En preliminär tefrokronologi för Karinmossen, Gästrikland

Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi En preliminär tefrokronologi för Karinmossen, Gästrikland Isabella Svensson Examensarbete grundnivå Kvartärgeologi, 15 hp KG 12 2013

Förord Denna uppsats utgör Isabella Svenssons examensarbete i Kvartärgeologi på grundnivå vid Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng (ca 10 veckors heltidsstudier). Handledare har varit Stefan Wastegård, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Examinator för examensarbetet har varit Jan Risberg, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Författaren är ensam ansvarig för uppsatsens innehåll. Stockholm, den 10 juni 2013 Lars-Ove Westerberg Studierektor

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Sammanfattning De senaste årtiondena har det blivit allt viktigare att korrelera och jämföra resultat från olika klimatarkiv, till exempel iskärnor, sediment, trädringar och speleothem, då det är av stor vikt att kunna sammanställa resultat från olika studier på en gemensam tidsskala med relativt hög upplösning. Ett av de viktigaste verktygen för att det ska vara möjligt att göra exakta jämförelser av klimatarkiv från kvartärperioden kan vara tefrokronologi. Idag har fler än 125 tefrahorisonter med isländskt ursprung identifierats i den nordatlantiska regionen, men många av dessa har dock ännu inte identifierats utanför Island. I Sverige har det främst gjorts undersökningar i de västra och mellersta delarna av landet, men det har även gjorts ett par undersökningar i andra delar av landet också, så som norra och södra Sverige. Syftet med studien var att bestämma koncentrationer av tefra i Karinmossen, Gästrikland, som ligger i ett område där det inte har gjorts några tidigare studier av förekomst av tefra. De högsta koncentrationerna i mossen noterades på nivåerna 93-94 cm samt 236-237 cm. Studien har inte inkluderat några kemiska undersökningar eller dateringar, vilket innebär att det inte var möjligt att mer exakt bestämma horisonternas ursprung eller ålder. Dock är det troligt att horisonten vid 236-237 cm är Hekla-3, vilket styrks av jämförelse med ett pollendiagram från Karinmossen (Sandegren & Asklund, 1948). Jämförelsen mellan den undre horisonten och Sandegren och Asklunds undersökning visar att åldern för toppen av tefrakoncentrationen ligger nära granens invandring till området för ca 3000 år sedan. Den övre horisonten kan möjligtvis vara Sn-1- tefran från Snæfellsjökull som inte tidigare påträffats i Sverige, då den stämmer överrens åldersmässigt förutsatt att korrelationen med pollendiagrammet är riktig. 1

Isabella Svensson 2

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Introduktion De senaste årtiondena har behovet av att korrelera och tidsbestämma olika händelser på olika platser ökat (Pilcher et al., 1995; Lowe, 2011). Det behövs till exempel vid studier av holocena klimatförändringar (Davies et al., 2003; 2012; Lowe, 2011) och för att ta reda på om dessa har skett synkront på olika platser (Wastegård & Rasmussen, 2001; Turney et al., 2006). Det blir även allt viktigare att kunna jämföra resultat från olika klimatarkiv som till exempel trädringar, iskärnor, sediment och speleothem (t.ex. Pilcher et al. 1995; Charman et al., 2001; Gunnarson et al., 2003; Andresen & Björck, 2005; Borgmark & Wastegård, 2008). En metod som tillgodoser behovet av hög upplösning och exakthet vid korrelering och jämförelser är tefrokronologi (Larsen et al., 2002; Lowe, 2011). Tefra är vulkanisk aska och kommer från grekiskans tephra som betyder just aska (t.ex. Lowe, 2011). Termen föreslogs av Thorarinsson (1944) som lade grunden till den moderna tefrokronologin (Wastegård & Boygle, 2012). Med termen tefrokronologi kan man avse studiet av tefra i allmänhet och dess applikationer, men i mer strikt mening betyder tefrokronologi användandet av tefrahorisonter som isokroner (eng. isochrones) för att länka samman olika sekvenser av data (Lowe, 2011). Tefrokronologi kan användas vid både relativa och absoluta dateringar (Bergman et al., 2004) och horisonterna kan till exempel användas som kronostratigrafiska verktyg för att kalibrera senglaciala och holocena kronologier (Haflidason et al., 2000). Tefrokronologi har fått allt större vikt inom studier av kvartära lagerföljder (Zillén et al., 2002; Lowe, 2011). En anledning är att tefra som markeringshorisonter har flera fördelar, två av dessa är att partiklarna har ett karaktäristiskt utseende (fig. 1) och kan lätt skiljas från annat minerogent material i polarisationsmikroskop (t.ex. Persson, 1966). En annan fördel är att tefra har olika geokemisk sammansättning beroende var den har sitt ursprung och från vilket utbrott den kommer ifrån (Haflidason et al., 2000; Lowe, 2011). Det är även fördelaktigt att tefra kan spridas snabbt över stora områden, beroende på utbrottets storlek, samt att partiklarna avsätts relativt snabbt (Zillén et al., 2002; Turney et al., 2006; Lowe, 2011). Tiden det tar för tefrapartiklarna att avsättas kan variera mellan minuter till månader, men inom ett år brukar all tefra från ett utbrott har avsatts (Haflidason et al., 2000; van den Bogaard & Schmincke, 2002; Lowe, 2011). Det finns dock begränsningar och potentiella felkällor med tefrokronologi som bör uppmärksammas, som till exempel vittring (Dugmore et al., 1992; Lowe, 2001), vilket kan komma att påverka resultaten vid geokemiska studier inom tefrokronologi. Det uppstår också problem då man felaktigt identifierar eller daterar tefra (Lowe, 2011). Ett annat problem är diskontinuitet hos tefrahorisonter, vilket troligtvis beror på till exempel säsongsvarierande vindar och långlivade snötäcken (Bergman et al., 2004). I Skandinavien, där en stor del av årsnederbörden faller som snö, är förmodligen avsättning av tefra på snö en orsak till diskontinuitet eftersom den därmed kan bli utsatt för omdisponering av Figur 1. 3 Tefrapartikel samt en Lycopodiumspor på nivån 95-96cm

