sedimenter

De klastiske sedimenter består af bjergartsfragmenter, der er transporteret til aflejringsstedet vha. vand, vind eller is. Sedimenterne kan efter partikelstørrelse inddeles i sten og grus, sand, silt og ler; de tilsvarende sedimentære bjergarter benævnes konglomerat, sandsten, siltsten og lersten eller skifer. Efter dannelse kan sedimenterne inddeles i havaflejrede (marine) sedimenter, herunder kystaflejringer, flodaflejrede (fluviale) sedimenter, søaflejrede (lakustrine), vindaflejrede (æoliske) og endelig isaflejrede (glaciale) sedimenter. Disse sedimenttyper besidder forskellige sedimentære karakteristika (partikelstørrelsesfordeling, sedimentære strukturer m.m.), hvilket muliggør en inddeling af sedimenterne i facies og en tolkning af fossile aflejringer mht. sedimentære processer og aflejringsmiljøer.

Den ældste klastiske sedimentære bjergart i Danmark er Nexøsandsten fra Tidlig Kambrium. Den består af grundfjeldets nedbrydningsmateriale, kvarts og feldspat, er mere eller mindre rødlig og er blevet aflejret i fluviale, æoliske og lavmarine miljøer. Et eksempel på et yngre klastisk sediment i Danmark er de udbredte smeltevandsaflejringer fra sidste istid. Smeltevandsaflejringerne i det østlige Danmark er ofte dækket af moræne (till), men i Vestjylland udgør de mange steder de øverste aflejringer og danner en række store flodsletter (hedesletter). Disse kvartære flodsletteaflejringer danner normalt 5-10 m tykke lagserier af lagdelt sten, grus og sand. I sandlagene findes forskellige former for krydslejringer, og studier af disse strukturer fortæller om smeltevandets afstrømningsretninger. Smeltevandsaflejringerne er vigtige grundvandsreservoirer og udgør råstoffer for bygge- og anlægsindustrien.

Et af de yngste klastiske sedimenter i Danmark udgøres af de imponerende flyvesandsaflejringer ved Jyllands vestkyst. De yngste klitter, som nu i de fleste tilfælde er stabiliseret af plantevækst, overlejrer mange steder op til 10 m tykke æoliske aflejringer fra tidligere perioder i Holocæn. Datering af disse aflejringer viser, at storskala-sandflugt og -klitdannelse begyndte allerede i slutningen af stenalderen i en periode med forøget stormaktivitet. Senere sandflugtsfaser i slutningen af bronzealderen, i jernalderen og i 1700-t. var ligeledes igangsat af hyppige storme, men blev forstærket af den voksende kulturpåvirkning af landskabet, og især skovfældningen gjorde, at klitterne kunne vandre langt ind i landet.

De biogene og biokemiske sedimenter består af kalkpartikler, ofte marine skaller eller små runde partikler, oolitter, udskilt af havvand. Kalkaflejringerne kan også inddeles efter partikelstørrelse i kalkgrus, kalksand og kalkmudder (sammenkittede aflejringer benævnes kalksten) og efter dannelsesmiljø i fx pelagiske sedimenter, revkalk, shelfsedimenter, kystsedimenter og lakustrine sedimenter. Skrivekridt fra Sen Kridt (kendt fra Stevns Klint og Møns Klint) er et eksempel på en svagt sammenkittet pelagisk karbonatmudder. En stor del af de danske olie- og gasforekomster i Nordsøen er indeholdt i skrivekridt.

Blandt de organiske sedimenter kan nævnes humus (organiske bestanddele øverst i jordbundsprofiler), tørv og sapropel (sort organisk slam).

De kemiske sedimenter omfatter de forskellige saltaflejringer (evaporitter) som gips og stensalt, der typisk dannes i marine miljøer, samt de mere sjældne terrestriske saltaflejringer som nitrater og borater. Nutidige saltaflejringer dannes i tropiske eller subtropiske miljøer med høj fordampning og ringe nedbør. Fossile saltaflejringer (især stensalt) fra Sen Perm findes i den danske undergrund og danner en række salthorste i Jylland. Saltet herfra udnyttes kommercielt.

De vulkanoklastiske sedimenter består af partikler af vulkansk oprindelse. Materiale, der udslynges fra en vulkan, tefra, kan efter partikelstørrelse inddeles i bomber og blokke, lapilli, aske og støv. Vulkansk støv fra store vulkanudbrud sendes op i atmosfæren, og dette materiale er også blevet registreret i iskerner fra Grønlands indlandsis. De vulkanoklastiske sedimenter kan også navngives efter dannelsesproces. To af de vigtigste typer er pyroklastiske nedfaldsaflejringer (herunder tufaflejringer) og pyroklastiske tyngdestrømsaflejringer. Gode eksempler på fossile vulkanoklastiske aflejringer udgøres af askelagene i Furformationen i den vestlige del af Limfjordsområdet. Askelagene er blevet nummereret (−39 til +140) og er siden deres opdagelse for omkring 100 år siden blevet iagttaget i sedimentære aflejringer af tilsvarende alder flere steder i Jylland, Nordtyskland, Nordsøen og senest i Nordatlanten ud for Irland.

