En analys av De Geer-moräners bildningsmiljö med hjälp av LiDARbilder

Transkript

1 En analys av De Geer-moräners bildningsmiljö med hjälp av LiDARbilder Christopher Pusterli Christopher Pusterli Examensarbete i geovetenskap/ naturgeografi 15hp Avseende kandidatexamen Rapporten godkänd: 30 oktober 2017 Handledare: Hans Ivarsson

2

3 Förord Jag vill tacka min handledare Hans Ivarsson för värdefulla synpunkter och konstruktiva råd i författandet av det här arbetet. Jag vill även tacka Håkan Eriksson för handledning i både GIS och statistik.

4

5 An analysis of the De Geer-moraines formation environment based on LiDAR mapping Abstract Gerard De Geer was the first one to identify De Geer-moraines, and has since then been mapped by many other studies around the world. The focus of this study was to examine the environment the ridges form in, regarding the water depth during creation, the importance of topography and the melting rate of the ice. Using airborne Light Detection and Ranging (LiDAR) data, De Geer- moraines were mapped around eastern Norrbotten county, including Piteå, Boden and Luleå. A total of De Geer-moraines were identified over the selected area. Six parameters were analysed during this study; length, orientation, steepness, distance between ridges, current ground level and depth below highest shoreline. In some areas, ridges showed a high, local steepness, while other study sites showed ridges with a varied interconnected form, from straight, to convex and concave. Prominent De Geer-moraines had been identified, where the mean distance between the ridges was calculated to 345 m. Furthermore, other glacial formations (drumlins, flutings, rogen moraines and eskers) showed a relationship to De Geer-moraines, either with a similar angle or a perpendicular relation. A great water depth showed a significant role in the creation of the ridges, with 75% of the identified De Geer-moraines formed in a water depth greater than 150 m. De Geermoraines found on topographic lows tend to have an interconnected concave form, while over or close to elevated areas; they re slightly convex. The mean distance between prominent ridges showed a connection to the average retreat rate of the last ice, which suggests that prominent ridges had been formed annually. Keywords: De Geer-moraines, LiDAR, Water depth, Topography, Deglaciation

6

7 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Syfte Material och metod Resultat Förekomsten av De Geer-moräner i området Analys av parametrarna över hela området Lokala och topografiska variationer i bildningsmiljön De Geer-moräner längs bergssidor Rekonstruktion av iskantens läge under avsmältning Avstånd mellan större De Geer-moräner Relationen mellan De Geer-moräner och andra glaciala former Diskussion De Geer-moränernas storskaliga bildningsmiljö LiDAR-bildernas betydelse vid kartering Slutsats Referenser....19