Isabella Svensson till exempel vindar och smältvatten (Wastegård & Davies, 2009). Det har också visats att tefrapartiklar kan förflyttas både uppåt och nedåt i torv, genom att de sjunker respektive förflyttas uppåt på grund av till exempel växande vegetation och variationer i grundvattnet (Lowe, 2011). Styrkan hos tefrokronologi ligger alltså i möjligheten att på en precis nivå kunna korrelera olika studier av olika klimatarkiv och placera dessa på en gemensam tidsskala (Davies, et al., 2003; Wastegård, 2005; Lowe, 2011). Lowe (2011) menar att tefrahorisonter möjligtvis är den mest värdefulla typen av kronostratigrafiska markeringar för den senare delen av kvartärperioden, detta på grund av den höga upplösningen i kombination med god kronologisk kontroll. Tefrokronologi är till exempel särskilt användbar vid studier av avlagringar från den senaste deglaciationen samt början av holocen, eftersom låga halter av organiskt material kan göra så att det inte är möjligt att använda 14 C-metoden (Haflidason et al., 2000). Det finns ett flertal metoder för datering och identifiering av tefra (t.ex. Persson, 1966; Pilcher et al., 1995; van den Bogaard & Schmincke, 2002; Zillén et al., 2002; Bergman et al., 2004; Mortensen et al., 2005; Lowe, 2011). Generellt är den mest passande metoden för identifikation av tefror att undersöka horisonternas geokemiska komposition (Haflidason et al., 2000). Vad gäller dateringsmetoder, så användes till en början främst 14 C-dateringar, men de åldrar man fick fram var inte tillräckligt exakta och idag används flera olika metoder för både relativa och absoluta dateringar (t.ex. Pilcher et al., 1995; Zillén et al., 2002; Lowe, 2011). Till en början låg fokus främst på studier av tefra som hade avsatts i närheten av dess ursprung, det vill säga proximal tefra (Lowe, 2011). Proximala tefrahorisonter kan vara flera meter mäktiga, men tjockleken kan variera ned till millimetertjocka lager (Lowe, 2011), men det är i regel möjligt att se proximala tefror med blotta ögat. Tidigt insåg man att det var möjligt att finna tefror på längre avstånd från ursprunget, till exempel ansågs det troligt att tefrapartiklar hade avsatts i till exempel Skandinavien (t.ex. Thorarinsson, 1944; Persson, 1966). Dessa tefror som har avsatts på längre avstånd från källorna kallas distala tefror, varav vissa av dessa inte är synliga för blotta ögat och kallas då för kryptotefra (eng. cryptotephra)(lowe, 2011). En tefra som sprids över ett stort område och avsätts relativt snabbt kallas för en isokron. Man har till exempel påträffat tefror från Island mer än 2500 km från ursprungsvulkanen (Lane et al., 2011). I den Nordatlantiska regionen är Island den främsta källan till tefra (van den Bogaard & Schmincke, 2002). I området har man funnit vulkanisk aska i till exempel torvmarker (t.ex. Persson, 1966; Borgmark & Wastegård, 2008), marina sediment (Larsen et al., 2002), sjösediment (Zillén et al., 2002; Davies et al., 2003) och iskärnor (Mortensen et al., 2005). Många av de tefrahorisonter som har påträffats i regionen kan kopplas till stora explosiva utbrott som till exempel Hekla-3 och Hekla-4 (Haflidason et al., 2000). Utifrån de spår man har funnit av isländska utbrott så upplevs det som om ryolitisk tefra transporteras längre än basaltiska tefra, detta bland annat på grund av kopplingen som finns mellan ryolitisk tefra och explosiva utbrott (Wastegård, 2005). Fyra viktiga isokroner vid korrelationer av holocena lagerföljder mellan de brittiska öarna, Island, Skandinavien och norra Europa är Hekla-4, Hekla- S/Kebister, Hekla-3 och Askja 1875 (Boygle, 2005). Den tidigare delen av holocen är karaktäriserad som en period med mycket vulkanisk aktivitet vilket bör ha gjort avtryck i bland annat regionen kring Nordatlanten (Wastegård, 2005). Men 4

