Fakulteten för teknik och naturvetenskap Naturgeografi Patrik Ringholm Underkambriska böljeslagsmärkens bildningsmiljö Ett försök att fastställa fossila ripplars avsättningsmiljö med hjälp av recenta sandbottnar Lower Cambrian ripple marks and the environment in which they are formed An attempt to determine the depositional environment of fossil ripple marks by using present-day fore shores C-uppsats 10 poäng Geovetenskap Termin: Ht. 2006 Handledare: Jan Rees Examinator: Jan Swantesson Ev. löpnummer: 2006:03 Karlstads universitet 651 88 Karlstad Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60 Information@kau.se www.kau.se
ABSTRACT The fauna of the Lower Cambrian is far from fully understood, as is the environment of that epoch. Some of the most crucial moments in the history of evolution takes place during this epoch; the Cambrian explosion and the appearance of ecosystems as we know them. That makes it an important period to investigate. Doing so, the Lower Cambrian offers a lot of problems, one of which is that body fossils are seldom preserved. That has often left us with trace fossils to create an image of the Lower Cambrian life, but also some bedrock features such as ripple marks. The main purpose of this work has been to investigate the possibilities of relating the wave lengths and forms of recent wave-generated ripples to fossil ones, and also to evaluate the methods for that kind of comparison. In this case the ripple marks belong to about 520 million year old sandstone formations at the shore of Trolmens strand (Kinnekulle area) and the mine Centralgruvan (Kvarntorp, Kumla). In total eighteen ripple trains from the Lower Cambrian were compared to the recent ripples in the shallow waters of Persbols strand and a somewhat steeper offshore area of Herrängen, northern and southern lake Skagern respectively. After measuring the ripples several methods were used to find a practical and accurate procedure for the Persbols strand area. The conclusion is that, depending on depth and water transparency, a combination of methods should be used. Closest to the shore it was possible to take photos along the entire section from above water level, but because of the water depth further from the shore the aim of measuring the entire distance had to be abandoned. Instead, measurements should be taken with an adequate frequency, in this case every other meter up to one hundred meter from the shore line. As a result of the measured recent ripples three different zones have been distinguished. One is situated 0-3 m from the shore line, or also a water depth down to 20 cm. The ripples in this area have wavelengths between one and four cm. and are asymmetrical, in some cases transforming to symmetrical in the outer part of the zone. It is only in this area, and some very shallow parts outside this zone, catenary ripples can be found. They are built up in the meter closest to the shore. The second zone is situated approximately 3-80 m from the shore, or in areas of 20-80 cm water depth. The wave lengths grow from some 4 to 8 cm as the water depth increases. The ripple form is symmetrical, with the exception of some areas on the lake side of sand banks. Also, ripples with short crests and long throughs seems to dominate this zone. Further out from the shore, more than 80 m, or in waters deeper than 80-100 cm, a third zone appears. The wave lengths are about 10 cm and, without any exceptions, the ripples are, symmetrical. None of the largescale fossil ripple marks were located due to the fact that no measurements further than 100 m from the shore were made. The methods used here will make it possible to determine the environment of formation of the ripple marks, at least within 100 m from the shore, to the degree considered necessary for investigations in Earth science. Furthermore, the depth of water has appeared to be just as an important factor as the distance to the shore.
SAMMANFATTNING Underkambriums fauna och livsmiljö utgör en av de avgörande i evolutionshistorien; inkluderande bl.a. den kambriska explosionen och den tid då ekosystemen av idag utvecklas. Det gör den till en viktig period att studera. Att undersöka perioden medför dock en rad problem, varav ett är att organismerna sällan bevarats som fossil. När bilden av det underkambriska livet ska ta form har vi ofta enbart spårfossil eller speciella strukturer i berggrunden, som t.ex. böljeslagsmärken, att tillgå. Huvudsyftet med detta arbete har varit att undersöka möjligheterna att koppla nutida våglängder och former våggenererade ripplar till fossila ripplar. Dessutom har också ingått att utvärdera metoder för den typen av jämförande undersökningar. I detta fall handlar det om c:a 520 miljoner år gamla sandstensformationer vid Trolmens strand (vid Kinnekulle) och Centralgruvan (Kvarntorp, Kumla). Tillsammans rör det sig om 18 underkambriska rippeltåg som jämförts med böljeslagsmärken i de grunda vattnen vid Persbols strand och de något brantare vid Herrängen, norra respektive södra Skagern. När mätningar gjorts på den underkambriska sandstenen provades ett flertal metoder för att hitta praktiska och noggranna tillvägagångssätt för Persbols strand. Slutsatsen är att en kombination av metoder bör användas, beroende på djup och vattnets transparens. Närmast stranden är det möjligt att fotografera från ovan vattenytan längs hela sträckor, men längre ut från stranden måste målet att mäta hela distanser överges. I stället bör stickprov tas med lämpliga intervall; i detta fall varannan meter till ett avstånd på 100 m från stranden. Trots detta har en viktig slutsats kunnat dras. De metoder som använts här gör det möjligt att bestämma böljeslagsmärkens bildningsmiljö upp till åtminstone nämnda avstånd från stranden. Resultaten av detta arbete har inte varit tillräckliga för att kunna relatera alla fossila rippeltåg till ett speciellt strandavstånd. Utöver avståndet till strandkanten har det visat sig att också vattendjupet är en viktig variabel, och med varierande precision har resultat ned till 120 cm:s djup kunnat göras. Med utgångspunkt från detta har en indelning i tre zoner kunnat göras. Den första, med 0-3 m:s strandavstånd eller 0-20 cm. vattendjup, innehåller främst asymmetriska ripplar med våglängder på mellan en och fyra cm. I viss mån övergår de till symmetrisk form längre ut från stranden. Det är också endast i den här zonen catenary ripples förekommer, men bara inom den närmaste metern från stranden eller i mycket grunda bottenytor. Den andra zonen har ett strandavstånd på 3-80 m eller 20-80 cm:s vattendjup. Våglängderna ökar i allmänhet från fyra till åtta cm med ökat strandavstånd. Med undantag för bottenytor där djupet är något mindre är rippelformen främst symmetrisk. Ripplar med korta krön och långa dalar tycks vara de dominerande i zonen. På längre strandavstånd än 80 m eller större vattendjup än 80-100 cm är våglängderna omkring 10 cm och rippelformerna uteslutande symmetriska. Inga mätningar gjorde på större strandavstånd än 100 m, varför det inte har varit möjligt att dra några slutsatser om fossila böljeslagsmärken med större våglängd. De metoder som använts gör det möjligt att bestämma fossila ripplars bildningsmiljö upp till 100 m från stranden och med den noggrannhet som kan anses nödvändig inom geovetenskapen. Det har dessutom visat sig att det är lika viktigt att ta hänsyn till vattendjupet som strandavståndet.
FÖRORD Bland dem som bidragit till detta arbete bör först nämnas Jan Johansson, amatörgeolog från Sköllersta. Utöver inspirerande diskussioner på ämnet Närkes geologi var det också han som först visade mig runt i Centralgruvan, Kvarntorp, och nämnde att dess böljeslagsmärken borde undersökas. Därmed kom han att tända gnistan till bl.a. denna uppsats. I detta sammanhang bör också ett tack gå till gruvteknikerna som gav tillstånd till och tips inför undersökningen i gruvan, samt bistod med information om gruvans olika delar. Utöver detta måste också personalen på Dokumenthuset, som använder några av gruvorterna till sina arkiv, omnämnas. De lånade ut den byggställning som möjliggjorde arbetet i den fem-sex meter höga gruvorten. Under försöken att undersöka och dokumentera bottnen vid Persbols strand visade det sig att det skulle bli nödvändigt att använda undervattensfotografering. För det generösa utlånandet av kamerautrustning för undervattensbruk tackas därför Jonas Gelin, Kumla. Det bidraget kom att bli avgörande för en del av arbetet. Senare övergick arbetet vid Persbols strand i en fas där det inte längre räckte med en person för genomförandet. För den slutliga arbetsmetoden deltog Erik Johnson, Kumla, som förtjänstfullt fungerade fältassistent oavsett väder. Förutan denna insats hade undersökandet av recenta ripplar, och därmed hela arbetet, begränsats på många sätt. Många av problemen med denna uppsats har rört utformandet och presentationen av resultat från mätningarna. Hjälp med ord- och bildbehandling har givits av Gunilla Skoglund, Säffle. Vid mängder av tillfällen har hon låtit sig störas för att rädda detaljer i uppsatsen och ge värdefulla råd. Utöver detta måste naturligtvis det nästan tre år långa handledarskapet bakom detta arbete nämnas. För detta har Jan Rees, avdelningen för biologi vid Karlstad universitet, stått.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. Inledning 1 1.1. Problemformulering 1 1.2. Behov av och skäl för studien 2 1.3. Formulering av hypoteser, mål och frågor 3 2. Litteraturöversikt 4 2.1. Regionalgeologisk bakgrund 4 2.2. Böljeslagsmärkens bildningsmiljö 4 3. Metod 7 3.1. Sammanfattning av tillvägagångssätt 7 3.2. Redovisning av begränsningar 7 3.3. Beskrivning av undersökningslokaler 8 3.3.1. Centralgruvan, Kvarntorp 8 3.3.2. Trolmens strand, Kinnekulle 8 3.3.3. Persbols strand och Herrängen, Skagern 9 3.4. Stickprovsmetod 9 3.4.1. Generellt om stickprovsmetoder 9 3.4.2. Metod för Centralgruvan 10 3.4.3. Metod för Trolmens strand 10 3.4.4. Metod för Persbols strand och Herrängen 10 3.5. Mät- eller datainsamlingsinstrument som använts 11 4. Resultat 12 4.1. Resultat från Centralgruvan, Kvarntorp 12 4.2. Resultat från Trolmens strand, Kinnekulle 13 4.3. Resultat från Persbols strand, Skagern 15 4.4. Resultat från Herrängen, Skagern 20 5. Diskussion 22 5.1. Resultatet 22 5.2. Metoden 23 6. Slutsats 25 Litteraturförteckning 26 Förteckning över bilagor 27