8

9 1 Inledning 1.1 Bakgrund De Geer-moränerna identifierades först av geologen Gerard De Geer, år 1889 (De Geer 1889). Han beskriver dem som mindre moränryggar bildade parallellt med iskanten. Hans huvudsakliga undersökningsområde var i Mälardalen (De Geer 1940). De Geer-moräner (fortsättningsvis benämnt DG-moräner) finns huvudsakligen längs Norrlandskusten (från Luleå ner till Umeå), runt Vänern, vid området mellan Örebro och Uppsala samt ett mindre område i Hallands län (Hättestrand 1997, 1998; Fredén 2009; Bouvier et al. 2015). DGmoräner har vidare identifierats i norra Norge (Blake 2000), i östra delarna av Kanada (Todd et al. 2007), på de brittiska öarna (Bradwell et al. 2008), på Svalbard (Streuff et al. 2015) samt i Finland (Ojala et al. 2015). Hättestrand (1998) beskriver att DG-moräner oftast är bildade i större svärmar. Bildning sker dessutom enbart om iskanten ligger i anslutning till ett hav, vilket är anledningen till att DG-moräner har begränsats till områden under den högsta postglaciala linjen. Ryggarna är ofta bildade vid en kalvad eller på annat sätt ojämn iskant, vilket påverkar deras orientering. Hättestrand (1998) beskriver vidare ett samband mellan DG-moräner och en relativt låg relief, vilket avspeglar var i Sverige ryggarna finns. Ett undantag förekommer i östra Norrbotten, där ett antal ryggar bildats vid en högre relief. Vidare beskriver han en variation i ryggarnas form, där de varierar beroende på var i Sverige de undersökts. I området runt Vänern samt mellan Örebro och Uppsala har DG-moräner med en böjd form identifierats, medan ryggar längs Sveriges nordliga kust istället har en generell rakare och längre form. De Geer (1940) anser att DG-moränerna är årligt bildade, där iskanten vintertid har tryckts fram över marken, vilket har kunnat bilda ryggarna. Hoppe (1959) förklarar istället att mer än en rygg måste ha kunnat bildats per år. Strömberg (1965) anser att sediment har tryckts upp i basala sprickor, vilket har lett till att DG-moränerna har kunnat bildas. Zilliacus (1989), som har undersökt DG-moräner i Finland, styrker Strömbergs (1965) resonemang. Hättestrand (1998) beskriver att DG-moräner vanligen är ett par hundra meter långa, och upp till 5 m höga. Ryggarna har bildats i sprickor innanför iskanten, där de är lokaliserade parallellt med själva iskanten. När isen långsamt drog sig tillbaka kunde material avsättas i sprickorna. Lundqvist (2000) beskriver, som De Geer (1940) även föreslår, ett samband mellan bildningen av DG-moräner och en paleoseismisk aktivitet. Lundqvist menar att de basala sprickorna delvis kunde skapas genom en glaciotektonisk aktivitet under isen, där den underliggande marken har rört sig. Lindén och Möller (2005) föreslår en modell (figur 1) för bildningen av DG-moräner, där de bildas vid iskanten, över en deformerad yta. Genom subglaciala kanaler kunde material som deformation till transporteras, för att sedan deponeras vid en Grounding line, vilket är den punkten isen slutar få kontakt med marken, och börjar flyta. Via en minskad trycköverföring från isen till Grounding line, bidrog det till att de subglaciala kanalerna kunde skifta från att transportera material, till att deponera vid iskanten. Med en temporärt stabil och stillastående iskant kunde deponeringen av material ske kontinuerligt på samma plats. Det transporterade materialet packades till en allt högre formation, beroende på hur lång tid deponeringen fick pågå. Vid en högre isavsmältning fick istället materialet mindre tid att deponerats, vilket kunde ge mindre ryggar. Efter en ny kalvning och avsmältning av iskanten omvandlades området runt den gamla submarginala miljön till en glaciolakustrin miljö. 1

10 Figur 1. De Geer-moränernas bildning vid iskanten (från Lindén och Möller 2005). Lindén och Möller (2005), Bouvier et al. (2015) och Ojala et al. (2015) beskriver mindre områden med DG-moräner vars avstånd mellan ryggarna sammanfaller med isens avsmältningshastighet. De menar att dessa ryggar sannolikt är årligt bildade. Ojala et al. (2015) lyfter även fram att förutom isens reträtt, kontrolleras distansen mellan ryggarna av en kombination mellan det historiska vattendjupet och topografin. LiDAR-kartering har på senare år används i studier för att ge ny kunskap att bättre förstå DG-moränernas deponeringsmiljöer samt bildningsprocesser. Det kan ge en bättre bild av iskanten under avsmältning, men även ryggarnas relation till andra glaciala formationer bildade under samma glaciation. Den relativt nya metoden används bland annat av Bouvier et al. (2015), Ojala et al. (2015) samt Dowling, Möller och Spagnolo (2016). 1.2 Syfte Syftet med denna studie är att med hjälp av LiDAR-bilder undersöka DG-moräners storskaliga bildningsmiljö, vad gäller vattendjupet vid bildning, topografins betydelse samt isens avsmältningshastighet. 2

