Environments of ferromanganese concretions in the northern Gulf of Finland

Näytä kaikki kuvailutiedot



Pysyväisosoite

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242119
Julkaisun nimi: Environments of ferromanganese concretions in the northern Gulf of Finland
Tekijä: Sippo, Anna
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Julkaisija: Helsingin yliopisto
Päiväys: 2019
Kieli: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905242119
http://hdl.handle.net/10138/302131
Opinnäytteen taso: pro gradu -tutkielmat
Oppiaine: Geologia
Tiivistelmä: Suomenlahden alueella esiintyy runsaasti rautamangaanikonkreetioita, jotka voidaan jakaa koon ja muodon perusteella eri tyyppeihin. Konkreetiota esiintyy vaihtelevissa ympäristöissä, joissa eri konkreetiotyyppien muodostumiseen tiedetään vaikuttavan useat eri tekijät, kuten alueen redox-potentiaali, merenpohjan laatu sekä pohjan virtaukset. Konkreetiot muodostuvat luonnollisten geokemiallisten prosessien seurauksena mikro-organismien, kuten arkeonien ja bakteerien katalysoimina. Tämän tutkimuksen materiaalit perustuvat GTK:n keräämään aineistoon pohjoiselta Suomenlahdelta. Aineisto koostui näytekuvauksista, valokuvista sekä videoista, joita oli yhteensä 200 näytepisteeltä. Tutkimuksessa käytettyjä ympäristömuuttujia olivat veden syvyys, sedimentit, pohjan muototyyppi, korkeusgradientti (slope), pohjan topografinen vaihtelevuus (roughness), etäisyys lähimpään jokeen ja rannikkoon, pinnan aaltoekspositio, pohjan aaltoekspositio sekä pohjan virtausnopeus (m/s). Konkreetiot luokiteltiin eri kategorioihin ja niiden esiintymistä tutkimusalueella havainnollistettiin kartalla. Konkreetioiden muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä sekä niille tyypillisen ympäristön olosuhteita arvioitiin ympäristömuuttujien avulla. Kiekkomaisia konkreetioita esiintyi muita konkreetiotyyppejä enemmän, joka viittaa siihen että tutkimusalueen ympäristö soveltuu parhaiten tämän konkreetiotyypin muodostumiseen. Kiekkomaisia konkreetioita esiintyi eniten kohoumilla, joka oli vallitseva pohjanmuoto tutkimusalueella. Tulokset viittaavat siihen, että jokainen konkreetiotyyppi muodostuu ympäristössä, jossa vallitsee tietyt olosuhteet. Pallomaisia (2–7 mm) konkreetioita ei esiinny tutkimusalueella juuri lainkaan, joka liittyy luultavasti alueen pohjan laatuun sekä mangaanin saatavuuteen. Haulimalmi konkreetioita esiintyi rannikon läheisyydessä, rauhallisissa, suojaisissa ja heterogeenisissa ympäristöissä. Kiekkomaiset konkreetiot muodostuvat korkea-energisissä ja dynaamisissa ympäristöissä. Levymalmin muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm. veden syvyys, suhteellisen suuri veden virtausnopeus pohjalla sekä pohjan sedimentit (savi). Epäsäännöllisen muotoiset konkreetiot ja pallomaiset konkreetiot (20–600 mm) ovat todennäköisesti ns. väliaikaisia tai epäsäännöllisiä pallomaisia konkreetioita, joita muodostuu epävakaissa olosuhteissa. On todennäköistä, että kiinnostus rautamangaanikonkreetioiden taloudelliseen hyödyntämiseen kasvaa tulevaisuudessa. Suomenlahden pohjan luonnon monimuotoisuus on mahdollisesti sidoksissa konkreetioiden laatuun ja esiintymisen laajuuteen, mutta niiden merkitys ekosysteemille ei ole vielä täysin selvää.Ferromanganese concretions are commonly found in the Gulf of Finland forming in different sizes and shapes. The concretions are formed in various environments, where known factors contributing to their formation are e.g. the redox properties of the local environment, quality of the seabed associated with the concretions and bottom currents. Ferromanganese concretions are formed by natural geochemical processes, catalyzed by micro-organisms, e.g. archaea and bacteria. The materials of this study were based on altogether 200 samples consisting of sample descriptions, underwater photographs and videos from the northern Gulf of Finland provided by GTK. Environmental variables used in this study were water depth, sediments associated with the concretions, seabed structure type, slope, roughness, distance to coast and distance to river, surface wave exposure, bottom wave exposure and bottom current velocity (m/s). The concretions were categorized into different groups, their distribution was illustrated on a map and environmental variables were used to determine which factors contribute to their formation and to elucidate the characteristics of the environments where each concretion type is formed. Discoidal concretions were the most common concretion type in the study area indicating that the environment of the northern Gulf of Finland is most suitable for these concretions. Discoidal concretions were most commonly found on crests which was also the dominant seabed structure type in the study area. The results show that each concretion type is formed in an environment where certain environmental factors are commonly present. Spheroidal concretions (2–7 mm) were practically missing in the study area which is likely linked to the quality of the seabed and availability of Mn. Buckshot concretions were commonly found in the proximity of the coast, in calm, sheltered and heterogenic environments. Discoidal concretions were found to form in high energy and dynamic environments. The occurrence of crust concretions is likely linked to (high) water depth, relatively high bottom currents and clayey sediments. Irregular and spheroidal concretions (20–600 mm) represent most likely transient or irregular forms of spheroidal concretions forming in unstable conditions. The economic interest towards ferromanganese concretions is likely to grow in the future. The high geodiversity of the seabed in the northern Gulf of Finland is possibly linked to the abundance and diversity of ferromanganese concretions however their ecological significance to the ecosystem is not yet fully understood.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
Sippo_Anna_MScThesis_2019.pdf 2.179MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot