Eesti Looduse fotov�istlus
2010/11



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Vitekiri EL 2010/11
Eestlased joovad liustikuvett

Suur osa eestlasi ammutab oma joogivee Eesti kige sgavamast ja enamikku mandriosa hlmavast Kambriumi-Vendi phjaveeladestikust. Kuna Eesti alusphja kivimid lasuvad kaldu, siis paikneb veeladestik phjarannikul 60 meetri ning Luna-Eestis kuni 700 meetri sgavusel. Autori hiljuti Tartu likooli koloogia- ja maateaduste instituudi geoloogiaosakonnas kaitstud doktorit ti selgust selle phjavee ajalukku.

T eesmrk oli selgitada Kambriumi-Vendi phjaveeladestiku vee keemilise ja isotoopkoostise kujunemist. Uuriti phjavees leiduvaid peamisi ioone (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl, HCO3 ja SO42) ning ssiniku-, vvli- ja hapnikuisotoope.
Hapnikku leidub looduses peamiselt kolme isotoobina, massiarvuga 16, 17 ja 18. Aatomi massi erinevuse tttu kituvad need isotoobid fsikalistes protsessides erinevalt. Settesse kogunevad pigem raskemad, aurufaasi aga jllegi kergema aatommassiga isotoobid. Seda nhtust nimetatakse isotoopseks fraktsioneerumiseks.
Fraktsioneerumise tttu sisaldavad sademed ekvaatori lhedal rohkem raskeid isotoope kui klmematel aladel, kus aurumist on vhem ning kuhu judnud pilvedest on enamjagu raskemaid isotoope juba varem vlja sadenenud. Nii on iga ala sademetele omane mingi kindel 18O ja 16O aatomite suhe, niteks Eesti puhul on see nitaja 10,8 kuni 12,8, Grnimaal aga kigest 20 (see arv esitatakse suhtelise erinevusena teatud etalonvrtusest).

Sademete isotoopkoostis peegeldub ka kohalike veekogude ja phjavee isotoopkoostises. Ometi on Eestis erandiks Kambriumi-Vendi veeladestu phjavesi, milles raske 18O aatomeid on vhem kui Eesti sademetele ldiselt omane: kigest 22,5 kuni 18,5. Selle fenomeni phjustajaks on arvatud 27 000 10 000 radiossinikuaastat (umbes 29 000 13 000 pikeseaastat) tagasi Eestit katnud liustiku sulavett, mis on imbunud Kambriumi ja Ediacara (Vendi) ajastu kivimitesse ning segunenud sealse iidse reliktveega vi selle vlja trjunud.
Loomupraselt liigub Kambriumi-Vendi phjavesi Eestis lunast phja suunas ning tuleb allikatena maapinnale pankrannikuesises merephjas, kus seda kandvad Ediacara kivimid paljanduvad (# 1).
Ent kui saabus jaeg ja Eesti ala kattus liustikuga, muutis phjavesi suunda ning hakkas meie alal liikuma hoopis lunasse, sest phja pool oli liustik paksem ja tekitas suurema rhu. Nii surus liustik endast vlja imbunud mageda sulavee Kambriumi-Vendi veeladestikku (# 2). Sealne algne soolasem vesi trjuti ladestiku sgavamasse, lunapoolsesse ossa. Veeladestiku phjaservas aga sai lekaalu vga mage ja isotoopselt kergem liustiku sulavesi. Nii saavadki phjaeestlased ammutada 60300 meetri sgavuselt Kambriumi-Vendi phjavett, mille soolsus on kigest 100600 mg/l. Luna pool Vrskas, Hdemeestes ja Ruhnus, kus sama phjaveekiht asub 500700 meetri sgavusel, tuleb aga leppida mineraalveega (soolsus 211 g/l), mida igapevase joogiveena tarvitada ei klba.
Sgavuse suunas suureneb soolsus Kambriumi-Vendi phjaveekihis ldiselt htlaselt, kuid umbes 700 meetri sgavusel suureneb soolsus jrsult. Ilmselt mrgib see muutus liustiku sulavee ja reliktvee segunemise piiri.