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen även om det upplevs som om det var varit mycket vulkanisk aktivitet de senaste 1100 åren, så är det mer troligt att man har blivit bättre på att uppmärksamma händelser (Haflidason et al., 2000). I Europa var Christer Persson en av de första som undersökte distala tefrahorisonter (Persson, 1966). I en artikel (Persson, 1966) redovisar han resultat från 10 lokaler från mellersta Sverige. Efter Perssons undersökningar dröjde det till 1990-talet innan tefrokronologi användes i Sverige (t.ex. Wastegård et al., 1998) och sedan dess har det gjorts flera tefrokronologiska studier i Sverige. De här studierna har främst berört mellersta Sverige, men det har även utförts undersökningar i de norra och södra delarna av landet (Wastegård & Boygle, 2012). De flesta av studieområdena ligger i de västra delarna av landet och undersökningarna har främst utförts på torv och sjösediment (t.ex. Persson, 1966; Boygle, 1998; Zillén et al., 2002; Borgmark & Wastegård, 2008) och de flesta lokaler som undersökts har varit ombrotrofa torvmossar (Wastegård, 2005). En anledning till det är att av Sveriges yta är ca 15 % av torvmarker och att extrahering av tefra från torv är relativt okomplicerad jämfört med andra typer av avlagringar (Borgmark & Wastegård, 2008). Förhållanden för avsättning och studier av vulkanisk aska i Sverige och övriga Skandinavien är gynnsamma av flera anledningar. Avståndet till Island är till exempel tillräckligt kort för att aska från utbrott av olika storlek ska kunna avsättas här (Wastegård, 2005) samt att vindförhållandena är gynnsamma för att vulkanisk aska ska kunna spridas till Skandinavien (Lacasse, 2001; Wastegård, 2005). Det är även troligt att det finns ett samband mellan nederbörd och avsättning av tefra (t.ex. Langdon & Barber, 2004). Då Persson presenterade sina resultat 1966 hade ingen av de tefrahorisonter som påträffades analyserats kemiskt (Wastegård, 2005), men när man senare har återgått till några av Perssons lokaler har det varit möjligt att konstatera förekomster av till exempel Hekla-4, Hekla- S/Kebister, Hekla-3 och Askja 1875 (Boygle, 1998; Borgmark & Wastegård, 2008). I en sammanställning av Wastegård (2005) berättas det att fler än 125 tefror med isländskt ursprung har identifierats i den nordatlantiska regionen. Då hade många av dessa ännu inte identifierats utanför Island (Wastegård, 2005). Idag har fler än 15 olika horisonter identifierats i Sverige (Wastegård & Boygle, 2012) och den mest utbredda av dessa är Veddeaskan (ca 12 100 BP). Andra viktiga horisonter som påträffats i Sverige är Hekla-4 (ca 4260 BP, Hekla-S/Kebister (ca 3720 BP), Hekla- 3 (ca 3000 BP) och Askja-1875. Två tefror från tidigholocen, som bildar signifikanta horisonter, är Hässeldalentefran (ca 11 300 BP) och Askja-S (ca 10 400 BP) (Wastegård & Boygle, 2012). Inga av dessa är synliga för blotta ögat (Wastegård, 2005). Enligt Wastegård (2005) har man än så länge inte hittat några horisonter som är äldre än övergången från den senaste glacialen och holocen (eng. Last Glacial/Interglacial transistion) i svenska avlagringar. Utifrån sammanställningar av dominerar tefra från Hekla på sydvästra Island, till exempel finns det anledning att tro att Hekla-S/Kebister är en av de mest spridda holocena tefrorna i norra Europa (Wastegård et al., 2008). En fördel med upptäckter av tefrahorisonter i Sverige är att de kan komma att bli viktiga för att länka samman resultat från studier som till exempel har gjorts av Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) och att det kommer att kunna göras med en stor exakthet (Boygle, 1998). Syftet med följande studie var att mer exakt identifiera nivåer med förhöjda tefrakoncentrationer i Karinmossen i mellersta Sverige, samt att försöka göra en preliminär bestämning av horisonterna genom jämförelse med studier från andra områden i Sverige. Det har inte gjorts 5