1. INLEDNING 1:1. PROBLEMFORMULERING Kanske är det idag viktigare än någonsin att undersöka och förstå livsmiljöerna under förhistorien. Detta behövs i allmänhet för att bättre förstå den miljöutveckling som sker just nu; i syfte att få perspektiv på vilka variationer som kan anses normala. Det har härvidlag visat sig att kvartärgeologin inte räcker till för att få det perspektiv som behövs, att det är viktigt att söka sig än längre bakåt i Jordens historia. Ett generellt problem i detta arbete är att ju äldre berggrund geovetare undersöker desto färre, otydligare och mer svårtolkade blir fynden av t.ex. fossil. Det är naturligtvis ett utslag av att äldre berggrunder bl.a. har utsatts för exogena krafter under längre tid och därmed haft sämre förutsättningar att hålla sig intakta. Denna undersökning går c:a 520 miljoner år tillbaka i tiden, till övre underkambrium, vilket gör att fynd av fossil i många fall är sällsynta. För svensk del utgörs denna epok främst av sandsten som inte bevarar fossil särskilt ofta eller väl. Därför har andra angreppssätt krävts för att skapa en förståelse för de då rådande livsmiljöerna. Det kanske mest självklara steget har varit att söka tolka de spår dåtidens organismer lämnade efter sig, s.k. spårfossil. Svårigheterna med att hitta trovärdiga tolkningar är tydliga, då det i vissa fall handlat om att tolka spår efter organismer som ännu inte säkert identifierats (Se t.ex. Rydell 2001, s.247). De arter som kunnat korreleras med spårfossil har gett värdefull kunskap om bl.a. jaktmetoder och andra beteendemönster, men ett ytterligare steg är att förstå i vilken miljö djuren förekommit. Ett möjligt verktyg för att utöka bilden av de underkambriska arternas livsmiljö, såväl som andra geologiska perioders, är böljeslagsmärken. Förekomsten av sådana anger att sedimenten, med eventuellt tillhörande fossiliserade djur, bildats nära kuster. Det är däremot svårare att ange hur nära de levde. Om de levde strandnära, inom 100-200 m från stranden, eller ute på större djup kan utgöra viktig kunskap, inte bara för dem som arbetar med underkambrium. Denna undersökning syftar till att klargöra böljeslagsmärkens användbarhet som verktyg för att avgöra subakvatiska sediments avstånd till strand- eller kustremsor när de bildades. Det är tydligt att den forskning som inriktat sig på det underkambriska livet har visst intresse av dessa formationer och försöker använda dem som indikatorer på hur strandnära eller grunt vattnet varit där t.ex. trilobiter levt. Jensen (1997, s.5), som försökt tolka underkambriska trilobitspår, nämner böljeslagsmärken i kombination med regndroppsmärken, torksprickor och sand-ler-facies som indikatorer på grunt vatten. Vad grunt vatten innebär nämner han dock inte och ej heller hur tydlig indikationen är. Möjligen undersöktes det inte närmare eller så gick det inte att få bättre information. Det är således klart att böljeslagsmärken spelar en viktig roll, men närmare tolkningar av formationernas bildningsmiljö tycks inte finnas. Detta kan bero på att det inte finns mycket kunskap om hur detta ska göras. Denna undersökning ställer därför frågan om det går att med hjälp av våglängd och form på böljeslagsmärken ge en noggrannare och därmed mer användbar avståndsbedömning. Om det är möjligt, i vilken omfattning och hur precisa mått på avstånd kan böljeslagsmärkena ge? En automatisk följd av detta blir att söka fastställa fossila ripplars strandavstånd och vattendjup vid bildandet. Undersökningen får på så sätt två sammanhängande syften: Att undersöka fossila ripplars bildningsmiljö och att utvärdera metoderna för detta. 1
1:2. BEHOV AV OCH SKÄL FÖR STUDIEN Jordens historia innehåller en rad tidpunkter då utvecklingsprocessen tagit större kliv än normalt. I allmänhet rör det sig då om förhållandevis snabba förändringar i artutvecklingen; massutdöenden och påföljande artradiation. Det finns en rad sådana tillfällen med olika genomslagskraft på livsförutsättningarna och detta arbete kommer att ta sig an ett av de viktigaste övergången från vendium till kambrium. I äldre forskning ansågs denna övergång utgöra starten för livet på Jorden, varför kambrium också blev den första perioden i fanerozoikum. Senare fynd av ännu äldre fossil tidigarelade gränsen för livets uppkomst, men kambrium kvarstod som gräns för flercelligt liv. Det är sedan länge känt att inte heller detta stämmer, men perioden är ändå högintressant av flera skäl, vilka bör nämnas. Den här studien inriktar sig på övre underkambrium, som idag anses vara en del av den tid då det flercelliga livet börjar ta sig metazoiska former. Enligt den sibiriska indelningen dateras biostratigrafiskt en av undersökningsformationerna, mickwitziasandstenen, till atdabanian; kronostratigrafiskt till en c:a fyra miljoner år lång period omkring 522-519 Ma. Den överlagrande lingulidsandstenens datering tycks vara oklar. Den måste också anses tillhöra atdabanian eller möjligen botoman. Det senare alternativet gör den i stället c:a 519-513 miljoner år gammal (Bestämningarna är gjorda med utgångspunkt från: Jensen 1990; Shergold & Cooper 2004, s.148). Utöver den underkambriska artradiationen, är det också under denna tid haven får ekosystem i den mening som idag avses. Rydell m.fl. (2001, s.247) skriver bland annat att havsbottnarnas ekosystem utvecklade sina karaktärer i underkambrium och att det var vid gränsen mellan vendium och kambrium som organismerna börjar fungera som rovdjur och bytesdjur. De menar vidare att den kambriska explosionen fullt möjligt drevs igång av den underkambriska utvecklingen. Under den tommotiska etagen, i nedre underkambrium och precis före atdabanian, har skalbärande fossil, i vissa fall försedda med utstickande försvarseller angreppsanordningar, fungerat som indikation på just detta. Det rör sig därmed om en period då evolutionen tar rejäla steg framåt, och det är då naturligtvis viktigt att undersöka de faktorer som möjliggjorde denna utveckling. Enligt Gould (1990, s.229) utgör atdabanian den centrala fasen av den kambriska explosionen. Om de fossil som hittas, identifieras och undersöks en gång levt strandnära eller längre ut till havs kan möjligen bli en del i förståelsen av den utvecklingen. Med metoder som möjliggör sådana undersökningar skulle slutsatser om levnadsmiljön för t.ex. de organismer som gav upphov till spårfossilen i Figur 1 kunna dras. Figur 1. Block av mickwitziasandsten med böljeslagsmärken och spårfossil som troligen är maskgångar. Detta block ingår även i undersökningen, benämnt Prov 12. (Patrik Ringholm (PR), 050728) 2
På många fyndplatser finns gott om fossil från underkambrium, men i Sverige är förekomsten relativt liten. Antingen förekommer nästan bara spårfossil som i mickwitziasandstenen, eller så finns i princip inga spår alls som i lingulidsandstenen (För närmare beskrivning av dessa sandstensformationer: se avsnitt 3.3.). Med sådana förutsättningar blir det än viktigare att inom paleontologi, paleogeografi och historisk geologi kunna arbeta med mer information än bara fossil. 1:3. FORMULERING AV HYPOTESER, MÅL OCH FRÅGOR Arbetet bygger i huvudsak på två antaganden, varav det ena är utpräglat uniformistiskt. De naturliga processer som idag förekommer kan, under samma eller liknande förutsättningar, anses ha fungerat även under andra geologiska perioder. De observerbara skeenden som pågår kan fungera som nycklar till förståelsen av processer som för länge sedan avstannat. Den grundförutsättningen ger i praktiken att de böljeslagsmärken som bildas i nutid, omformas och antingen försvinner eller blir delar av sandstensformationer på samma sätt som skett under tidigare geologiska perioder. Det andra antagandet förutsätter att det åtminstone finns en regel för ripplarnas morfologi; att våglängden generellt ökar med avståndet från strandkanten på en botten där vattendjupet samtidigt ökar. Det finns naturligtvis avvikelser, precis som gällande djupet, men arbetet bygger på att böljeslagsmärken i huvudsak har kortast våglängd vid strandkanten och att denna sedan ökar längre ut. Brown (1997, s.90) ger stöd för denna utgångspunkt när han menar att småskaliga ripplar tillkommer genom svagare strömmar än större formationer. Det får anses som självklart att vågornas ökande bottenkontakt med minskat djup är orsaken till detta. Viktigt här är att våglängden i riktning ut från stranden inte ökar successivt för varje böljeslagsmärke. Enligt Allen (1968, s.58) är de arrangerade i ett antal mer eller mindre parallell-liggande böljeslagsmärken över en yta, s.k. rippeltåg [ripple trains]. I ett sådant är ripplarna relativt lika i våglängd, form och orientering. Därmed måste utgångspunkten vara att ökningen i våglängd skall sökas på större avstånd än rippeltågens storlek. Figur 2. Persbols strand, med strandkant i nedre högra hörnet och djupare vatten mot övre vänstra hörnet. Tydliga rippeltåg på c:a 1-5 m 2 yta och generellt större våglängd med större djup. (PR, 040416) Figur 3. Persbols strand, med strandkant till vänster och djupare vatten åt höger. Rippeltåg på ungefär 1-5 m 2 med minst våglängd närmast strandkanten och större längre ut. (PR, 040416) 3
2. LITTERATURÖVERSIKT 2.1. REGIONGEOLOGISK BAKGRUND Vid tiden för underkambrium skedde en genomgripande plattektonisk utveckling. Det begynnande Iapetushavet gav helt nya epikontinentala regioner och transgressioner som i norra Västgötaregionen antas ha rört sig i nordvästlig riktning. Både mickwitzia- och lingulidsandstenen anses vara resultat av deponering under den processen. I t.ex. mickwitziasandstenen finns åtminstone tre exempel på utbredning av grunda vatten. Det finns också en rad tecken som visar att den formationen bildats i en strandnära miljö, bland annat mängdfynd av strandade maneter. Ytterligare indikationer på det nära avståndet till stranden är torksprickor och regndroppsmärken, som betyder att sedimenten tidvis varit exponerade ovanför vattenytan (Jensen 1997, s.25, 28). Jensen (1997, s.26-27) menar att mickwitziasandstenen deponerades i grunt vatten, men ändå inte precis intill strandkanten. Å andra sidan menar han också att lingulidsandstenens relativt lägre lerhalt har tolkats som deponering på djupare vatten än mickwitziasandstenen. Det strider helt mot facies-läran, där finare material transporteras längre ut från kuster än grövre. Sammantaget råder således viss förvirring kring de två formationernas inbördes deponeringavstånd relativt strandkanten; något som kanske undersökningar av böljeslagsmärken kan reda ut. Endast två publikationer har både anknytning till detta arbetes undersökningslokaler och till samma geologiska tidsperiod. Den ena är Rydells m.fl. artikel (2001) om underkambriska spårfossil. De har undersökt block av mickwitziasandsten längs Trolmens strand, alltså precis samma material som delvis använts i denna uppsats. Till skillnad från detta arbete begränsas deras dock till endast ett lager, det nedersta. (Motsvarar Jensens s.k. Intervall A som nämns i 3:3.2.). Syftet var att klarlägga förhållanden mellan rov- och bytesdjur, främst trilobiters eventuella jakt på maskar. Ripplar nämns som förekommande, men bara att de inte befinner sig i samma skikt som spårfossilen i provexemplaren. Jensen (1997) har också arbetat med mickwitziasandstenens spårfossil. Undersökningen syftade främst till att göra en inventering av dem med analys och systematisering, men detta kopplas också till stratigrafin och förekommande sedimentära strukturer däribland böljeslagsmärken. Därmed finns ett visst underlag till att relatera rippelstrukturer till enskilda lager. 2:2. BÖLJESLAGSMÄRKENS BILDNINGSMILJÖ Ett flertal forskningsdiscipliner har kommit i kontakt med böljeslagsmärken; däribland oceanografi, hydrologi, zoologi, evolutionsbiologi och historisk geologi. Det är dock ovanligt med arbeten som i ett behandlar just böljeslagsmärken från underkambrisk eller kambrisk sandsten. Än mindre förekommer jämförelser med recenta rippelfenomen. Det har inte varit möjligt att finna någon litteratur som tyder på att liknande undersökningar gjorts, oavsett undersökningslokal eller geologisk tid. Av litteraturen har det därför varit omöjligt att skapa en grund att bygga ett fortsatt arbete på. Det finns dock ett mindre antal bidrag som är viktiga för denna undersökning. Allen (1968) har undersökt recenta ripplar och deras koppling till vattnets samt sedimentens rörelsemönster. Dock är undersökningsmiljön främst vattendrag, d.v.s. vatten med enbart en strömriktning. Däremot har mycket utrymme ägnats åt klassificering av böljeslagsmärken, vilket varit ett nödvändigt underlag för detta arbete. Vilka faktorer som påverkar ripplarnas våglängd och form har undergått mycket diskussion. Problemet tycks vara att fältstudierna har varit kvalitativa och resultaten har 4