See, et osa Kambriumi-Vendi ladestiku phjavett prineb liustikust, on siiski vaid hpotees. Et hpoteesile kinnitust leida, tuli mrata selle phjavee vanus aeg, kui kaua see on maapues olnud. Selleks kasutati radiossinikumeetodit. Radiossinik (14C; ssiniku isotoop, mille tuum koosneb 14 osakesest: 8 neutronist ja 6 prootonist) tekib atmosfris kosmilise kiirguse toimel lmmastikust. Sealt satub see ssinikuringesse: sademetega vi muul moel maapinnale, kust omakorda pinnaseatmosfri kaudu 14CO2 kujul phjavette. Peab mrkima, et kdu lagunemise ja juurtehingamise tttu on pinnaseatmosfr 10100 korda CO2-rikkam kui tavaatmosfr. Kui phjavesi sgavamale infiltreerudes atmosfriga kontakti kaotab, hakkab 14C-konsentratsioon radioaktiivse lagunemise tttu aegamda vhenema. Nnda saab radiossiniku hulga jrgi phjavees hinnata, millal vesi viimati atmosfriga kokku puutus.
Pealtnha on tegu lihtsa lesandega, kuid mitmesugused looduslikud geokeemilised protsessid muudavad phjavee dateerimise keerukaks. Doktorit uuringud nitasid, et peamiselt on Kambriumi-Vendi phjavee ssinikussteemi mjutanud Kambriumi ja Ediacara kivimitest lahustunud dolomiit, samuti bakterid, kes on lagundanud samades kivimites leidunud iidset orgaanilist materjali. Nende protsesside kaudu lisandub phjavette stabiilset ssinikku (12C), seega 14C suhteline hulk vheneb ning jtab mulje, et phjavesi on vanem kui tegelikult.
Uuringutes tehti kindlaks veel kaks geokeemilist protsessi, mis kll otseselt ssinikussteemi ei mjuta, kuid millega tuleb ometi arvestada, sest need mjutavad muid radiossinikumeetodi arvutustesse kaasatud ainete kontsentratsioone. Esiteks selgus, et phjaveeladestiku idaosas on toimunud katioonvahetus: geokeemiline protsess, mille kigus savide kristallstruktuuris leiduvad naatriumiioonid (Na+) vahetuvad kaltsiumi- (Ca2+) vi magneesiumiioonidega (Mg2+).
Teiseks leiti, et Lahemaa piirkonnas leidub Kambriumi-Vendi ladestiku phjavees tunduvalt rohkem kaltsiumiiooni (Ca2+) kui mujal. Selle taga vib olla asjaolu, et phjavett mjutab ka maapinna kristalne aluskivim, mis on eri piirkondades erisuguse koostise ja struktuuriga.
Nimetatud keskkonnategureid arvesse vttes leiti, et Kambriumi-Vendi phjavesi imbus maasse 12 000 25 000 radiossinikuaastat tagasi. See kinnitab liustikuvee hpoteesi: just tollal oli Eesti ala kaetud Skandinaavia liustikuga. N.-. noorim phjavesi leiti Lne-Eestis.

Uuriti ka phjavee sulfaatioonide (SO42-) isotoopset koostist. See annab teavet bakterite tegevuse kohta. Sulfaatioonis sisalduva vvli isotoopkoostis muutus Eesti pindala likes htlaselt, seevastu hapniku isotoopkoostis nitas, et Eesti alal leidub kaks isotoopse koostise poolest erinevat sulfaadissteemi. Samamoodi kui radiossinikudateeringute puhul kulgeb erinevuse piir taas Lne-Eestis ja Lne-Harjumaal. See annab alust arvata, et liustiku sulavee maasseimbumise olud olid Lnemaal teistsugused kui mujal Eestis. Mille poolest tpselt, seda ei nnestunud selgitada.
Doktorit juhendajad olid Kalle Kirsime Tartu likoolist ning Rein Vaikme
Tallinna tehnikalikoolist, t koos eestikeelse kokkuvttega leiab veebiaadressilt http://hdl.handle.net/10062/14859

Valle Raidla (1975) on Tallinna tehnikalikooli geoloogiainstituudi isotoop- ja paleoklimatoloogia osakonna teadur. Uurimissuund on αβ-spektromeetria ja phjavee isotoopgeokeemia.

LISAKAST 1:

Radiossiniku- ja pikeseaastad

Kui 1950. aastatel alustati dateerimist radiossinikumeetodiga, eeldati et 14C teke atmosfris on olnud lbi aja htlane. 1970. aastateks oli selge, et see eeldus on vr: atmosfri krgemates kihtides on 14C tekkimise intensiivsus suuresti kikunud. Kuna aga hulk dateeringuid oli juba avaldatud, lhtudes 14C htlase tekke eeldusest, siis jtkati samas skaalas, nn. radiossinikuaastates. Ent kasutades vanade puude aastarngastes mdetud 14C hulka, ttati vlja paranduskverad, mille abil saab radiossinikuaastad mber arvestada kalendriaastateks ehk pikeseaastateks. Phjavee vanuse mramiseks need valemid paraku ei klba, igal konkreetsel juhul tuleb leida sobiv arvutuskik.


LISAKAST 2:

Miks voolab Eesti phjavesi phja suunas?

Vga lihtsustatult eldes on Balti paleobassein Baltikumi hlmav alusphja ngu, kuhu setted on ladestunud mitme geoloogilise ajastu vltel ldkujult justkui veidi viltune kauss. Eesti asub selle kausi madalamas servas, krgem serv on lunas, Valgevene kandis. Seetttu, valgub phjavesi hendatud anumate seaduse jrgi Balti paleobasseini kivimikihtides aegamda lunast phja poole.
Olukord muutus jajal: basseini phjaosas oli liustik paksem ning selle surve tttu hakkas vesi liikuma vastassuunas, lunasse. Nii sai liustiku sulavesi tungida ka Kambriumi-Vendi ladestiku phjavette. Liustiku sulades taastus vee phjasuunaline vool. Kui aga maapind Eesti alal endistviisi kerkib, siis vib phjavee voolu suund taas prduda.
Eesti phjavee liikumist mjutavad siiski suurel mral ka kohalikud geoloogilised tegurid, millest olulisim on Lokno kerkeala. Lokno kerge katkestab Lontovo savilasundi Haanja krgustiku all ning selle katkestuse kaudu saavad praegusaegsed sademed infiltreeruda kigisse phjavee ladestikesse.



Valle Raidla
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012