Vand, vind og gletsjeris transporterer sedimenter fra det sted, hvor de ved forvitring er løsnet fra ældre bjergarter, til aflejringsstedet. Transportformen har i strømmende vand og vind mange fællestræk og kan beskrives vha. en særlig gren af fysikken, hvor der opstilles formler for interaktionen mellem transportmedium (vand/vind) og sedimentære partikler. For at igangsætte partikelbevægelse skal en bestemt tærskelværdi for friktionshastighed overskrides. For vindtransport af mellemkornet sand ligger denne tærskelværdi på ca. 0,2 m/s svarende til en vindhastighed på omkring 5 m/s.

Sedimenttransport sker næsten altid i turbulent strømning, hvor vand/vindpartikler bevæger sig i strømmens retning i et kaotisk mønster. Transporten sker ved krybning eller rulning, ved saltation, hvor materialet hopper hen over terrænoverfladen, og i suspension, hvor partiklerne (typisk silt- og lerfraktionen) er opslæmmet i luften eller vandet. I strømmende vand kan partikler i blokke og stenfraktion transporteres, mens vinden sjældent transporterer partikler større end 4 mm. Under sedimenttransporten sker der en sortering af sedimentet, og især vindtransport resulterer i meget velsorterede aflejringer.

Sedimenttransport i vand kan ske i floder, hvor strømmen er ensrettet, eller i havet, hvor materialetransporten ofte er kompleks pga. tilstedeværelsen af bølger, tidevand og kyststrømme. I æoliske miljøer sker sedimenttransport både i forbindelse med ensrettede, modsatrettede og komplekse vindmønstre. Sedimenttransporten resulterer som regel i dannelsen af sedimentære bundformer. I ensrettet strømmende vand ses således en udvikling fra små sandribber (ribbehøjder op til 7,5 cm) til store sandbanker (bankehøjder over 7,5 cm) ved stigende strømhastighed. De strømdannede ribber og banker er asymmetriske med en svagthældende luvside (opstrøms) og en stejlthældende læside (nedstrøms). Hvis sedimenttransporten udelukkende skyldes bølgeprocesser, dannes der symmetriske ribber. I æoliske miljøer dannes små ribber og større klitformer; ribberne, som er ganske lave, dannes hurtigt i forbindelse med blæst, mens klitformerne kræver længere tid til deres dannelse. De dannede klitter kan efter form (morfologi) inddeles i fx barkaner, dvs. klitrygge med halvmåneformede elementer, lineære klitter, stjerneklitter og parabelklitter. Parabelklitten dannes kun i områder med en vis vegetation, og denne klittype er almindelig langs Jyllands vestkyst. Ved migration af de forskellige bundformer under rigelig sedimenttilførsel aflejres sediment med karakteristiske interne sedimentære strukturer. Ved nedstrøms migration af strømribber dannes således småskala-skrålejring, hvor de skrålejrede lag repræsenterer ribbernes læsider.

Transport af materiale i gletsjeris er ligeledes vigtig, og i Kvartærtiden blev Danmark gentagne gange overskredet af skandinaviske ismasser. Gletsjeris kan transportere materiale over store afstande, og glaciale aflejringer i Danmark indeholder således bjergartsfragmenter fra det sydlige Norge og Sverige. Udsmeltning fra isens bund fører til dannelsen af forskellige typer af tillaflejringer. Foran isranden omlejres det frismeltede materiale af smeltevandsstrømme, og der dannes smeltevandsaflejringer af grus, sand og ler.

Sedimenter i søer, fjorde og andre vandområder er levested for et ofte rigt plante- og dyreliv. Hvor der er lys nok, vokser vandplanter, og i havet rød- og brunalger. Børsteorme graver gange og sikrer således frisk vand og ilt til de dybere bundlag (bioturbation). Muslinger lever nedgravet og henter ilt og fødepartikler fra vandet ovenover gennem deres ånderør. Overfladen af sandskorn og mudderpartikler er dækket af især kiselalger og ciliater samt et stort antal bakterier, der sørger for størstedelen af stofomsætningen.

Ofte er der kun opløst ilt i vandet i de allerøverste sedimentlag. Blot brøkdele af mm nede kan der være helt iltfrit. Iltningsgraden afspejler de kemiske og mikrobielle processer, som især styres af mængden af dødt organisk materiale, der synker ned på bunden. Danske forskere har klarlagt flere af sedimenternes komplicerede mikrobielle processer, der er knyttet til kvælstofkredsløbet og svovls økologiske kredsløb (se også mikrobiel økologi).

• sedimentære bassiner