Ympäristön vaikutus pohjasedimenttien kemialliseen koostumukseen ja piilevälajistoon mustaliuske- ja granitoidialueilla Kainuussa

Abstract

Tässä tutkimuksessa on vertailtu kahden sotkamolaisen järven, Vääränlammen ja Luotosen, pohjasedimenttien alkuainekoostumusta ja piilevälajistoa. Vääränlampi sijaitsee mustaliuskealueella ja Luotonen granitoidialueella. Mustaliuskeet ovat mustia metasedimenttikivilajeja, jotka sisältävät grafiittia ja sulfidimineraaleja sekä usein poikkeavan suuria määriä tiettyjä metalleja. Sulfidimineraalit rapautuvat helposti ja muodostavat rikkihappoa ollessaan kosketuksissa ilman hapen ja veden kanssa. Hapan vesi liuottaa tehokkaasti metalleja, jolloin niitä kulkeutuu pohjamaahan. Maaperässä olevat metallit mobilisoituvat, kun maa muokkautuu esimerkiksi metsänhoitotoimenpiteiden yhteydessä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, näkyykö sedimentissä ympäröivän kallioperän ja/tai alueella tehtyjen metsänhoitotoimenpiteiden vaikutus. Kummankin järven pohjasedimentin ylimmästä 20 cm:stä määritettiin kemiallinen koostumus ja radioaktiivisen cesium-137:n aktiivisuus sekä laskettiin piilevät.

Kemiallisten analyysien perusteella voitiin tunnistaa kaksi vaihetta, jolloin Vääränlampeen oli tullut suuria määriä liuenneita metalleja. Alemman, 9–11 cm:n syvyydellä sijaitsevan anomalian muodostavat Sotkamon alueen mustaliuskeissa suurina pitoisuuksina esiintyvät metallit. Erityisesti kadmiumin, koboltin, nikkelin ja sinkin pitoisuudet olivat korkeita. Ylempi, 3–4 cm:n syvyydellä oleva anomalia koostuu silikaattimineraaleihin liittyvistä metalleista. Metallianomalioita ei saatu sidottua aikaan, sillä ajoittamiseen käytetyt cesium-137 -ajoitus ja kokonaislyijypitoisuus antoivat keskenään osittain ristiriitaisia tuloksia. Metallianomalioiden kerrostumisten välisenä aikana järvivesi pysyi hieman happamampana kuin ennen korkeita metallipitoisuuksia sisältävien sedimenttien kerrostumista ja sen jälkeen. Havaittujen muutosten tulkittiin olevan seurausta metsänhoitotoimenpiteistä, sillä alueella ei ole tapahtunut muita tiedossa olevia muutoksia maankäytössä. Alemman metallianomalian tulkittiin olevan seurausta ojituksesta, mutta ylemmän anomalian syytä ei pystytty arvioimaan. Luotosessa lähes kaikkien metallien pitoisuudet kohosivat sedimenttisarjan pintaa kohti, minkä todennäköisin aiheuttaja on metsänhoitotoimenpiteet. Kummankaan järven piilevälajistossa ei havaittu juurikaan muutoksia, jotka olisi voitu yhdistää kasvaneisiin metallipitoisuuksiin.

Vääränlammen ja Luotosen piilevälajistot muistuttivat suurelta osin toisiaan, vaikka sedimenttien metallipitoisuuksissa olikin eroja. Piilevien lajikirjo oli molemmissa järvissä erittäin laaja, eikä selkeitä valtalajeja ollut. Suurin järvien välinen ero on metallianomalioiden esiintyminen vain Vääränlammessa, mikä kertoo selkeästi mustaliuskeiden vaikutuksesta valumavesiin ja pohjasedimenttiin. Vääränlampi on myös ollut koko tutkitun kerrostumishistorian ajan ravinteikkaampi ja vähähappisempi kuin Luotonen.