endast kunnat sägas gälla under vissa förhållanden. Uppvisande av generella samband har således varit ovanliga. Hardisty (1994) har försökt att visa på de huvudsakliga faktorerna, så som vattnets rotationsrörelse i vågorna och påverkan på ripplarnas form. I forskningen kring vågrörelser har även Allen (1994) gett bidrag, bl.a. hur dessa förändras av olika vattendjup. Häri har även ingått att visa på hur dessa förändringar påverkar sedimenttransporter. Både recenta och fossila böljeslagsmärken kategoriseras storleksmässigt i två grupper; baserat främst på våglängd, även om våghöjden också brukar anges. De småskaliga understiger 60 cm i längd och 4 cm i höjd; de storskaliga räknas därmed från dessa mått och uppåt. För att enkelt ange ripplarnas form brukar index anges, vilket är resultatet av våglängden dividerat med våghöjden (Allen 1968, s.60, 71). I detta arbete berörs dock endast våglängden. En övre gräns för hur stora ripplarna kan bli är svår att ange. Problemet tycks ligga i att skilja stora böljeslagsmärken från andra sedimentstrukturer. Jensen (1997, s.26) nämner bl.a. att sandbankar kan misstas för storskaliga böljeslagsmärken när de är parallella med strandkanten. En rad typer av ripplar baserade på form har också identifierats. Böljeslagsmärken har läsidor [lee side] och stötsidor [stoss side], som är särskilt tydliga på asymmetriska böljeslag med en längre stötsida och en läsida; den senare orienterad mot stranden. Den formen uppkommer beroende på att en strömriktning dominerar, t.ex. i vattendrag eller mindre tydligt vid strandkanter. För symmetriska ripplar är inte någon sida avsevärt mer framträdande än den andra (Allen 1968, s.58). Dessa uppkommer, enligt Pettijohn m.fl. (1987, s.110), av våggenererat vatten som pendlar fram och tillbaka i förhållande till stranden. Det är inte enbart form och storlek på böljeslagsmärkena som är av vikt. Kategorisering görs även efter hur deras krön, och därmed även dalar, löper i förhållande till varandra. Två typer är raka [straight] och sinusformade [sinuous] ripplar, där de förstnämndas krön är raka och de sistnämndas svänger. De sinusformade kan ha krön som löper parallellt eller med sinsemellan skiftande våglängder, kallat att de är i respektive ur fas. Dessutom finns catenary ripples [Ej översatt: förf. anm.] som antagit s.k. musslig form eller möjligen halvmåneform där ändarna är riktade mot strandlinjen. Typiskt för dessa formationer tycks vara att de bildas i strömmar som inte svänger mycket och på underlag som lutar relativt kraftigt (Allen 1968, s.31, 34, 41, 65, 93). Till detta bör också tas hänsyn till om krönen delar sig i förgreningar eller ej, d.v.s. om ett böljeslagsmärke övergår till att bli två. För beskrivning av ripplarnas profil krävs ytterligare en variabel, som dock inte kunnat återfinnas i litteraturen. Den gäller förhållandet mellan krönens och dalarnas längd. Förstudier i samband med att detta arbete påbörjades visade att det är ganska vanligt att böljeslagsmärken har korta krön med långa/utdragna dalar mellan sig. Dessa kommer i detta arbete att omnämnas korta krön/långa dalar, alternativt för motsatsen långa krön/korta dalar. Därtill kommer en typ där krönen är tudelade. Varje rippel har de ordinarie dalarna på sidan, men den har två krön och en mindre dal däremellan. Inte heller denna variant har återfunnits i litteraturen och i detta arbete kommer det kallas att ripplarna har dubbelkrön. Våglängden för dem anges från en dal, över dubbelkrönet och till nästa dal. Sammanfattningsvis gäller således allmänt vid beskrivning av böljeslagsmärken att de indelas i: -Småskaliga eller storskaliga -Symmetriska eller asymmetriska -Raka eller sinusformade (förutsatt att de inte är catenary ripples). -I eller ur fas 5
Utöver dessa generella beskrivningar kan ripplar också ges följande beskrivningar: -Catenary ripples (per definition asymmetriska) -Med förgreningar -Korta krön/långa dalar eller långa krön/korta dalar -Med dubbelkrön Kring avsättningsmiljön för dessa olika indelningar av böljeslagsmärken ger litteraturen främst stickprov, men några viktiga och allmängiltiga slutsatser har dragits gällande ripplarnas form. Enligt Hardisty (1994, s.243) finns ett klart samband mellan strandavstånd och ripplarnas utseende: Med minskat strandavstånd blir de alltmer asymmetriska. Omkring vågornas brytzon blir ripplarna asymmetriska eftersom det återvändande och svagare vattenflödet inte orkar återställa dem till symmetrisk form. Dessutom nämner Hardisty (1994, s.241-242) att våglängden minskar närmare stranden och att detta har ett samband med vattnets vågrörelse. Ripplarnas minskande våglängd är en funktion av vågornas ökade ellipticitet i den bottennära rotationen. Här finns dock inget resonemang omkring vattenrörelser, men Allen (1994, s.43) har visat att vattenrotationens våghöjd minskar samtidigt som våglängden ökar och det med minskat avstånd till stranden eller alternativt med allt grundare vattendjup. Det är bl.a. på Hardistys resonemang om förhållandet mellan strandavstånd och ripplarnas minskade våglängd, kombinerat med Allens, detta arbete främst stöder sig. 6
3. METOD 3.1. SAMMANFATTNING AV TILLVÄGAGÅNGSSÄTT Den uniformistiska grundtanken gör i detta fall per automatik att undersökningsmetodiken blir utpräglat komparativ, en jämförelse av nu och då. I praktiken har det inneburit att arbetet skett i tre steg: 1) Block av underkambrisk sandsten innehållande böljeslagsmärken har undersökts.. Deras våglängd har mätts och även undersökts okulärt för att identifiera vilken typ av böljeslag det ursprungligen rört sig om. 2) Recenta ripplar på strandnära sjöbottnar undersöktes, även där för mått på våglängd och form. Till skillnad från sandstenen har även djupet till sandbottnarna och avståndet till strandkanten att mätts. 3) Det tredje steget var att jämföra resultaten i del ett och två av undersökningen. Syftet här var att hitta fossila och recenta böljeslagsmärken med samma attribut (våglängd och form). De recenta ripplarnas strandavstånds- och djupdata användes sedan på de fossila rippeltåg som kan korreleras. Därefter utvärderades denna metod som medel att identifiera fossila ripplars bildningsmiljö. 3.2. REDOVISNING AV BEGRÄNSNINGAR Metoden i sig har en rad begränsningar. Först och främst har inte våghöjden i något fall uppmätts, vilket beror på två saker. Vid Trolmens strand är ripplarnas krön ofta så eroderade att höjddatan inte är användbar. I Kvarntorp är Centralgruvans tak vittrat och täckt av järnoxid- och svaveloxidlösningar. Det, i kombination med att lingulidsandstenen i sig är porös, gjorde det omöjligt att avgöra våghöjden. Dalarna är dock välmarkerade, varför det inte varit några problem att mäta våglängden. Dessutom har den stora ytan negativa ripplar tillsammans kunnat ge en viss indikation på vågform. Även för de recenta böljeslagsmärkenas del gäller att våglängden är lätt att mäta, men vid höjdmätning är krönen alltför lösa. Sammantaget gör detta att något index inte kunnat räknas ut, vilket annars fungerar som ett användbart sätt att ange ripplarnas form (se 2:2.). Bristen på utrustning gör också att fältarbetet begränsats i strandavstånd och bottendjup. Målet var att undersökningar skulle kunna göras till omkring hundra meter från stranden och ned till mellan en och tre meters djup. Det lyckades delvis, då det började bli svårt att mäta vid omkring 100 m:s strandavstånd när djupet överskred en meter. De undersökta berggrundslagren vid Trolmens strand och Centralgruvan är rester av vad som en gång var sammanhängande formationer, båda marina bildningar från ett grundhav. Trots det har undersökningarna av recenta böljeslagsmärken undersökts vid en insjö, Skagern. Sveriges västkust hade varit att föredra, bl.a. på grund av tidvatteneffekter och att vågrörelser kan fungera annorlunda, men av resursskäl har det inte varit möjligt. Skagern har i det läget måst fungera som det bästa möjliga alternativet och det av två skäl. Det är en relativt stor sjö och den har mycket få öar, vilket i fallet med undersökningslokalerna Persbols strand och Herrängen ger uppskattningsvis tio kilometer öppet vatten ut från strandkanten. Vågorna får därmed fritt spelrum utan hinder, vilket är att föredra trots att kustområden och epikontinentala havsytor naturligtvis kunde innehålla öar även i underkambrium. 7
3:3. BESKRIVNING AV UNDERSÖKNINGSLOKALER 3:3.1. CENTRALGRUVAN I KVARNTORP, NÄRKE Gemensamt för både sandstenen omkring Kinnekulleområdet och i Närke är att mickwitziasandsten överlagras av lingulidsandsten. Det som skiljer regionerna och undersökningslokalerna åt är att vid Kinnekulle är mickwitziasandstenen mest i dagen och lättast att undersöka. Även i Närke finns endast ytterst små kvantiteter av lingulidsandsten naturligt åtkomliga. Det som gör den möjlig att undersöka är Kvarntorps gruvverksamhet, som dock inte nått djupt nog för någon blottning av mickwitziasandsten. Centralgruvan i Kvarntorps industriområde är ett omkring 45 kilometer långt system av orter för brytning av kvartsrik lingulidsandsten. Den är finkornig, dåligt litifierad och mycket homogen, d.v.s. utan några utmärkande stratigrafiska avvikelser. Under en tidigare undersökning av förkastningar i orternas väggar och tak noterades ytor med böljeslagsmärken samt ett område med torksprickor (Ringholm 2002). Dessa observationer utgör nu undersökningsmaterialet för arbetet vid denna lokal. Teckenförklaring Gruvorter Böljeslagsmärken Torksprickor Gruvingång Ort 100 Ort 101 Ort 200 Ort 103 Ort 105 Ort 107 Ort 109 0 25 50 75 100 Meter Figur 4. Centralgruvans nordöstra del (1:960). Markeringarna i Ort 100 ringar endast in de områden där rippeltåg och torksprickor förekommer, de motsvarar inte de ytor de täcker. Från böljeslagsmärkena är det c:a 10 m i nord-nordvästlig riktning till torksprickorna. (Efter: Kumla kommun, (2000). GIS-karta över gruvtäkt i Yxhult.) 3:3.2. TROLMENS STRAND, KINNEKULLE Undersökningsområdet vid Vänerns strand sträcker sig omkring 300 m söder och norr om Trolmens utskeppningshamn, längs Trolmens strand. Några decimeter över och under den 8