11 2 Material och metod Som undersökningsområde har valts ett område i östra Norrbotten, omfattande Piteå, Boden och Luleå-regionen (figur 2) som hör till ett av de större DG-områdena i Sverige. DGmoränerna i området har beskrivits i flera studier, bland annat av Fromm (1965), Hättestrand (1998), Lindén och Möller (2005), Lindén (2006), Fredén (2009) och Bouvier et al. (2015). Avsmältningen skedde under senaste Weichelfasen, från kusten mot inland (Lindén och Möller 2005), vilket gör det möjligt att studera DG-moräner bildade i olika vattendjup under HK. Området uppvisar även varierande topografiska förhållanden, med en kustslätt, markerade älvdalgångar (Pite- och Luleälven) och mer bruten inlandsterräng (Fredén 2009), vilket gör det möjligt att studera den storskaliga topografins betydelse för bildningen av DG-moräner. Hättestrand (1998) beskriver att DG-moräner här återfinns i mer varierande topografiska lägen än i övriga Sverige. Högsta kustlinjen ligger i området mellan m, och är högst i de södra delarna (Fromm 1965). För att få fram LiDAR-bilder, har Laser-data från Lantmäteriverket hämtats. Datat har en punkttäthet på 0,5 1 punkt/kvm. Laser-datat kom i vektorformat. Referenssystemet är SWEREF99 TM medan höjdsystemet är RH2000. Höjddata i form av en grid på 2x2 m ingår dessutom i datamängden (Geodataportalen 2009). En översiktskarta från Lantmäteriet har även använts, vilket kom i ett vektorformat. Materialet från Lantmäteriet är inhämtat från SLU:s nedladdningstjänst GET (Geodata Extration Tool 2017). Digitala data över HK i området är från SGU (Geodataportalen 2017). SGU:s kartvisare har både använts som ett komplement till LiDAR-bilderna vid identifiering av drumliner, flutnings, rogenmoräner och åsar, men även för inhämtning av en jordartskarta över området (Sveriges Geologiska Undersökning 2017). GIS-programmet Ersi ArcMap (10.4.1) har använts. Alla DG-moräner som har återfunnits på LiDAR-bilder över området har markerats. På varje rygg har längd, orientering, lutning, avståndet till närmsta rygg, nuvarande marknivå (m.ö.h) och bildningsdjup mätts. Orienteringen anges som en riktning på södra halvsfären ( ). Lutningen har beräknats utifrån höjdskillnaden mellan ryggens ytterändar. Distansen mellan ryggarna har främst uppmätts utifrån en nordväst/ sydöstlig riktning, beroende på den lokala riktningen och närliggande ryggars placering. Vattendjupet i det forna havet då DG-moränen bildades (bildningsdjupet) har beräknats som skillnaden på HK-nivån vid närmsta HK-läge och nuvarande marknivå. Datat har statistiskt analyserats med hjälp av Pearsons korrelations koefficient (Davis 2002). Excel har använts för att genomföra den statiska analysen. 3

12 Figur 2. Det valda undersökningsområdet i östra Norrbotten. 4

13 3 Resultat 3.1 Förekomsten av De Geer-moräner i området Totalt har det på LiDAR-bilderna hittats DG-moräner i undersökningsområdet (figur 3). Alla ryggar är belägna under högsta kustlinjen, där de i huvudsak är fördelade i flacka områden och i dalgångar. SGU:s jordartskarta visar att DG-moräner är begränsade av finkorniga sediment, främst längs Pite- och Luleälven. Hättestrand (1998) beskriver att DGmoräner både finns på havsbotten och på öarna i skärgården. De omfattas inte i den här undersökningen, förutom ett mindre antal öar närmast land. Undersökningsområdet är sammanlagt 83km långt i en nordvästlig riktning, beräknat från kust till inlandet. Figur 3. Fördelningen av DG-moräner över undersökningsområdet. 5

14 3.2 Analys av parametrarna för hela området Figur 4 visar fördelningen för de sex parametrarna, längd, orientering, lutning, distans mellan ryggar, den nuvarande marknivån (m.ö.h) samt bildningsdjup. I tabell 1 har parametrarna sammanställts för hela undersökningsområdet. Det minsta, största samt medelvärdet har angetts, tillsammans med standardavvikelsen. DG-moränernas längd och distansen mellan ryggarna visar en koncentrerad fördelning. Ungefär 80% av ryggarna är upp till 330 m långa, medan ca 3% är längre än 1000m. Ca 90% av DG-moränerna har ett avstånd mindre än 200 m till närmsta rygg, medan endast ungefär 4% har en distans över 300 m. Orienteringen samt lutningen visar en jämnare fördelning, med få värden som avviker från respektive medelvärden. Ca 75% av ryggarna har en riktning mellan 21o Huvuddelen av ryggarna finns på plan mark, där ungefär 90% av ryggarna har en lutning under 5. DG-moränernas bildningsdjup har med hjälp av den nuvarande marknivån beräknats. Ungefär 75% av ryggarna är bildade djupare än 150 m, medan endast ca 0,4% är bildade grundare än 50 m. Figur 4. Fördelningen utav de sex valda parametrarna, uppmätta på samtliga identifierade DG-moräner. 6