Isabella Svensson några geokemiska analyser eller dateringar för att mer exakt identifiera tefrorna. Samtliga åldrar är i kalenderår BP (=1950) om inte annat anges. Studieområde Undersökningens studieområde är Karinmossen, Gästrikland, i den östra delen av mellersta Sverige (fig. 2). Mossen besöks regelbundet i samband med exkursioner från Stockholms universitet och ligger i en del av Sverige där det inte har gjorts några tidigare studier för förekomst av tefra (Wastegård, personlig kommentar). Karinmossen är en typisk högmosse som är en del av ett av områdets största torvmarkskomplex (Sandegren & Asklund, 1948). Komplexet består av flera olika högmossar, kärr och flakmossar som går under olika namn, varav Karinmossen är en av dessa. Stora delar av Karinmossen utgörs idag av tidigare torvtäkter, som främst har berört de centrala delarna av mossen. I den centrala delen av mossen finns en mossgöl som kallas för Karisjön (Sandegren & Asklund, 1948). Utifrån en borrning i mossens centrala delar kunde man se en lagerföljd bestående av littorinalera och brackvattensgyttja för att sedan övergå till starr- och vitmosstorv (Sandegren & Asklund, 1948). Det är troligt att den norra delen av mossen där provet togs har en liknande lagerföljd. Sedan övergången till mosse har den flera gånger skiftat i karaktär, vilket är möjligt att se då lager av starrmosstorv och vitmosstorv med olika förmultningsgrad växlar mellan varandra och bygger upp torvlagret i mossen (Sandegren & Asklund, 1948). Terrängen inom kartbladet Söderfors som Karinmossen är en del av ligger mellan 50-70 m ö. h. och den lägsta pasströskeln till Karinmossens bäck ligger ca 57 m ö. h. (Sandegren & Asklund, 1948), vilket innebär att bäcken bör ha isolerats från Littorinahavet ca 7000-6000 BP (jfr Risberg et al., 2005). Området där Karinmossen finns förefaller sig har blivit isfritt ungefär vid tiden för övergången mellan Yoldiahavet och Ancylussjön för 10 800-10 700 år sedan (Strömberg, 1989) och vid tiden för Ancylussjöns maximitransgression befann sig området helt under vattenytan (Björck, 1995). Den närmaste Högsta Kustlinjen ligger vid Fornby klint på 190 m ö. h., väster om Karinmossen. Berggrunden i området består av granit, i det här fallet är den röd och fin-/mellankornig (Sandegren & Asklund, 1948). 6 Material och metoder Borrkärnan som undersöks är tagen i november 2012 i Karinmossen, i norra delen av mossen (koordinater: ). Sedimentkärnan, som togs med ryssborr, hade en sammanlagd längd på ca 5 m, varav de tre översta metrarna som undersöks bestod av vitmosstorv eller starrtorv. Under provtagningen togs inget Figur 2 Karta som visar var studieområdet, Karinmossen, finns.

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen överlapp mellan sedimentkärnorna eftersom huvudsyftet var att demonstrera lagerföljden för studenter (Wastegård, personlig kommentar). I samband med att borrkärnan togs förbereddes 29st 10 cm-prover för mikroskopering och då kunde förekomst av tefra noteras på ett par nivåer (Wastegård, personlig kommentar). Metoderna som har använts beskrivs helt eller delvis i flera olika artiklar och används ofta som delmoment i mer omfattande studier (t.ex. Pilcher & Hall, 1992; van den Bogaard & Schmincke, 2002; Borgmark & Wastegård, 2008). Första steget i undersökningen var att undersöka 10cm-proverna i ett polarisationsmikroskop för att bestämma på vilka nivåer nya prover skulle tas. De här proverna motsvarade var och en 10 cm av den undersökta delen av borrkärnan som sträckte sig mellan ett djup på 13-300 cm. De översta 13 cm saknas på grund av högt vatteninnehåll i den översta delen av torven. Vid mikroskoperingen användes förstoringsgrader mellan x200-400. Då samtliga prover hade mikroskoperats förbereddes nya prover för de nivåer där de högsta koncentrationerna av tefra förekom. De nya proverna på cirka 3-4 cm 3 motsvarade 1 cm och togs kontinuerligt. Dessa vägdes in och brändes sedan i ugn i en temperatur på 550 C under fyra timmar med syftet att få bort allt organiskt material. Efter bränning vägdes proverna på nytt och 10ml 10 % saltsyra (HCl) tillsattes och en Lycopodiumtablett tillsattes till varje prov med syftet att möjliggöra koncentrationsbestämning av tefra. En tablett innehöll i det här fallet 18583 sporer/tablett. Efter att HCl hade tillsatts fick proverna stå ett dygn och sedan centrifugerades proverna i 10 minuter och HCl hälldes bort förutom en droppe i botten av röret. Avjoniserat vatten (10ml) tillsattes och proverna centrifugerades på nytt innan vattnet avlägsnades. Totalt centrifugerades proverna fyra gånger för att få så rena prover som möjligt. När de nya proverna togs gjordes även en översiktlig humifieringsanalys, vilken gjordes genom att notera färgskiftningarna i borrkärnan. Preparaten förbereddes sedan för mikroskopering genom att majoriteten av det avjoniserade vattnet som fanns kvar efter den sista centrifugeringen avlägsnades och pipett användes för att droppa proverna på objektglas, som var placerade på en värmeplatta. Proverna fick sedan ligga tills allt vatten hade dunstat bort och varefter Canadabalasam droppades på objektglasen och smetades ut innan täckglasen lades på. När de 20st 1cm-proverna mikroskoperades räknades samtliga tefrapartiklar och Lycopodiumsporer som påträffades i varje prov. När samtliga prover hade mikroskoperats beräknades koncentrationen. Detta gjordes enligt formeln: Vilket gav koncentrationen av tefrapartiklar/gram fuktig torv. Resultat I 10cm-proverna noterades tefra på flera nivåer, dock var förekomsten av tefrapartiklar låg på de flesta nivåer. Endast ett par nivåer innehöll högre koncentrationer. De nivåer där de högsta koncentrationerna förekom var 90-100 cm och 230-240 cm. Det förekom även lite högre koncentrationer på ett par andra nivåer vilka var 40-50, 120-130, 130-140 samt 160-170 cm. Nya 1cm-prover togs dock endast på de nivåer som visat högst koncentrationer av tefra, det vill säga 90-100 cm och 230-240 cm. 7

Isabella Svensson Resultaten från beräkningarna av tefrakoncentrationen i 1cm-proverna visas i tabell 1 samt i figur 3-5. I tabellen är det möjligt att utläsa att de högsta koncentrationerna finns på 93-94 cm respektive 236-237 cm. Vid jämförelse av koncentrationernas fördelning på de två olika nivåerna är det möjligt att notera att fördelningen över koncentrationen av tefra är mer utspridd mellan 90-100 cm än mellan 230-240 cm (fig. 3). På nivån 90-100 cm ökar koncentrationen av tefra mellan 90-94 cm (fig. 4). Mellan 94-95 cm minskar koncentrationen för att sedan återigen öka mellan 95-96 cm, sedan minskar koncentrationen igen. Mellan 90-100 cm finns det två tydligare toppar på nivåerna 93-94 cm och 95-95 cm (fig. 4). På nivån 230-240 cm så finns det lite lägre koncentrationer ned till 234 cm, sedan ökar koncentrationen successivt ned till 236-237 cm där koncentrationen når sin högsta punkt på den här nivån. Sedan minskar koncentrationen igen (fig. 5). Tabell 1 De koncentrationer av tefra som beräknades i de 20 proverna som togs på nivåerna 90-100 cm och 230-240 cm. Koncentration av tefra (Skärvor/gram fuktig Djup (cm) tefra) 90-91 69,0 91-92 178,5 92-93 189,0 93-94 320,8 94-95 125,6 95-96 233,9 96-97 33,3 97-98 26,9 98-99 74,5 99-100 54,2 230-231 42,2 231-232 100,2 232-233 33,2 233-234 81,9 234-235 38,6 235-236 121,3 236-237 411,0 237-238 177,6 238-239 33,7 239-240 52,5 När humifieringsgraden undersöktes noterades främst färgskiftningarna, men överlag var det även möjligt att notera att mängden intakta vitmossrester minskade successivt från de övre delarna till de understa delarna. De översta 13 cm saknades och den översta delen av borrkärnan mellan 13-40 cm var ganska ljus. Mellan 40-50 cm var torven något mörkare vilket följdes av en ljusare sektion mellan 50-54 cm. Mellan 54-86 cm blir torven successivt mörkare och följs av en ljusare del mellan 86-89 cm. Mellan 89-100 cm är torven mörk och mellan 100-200 cm har torven ungefär samma färg, den är dock något mörkare vid 200 cm än vid 100 cm. Mellan 200-300 cm är torven mörkare jämfört med 100-200 cm och färgskillnaden mellan 200 cm och 300 cm är större jämfört med 100-200 cm. 8

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Karinmossen 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Djup (cm) 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 tefrakonc/g vs djup 290 300 0 100 200 300 400 500 Tefrapartiklar/g fuktig torv Figur 3 Koncentrationsfördelningen för tefra mellan 90-100 cm och 230-240 cm. De högsta koncentrationerna finns mellan 93-94 cm och 236-237 cm. 9

Isabella Svensson Karinmossen 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 Djup (cm) 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 tefrakonc/g vs djup 109 110 0 100 200 300 400 500 Tefrapartiklar/g fuktig torv Figur 4 Koncentrationsfördelningen mellan 90-100 cm där den högsta koncentrationen finns mellan 93-94 cm. 10

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Karinmossen 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 Djup (cm) 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 tefrakonc/g vs djup 249 250 0 100 200 300 400 500 Tefrapartiklar/g fuktig torv Figur 5 Koncentrationsfördelningen mellan 230-240 cm där den högsta koncentrationen finns mellan 9236-237 cm. 11

Isabella Svensson Diskussion De två horisonterna som studerades närmare har olika fördelningar vad gällande koncentrationen av tefra, spridningen mellan 230-240 cm är betydligt mindre än mellan 90-100 cm. En orsak till att det övre lagret har större spridning kan vara att det har skett förflyttningar både uppåt och nedåt i torven efter den initiala depositionen. Anledningen till detta kan dels bero på att partiklarna har sjunkit nedåt i torven eller dels en förflyttning uppåt på grund av växande vegetation eller förändringar i grundvattennivåerna (Lowe, 2011). Alternativt kan tefra från två utbrott nära i tiden ha bidragit till den stora spridningen med djupet. För att preliminärt kunna identifiera de två horisonterna var första tanken att jämföra koncentrationerna samt djupet med andra studier som har gjorts i Sverige. Det visade sig dock vara problematisk eftersom det först och främst inte finns så många studier angående koncentrationer av tefra. Ett av undantagen är Borgmark och Wastegård (2008) som har en tabell med koncentrationer av några holocena tefror. Dock så redovisas koncentrationerna i Borgmark och Wastegård (2008)i en annan enhet än vad de gör i den här studien. Där redovisas de i skärvor/cm 3 (eng. shards/cm 3 ) medan de i den här studien redovisas som skärvor/gram fuktig torv, vilket gör att det är svårt att göra en direkt jämförelse. Det kan också konstateras att det är svårt att göra jämförelser baserade på vilket djup tefror har påträffats på. En anledning till det är att olika mossar kan skilja sig mycket från varandra i fråga om tillväxthastighet och liknande. Även stora skillnader kan finnas inom en och samma mosse. Om man jämför till exempel Kortlandamossen med Ulvåmossen och Mosstakanmossen, samtliga i Värmland, är det möjligt att konstatera att man fann tefra från Hekla-3 på 250-255 cm, 160-165 cm respektive 320-325 cm (Boygle, 2004), vilket är ganska stora skillnader i djup. Därmed förefaller, som väntat, inte en jämförelse grundad endast förekomst i förhållande till djupet i mossen vara en bra metod. Vid första anblick föreföll det mest troligt att de två horisonterna som påträffades var Hekla-3 och Hekla-S/Kebister. Detta på grund av att de är två av de mest vanligt förekommande tefrorna i Sverige och därmed kanske det mest logiska alternativet. Dock var det möjligt att vid en jämförelse med ett pollendiagram (fig. 6) från Karinmossen (Sandegren & Asklund, 1948) konstatera att ålderangivelserna i diagrammet inte alls stämde överrens med de dateringar som finns för Hekla-3 och Hekla-S/Kebister. I diagrammet finns en ålderangivelse strax under 1 m, vilken är 300 e. Kr. (ca 1700 BP) som ligger relativt nära den övre horisonten som påträffades i den här studien. Den åldersangivelse som finns närmast den undre horisonten finns strax under 2 m och är 600 f. Kr. (ca 2600 BP). Det bör dock noteras att de dateringar som finns i diagrammet (Sandegren & Asklund, 1948) kan innehålla vissa felaktigheter då dateringarna har gjorts med andra metoder än 14 C-metoden som då ännu inte var i bruk vid tiden då kartbladsbeskrivningen skrevs (Libby et al., 1949). Dessutom är Sandegren och Asklunds diagram från en annan del av mossen vilket gör att exakta jämförelser inte är möjliga då det kan förekomma variationer inom mossen. Vid jämförelse med de dateringar som presenteras i en sammanfattning av Wastegård och Boygle (2012) kan man konstatera att åldern för den undre horisonten stämmer ganska väl överrens med dateringen för Hekla-3 (ca 3000 BP), medan Hekla-S/Kebister (ca 3720 BP) förefaller vara för gammal. En annan faktor som styrker antagandet att horisonten som har sin maximala koncentration mellan 236-237cm är Hekla-3, är att den verkar sammanfalla med 12

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen granens invandring till området (fig. 6), vilken har daterats till ca 3000 BP. Sambandet med granens invandring och Hekla-3 kan också noteras i resultaten från Perssons studie (1966), där det är möjligt att i en av hans lokaler, Sundbornsmossen, se att det finns en tefra vars ålder stämmer överrens med Hekla-3, samt att även den sammanfaller med granens invandring. Därmed är det möjligt att dra en preliminär slutsats om att den undre horisonten troligtvis är Hekla-3. Horisonten som har sin topp mellan 93-94 cm kan således dateras till ca 1700 BP om korrelationen med Sandegren och Asklunds (1948) pollendiagram är riktig och antagandet att den undre horisonten är Hekla-3 stämmer. Det finns en tefra, Sn-1, som härstammar från Snæfellsjökull på Island och som stämmer ganska bra överrens åldersmässigt (Larsen et al., 2002). Denna tefra är daterad till 1750±150 BP och har inte tidigare påträffats i Sverige. Utbrottet som Sn-1 härstammar från var ett explosivt utbrott och det är möjligt att det finns spår av det i Sverige. För att kunna säkerhetsställa det här antagandet behövs det göras ytterligare undersökningar för att till exempel fastställa tefrans geokemiska komposition. En problematik som uppstod under studien var som tidigare nämnts att det inte finns så många publicerade studier med data för tefrakoncentrationer, samt att det inte heller finns så mycket publicerat material från studieområdet i övrigt. Den enda undersökning som finns från Karinmossen är det pollendiagram som är publicerat i kartbladsbeskrivningen (Sandegren & Asklund, 1948). Dessutom bör det noteras att även om pollenanalysen från Sandegren och Asklund (1948) är gjorda i samma mosse som proverna i den här studien är tagen från så kan det finnas stora variationer inom mossen, både avseende stratigrafi och torvtillväxt, vilket man bör tas med i beräkningen vid jämförelsen. En annan aspekt som är intressant att diskutera är diskontinuitet hos tefror. Den här typen av diskontinuitet förekommer bland annat i Klockamyren (Bergman et al., 2004), och har förklarats med till exempel långvariga snötäcken och säsongsvarierande vindar. Det finns även studier som visar på att nederbörd har betydelse för deposition av tefra (Langdon & Barber, 2004). Det troligt att dessa faktorer även har påverkat depositionen av tefrorna i Karinmossen och det skulle vara intressant att veta hur kontinuerliga de påträffade horisonterna i den här undersökningen är. Vad gäller humifieringsgraden är det möjligt att konstatera att den generellt sett ökar nedåt i kärnan, men de tydliga så kallade rekurrensytor (abrupta övergångar från höghumifierad till låghumifierad torv) som beskrevs av Sandegren & Asklund (1948; fig. 6) var svåra att urskilja. Möjligen motsvarar övergångarna från mörk till ljus torv vid 54 och 89 cm RYI och RYII (fig. 6), daterade till ca 1200 och 300 e. Kr. men eftersom det kan förekomma stora skillnader inom mossen bör aktsamhet iakttas. 13

Isabella Svensson Figur 6 Pollendiagram från Karinmossen centrala 14 delar (Sandegren & Asklund, 1948).

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Slutsats Tefra förekommer på flera nivåer i kärnan som togs från Karinmossen, Gästrikland. De nivåer där det fanns högst koncentrationer var 90-100 cm samt 230-240 cm, där de högsta koncentrationerna fanns mellan 93-94cm respektive 236-237cm. Den understa horisonten förefaller att vara Hekla-3 vid jämförelse med Sandegrens & Asklunds (1948) pollendiagram. Detta styrks av att den sammanfaller med granens intåg samt att åldersbestämningen stämmer relativt väl överrens med dateringar för Hekla-3. Den övre horisonten kan möjligtvis vara Sn-1 som ännu inte har identifierats i Sverige, detta utifrån jämförelse med dateringarna i Sandegrens och Asklunds pollendiagram (1948). Tack Först och främst vill jag tacka min handledare Stefan Wastegård för all den tid han har lagt ner och för alla goda råd. Jag vill även tacka min familj, pojkvän och vänner för ett stort stöd, samt hjälp vid korrekturläsning och liknande. Referenser Andersen, C.S. & Björck, S. 2005. Holocene climate variability in the Denmark Strait region A land-sea correlation of new and existing climate proxy records. Geografiska Annaler 87A, 159-174. Bergman, J., Wastegård, S., Hammarlund, D, Wohlfarth, B & Roberts, S.J. 2004. Holocene tephra horizons at Klocka Bog, west-central Sweden: aspects of reproducibility in subarctic peat deposits. Journal of Quaternary Science 19, 241-249. Björck, S. 1995. A review of the history of the Baltic sea 13.0-8.0 ka BP. Quaternary International 27, 19-40. Borgmark, A. & Wastegård, S. 2008. Regional and local patterns of peat humification in three raised peat bogs in Värmland, south-central Sweden. GFF 130, 161-176. Boygle, J.1998. A little goes a long way: discovery of a new mid-holocene tephra in Sweden. Boreas 27, 195-199. Boygle, J. 2004. Towards a Holocene tephrochronology for Sweden: geochemistry and correlation with the North Atlantic tephra stratigraphy. Journal of Quaternary Science 19, 103-109. Charman, D.J., Caseldine, C., Baker, A., Gearey, B., Hatton, J. & Proctor, C. 2001. Paleohydrological Records from Peat Profiles and Speleothems in Sutherland, Northwest Scotland. Quaternary research 55, 223-234. Davies, S.M., Abbott, P.M., Pearce, N.J.G., Wastegård, S., Blockley, S.P.E., 2012. Integrating the INTIMATE records using tephrochronology: rising to the challenge. Quaternary Science Reviews 36, 11-27. Davies, S.M, Wastegård, S., Wohlfarth, B. 2003. Extending the limits of the Borrobol Tephra to Scandinavia and detection of new early Holocene tephras. Quaternary Research 59, 345 352. Dugmore, A.J., Newton A.J., Sugden, D.E. 1992. Geochemical stability of fine-grained silicic Holocene tephra in Iceland and Scotland. Journal of Quaternary Science 7, 173-183. Gunnarson, B.E., Borgmark, A. & Wastegård, S. 2003. Holocene humidity fluctuations in Sweden inferred from dendrochronology and peat stratigraphy. Boreas 32, 347-360. 15

Isabella Svensson Haflidason, H., EirÍksson, J., van Kreveld, S. 2000. The tephrochronology of Iceland and the North Atlantic region during the Middle and Late Quaternary: a review. Journal of Quaternary Science 15, 3-22. Lacasse, C. 2001. Influence of climate variability on the atmospheric transport of Icelandic tephra in the subpolar North Atlantic. Global and Planetary Change 29, 31 55. Lane, C.S, Andrič, M., Cullen, V.L. & Blockley, S.P.E. The occurrence of distal Icelandic and Italian tephra in the Lateglacial of Lake Bled, Slovenia. Quaternary Science Reviews 30, 1013-1018. Langdon, P.G. & Barber, K.E. 2004. Snapshots in time: precise correlations of peat-based proxy climate records in Scotland using mid-holocene tephras. The Holocene 14, 21-33. Larsen, G.L., EirÍksson, J., Knudsen, K.L., Heinemeier, J. 2002. Correlation of late Holocen terrestrial and marine tephra markers, north Iceland: implications for reservoir age changes. Polar Reasearch 21, 283-290. Libby, W.F., Anderson, E.C. & Arnold, J.R. 1949. Age Determination by Radiocarbon Content: World-Wide Assay of Natural Carbon. Science 109, 227-228. Lowe, D.J. 2011. Tephrochronology and its application: A review. Quaternary Geochronology 6, 107-153. Mortensen, A.K. et al. 2005. Volcanic ash layers from the last Glacial termination in the NGRIP ice core. Journal of Quaternary Science 20, 209-219. Persson, C. 1966. Försök till tefrokronologisk datering av några svenska torvmossar. Geologiska Föreningens i Stockholm Förhandlingar 88, 361-334. Pilcher, J.R. & Hall, V.A. 1992. Towards a tephrochronology for the Holocene of the north of Ireland. The Holocene 2, 255-259. Pilcher, J.R., Hall, V.A., McCormac, F.G. 1995. Dates of Holocene Icelandic volcanic eruptions from tephra layers in Irish peats. The Holocene 5, 103-110. Risberg, J., Alm, G. & Goslar, T. 2005. Variable isostatic uplift patterns during the Holocene in southeast Sweden, based on high-resolution AMS radiocarbon datings of lake isolations. The Holocene 15, 847-857. Sandegren, R. & Asklund, B. 1948. Beskrivning till kartbladet Söderfors. Sveriges Geologiska Undersökning. Aa 190. 91s. Strömberg, B. 1995. Late Weichselian deglaciation and clay varve chronology in East-Central Sweden. Sveriges Geologiska Undersökning Ca 73. 70 s. Thorarinsson, S. 1944. Tefrokronologiska studier på Island. Geografiska Annaler 63A, 109-118. Turney, C.S.M., van den Burg, K., Wastegård, S., Davies, S.M., Whitehouse, N.J., Pilcher, J.R., & Callaghan, C. 2006. North European last glacial interglacial transition (LGIT; 15 9 ka) tephrochronology: extended limits new events. Journal of Quaternary science 21, 335-345. van den Bogaard, C. & Schmincke, H-U. 2002. Linking the North Atlantic to central Europe: a high-resolution Holocene tephrochronological record from northern Germany. Journal of Quaternary science 17, 3 20. Wastegård, S. 2005. Late Quaternary tephrochronology of Sweden: a review. Quaternary International 130, 49 62. Wastegård, s., Björck, S., Possnert, G., & Wohlfarth, B. 1998. Evidence for the occurrence of Vedde Ash in Sweden: radiocarbon and calendar age estimates. Journal of Quaternary science 13, 271 274. 16

En preliminär tefrokronologi för Karinmossen Wastegård, S. & Boygle, J. 2012. Distal tephrochronology of NW Europe the view from Sweden. Jökull 62, 73-80. Wastegård, S., & Davies, S.M. 2009. An overview of distal tephrochronology in northern Europe during the last 1000 years. Journal of Quaternary science 24, 500-512. Wastegård, S. & Rasmussen, T.L. 2001. New tephra horizons from Oxygen Isotope Stage 5 in the North Atlantic: correlation potential for terrestrial, marine and ice-core archives. Quaternary Science Reviews 20, 1587-1593. Wastegård, S., Rundegren, M., Schoning, K., Andersson, S., Björck, S., Borgmark, A., & Possnert, G. 2008. Age, geochemistry and distribution of the mid-holocene Hekla-S/Kebister tephra. The Holocene 18, 539-549. Zillén, L.M., Wastegård, S., Snowball, I.F. 2002. Calendar year ages of three mid-holocene tephra layers identified in varved lake sediments in west central Sweden. Quaternary Science Reviews 21, 1583 1591. 17