kraftigt skiftande vattenytan finns de understa lagren av mickwitziasandsten. Den förekommer både som mer eller mindre fast berggrund, överlagrande prekambrisk gnejs, och som lösa block. Bland dessa block finns rester från överlagrande mickwitziasandsten. Dess ursprungliga sedimentära berggrund återfinns i det strandnära området, i östlig riktning parallellt med stranden. På grund av svårigheterna med att undersöka ripplar vertikalt längs sedimentära bergväggar ingår endast strandområdet i denna undersökning. Mickwitziasandstenen överlagras i sin tur av lingulidsandsten, men denna ingår inte i undersökningen eftersom dess lösa block inte kommit i dagen i samma omfattning. Mickwitziasandstenen består av tydliga decimetertjocka lager som skiljer sig åt vad gäller kornstorlek och färg, från gul till gulbrun med enstaka röda lager. Den har även inslag av konglomerat, främst i de understa lagren. Jensen (1997, s.6-17) har i sitt arbete identifierat fem stratigrafiska intervall i sandstenen: A 0,0-0,3 m Böljeslagsmärken med c:a 10 cm:s våglängd ungefär i mitten av intervallet, på ovansidan av det understa lagret. B 0,3-3,8 m Rik på välbevarade spårfossil. C 3,8-7-8 m Innehåller böljeslagsmärken och krympsprickor (I motsats till torksprickor, bildade subakvatiskt) D 7,8-9,8 m Storskaliga böljeslagsmärken i översta lagret. E 9,8-c:a 11 m Krympsprickor i lägsta lagret. I detta arbete kommer dessa intervall att användas för att så långt möjligt identifiera de lösa block som undersökts och kunna placera dem stratigrafiskt i berggrunden. 3:3.3. PERSBOLS STRAND OCH HERRÄNGEN, SKAGERN Persbols strands egenskaper som undersökningslokal har redan diskuterats i 3:2. Här kompletteras därför bara det avsnittet. Sjön Skagern erbjuder ett antal mer eller mindre tillgängliga strandavsnitt med sandbotten. Persbols strand är en ganska lång strandsträcka, uppskattningsvis 600-700 m, med relativt långgrund botten. Den är därtill lättillgänglig, vilket gör den till en lämplig undersökningslokal. Botten är också mycket långgrund, varför ett brantare strandavsnitt vid Herrängen lades till för att komplettera undersökningslokalen vid Persbol. Skagern fungerar som mellanmagasin för vattenkraft, vilket får till följd att vattennivån varierar kraftigt. Det gör att stranden, särskilt vid Persbols flacka botten, hinner ändra karaktär mellan undersökningstillfällena och därför behöver ingen hänsyn tas till var föregående mätning gjorts. 3:4. STICKPROVSMETOD 3:4.1. GENERELLT OM STICKPROVSMETODER Lokalerna Centralgruvan och Trolmens strand skiljer sig så kraftigt åt att få generella metoder kunnat användas. Alla prov på fossila ripplar har mätts med skjutmått och resultaten har sedan avrundats till närmaste halvcentimeter. Det är dalarna som mätts, inte krönen, eftersom det inte skulle fungera i Centralgruvans tak. Allen (1968, s.63) nämner att båda metoder är möjliga och att valet beror på vad som kan anses smidigast. Okulära undersökningar för klassificering av recenta och fossila böljeslag har skett på samma sätt, med avsyning för att undersöka form och rippeltågens struktur. Ett tillägg till detta är att stickprovsobjekt dokumenterats genom fotografering för att möjliggöra senare observationer. 9
På grund av de lokalmässiga skillnaderna har metoder i stället fått anpassas efter de olika platsernas förutsättningar, d.v.s. i det förstnämnda fallet gruvtak och i det andra lösa block och blottningar av berggrund. För reproducerbarhetens skull har, där så var möjligt, alla stickprovskoordinater GPS-markerats. Många av de block som undersökts är så små att de kan transporteras av vågornas kraft eller främst vinterisen, men för att vara konsekvent har samma metod använts överallt. Av naturliga skäl gäller detta inte undersökningslokalen i Centralgruvan, som inte har någon GPS-mottagning. Där anges i stället det absoluta läget med hjälp av en GIS-karta (se: 3:3.1.). 3:4.2. METOD FÖR CENTRALGRUVAN I Centralgruvans fall utgjorde underlaget begränsningar för omfattningen av undersökningen, eftersom det krävdes byggnadsställning för att nå taket. Den, i sin tur, krävde jämnt och stabilt underlag. Därför har endast en yta undersökts, trots att det finns fler orter med ripplar i taket. Ytan, vid ort 100, är dock med sina uppskattningsvis 15-20 m 2 relativt stor jämfört med de övriga. I gruvorterna är det egentligen inte böljeslagsmärken som avtecknar sig i taket; det är negativen av dem. Det gör att dalarna från golvet kommer att se ut som krön och tvärt om. Det är således de skenbara krönen som mätts, i praktiken dalarna. På grund av den så omfattande ytan av böljeslagsmärken gjordes mätningar längs tre parallella linjer i samma rippeltåg (se Figur 5). Våglängden har mätts med skjutmått, för att senare avrundas till närmaste halvcentimeter. 3:4.3. METOD FÖR TROLMENS STRAND Till skillnad från Centralgruvan har en mängd rippelsekvenser använts vid Trolmens strand. Eftersom provblockens mätytor generellt inte överskred en kvadratmeter, har våglängden endast mätts upp längs en linje. I ett fall har dock en större yta undersökts, men där valdes två olika rippelsekvenser. Som nämnts har alla prov mätts med skjutmått för att sedan fotograferas. I allmänhet har tre fotografier tagits; två ovanifrån med olika vinklar och ett mer från sidan för att visa på böljeslagsmärkenas profil. 3:4.4. METOD FÖR PERSBOLS STRAND OCH HERRÄNGEN Metoder för att undersöka recenta ripplar har testats vid ett flertal tillfällen. De första försöken syftade till att ta överlappande fotografier på omkring en halvmeter vardera längs så långa sträckor som möjligt i rät vinkel ut från strandkanten. Fördelen med den metoden var att varje böljeslagsmärke dokumenterades. Fotograferingen gjordes med en digitalkamera och mätningarna genomfördes i femmeterssektioner med ett lika långt måttband på sjöbotten. Meningen var att det sedan skulle vara möjligt att syna av fotografierna med måttbandet som avståndsreferens till strandkanten. Fotograferingsmetoden krävde stiltje för att få en vattenyta utan vågrörelser, men trots sådana förhållanden blev aldrig någon längre sträcka helt mätbar när resultaten skulle avsynas efteråt. Oavsett vind och vågor bröts ljuset för mycket i vattnet så att bilderna förvrängdes. En mängd mätningar på mellan 5-40 m genomfördes, men endast mindre delar av dem var avläsbara. I resultatet har därför bara två av dem kommit att tas med (omnämns senare som första och andra mätningen). Senare fortsatte försöken med huvudsakligen samma metod för fotografering och djupmätning. Skillnaden var att en digital undervattenskamera användes. Resultaten blev 10
bättre, men fortfarande förekom bitar av sträckorna som inte var avläsbara efteråt. Metoden byttes därmed och kvarvarande resultat från de fältarbetena är endast en mätning med vattendjup samt att en del av sträckans våglängdsmätning kommit att användas (tredje mätningen). Längs den användbara sträckan har två egenskaper noterats: -Våglängd vid varje helmeter. -Sekvenser av rippeltyper, d.v.s. rippeltåg (inklusive deras avstånd till strandkanten). Ny metod blev att mäta ripplarna på plats, med direkt avsyning och dokumentering (fjärde och femte mätningen). Rimligen kunde då inte längre så täta mätningar göras och avstånden måste drygas ut till varannan meter, bortsett de inre tio meterna som mättes för varje meter. Varje mätning av ripplarnas våglängd motsvarades också av en vattendjupsmätning med hjälp av meterstock. Samma metod användes senare i mätningarna vid Herrängen (den sjätte och den sjunde), men i halvmetersintervall. Dessa mätningar gjordes med samma utgångspunkt och riktning för att kunna jämföra effekterna av olika kraftiga vågrörelser. Under fältarbetet vid Persbols strand uppmärksammades att de strandnära böljeslagsmärkena uppvisade särskild variation i rippeltyp och våglängd. För att kunna undersöka detta närmare har de tidigare nämnda fotografierna av sträckor ut från stranden använts, men då endast de strandnära. Uppskattningsvis rör det mätningar från strandkanten och upp till mellan 5 och 7 m:s strandavstånd. Det grunda vattnet gör att dessa fotografier inte är lika förvrängda som på större avstånd från stranden. 3:5. MÄT- ELLER DATAINSAMLINGSINSTRUMENT SOM ANVÄNTS -GPS-navigator: Garmin GPS 12 (inställd på RT 90). -GIS-program: ArcView 9.1. -GIS-karta över Centralgruvan i Kvarntorp. -Skjutmått (ej med digital mätning). -Måttband (fem meter). -Två digitalkameror, varav en försedd med skydd undervattensbruk. -Meterstock (två meter). -Ett hundra meter långt band (med markeringar varannan meter, samt de första 10 metrarna varje helmeter). 11
4. RESULTAT 4:1. RESULTAT FRÅN CENTRALGRUVAN, KVARNTORP Mätningarna i Centralgruvan har gjorts längs tre sträckor; samtliga i samma rippeltåg. Detta gjordes eftersom rippeltåget var stort och det fanns då en chans att minska effekten av de avvikelser som annars kan bli utslagsgivande när bara en sträcka mäts. Sammanlagt är den synliga delen av detta rippeltåg ungefär 15-20 m 2. Bedömningen av rippelform var här särskilt svår p.g.a. att sandstenstaket delvis består av järn- och svavelhaltig vätska, men några saker kan med säkerhet sägas. Böljeslagsmärkena är småskaliga med våglängder mellan 3,5 och 6,5 cm (se Figur 5). Trots att vissa ripplar har nära nog dubbel våglängd relativt andra, måste rippeltåget anses homogent över en så stor yta. De är raka och i fas, vilket framgår av Figur 7 där linjerna i viss mån följer varann. Det finns dock en del avvikelser, t.ex. rippel 12 i diagrammet, där våglängden i Serie 1 är 6 cm och de övriga serierna bara 4. Att mätavståndet mellan serierna är omkring en halvmeter gör ändå att betydelsen av avvikelserna är liten. Figur 5. Gruvtaket i Centralgruvan, med de uppmätta ripplarna. Mätserierna är markerade med pilar. (PR, 040225) Figur 6. Torksprickor i Centralgruvan, belägna c:a 8-10 m från de uppmätta böljeslagsmärkena. (PR, 040225) Våglängd (cm) 7 6 5 4 3 2 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Uppmätta böljeslagsmärken Serie1 Serie2 Serie3 Figur 7. Resultat av mätning vid Ort 100, Centralgruvan. Numreringen utgår från den första uppmätta rippeln i Serie 1. Våglängderna i de tre serierna är homogena, men generellt med något lägre värden till vänster i diagrammet än till höger. Korrelationen mellan serierna är dålig. Tydligaste sambandet återfinns i början av de två första serierna, från första till tionde rippeln. 12
En okulär besiktning av hela ytan visar att ripplarna är raka och utan förgreningar. Det finns inga tecken på att någon rippel har krön som är orienterat åt något håll, varför tolkningen att de är symmetriska görs. Denna uppskattning visar också att hela ytan i övrigt tycks väldigt homogen. Av vikt för analysen av böljeslagsmärkena är också de torksprickor som hittats i gruvtaket (se Figur 6). De utgör ett större fält på uppskattningsvis 10 m 2, belägna c:a 8-10 m från ripplarna och i samma lager som dem. Detta är viktigt eftersom de därmed kan anses samtida. För kompletterande information om mätningen vid Centralgruvan hänvisas till Bilaga 1. 4:2. RESULTAT FRÅN TROLMENS STRAND, KINNEKULLE Vid Trolmens strand har stickprov tagits på 15 block eller berggrundsytor, kallade Prov 1-15. Av dessa innehåller ett lager flera rippeltåg över en yta, varav två har mätts. Dessa två räknas som ett prov (Prov 3). Ett annat block innehåller två rippeltåg i olika lager, med 8,5 cm:s mellanrum i höjdled. Eftersom de då inte är samtida, kommer de att behandlas separat som två olika prov (Prov 11a respektive 11b; se Figur 8). Alla utom ett prov innehåller småskaliga ripplar och bland dem förekommer inget böljeslagsmärke med en våglängd över 19 cm. Anmärkningsvärt är att det inte heller bland de block och den berggrund som undantagits detta arbete har observerats småskaliga rippeltåg med våglängder mellan 20-60 cm. Figur 8. Prov 11a (ovan hammaren); småskaliga, raka och i fas, symmetriska ripplar. Prov 11b (övre vänstra hörnet); småskaliga, catenary ripples, ur fas. (PR, 051113) Figur 9. Prov 4; småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska ripplar med förgreningar. En rad böljeslagsmärken har delvis också dubbelkrön. (PR, 051113) Ett fåtal av rippeltågen liknar varandra. Prov 9, 12 och 14 har alla våglängder mellan 12-15 cm och har sinusformade krön som är i fas. Det enda övriga provet med liknande våglängd, Prov 3, har catenary ripples och kan därför inte jämföras. Närmast i våglängd är Prov 2, som med en genomsnittlig våglängd på knappt 10 cm också skiljer sig genom att dess ripplar förgrenar sig. Att denna egenskap inte noterats på fler prov kan dock vara ett utslag av att de flesta av de undersökta blockens ytor är mindre än en kvadratmeter. Det är fullt möjligt att fler av blocken innehållit förgreningar om större ytor varit bevarade. I övrigt finns heller inget samband mellan de rippeltåg som innehåller förgreningar. Två har raka krön, två sinusformade. Våglängden för de övriga tre är betydligt kortare än för det med catenary 13
ripples. Bland de småskaliga rippeltågen är det tre egenskaper som är speciella; långa krön/korta dalar, korta krön/långa dalar eller ripplar med dubbelkrön. De som har korta krön, och därmed långa dalar däremellan, har gemensamt att våglängden är kort; högst 6,5 cm. Bland de två prover som har långa krön har det ena våglängder mellan fem och åtta cm, men det andra är undersökningens enda storskaliga rippeltåg. Något samband mellan krönens eller dalarnas längd och våglängden tycks därmed inte heller finnas. Det enda provet med dubbelkrön, Prov 4 (se Figur 9), kännetecknas av mycket små ripplar; 1 till 3 cm. Med endast ett sådant fossilt rippeltåg går det dock inte att dra några slutsatser, men det är förstås tänkbart att dubbelkrönade ripplar har en övre våglängdsgräns. Möjligen utgör de en övergångsfas till att i stället bli två ripplar. Två prover med catenary ripples har undersökts, varav det ena innehåller två rippeltåg (Prov 3). Detta är, med tanke på att det rör sig om relativt stora småskaliga ripplar, särskilt homogent. Avrundad är medelvåglängden 13 cm och varierar endast mellan 12,0 och 13,5 cm. Tilläggas ska också att dessa rippeltåg, som är i fas, är orienterade efter varandra och kan ha utgjort ett och samma rippeltåg från början. Ett mittparti kan ha eroderat bort. Det andra provet, 11b, ligger i ett lager 8,5 cm högre upp än 11a och är dessutom orienterat i en helt annan riktning. Våglängden är relativt kort, 4-4,5 cm, och till skillnad från föregående prov inte i fas. Våglängd (cm) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Uppmätta böljeslag i rippeltåg Prov 1 Prov 2 Prov 3 Prov 4 Prov 5 Prov 6 Prov 8 Prov 9 Prov 10 Prov 11a Prov 11b Prov 12 Prov 13 Prov 14 Prov 15 Figur 10. Generellt uppvisar rippeltågen mycket små skillnader i våglängd. I sekvenser på upp till 15 ripplar är differensen i allmänhet inte större än 1-1,5cm; detta för gruppen med våglängder omkring 1-4 cm så väl som de större. Ett rippeltåg skiljer sig kraftigt från de övriga, Prov 9, vars kurva varierar mycket mer. Generellt sett är de inbördes skillnaderna i våglängd mellan de småskaliga böljeslagsmärkena inom samma rippeltåg mycket små (se Figur 10). Även i långa mätsekvenser är differensen vanligen maximalt 1,5 cm. Procentuellt kan den differensen tyckas stor bland rippeltåg med våglängder på omkring 1 till 3 cm, men då är det viktigt att tillägga att den reella skillnaden allmänt inte är annorlunda bland rippeltåg med våglängder på över tio cm. Det enda storskaliga rippeltåget, Prov 7, är intressant av flera orsaker. Det har tre storskaliga böljeslagsmärken, men innehåller också ett småskaligt. Kategoriseringen efter våglängder under eller över 60 cm antyder annars en åtskillnad vad gäller andra fysiska egenskaper eller bildningsmiljö. Den småskaliga rippelns våglängd understiger dock gränsen med endast 8 cm, vilket är relativt litet i sammanhanget och dessutom med god marginal till 14
de småskaliga rippeltåg som i övrigt ingår i undersökningen. Rippeltåget är sannolikt samma som Jensen (1997, s.10) omnämner. Enligt honom förekommer storskaliga, asymmetriska ripplar med en våglängd på omkring 60 cm belägna 300 m norr om Trolmens hamn. Krönens riktning ska vara nordostlig-sydvästlig. Samtliga detaljer stämmer med de observationer som gjorts under fältarbetet, inklusive ripplarnas orientering. Viktigt här är att det inte säkert kunnat avgöras om provet är ett block eller del av berggrunden. Jensen nämner också att det ska finnas mindre stycken av samma lager ytterligare 300 m norrut, men dessa har inte återfunnits. Tabell 1. Sammanställning av rippeltågens egenskaper, Trolmens strand. Små- Symmetriska Catenary Med för- Långa Korta Dubbel- Våglängds- Prov skaliga Raka I fas ripples grening krön krön krön genomsnitt 1 X X X X 6,5 2 X X X X 9,0 3 X - X - X - - - 13,0 4 X X X X X 1,5 5 X X X X 3,0 6 X X X X 3,0 7 (1/4) X X X X 68,5 8 X X X X X X 2,5 9 X X X 12,5 10 X X X X X 6,5 11a X X X 3,5 11b X - - X - - - 4,0 12 X X X 12,5 13 X X X X X 3,0 14 X X X 14,0 15 X X X 1,5 Sammanställning av resultat från Prov 1-15. Ett X innebär att rubriken överst är uppfylld. Ett streck, -, betyder att den variabeln inte är förenlig med andra egenskaper hos den rippeltypen. Catenary ripples kan t.ex. inte vara raka. Prov 7 har en småskalig rippel av fyra, därav 1/4. För kompletterande information och bildredovisning av mätningarna vid Trolmens strand hänvisas till Bilaga 2. 4:3. RESULTAT FRÅN PERSBOLS STRAND, SKAGERN Första och andra mätningen: De första två mätningarna är gjorda samma dag, ungefär 80-100 m från varandra och med fotografier tagna ovan vattenytan. Djupmätningar saknas i båda fallen, men uppskattningar från fotografierna visar att djupet vid de första ripplarna (10 cm från strandkanten) var c:a 2 cm. Vid 5 m:s strandavstånd är djupet c:a 30 cm vid första mätningen och 40-45 vid den andra. Däremellan ökar djupet successivt utan nämnvärda avvikelser. 15
Våglängd (cm) 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Strandavstånd (m) Våglängd 1 Våglängd 2 Figur 11. Resultat av våglängdsmätningar vid Persbols strand, 0-5 m från strandkanten. Mätningar gjorda var 10:e cm. Mätningarna är gjorda från fotografier tagna ovan vattenytan och var först avsedda att testa bildkvalitén, varför inga vattendjupsmätningar ingår. Våglängdsmätningarna och rippelformerna visar ett visst samband. De flesta partier längs mätsträckorna där våglängden ökar gör detta p.g.a. att de består av dubbelkrön. Detta gäller t.ex. för den första mätningen i intervallet 1,2-1,65 m från strandkanten ( Våglängd 1 i Figur 11). Därefter upphör dubbelkrönen och våglängden minskar, för att fr.o.m. 2,1 m till mätningens slut öka igen. Detsamma gäller för den andra mätningen mellan 2,9-3,7 m, men våglängdsökningen vid 4,3 m är svårare att förklara. Möjligen ligger svaret i det något större djupet, som skiljer sig från den första mätningen. Figur 12. Första mätningen, 2,48-3,00 m från strandkanten. Vid 2,50 m är ripplarna sinusformade i fas, symmetriska, med förgreningar och dubbelkrön. Vid 2,60 m upphör förgreningarna och rippeltåget uppvisar raka och dubbelkrönta böljeslag. (PR, 040416) Figur 13. Andra mätningen 1,50-1,90 m från strandkanten. Mellan 1,50 och 1,80 m är ripplarna raka och symmetriska (sågtandsform), men mellan 1,80-1,90 m börjar dalarna bli bredare (korta krön/långa dalar). (PR, 040416) 16
Det andra sambandet är att ripplarna närmast strandkanten är asymmetriska eller catenary ripples, vilket också kan ses som en asymmetrisk form. Längre ut, 120 respektive 150 cm ut övergår de i stället till bli symmetriska (jfr. diskussion i 2:2.). I övrigt tycks inga samband finnas. Böljeslagsmärkena växlar mellan att vara raka eller sinusformade, i eller ur fas, att ha förgreningar eller ej utan någon koppling till strandavstånd eller våglängd. Tredje mätningen: Denna mätning gjordes från strandkanten och 60 m ut, med en mätning per helmeter efter fotografier tagna ovan vattenytan närmast strandkanten och under den längre ut. Från 40 m gick inte våglängden att läsa av, varför de resultaten saknas (se Figur 14). Resultatet av våglängdsmätningarna kan delas upp i två delar; en från 0 till 10 m och en vidare ut till 40 m från strandkanten. Inom 10 m överstiger inte våglängden 5 cm. Utanför understiger å andra sidan inga ripplar den våglängden. Det sammanfaller med den relativt plana yta strandbotten utgör innan djupet ökar kraftigare. Utanför tiometersgränsen finns endast svaga samband mellan våglängd och vattendjup, främst inom intervallet 23-40 m från strandkanten. Rippelformerna uppvisar relativt liten variation jämfört med de första två mätningarna. Likt dem är formen asymmetrisk närmast strandkanten, vilket kan vara en effekt av att strömmarna är enkelriktade där, men denna form återkommer också längre ut. En möjlig förklaring är att botten mellan 20,6-28,5 m blir grundare p.g.a. en sanddyn. Strömmar i motsatt riktning, ut från stranden, bör i stället röra sig runt sådana större bottenformationer. Dubbelkrönta ripplar förekommer i tre sekvenser längs mätsträckan; alla inom 16 m från strandkanten och på grundare vatten än 0,3 m. Annars finns inga mönster eller samband mellan rippelform, våglängd eller vattendjup i denna mätning. Vattendjup (cm)/ Våglängd (mm) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Strandavstånd (m) Vattendjup Våglängd Figur 14. Resultat från våglängds- och vattendjupsmätning vid Persbols strand. Båda mätningar gjordes från strandkant och 60 m ut, men endast de inre 40 metrarna har varit mätbara. Mätningar för både våglängd och vattendjup är gjorda varje helmeter. 17
Figur 15. Tredje mätningen, svit med tre överlappande bilder. Den vänstra 6,74-7,44, mitten 7,21-7,93 och till höger 7,60-8,33 m från strandkanten. Längst till vänster är ripplarna raka, symmetriska med korta krön/långa dalar. Vid 6,70 m övergår de till att vara sinusformade i fas och har inte längre korta krön/långa dalar. De är fortfarande symmetriska, men har fått många förgreningar. I den högra bilden övergår detta rippeltåg, omkring 7,80 m, i ett annat med raka och symmetriska ripplar med allt tydligare dubbelkrön. I den högra bilden syns fortsättningen på dessa dubbelkrönta böljeslagsmärken som endast har enstaka förgreningar. (PR, 040722) Fjärde mätningen: Mätningen gjordes från strandkanten och 100 m ut genom direktmätning på plats, d.v.s. utan fotografier med senare avsyning. Vid tillfället för mätningen blåste det en del med medföljande vågrörelser. Det är viktigt, eftersom de tidigare mätningarna med kamera krävt i det närmaste vindstilla förhållanden. För direktmätningen som metod är inte det av betydelse, men för resultatet kan det ha inverkan. Ändrade vattenrörelser påverkar ripplarnas våglängd och form. Våglängden mättes varannan helmeter, med motsvarande djupmätningar (se Figur 16). Till de första 10 metrarna gjordes dessutom ett tillägg: Varje helmeter mättes, både till våglängd och vattendjup. Detta just med tanke på att det mest strandnära området visat sig särskilt intressant och denna mera noggranna mätning skulle kunna komplettera den första och andra mätningen på 0-5 m:s strandavstånd (se Figur 17). Vattendjup (cm)/våglängd (mm) 140 120 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vattendjup Våglängd Strandavstånd (m) Figur 16. Resultat från våglängds- och vattendjupsmätning vid Persbols strand, 0-100 m från strandkanten. Mätningen gjordes direkt, utan fotografering,, med mätpunkter varannan helmeter. Botten längs mätsträckan uppvisar fyra sandbankar med djupare partier mellan. Generellt är våglängden påfallande homogen över det långa avståndet. Den varierar mellan 5 18
och 10 cm och i stort finns inga tydliga samband med strandavståndet. Möjligen kan sägas att de första tio metrarna har relativt låg våglängd och att den inre halvan av de hundra metrarna har något kortare våglängd i genomsnitt än den yttre. Däremot finns en tydligare korrelation mellan våglängd och vattendjup. Bortsett några få avvikelser är böljeslagsmärkena längre i eller i anslutning till de djupare partierna mellan sandbankarna. Resultatet av det mest strandnära avsnittet visar en successivt djupare botten, utan nämnvärda avvikelser. Våglängderna varierar endast lite och uppvisar inga tydliga samband med vattendjupet. Vattendjup (cm)/våglängd (mm) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Strandavstånd (m) Vattendjup Våglängd Figur 17. Diagram över de innersta tio metrarna av den fjärde mätningen, där prov togs varje helmeter. Femte mätningen: Denna mätning genomfördes på exakt samma sätt som den fjärde, men uppskattningsvis 70-80 m österut (se Figur 18). Det bör också tilläggas att vattennivån vid mätningstillfället var högre än under den fjärde mätningen, vilket försköt strandlinjen c:a 10 m i vertikalled. Dessutom bör tilläggas att det rådde nära nog stiltje, till skillnad från under den fjärde mätningen. Vattendjup (cm)/våglängd (mm) 140 120 100 80 60 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vattendjup Våglängd Strandavstånd (m) Figur 18 Resultat från våglängds- och vattendjupsmätning vid Persbols strand, 0-100 m från strandkanten. Mätningen är genomförd precis som den i figur 16. Närmast stranden på mätsträckan saknades ripplar, varför uppgift om våglängd inte noterats. 19
Mätsträckans botten utgjordes av fyra olika tydliga sandbankar, varav den inre möjligen kan utgöra två. Våglängden varierar mellan 3,5 och 11,5 cm och uppvisar ett tydligt samband med djupet. Därmed ökade generellt också våglängden med strandavståndet. Det inre avsnittet, de första 10 metrarna, visar på en flack botten (se Figur 19). Våglängderna varierar endast lite och utan samband med strandavstånd eller vattendjup. Vattendjup (cm)/våglängd (mm) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Strandavstånd (m) Vattendjup Våglängd Figur 19. Diagram över de innersta tio metrarna av den femte mätningen, där varje helmeter mätts. Under den femte mätningen gjordes en observation som bör läggas till. På ett avstånd av 23-27 m från stranden, 2 m från mätsträckan, observerades en bottenyta som var betydligt grundare än omgivningen: mellan 2 och 5 cm djup. Ripplarna bestod här, också till skillnad från den djupare omgivningen, av catenary ripples med våglängder på 2,5-5 cm. För kompletterande information om samtliga fem mätningar vid Persbols strand hänvisas till Bilaga 3, 4 och 5. Redovisning av de strandnära fotografierna finns i Bilaga 6. 4:4. RESULTAT FRÅN HERRÄNGEN, SKAGERN Två mätningar genomfördes med en veckas mellanrum, men utan synliga skillnader i vattennivå. Generellt är ripplarna relativt stora, med våglängder i huvudsak mellan 12-19,5 cm (se Figur 20). I jämförelse uppvisar den sjätte mätningen mer variation och större våglängder från 1,5 till 9 m, vilket också var det strandavstånd där vågorna bröts. Längre ut sjunker våglängden till ungefär samma nivåer som den sjunde mätningen. 20
Vattendjup (cm)/våglängd (mm) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Strandavstånd (m) Vattendjup (6:e mätn.) Våglängd (6:e mätn.) Vattendjup (7:e mätn.) Våglängd (7:e mätn.) Figur 20. Resultaten av de sjätte och sjunde mätningarna, vid c:a 20 cm höga vågor respektive stiltje. P.g.a. grovgrus och sten saknades ripplar närmast stranden. Sämre sikt begränsade den sjätte mätningen till tio meter. För kompletterande information om mätningarna vid Herrängen hänvisas till Bilaga 7. 21
5. DISKUSSION 5:1. RESULTATET Detta arbete hade två syften; dels att undersöka fossila böljeslagsmärkens bildningsmiljö i form av avstånd till strandkanten, dels att pröva och utvärdera metoder för hur och i vilken mån recenta ripplar kan fungera som verktyg för detta. Detta avsnitt kommer att ägnas åt det förstnämnda och nästa (5:2.) åt arbetets tillvägagångssätt. Ett viktigt resultat av denna undersökning är fler faktorer styr ripplarnas form och våglängd än vad som först antogs. Åtminstone fyra variabler måste räknas med: -Strandavstånd -Vattendjup -Bottenlutning -Vattnets vågrörelser Som nämnts var strandavståndet den enda utgångspunkten från början, men resultaten visar att vattendjupet generellt sett måste sägas vara viktigare. Även om detta arbete visar att våglängden i stort ökar med strandavståndet, är det i princip omöjligt att upprätta en användbar mall över sambandet. Mätningarna har dock gett tre intressanta resultat gällande rippelformer och våglängd. Catenary ripples är vanliga, men förekommer endast närmast strandkanten eller på andra bottenytor ned till c:a 5 cm:s djup. Prov 3 och 11b från Trolmens strand har denna rippelform och det sistnämnda kan med stor säkerhet placeras i en sådan grund miljö. Det första är inte så enkelt, eftersom det har våglängder mellan 12,5-13 cm. Mycket tyder dock på att det finns ett samband mellan kraftigare vågrörelser och större våglängd hos ripplarna, varför också Prov 3 kan ha bildats intill strandkanten eller vid en annan mycket grund botten. Asymmetriska rippelformer förekommer med nästan uteslutande närmast stranden, följda av symmetriska längre ut. Undantag förekommer även här vid grundare områden på större strandavstånd, och då på den sida av sandbankarna som är vända från stranden. Prov 1 är det enda med asymmetriska ripplar och kan därför troligen föras till en zon maximalt c:a 10 m från stranden. En rad symmetriska fossila rippeltåg med våglängder mellan 1-4 cm har undersökts; Prov 4, 5, 6, 8, 11a, 13 och 15. Den första, andra och tredje mätningen Persbols strand antyder att de fossila proven främst bildats inom tre meter från strandkanten, undantagsvis så långt ut som 8-10 m. Alternativt kan de också ha uppstått längre ut, men på mindre än 20 cm:s djup. Dessutom har ett mindre antal prover med våglängder mellan 4-8 cm undersökts; Prov 10 och rippeltåget i Centralgruvan. Med utgångspunkt från de tredje, fjärde och femte mätningarna är det rimligt att anta de har bildats på ungefär mellan 20-80 cm:s djup; möjligen även ned till ett djup på 120 cm. För de fjärde och femte mätningarna motsvarar det upp till 80-100 m från stranden. Vid provytan i Centralgruvan antyder dessutom de närliggande torksprickorna att rippeltåget bildats grunt inom det nämnda djupintervallet. Prov 2 och 9 har huvudsakligen våglängder på omkring 10 cm och kan därför sannolikt föras till mitten av Jensens intervall A, omkring 15 cm ovanför formationens bas. Dessa har endast motsvarigheter i den femte mätningen och antyder att det bildats på omkring 90-100 cm:s djup eller mer, alternativt minst 90 m ut från stranden. Ytterligare två prov, 12 och 14, har också relativt stora småskaliga ripplar. Våglängderna är generellt omkring 13-15 cm och saknar motsvarighet i de mätningar som gjorts vid Persbols strand. Om de bildats i långgrunda miljöer är det därför troligt att det skett på större djup än 100 cm. 22
För de nämnda, småskaliga rippeltågen finns ytterligare ett alternativ. De sjätte och sjunde mätningarna har visat att ripplar kan vara relativt stora, huvudsakligen 14-19,5 cm, även om varken djupet eller strandavståndet är särskilt stort. Förutsättningen är då att botten inte är långgrund. Viktigt är här att den absoluta merparten av de två mätsträckorna utgörs av ripplar med korta krön/långa dalar, något som bara motsvaras av Prov 10 vid Trolmens strand. Dess våglängder är dock bara 6-8 cm, varför det är troligare att proven bildats i långgrunda bottenytor. De storskaliga ripplarna i Prov 7 från Trolmens strand är svårast att tolka, eftersom ingen motsvarighet kunnat hittas bland de recenta böljeslagsmärkena. Det tyder på att de bildats längre ut, antagligen avsevärt längre ut än de strandnära ytor som undersökts. Att de är symmetriska säger också att de inte bildats nära stranden eller i annat grunt vatten. Om det är ett löst block, vilket inte säkert kunnat avgöras, kan det höra till Jensens intervall D med ursprung c:a 9,8 m ovanför formationens bas. Utgör det en del av berggrunden hör det till intervall B, 0,3-3,8 m över basen. Enligt Jensens stratigrafiska indelning av mickwitziaformationen vid Trolmens strand förekommer ripplar i tre av fem zoner, A, C och D. A innehåller böljeslagsmärken på c:a 10 cm och i D är de storskaliga. Med det resonemanget skulle övriga prover, kanske främst majoriteten med våglängder under 8 cm, placeras i intervall C. Sammanfattningsvis kan en zonindelning göras med utgångspunkt från våglängd och i viss mån rippelform. 0-3 m från stranden eller 0-20 cm vattendjup: Våglängder mellan 1 och 4 cm hör med mycket stor sannolikhet till dessa intervall. Oftast asymmetriska, möjligen övergående till symmetriska längre ut. Också mycket vanligt med catenary ripples närmast stranden eller i de grundaste bottenytorna. 3-80 m från stranden eller 20-80 cm vattendjup: Våglängder mellan 4 och 8 cm, i allmänhet ökande med avståndet till stranden. Symmetrisk rippelform med undantag för mindre djup. Korta krön/långa dalar tycks vara vanliga inom dessa intervall. >80 m från stranden eller 80-100 cm vattendjup: Våglängder omkring 10 cm med symmetriska böljeslagsmärken. Tendensen tyder på ytterligare ökad våglängd utanför 100 m:s avstånd från strandkanten. 5:2. METODEN Vid mätningarna av de fossila ripplarna anpassades metoden efter förekomstmiljön, vilket Centralgruvans rippeltåg kom att bli ett bra exempel på. Mätning med skjutmått kan diskuteras när det vanligaste tycks vara centimeternoggrannhet. Här har det dock ansetts bättre att göra så korrekta fältmätningar som möjligt med korrigering i efterhand. Likaså kan det invändas att många av blocken vid Trolmens strand, t.ex. Prov 6 med sin stora rippeltågsyta, kan mätas längs flera parallella sträckor. Vid den okulära besiktning som genomfördes vid varje prov drogs slutsatsen att de var så homogena att endast en mätning behövdes. Samma förhållanden visade sig också vid fältarbetena med de recenta böljeslagsmärkena. I begreppet rippeltåg ligger just att ripplarna är homogena till sin våglängd samt form och därför var det endast det enda provet med flera rippeltåg i blocket som mättes fler gånger än en; Prov 3. På grund av formen, catenary ripples, gjordes dock inga parallella 23
mätsträckor. För rippeltåget i Centralgruvan gjordes ett undantag då ytan var stor. På så sätt kom det provet också att utgöra en indikation på nämnda homogenitet. Där metoden för de fossila ripplarna i mycket var förbestämd och i det närmaste självklar kom de recenta böljeslagen att kräva mer av testmätningar och successiva anpassningar. Dessutom fanns mer variabler att ta hänsyn till utöver våglängd och form; djup, bottenlutning och vågrörelser. Att fotografera hela mätsträckor, ovan så väl som under vattenytan, visade sig opraktiskt av flera anledningar. Även vid helt lugnt vatten var måttbanden svåravlästa p.g.a. ljusets brytning. Fotografering ovan vattenytan fungerade endast vid mycket grunt vatten; vid undervattenfotografering under idealiska förhållanden några tiotals meter ut och ned till en omkring en halvmeters djup. En fördel är dock att mätpunkterna kan bestämmas i efterhand, t.ex. beroende på bildkvalité och undersökningsbehov. Lösningen på dessa metodproblem blev att göra direktmätningar, d.v.s okulär besiktning på plats. Närmast land kunde detta göras ovan vattenytan. Längre ut och det beror förstås på sikten i vattnet krävdes dykningar, vilket medförde att arbetet inte kunde göra på egen hand. Metoden gör också att varje del av mätsträckan inte tas med och intervallen måste därför bestämmas i förväg. Upp till hundra meter fungerade denna metod väl, men den ger inte samma möjligheter att omkontrollera mätningen som fotografering. Slutsatsen av de olika metoderna är att kombinationer bör vara det bästa och att det då är siktmöjligheten som styr, d.v.s. djupet generellt sett. Närmast strandkanten fungerar fotografering ovan vattenytan och då kan också många sträckor mätas, något som är lämpligt då den mest strandnära zonen uppvisar störst variation. Längre ut, var beror på omständigheterna, är det förmodligen bäst att göra mätningar efter förutbestämda intervall. Direkt avsyning fungerar bra, men en annan möjlighet är att fotografera dessa provpunkter på ett nära avstånd, vilket i praktiken bara är möjligt om provplatserna är bestämda innan mätningen. Då ökar möjligheterna att mäta längre sträckor och på större djup. Att tillvägagångssättet grundat sig på fridykningar utgör naturligtvis ett hinder, men skulle ändå möjliggöra undersökningar ned till mellan tre och fem m och en helt annan räckvidd än de 100 m från strandkanten som uppnåtts i denna undersökning. 24
6. SLUTSATS Det måste anses att den uniformistiska utgångspunkten för detta arbete, att dagens ripplar kan användas som verktyg för att tolka de fossila böljeslagmärkena, är tillämpbar. Syftet var att kunna ge mått på strandavstånd för fossila böljeslagsmärken, men en viktig slutsats är att det snarast är vattendjupet som kan anges. Längs de provsträckor som testats uppvisar våglängderna i stort, från 0 till 100 m, samband med strandavståndet. Återkommande grundare och djupare partier, p.g.a. sandbankar, utgör dock ett annat och huvudsakligen tydligare samband med ripplarnas våglängder. Kompletterande mätningar vid något brantare bottnar visar ocskå att det finns en ytterligare variabel att ta hänsyn till. Ökad lutning tycks ge större våglängd, varför ripplar t.ex. antingen kan ha bildats på 1 m:s djup vid en långgrund strand eller också på en halvmeters djup där botten är brantare. Mycket tyder här på att de två alternativen ger olika rippeltyper, varför bildningsmiljön går att avgöra även om våglängderna är liknande. Med ganska stor säkerhet är det möjligt att bestämma rippeltåg som bildats i den mest strandnära miljön, t.ex. inom 5-10 m. Böljeslagsmärken av samma typ och våglängd bildas dock också längre ut om vattendjupet är motsvarande. Ett viktigt första steg som kunnat tas här att s.k. catenary ripples ofrånkomligen bildas i de allra grundaste bottenmiljöerna, varigenom fossila böljeslagsmärken kunnat bestämmas. Denna uppsats har visat att det undersökta rippeltåget i Centralgruvan och att de flesta av Trolmens strands böljeslagsmärken troligen bildats nära en strandlinje. Några prover har kunnat placeras med 1 till 3 m:s noggrannhet. Annars minskar precisionen generellt med ökat vattendjup, något som förmodligen är svårt att förbättra. Däremot är det nödvändigt att öka säkerheten i bedömningarna, något som enbart kan göras med fler mätningar. Detta begränsades i denna undersökning av väderförhållanden och att assistans krävdes, men annars hade åtminstone ytterligare en hundrametersmätning varit ett rimligt mål. Vidare har det visat sig möjligt att, för Trolmens strands del, relatera proven till särskilda nivåer i sandstenen. Dessa resultat är i vissa fall osäkra; böljeslagsmärkena i intervall C beskrivs t.ex. inte av Jensen. I ett fortsatt arbete skulle sandstenens skiftande färg kunna hjälpa till med detta och öka precisionen. I en fortsatt undersökning är det därför främst två saker arbetet behöver inriktas på. Det ena är att utöka mätunderlaget för det strandnära området. Det utgör en absolut första prioritering. Det andra är att utarbeta metoder för mätningar på större djup och avstånd från strandkanten. Häri skulle också kunna ingå att undersöka våglängd i grunda vatten på större strandavstånd. Dessutom skulle rippelformernas betydelse som verktyg för denna typ av arbeten behöva undersökas närmare, t.ex. vilken den typiska bildningsmiljön för dubbelkrönta rippelformer är. Bedömningen med utgångspunkt från detta arbete är att våglängden i allmänhet är det bästa verktyget och att symmetrisk/asymmetrisk form kan fungera som komplement. 25
LITTERATURFÖRTECKNING Allen J R L (1968): Current ripples Their relation to patterns of water and sediment motion. North-Holland company, Amsterdam. 433 s. Allen J R L (1994): Fundamental properties of fluids and their relation to sediment transport processes. Ur: Pye K. (red). (1994). Sediment transport and depositional processes. Blackwell scientific publifications, Oxford. ISBN 0-632-03112-3. s. 25-60. Brown E (1997): Waves, tides and shallow-water processes. (4:e uppl.). Butterworth- Heinemann, Oxford. ISBN 0-7506-4281-5. 187 s. Gould S J (1990): Livet är underbart Om femögda djur och naturens slumpmässiga historia. Ordfronts förlag, Stockholm. ISBN 91-7324-367-1. 355 s. Hardisty J (1994): Beach and nearshore sediment transport. Ur: Pye K. (red.). Sediment transport and depositional processes. Blackwell scientific publifications, Oxford. ISBN 0-632-03112-3. s.219-252. Jensen S (1997): Trace fossils from the Lower Cambrian Mickwitzia sandstone, south-central Sweden. Scandinavian Univ. Press, Oslo. 111 s. Pettijohn F J, Potter PE, Siever R: (1987). Sand and sandstone. (2:a uppl.). Springer Verlag New York inc., New York. 618 s. Ringholm P (2002): Förkastningar i underkambrisk lingulidsandsten En berggrundsgeologisk undersökning av sprickor i Centralgruvan, Kvarntorp. Örebro universitet, Naturvetenskapliga institutionen. 19 s. Rydell J, Hammarlund J, Seilacher A (2001): Trace fossil associations in the Swedish Mickwitzia sandstone (Lower Cambrian): Did trilobites really hunt for worms? Ur: GFF vol.123.the Geological Society of Sweden, Stockholm. s.193-256. Shergold J H & Cooper R A (2004): The Cambrian period. Ur: Gradstein F., Ogg J., Smith A. (red.). A Geologic Time Scale 2004. Cambridge university press, Cambridge. ISBN 0 521 78673. s.147-154. Övrigt material: Jensen S (1990): Till The Paleobiology Database insänd rapportbeskrivning om mickwitziasandstenen i Hällekis: PBDB collection number 9879. Hittas på: http://paleodb.org/cgi-in/bridge.pl?action=displaycollectiondetails& collection_ no=9879 Kumla kommun, (2000): GIS-karta över gruvtäkt i Yxhult. Konstruerad efter: Karta över Centralgruvan, skala 1:2000. Koordinatsystem i plan RT R07 2,5V 65:14-15. Gruvans utbredning är anpassad med c:a 3 m:s noggrannhet. (Kumla kommun 2000). 26
FÖRTECKNING ÖVER BILAGOR BIL. 1: MÄTNING, CENTRALGRUVAN 1 s. BIL. 2: MÄTNING, TROLMENS STRAND 5 s. BIL. 3: FÖRSTA OCH ANDRA MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND 1 s. BIL. 4: TREDJE MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND 1 s. BIL. 5: FJÄRDE MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND 1 s. BIL. 6: STRANDNÄRA FOTOGRAFIER, PERSBOLS STRAND 2 s. BIL: 7: SJÄTTE OCH SJUNDE MÄTNINGEN, HERRÄNGEN 1 s. 27
BILAGA 1: MÄTNING, CENTRALGRUVAN Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Centralgruvan (Gul sandsten. För absolut läge hänvisas till karta i 3:3.1. Centralgruvan i Kvarntorp, Närke) (PR, 040225) Sammanlagt 30, varav 16 uppmätta parallellt i de tre serierna Småskaliga, symmetriska och raka Se lista nedan Nr Serie 1 (cm) Serie 2 (cm) Serie 3 (cm) 1 3,5 4,5 2 5,0 5,5 3 5,0 5,5 4 5,0 5,0 5 4,5 5,5 6 4,5 5,0 7 5,0 4,0 8 4,0 4,5 9 4,5 4,0 4,5 10 5,0 5,0 4,5 11 5,0 4,5 4,0 12 6,0 4,5 4,0 13 6,0 5,0 4,0 14 5,5 4,5 4,5 15 5,0 4,5 4,5 16 5,0 4,0 4,5 17 5,0 5,0 4,0 18 5,0 5,0 5,0 19 5,0 5,0 5,5 20 5,5 5,5 4,5 21 5,5 4,5 5,0 22 5,0 5,5 6,0 23 5,0 5,5 5,0 24 5,0 4,5 5,0 25 5,0 5,5 26 5,0 5,5 27 5,0 28 5,5 29 4,5 30 6,5 Lista med mätresultat från Centralgruvan, ort 100. Tre parallella mätningar, avrundade till närmaste halvcentimeter. Kolumnen Serie 1 innehåller den mätning som på föregående sida i högra bilden är markerad av pilen till vänster. Serie 2 motsvaras av pilen i mitten och Serie 3 följaktligen av högerpilen.
BILAGA 2: MÄTNING, TROLMENS STRAND Provbenämning Prov 1 (Röd sandsten, N 6499397, O 1356494) (PR, 050728) Antal ripplar 2 Rippeltyp Våglängder (cm) Småskaliga, troligen raka och i fas,asymmetriska, långt krön/kort dal [6,5-6,0] Provbenämning Prov 2 (Gul sandsten, N 6499509, O 1356561) (PR, 050728) Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) 3 Småskaliga, ej raka och ur fas, med förgreningar, symmetriska [8,5-10,0-11,0] Provbenämning Prov 3 (Gul sandsten, N 6499821, O 1356627) (PR, 050728) Antal ripplar 2 serier uppmätta, om 6 (vänster bild) respektive 7 böljeslagsmärken (höger bild) Rippeltyp Småskaliga, catenary och i fas, asymmetriska, kort krön/lång dal Våglängder (cm) [12,5-12,5-13,5-12,0-12,5-12,0] [13,5-13,0-13,0-12,5-12,5-13,5-13,5]
Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 4 (Röd sandsten, N 6499971, O 1356655) (PR, 050728) 11 Småskaliga, sinusformade och i fas, med förgreningar, symmetriska, några med dubbelkrön [2,0-3,0-2,0-2,0-1,0-1,0-1,0-1,0-2,0-2,0-2,0] Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 5 (Röd sandsten, N 6499967, O 1356648) (PR, 050728) 8 Småskaliga, raka och i fas, symmetriska [4,0-4,0-3,5-3,5-3,0-2,0-3,0] Provbenämning Prov 6 (Röd sandsten, N 6500030, O 1356674) (PR, 051113) Antal ripplar 13 Rippeltyp Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska, långa krön/korta dalar Våglängder (cm) [3,0-3,0-2,5-3,0-3,0-3,0-2,5-3,0-3,0-2,5-2,5-2,5-2,5]
Provbenämning Prov 7 (Gul sandsten, N 6499919, O1356658) (PR, 040415) Antal ripplar 3 + 1 (Alla böljeslagsmärken i en sekvens, men p.g.a. av en spricka mättes ett separat) Rippeltyp Storskaliga, raka och i fas, symmetriska, korta krön/långa dalar Våglängder (cm) [84,0-67,0-70,0][52,0 (småskalig)] Provbenämning Prov 8 (Gul sandsten, N 6499837, O 1356629) (PR, 051113) Antal ripplar 6 Rippeltyp Småskaliga, raka och i fas med förgrening (1st), symmetriska, långt krön/kort dal Våglängder (cm) [2,5-2,5-2,5-2,0-3,0-3,0] Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 9 (Gul sandsten, N 6499915, O 1356657) (PR, 00415) 6 Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska [10,0-8,5-11,0-19,0-14,0-13,5]
Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 10 (Gul sandsten, N 6499831, O 1356628) (PR, 051113) 12 Småskaliga, raka och i fas, symmetriska, kort krön/lång dal [7,5-8,0-7,0-6,0-6,0-5,5-5,0-6,5-6,0-6,5-6,0-7,0] Provbenämning Prov 11a (PR, 051113) Antal ripplar 3 (I bild med hammaren bredvid) Rippeltyp Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska Småskaliga, catenary, ur fas, asymmetriska Våglängder (cm) [3,0-3,0-4,0] [4,5-4,0-4,0-4,0-4,0] Prov 11b (PR, 051113) (Gul sandsten; Två olika lager (8,5cm mellan i höjdled) N 6500023, O 1356673) 5 Provbenämning Prov 12 (Gul sandsten med spårfossil, N 6499772, O 1356621) (PR, 051113) Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) 3 Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska [13,0-13,5-11,5]
Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 13 (Gul sandsten (röd i dalarna), N 6500073, O 13566696) (PR, 051113) 13 Småskaliga, raka och i fas, med förgreningar, symmetriska [2,5-3,0-3,0-3,0-3,5-3,5-4,0-3,5-4,0-3,0-2,5-3,0-3,0] Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 14 (Gul sandsten (röda krön), N 6499507, O 1356554) (PR, 040415) 3 Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska [14,5-15,0-13,0] Provbenämning Antal ripplar Rippeltyp Våglängder (cm) Prov 15 (Röd sandsten, N 6499989, O 1356665) (PR, 040415) 15 Småskaliga, sinusformade och i fas, symmetriska [1,5-1,5-1,5-1,5-1,0-1,5-1,5-1,0-1,5-1,0-1,0-1,0-1,0-1,5-2,0]
BILAGA 3: FÖRSTA OCH ANDRA MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND Första mätningens utgångspunkt (Våglängd 1): N 5903733, O 1417514 Andra mätningens utgångspunkt (Våglängd 2): N 5917516, O 1417516 Rippelformer: Första mätningen ( Våglängd 1 i Figur 11) 0-0,1 m Inga böljeslag 0,1-0,35 m Catenary ripplar ur fas 0,35-0,7 m Sinusformade i fas, asymmetriska, med förgreningar 0,7-1,2 m Sinusformade ur fas, asymmetriska, med förgreningar 1,2-1,65 m Raka, symmetriska, med förgreningar, dubbelkrön 1,65-2,1 m Sinusformade ur fas, symmetriska, med förgreningar 2,1-2,6 m Sinusformade i fas, symmetriska, med förgreningar, dubbelkrön 2,6-5,0 m Raka, symmetriska, dubbelkrön Andra mätningen ( Våglängd 2 i Figur 11) 0-0,1 m Inga böljeslag 0,1-1,5 m Sinusformade i fas, asymmetriska 1,5-1,8 m Raka, symmetriska 1,8-2,4 m Raka, korta krön/långa dalar, symmetriska 2,4-2,9 m Sinusformade ur fas, symmetriska, med förgreningar 2,9-3,7 m Sinusformade ur fas, symmetriska, med förgreningar, dubbelkrönta 3,7-4,5 m Raka, korta krön/långa dalar, symmetriska, med förgreningar 4,5-5,0 m Raka, långa krön/korta dalar, symmetriska
BILAGA 4: TREDJE MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND Tredje mätningens utgångspunkt: N 6549958, O 1413179 Rippelformer: 0-1,1 m Sinusformade i fas, asymmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar, delvis med dubbelkrön 1,1-6,7 m Raka, symmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 6,7-7,8 m Sinusformade i fas, symmetriska, med förgreningar 7,8-9,5 m Raka, symmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 12,1-12,9 m Sinusformade och delvis i fas, symmetriska, med förgreningar 12,9-14,4 m Raka, symmetriska, med förgreningar och dubbelkrön 14,4-15,5 m Raka, symmetriska, korta krön/långa dalar 15,5-15,9 m Raka, symmetriska, med dubbelkrön 15,9-20,1 m Raka, symmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 20,1-20,6 m Sinusformade i fas, symmetriska, med förgreningar 20,6-22,6 m Raka, asymmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 22,6-23,1 m Sinusformade i fas, asymmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 23,1-24,6 m Raka, asymmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 24,6-28,5 m Sinusformade ur fas, asymmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 28,5-34,8 m Sinusformade ur fas, symmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 34,8-39,2 m Sinusformade ur fas, symmetriska, med förgreningar 39,2-40,0 m Sinusformade ur fas, symmetriska, korta krön/långa dalar
BILAGA 5: FJÄRDE OCH FEMTE MÄTNINGEN, PERSBOLS STRAND Fjärde mätningens utgångspunkt: N 6549926, O 1413216 Rippeltyper, fjärde mätningen: 0-20 m Sinusformade i fas, asymmetriska, med förgreningar 20-28 m Raka, asymmetriska, med förgreningar 28-52 m Raka, symmetriska 52-58 m Raka, symmetriska, korta krön/långa dalar 58-94 m Raka, symmetriska 94-100 m Sinusformade i fas, symmetriska Femte mätningens utgångspunkt: N 6549969, O 1413354 Rippeltyper, femte mätningen: 0-5 m Raka, asymmetriska, med förgreningar 5-9,5 m Raka, symmetriska, med förgreningar, korta krön/långa dalar 9,5-11m Sinusformade i fas, symmetriska 11-24 m Raka, symmetriska, med förgreningar 24-35 m Raka, symmetriska 35-37 m Sinusformade i fas, symmetriska, långa krön/korta dalar 37-66 m Raka, symmetriska, med förgreningar 66-100 m Raka, symmetriska
BILAGA 6: STRANDNÄRA FOTOGRAFIER, PERSBOLS STRAND Bilderna utgör stickprov av de strandnära områdena längs Persbols strand, samtliga valda för att de är representativa. Siffermarkeringarna representerar ett rippeltåg var, alltså ytor motsvarande ett mindre antal kvadratmeter. Där samma siffra förekommer i samma bild, representerar de flera fristående rippeltåg av samma typ. 3 2 1 Strandkant till höger i bild med botten c:a 5m ut. Catenary ripples i fas närmast strandkanten (1). I bildens mitt (2) sinusformade ripplar i fas, symmetriska med förgreningar och korta krön/långa dalar. Till vänster i bild (3) har böljeslagmärkena fortfarande korta krön/långa dalar och är symmetriska, men är raka och saknar förgreningar. (PR, 040416) 2 1 Strandkant nederst i bild och botten c:a 2 m ut. Samtliga rippeltåg i bild är asymmetriska, varav den inre/nedre metern (1) främst består av catenary ripples i fas. Dessutom finns några mindre rippeltåg där böljeslagsmärkena är raka, men uppvisar tecken till att bli catenary ripples. Den bortre metern från strandkanten (2) består av flera mindre rippeltåg, där alla böljeslagsmärken är raka. Ett mindre antal av rippeltågen innehåller också förgreningar. (PR, 040416) 1 3 2 Strandkant till vänster i bild. I mitten av bilden är det c:a 3 m från strandkant till högermarginalen. Närmast stranden (1) utgör böljeslagen en blandning, eller möjligen en övergångsfas, av två typer. Den ena typen är catenary ripples. Den andra är sinusformade böljeslag i fas, som också är asymmetriska. Omkring en meter från strandkanten dominerar två rippeltåg. Det ena (2) har våglängder på uppskattningsvis 7-10 cm, är raka och symmetriska med långa krön/korta dalar. Det andra (3) har kortare våglängder, omkring 5 cm, är raka och asymmetriska med förgreningar. (PR, 040416)
Strandkant i bildens nedre marginal, med omkring 0,5 m botten ut från stranden. De inre 30-40 cm består helt av catenary ripples som huvudsakligen är i fas. Deras uppskattade våglängd är tre till sex cm. Vattendjupet ovan krönen är mycket litet, högst 1 cm. (PR, 040416) 3 2 1 2 2 Strandkant i nedre högra hörnet, därifrån diagonalt över bilden är avståndet c:a 6 m. Närmast strandkanten (1) raka, asymmetriska ripplar med korta krön/långa dalar och våglängder omkring 5 cm. Det rippeltåget omges (2) av raka och asymmetriska ripplar med förgreningar och våglängder på c:a 5 cm. Ytorna utanför (3) är svårtolkade, men de har större våglängd; c:a 7 till 8 cm; sinusformade i fas, asymmetriska med förgreningar. (PR, 040416) 3 4 1 3 2 Strandkant i nedre högra hörnet, därifrån diagonalt c:a 6 m över bilden. Vid strandkanten är ripplarna raka (1) eller sinusformade ripplar i fas (2), asymmetriska, få förgreningar, våglängd c:a 3 till 5 cm. Längre ut (3) raka, symmetriska, dubbelkrönta böljeslag med förgreningar. Böljeslagsmärkena längst ut (4) är svårtolkade, men våglängden är definitivt större. (PR, 040416)