15 Tabell 1. De sex uppmätta parametrarna listas för DG-moräner över hela undersökningsområdet. Minimum Maximum Medelvärde Standardavvikelse Längd (m) Orientering ( ) Lutning ( ) 0,25 15,1 2,99 2 Distans mellan ryggarna (m) Nuvarande 0, marknivå (m.ö.h) Bildningsdjup (m) Nedan visas en korrelationsanalys (Pearsons korrelations koefficient) mellan fem uppmätta parametrar (tabell 2). Det finns inga tydligt starka samband, men det går att urskilja svaga relationer mellan bildningsdjupet och längd, orienteringen samt lutning. Endast tre relationer har inte visats vara signifikanta. Signifikansnivån är satt till 0,01. Tabell 2. Persons korrelations koefficient som visar relationen mellan fem uppmätta parametrarna. Korrelationer Längd (m) Orientering ( ) Lutning ( ) Distans mellan ryggar (m) Bildningsdjup (m) Längd(m) 1 Orientering ( ) -0,027* 1 Lutning ( ) 0,023* -0,066* 1 Distans mellan -0,019-0,019 0,041* 1 ryggar (m) Bildningsdjup (m) -0,106* 0,166* -0,238* -0,002 1 *= Korrelationen är signifikant vid 0,01 För att vidare studera bildningsdjupets relation till både längd och lutning har bildningsdjupet delats in i sex grupper, med 35 m intervall (tabell 3). Medelvärden för de två parametrarna visas för respektive intervall. Tabell 3. Bildningsdjupet har delats in i sex stycken intervaller, som visar medelvärdet för två valda parametrar. Värdet inom parantes visar standardavvikelsen. Intervallet är satt på 35 m, medan den sista gruppen har ett intervall på 39 m. Bildningsdjup (m) N Längd (m) Lutning ( ) (178) 2,9 (2) (148) 3,8 (2) (162) 3,6 (2) (177) 3,5 (2) (148) 3,2 (2) (145) 2,5 (1) 7

16 3.3 Lokala och topografiska variationer i bildningsmiljön Ett antal områden har valts ut där DG-moränerna har studerats utifrån deras lokala och topografiska variationer, vilket är område A och B (figur 5) samt område C 1 3 (figur 7). Figur 5. Fem markerade områden med utmärkande bildningsmiljöer De Geer-moräner längs bergssidor Som tidigare beskrivits har DG-moräner bildats på en relativt flack yta över undersökningsområdet, med ca 2,9 (SD=2 ) i medellutning (tabell 1). Det finns dock lokala områden där DG-moräner kunnat bildas vid bergssidor. I område A och B (figur 6) förekommer det DG-moräner som uppvisar en större lokal lutning. 8

17 Område A har sammanlagt 29 DG-moräner identifierats, med en medellutning på 7,7 (SD= 2,9 ). Den maximala lutningen är 14,7. Bergets sluttning har inom område A en medellutning på 8,2, vilket beräknades i samma branter som DG-moränerna förekommer i. I område B finns det 44 ryggar markerade, med en medellutning på 8,1 (SD= 2,9 ), där den maximala lutningen är 15,1. Medellutningen på bergets sluttning var 8,5. Figur 6. Två områden med topografiska höjder som De Geer-moräner har bildats på. 9

18 3.3.2 Rekonstruktion av iskantens läge under avsmältning Iskantens läge har rekonstruerats genom att binda samman DG-moränerna (figur 7). Isolinjerna baseras på DG-moränernas riktningsrelation till varandra utifrån ett sydvästnordöstligt läge. I områden med en osäker eller otydlig relation mellan ryggarna har ingen isolinje markerats ut. För de 10 markerade isolinjerna har ett medelvärde av deras orientering beräknats till 220 (SD=6 ), vilket ger en regional avsmältningsriktning mot 310. Från Fredéns (2009) data beräknades att det tog 270 år för hela undersökningsområdet att smälta av under den senaste istiden. Det ger med en hastighet på 310 m/år. Område C1, C2 och C3 visar kraftiga lokala avvikningar i iskanten, med en rak, uppströms sammanbundet konvex respektive konkav form. Figur stycken isolinjer har markerats, för att visa hur isen stod under deglaciationen. DG-moränerna uppvisar inom område C1 (figur 8) en uppströms sammanbundet konvex form, medan område C2 visar en uppströms sammanbundet konkav form. Tydliga variationer i DG-moränernas sammanbundna riktning återfinns vidare i område C3, där iskanten visar både en rak, uppströms sammanbundet konvex samt konkav form. De 10

19 sammanbundet konkava DG-moränerna återfinns främst längs områdets dalgångar, och topografiskt låga lägen, medan sammanbundet konvexa ryggar istället har hittats vid topografiskt högre platser, och i anslutning till berg. Figur 8. Område C1, C2 och C3 visar den rekonstruerade iskanten. 11

20 3.4 Avstånd mellan större De Geer-moräner DG-moräner har inom område D1 (figur 5) identifierats med en varierande storlek, från återkommande större till betydligt mindre ryggar som finns belägna mellan de större ryggarna. Den tydliga storleksvariationen har inte hittats över andra delar av undersökningsområdet. Figur 9 visar ett uttag ur område D1, som åskådliggör den tydliga variationen mellan större och mindre DG-moräner. De återkommande större ryggarna har markerats ut i figuren. DG-moräner bildade i inlandet visar en tydlig variation i storlek (figur 9), medan ryggarna bildade närmre kusten inte uppvisar samma företeelse. Distansen mellan de återkommande större DG- moränerna beräknades över hela område D1, vilket ger ett medelavstånd på 345 m (SD= 49m), med sammanlagt 197 uppmätta distanser. Mellan varje större rygg har ungefär 4 5 stycken mindre DG-moräner identifierats. Figur 9. Ett mindre område med större DG- moräner som utmärker sig från de mindre, mellanliggande ryggarna. Pilarna markerar de större ryggarna. 3.5 Relationen mellan De Geer-moräner och andra glaciala former Andra glaciala former har hittats i östra Norrbotten, vilka är drumliner, flutings, rogenmoräner samt åsar (figur 10). De ligger i och nära anslutning till undersökningsområdet. Figuren visar även området där DG-moräner har identifierats. De glaciala formerna har kunnat identifieras via egna observationer med hjälp av SGU:s jordartskarta. 12

21 Figur 10. Drumliner, flutings, rogenmoräner och åsar har markerats ut i undersökningsområdet. Drumliner och flutings finns markerade över hela undersökningsområdet (figur 10), med sammanlagt 290 identifierade former. Medellängden är 679 m (SD=286 m), och medelorienteringen är 307 (SD=8 ) på den norra halvsfären. Figur 11 visar en fördelning utav drumlinernas och flutings orientering. Rogenmoräner återfinns nord samt sydväst om DG-moränerna (figur 10), där endast ett mindre antal rogenmoräner överlappar det markerade området. Rogenmoränerna har en medelriktning på 215 (SD= 16 ), där sammanlagt 476 stycken former identifierats. I områden där rogenmoräner och DG-moräner överlappar varandra, är DG-moränerna bildade ovanpå rogenryggarna. I figur 11 visas rogenmoränernas riktningsfördelning. 13

22 Figur 11. Orienteringsfördelning av drumliner, flutings och rogenmoräner. Totalt har det återfunnits 17 större åspartier över östra Norrbotten, där en större del hittats längs Piteälven (figur 10). Utefter Luleälven har endast ett mindre antal åsryggar identifierats. Medelorienteringen för åsarna är 141 (SD=17 ). Figur 12 visar ett mindre område där både en ås och flertalet DG-moräner hittats. Svärmen DG-moräner närmast åsen uppvisar en avvikande orientering gentemot både de resterande ryggarna i figuren, och den regionala isrörelseriktningen. Åsen har en orientering på 141, medan svärmen med DGmoräner har en medelorientering på 251 (SD=10 ). 14

23 Figur 12. Ås med närliggande De Geer-moräner som har en avvikande orientering. 15

24 4 Diskussion 4.1 De Geer-moränernas storskaliga bildningsmiljö Ett mycket stort antal DG-moräner ( st) har, med hjälp av LiDAR-bilder, kunnat identifieras i Luleå- Piteå området i östra Norrbotten. Troligen finns det även ryggar gömda under havssedimenten i området. DG-moräner finns på alla höjdnivåer under HK, på ett vattendjup mellan m i det forna havet. Samtidigt finns det DG-moräner på havsbotten (Hättestrand 1998), vars bildningsdjup är större än ryggar bildade på land. 75% av de identifierade ryggarna är bildade på ett vattendjup mer än 150 m, medan ett mycket litet antal (0,4%) har kunnat bildas där djupet varit mindre än 50 m (figur 4). Det visar att bildningen av ryggarna gynnats av att iskanten mötte ett förhållandevis djupt hav under deglaciationen. Detta stöds av tidigare studier av DG-moräner i Sverige, där det anges att m är det vanligaste bildningsdjupet (Lindén och Möller 2005; Lindén 2006; Bouvier et al. 2015; Dowling, Möller och Spagnolo 2016). I Finland anger Ojala et al. (2015) att DG-moränerna främst är bildade på över 200 meters djup. Det är vidare anmärkningsvärt att DG-moräner bildade i ett mycket grunt vattendjup (<50 m) visar sig generellt vara mer välutvecklade än ryggar bildade i ett stort vattendjup (>191 m), där de i medeltal är 100 m längre (tabell 3). Bouvier et al. (2015) beskriver i sin studie att DG-moräners längd visar en svag, signifikant korrelation till bildningsdjupet, där ryggarna i motsatts till den här studien blir längre med ett större bildningsdjup. Ojala et al. (2015) beskriver att DG-moräners längd i Finland inte påverkas av bildningsdjupet. DG-moränerna har i huvudsak bildats där havsbotten varit plan, men har även hittats på och i anslutning till bergssluttningar. Med ca 10% av ryggarna bildade med en lutning mer än 5, visar det ryggarnas begränsade bildning vid brantare partier. Bergspartier med en lutning upp till ca 15 tycks ha varit gynnsamma för DG-moränernas bildning (figur 6). Ryggar bildade vid grundare bildningsdjup visar en högre lutning än ryggar bildade i ett djupare vatten (tabell 3). Lutningens samband till vattendjupet kan vara en effekt av den lokala topografin för undersökningsområdet, med en större relief ju längre in i landet man kommer. Lindén och Möller (2005) beskriver att avsaknaden av DG-moräner i mer kuperad terräng i östra Norrbotten kan bero på kraftig svallning från det forna havet. Det här har sannolikt inte skett i undersökningsområdet då ryggar som blivit kraftigt utplanade genom svallning ändå borde ha framträtt på LiDAR- bilderna. Utifrån det stora antalet DG-moräner har rekonstruktioner gjorts för att kunna se isens läge under avsmältning, vilket gav en riktning på 220 (figur 7). Ryggarnas sammanbundna form varierar, från raka till sammanbundet kurvade, antingen konvexa eller konkava. De olika formerna dominerar olika lokala områden. De sammanbundet konvexa formerna har främst identifierats i anslutning till berg och topografiskt högre lägen (figur 8), vilket tyder på att det kan ha förekommit en lokal lob på iskanten. Isen dröjde sig troligen kvar över topografiskt högre lägen, vilket kan ha bidragit till bildandet av loben, och därmed den sammanbundna konvexa formen hos DG-moränerna. Det här stöds av Ojala et al. (2015) som identifierat DGmoräner vars sammanbundna form kan visa att de bildats vid en lokal lob vid iskanten. Uppströms sammanbundet konkava ryggar har istället identifierats vid topografiskt låga platser, och i dalgångar (figur 8). Det tyder på att kalvningsbukter på iskanten kan ha förekommit över de lägre områdena, vilket har gett DG-moränerna dess sammanbundna konkava form. Det här stöds av Lindén och Möller (2005), Bouvier et al. (2015) och Dowling, Möller och Spagnolo (2016). Topografiskt lägre platser är enligt Granlund (1943) gynnsammare för kalvning, vilket bidragit till kalvningsbukter. DG-moräner har vidare identifierats vars orientering i närhet till ett åsparti avviker både från de närliggande ryggarna och till den regionala isrörelseriktningen (figur 12). Ryggarnas avvikande riktning kan indikera på att en kalvningsbukt har formats intill åsen. Resonemanget stöds av Lindén och Möller (2005), Lindén (2006), Bouvier et al. (2015) samt Dowling, Möller och Spagnolo (2016). 16

25 I östra Norrbotten finns det rikligt med drumliner, flutings och rogenmoräner. Drumlinerna och flutings har en nästintill vinkelrät relation mot DG-moränerna, medan rogenmoränerna istället har en snarlik orientering som DG-moränerna (figur 11). Det tyder på alla former bildats subglacialt under samma glaciationsfas. Rogenmoränerna och DG-moränerna har i huvudsak inte bildats över samma område, med endast ett mindre antal former bildade tillsammans (figur 10). Rogenmoränernas bildningsmiljö tyckts alltså inte gynna DGmoränerna. I de områden formerna överlappar varandra har ett flertal DG-moräner bildats ovanpå rogenmoränerna, vilket indikerar på att rogenmoränerna bildades tidigare. Det här stödjs av Hättrestrand (1998). Distansen mellan samtliga DG-moräner för undersökningsområdet är i medeltal 92m (tabell 1). Det kan jämföras med isens avsmältningshastighet i området på 310 m/år. Hastigheten är beräknad utifrån isolinjer gjorda av Fredén (2009). Avståndet mellan DG-moränerna sammanfaller således inte med isens avsmältningshastighet, vilket innebär att drygt tre ryggar troligen bildats per år i undersökningsområdet. De Geers (1940) teori om att ryggarna är bildade årligt går därmed att avfärda. DG-moräner med en tydlig storleksvariation, från återkommande större till mindre ryggar finns representerade i östra Norrbotten (område D1 i figur 5). I och med att ett antal mindre ryggar förekommer mellan de större ryggarna, kan det tyda på att de större och mindre ryggarna bildats under olika säsonger. Medeldistansen mellan de återkommande ryggarna är i den här studien 345 m, vilket väl överensstämmer med isens avsmältningshastighet. Ryggarna har troligen bildats drygt en gång per år i en nordöst-sydvästlig riktning. En hypotes till hur de större ryggarna kan ha bildats är under vinterstillstånd då isen var stabilare med en dämpad isavsmältning. Lindén och Möller (2005), Lindén (2006) och Bouvier et al. (2015) stödjer resonemanget, och förklarar vidare att större ryggar kan under vinterns framryckningar bildas genom att isen tryckt fram dem. Det kan stödjas i den här studien. Mellan två större DG-moräner finns det ca fyra till fem stycken mindre ryggar, vilket indikerar på att samma antal mindre ryggar har bildats per år. Det kan antas att de mindre, mellanliggande ryggarna hastigt har kunnat bildas under sommarperioder då isen hade en högre avsmältningshastighet. Det kunde ha bidragit till att inte lika mycket material kunde deponeras vid de temporära Grounding line-positionerna under isens reträtt (figur 1). Det här stöds av tidigare studier (Lindén och Möller 2005; Lindén 2006; Bouvier et al. 2015). Observera att den här studien bygger på ett större material jämfört med de tidigare nämnda studierna. 4.2 LiDAR-bildernas betydelse vid kartering LiDAR-bilder har använts som hjälpmedel för att identifiera DG-moränerna. Denna metod har bidragit till en smidig bearbetning av data, trots en stor datamängd. Ställt mot tidigare hjälpmedel i form av traditionella flygbilder och fältbesök har den här studien kunnat effektivt studera stora områden med en stor precision och noggrannhet. Samma studie skulle med hjälp av de tidigare hjälpmedlen vara betydligt svårare att genomföra. 17

26 4.3 Slutsats Den här studien visar hur olika bildningsmiljöer kan påverka DG-moränerna, och deras form. Resultatet kan sammanfattas: - DG-moränerna har bildats på ett vattendjup mellan m, där 75% av ryggarna bildats >150 m. - DG-moräner förekommer främst vid flackare ytor, men kan hittas vid bergssluttningar upp till DG-moräner som hittats i anslutning till berg och vid topografiskt högre platser uppvisar en sammanbundet konvex form. En lob vid iskanten kan ha bidragit till att den här typen av ryggar bildats. - DG-moräner som uppvisar en uppströms sammanbundet konkav form återfinns främst i topografiskt lägre områden, och i dalgångar. De kan ha bildats vid en kalvad iskant. - Drumliners, flutings, rogenmoränernas och åspartiernas orienteringsrelation till DGmoränerna visar att formerna är bildade under samma isfas. - De större, återkommande DG-moränerna kan vara bildade annuellt, förslagsvis under vinterhalvåret. Fyra till fem mindre ryggar har bildats per år mellan de större, troligen under sommarhalvåret. - Användningen av LiDAR-bilder underlättar arbetet vid insamling och arbete av större datamängder. 18

27 5 Referenser Blake, Kevin P Common origin for De Geer moraines of variable composition in Raudvassdalen, northern Norway. Journal of Quaternary Science 15 (6): Bouvier, Vera, Johnson, Mark D., och Påsse, Tore Distribution, genesis and annual-origin of De Geer moraines in Sweden: insights revealed by LiDAR. GFF 137 (4): Bradwell, Tom, Stoker, Martyn S., Golledge, Nicholas R., Wilson, Christian K., Merritt, Jon W., Long, David, Everest, Jeremy D., Hestvik, Ole B., Stevenson, Alan G., Hubbard, Alun L., Andrew G., Finlayson och Mathers, Hannah E The northern sector of the last British ice sheet: maximum extent and demise. Earth-Science Reviews 88 (3): Davis, John C Statistics and Data Analysis in Geology. 3 uppl. New Jersey: John Wiley & Sons De Geer, Gerard Ändmoräner I trakten mellan Spånga och Sundbyberg. Geologiska Föreningens i Stockholm Förhandlingar 11, De Geer, Gerard Geochronologica Suecia Principles. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar, Uppsala. Dowling, P.F. Thomas, Möller, Per och Spagnolo, Matteo Rapid subglacial streamlined bedform formation at a calving bay margin. Journal of Quaternary Science. 31 (8): Fredén, Curt Berg och Jord. 3. uppl. Italien: Sveriges Nationalatlas Fromm, Erik Beskrivning till jordartskarta över Norrbottens län nedanför lappmarksgränsen. Rapport för Sveriges Geologiska Undersökning: 39. Uppsala: Sveriges Geologiska undersökning. Granlund, Erik Beskrivning till jordartskarta över Västerbottens län nedanför odlingsgränsen. Rapport för Sveriges Geologiska Undersökning: 26. Uppsala: Sveriges Geologiska Undersökning. Geodata Extraction Tool (GET) Nedladdningstjänsten GET. Sveriges Lantbruksuniversitet. (Hämtad ) Geodataportalen Laserdata. a c501f989 (Hämtad ) Geodataportalen Geodata. (Hämtad ) Hoppe, Gunnar Glacial morphology and inland ice recession in northern Sweden. Geografiska Annaler 41 (4): Hättestrand, Clas Ribbed moraines in Sweden- distribution pattern and palaeoglaciological implications. Sedimentary Geology 111 (1): Hättestrand, Clas The glacial geomorphology of central and northern Sweden. Rapport för Sveriges Geologiska Undersökning: 85. Uppsala: Sveriges Geologiska Undersökning. Lindén, Mattias och Möller, Per Marginal formation of De Geer moraines and their implication to the dynamics of grounding-line recession. Journal of Quaternary Science 20 (2): Lindén, Mattias Glaciodynamics, Deglacial Landforms and Isostatic Uplift during the last Deglaciation of Norrbotten, Sweden. Geologiska institutionen, Lunds Universitet. Lundqvist, Jan Palaeoseismicity and De Geer Moraines. Quaternary International 68: Ojala, Antti E.K., Putkinen, Niko, Palmu, Jukka- Pekka, och Nenonen, Keijo Characterization relief curvature analysis of De Geer moraines in Finland based on LiDAR DEM mapping. Geological Society of Sweden 137 (4): Streuff, Katharina. Forwick, Matthias, Szczuciński, Witold, Andreassen, Karin, Cofaigh, Colm Ó Submarine landform assemblages and sedimentary processes related to glacier 19

28 surging in Kongsfjorden, Svalbard. Arktos 1 (1) Strömberg, Bo, Mappings and geochronological investigations in some moraine areas of south-central Sweden. Geografiska Annaler 47 (2), Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) Kartvisare. (Hämtad ) Todd, Brian J., Valentine, Page C., Longva, Oddvar och Shaw, John Glacial landforms on German Bank, Scotian Shelf: evidence for Late Wisconsinan ice-sheet dynamics and implications for the formation of De Geer moraines. Boreas 36 (2): Zilliacus, Harry Genesis of De Geer moraines in Finland. Sedimentary Geology 62 (2):

29 Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap (EMG) Umeå, Sweden Telefon Texttelefon