alueilla lämpenemisen vaikutukset voivat olla dramaattisia. Rautatiet, öljyputket, asutus ja teollisuuslaitokset ovat vaaravyöhykkeessä, mikäli ikiroudan sulaminen jatkuu viimeisten vuosikymmenien tahtiin.

Jan Hjort

Oulun yliopiston maantieteen tutkimusryhmän professori Jan Hjort johtaa Suomen Akatemian Arktisen ohjelman INFRAHAZARD – Arktisen alueen geomorfologinen herkkyys: geohasardit ja infrastruktuurit -tutkimuskonsortiota. Hankkeen toista osaprojektia johtaa professori Miska Luoto (alla) Helsingin yliopiston geotieteiden ja maantieteen laitokselta.

Miska Luoto

 ”Mallinnamme arktisten alueiden geomorfologisia ilmiöitä ilmaston lämmetessä. Projekti tähtää geoinformatiikkaan (GIS) pohjautuvaan infrastruktuurin riskikartoitukseen koko sirkumpolaariselle ikirouta-alueelle”, Jan Hjort sanoo.

 

Routa kuohuttaa maata

Nelivuotisen projektin alussa paukkuja suunnataan myös pohjoisten maaperäprosessien mallintamiseen.

Viime kesänä tohtorikoulutettavat Olli Karjalainen ja Olli-Matti Kärnä olivat maastotöissä Lapissa. He tekivät havaintoja roudan aiheuttamista prosesseista.

”Meillä on satelliittikuva-aineistoja tutkimusalueelta, ja niiden perusteella etsimme esimerkiksi routaprosessien synnyttämiä kuviomaita. Lisäksi etsimme roudan aiheuttamia hitaita massaliikunto- eli solifluktiomuodostumia. Näitä vuotomaiksikin kutsuttuja muodostumia esiintyy loivilla rinteillä; vettynyt pintamaa valuu hitaasti roudan sulaessa”, Karjalainen selittää.

Kryoturbaatio eli routakuohunta on kylmillä alueilla yleinen routaprosessi, jossa maan pintakerros nousee ja laskee veden jäätymisen ja sulamisen vuoksi. Maa ikään kuin kuohuu hitaasti.

Routaprosessit saavat aikaan erilaisia muotoja, joita Lapin kävijät voivat ihmetellä paljakalla. Polygonimaat, pounikot ja kivijuovat kirjavoivat maiseman.

”Satelliittikuvien, topografia- ja ilmastotietojen sekä maastohavaintojen perusteella mallinnamme routaprosessien esiintymistä erilaisilla korkeus- ja ilmastovyöhykkeillä. Voimme tehdä erilaisia ennusteita siitä, mitä näillä alueilla tapahtuu ilmaston lämpenemisen jatkuessa.”

 

Suurin uhka ikiroudan reuna-alueilla

Suomessa ikiroutaa esiintyy paikoittain palsasoilla, joissa palsakumpujen sisällä on ikijääsydän. Myös korkeimpien tuntureiden lakiosat ovat ikiroudassa. Suomen pohjoisosat kuuluvat paikoittaisen eli sporadisen ikiroudan alueeseen.

Epäjatkuvan ikiroudan alueella 50–90 prosenttia maa-alasta on ikiroudassa. Jatkuvaa ikiroutaa esiintyy alueilla, joilla vuoden keskilämpötila on -6 – -8 celsiusastetta.

”Jatkuvan ikiroudan vyöhykkeellä vuosittain sulavan aktiivikerroksen paksuus kasvaa ilmaston lämmetessä. Tällä ei välttämättä ole vaikutusta rakenteisiin”, professori Hjort sanoo.

Ikiroudan sulaminen on suurinta reuna-alueilla eli epäjatkuvan ja sporadisen ikiroudan alueella. Vuosittaisen routakerroksen ja ikiroudan välissä voi paikoitellen olla sulia kerroksia (talik), jotka maaperän lämmetessä laajenevat. Lämpenemisen jatkuessa ikirouta voi kadota kokonaan, jolloin maaperä painuu kasaan.

Kaltevalla rinteellä ikiroudan sulaminen voi saada aikaan äkillisen maanvieremän tai kivivyöryn. Tasaisella alustalla maa voi vajota useita metrejä. Taloudellisen toiminnan lisääntyessä arktisilla alueilla on äärimmäisen tärkeää ottaa nämä riskit huomioon.

”Aiempia riskikartoituksia on toki tehty, muttei alueellisesti yhtä tarkassa mittakaavassa kuin tässä hankkeessa”, Hjort sanoo.

Korkean geohasardisen riskin ja intensiivisen ihmistoiminnan alue on esimerkiksi Salekhardin kaupunki Luoteis-Siperiassa. Tutkijat ovat todenneet maaperän kantavuuden (ground bearing capasity) pienentyneen siellä 20 prosentilla. Tämä on huolestuttavaa, sillä alueelle rakennetaan kiivaaseen tahtiin. Maakaasu- ja öljyvarannoiltaan rikas Jamalin niemimaa vetää väkeä, ja Salekhard on alueen hallinnollinen ja kaupallinen keskus.

 

Huolena metaanihydraatit

Heinäkuussa 2014 helikopterilentäjä havaitsi Jamalin niemimaalla Luoteis-Siperiassa 30 metriä halkaisijaltaan olevan kraatterin, joka herätti ihmetystä ympäri maailman. Internetissä levisi nopeasti kuvia ja videoita kraatterista. Sen alkuperää spekuloitiin laajasti; oliko kraatteri kenties meteoriitin, ufon vai ohjuksen synnyttämä?

Kraatteri varmistui pian metaanihydraatin (metaaniklatraatin) purkaukseksi. Venäläistutkijoiden mittausten mukaan ilman metaanipitoisuus oli noin 70 metriä syvän kraatterin pohjalla 9 prosenttia, eli 50 000 kertaa suurempi kuin ilmakehässä keskimäärin.

Metaanihydraatti eli ’palava jää’ on huokoista jäätä, jossa vesimolekyylit sulkevat sisäänsä metaanikaasua (CH4). Metaanihydraatteja muodostuu alhaisessa lämpötilassa ja kovassa paineessa maan sisässä. Niitä esiintyy arktisten merien pohjassa ja ikirouta-alueella.

Metaanihydraatit ovat vakava geohasardi. Jos hydraatti purkautuu öljy- ja maakaasukentällä tai asutuksen lähellä, voivat tuhot olla mittavia.

Teksti: Satu Räsänen
Kuvat: Jan Hjort, Miska Luoto

Viimeksi muokattu 29.1.2016
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »