Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.
Den Store Danske bliver fra efteråret 2020 opdateret af Foreningen lex.dk.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

Sedimenttyperne og deres egenskaber

Oprindelige forfattere Glud og MKuhl

 FIGUR 16-2. Den samlede partikeloverflade i sedimenter med forskellig kornstørrelse bestemt som cm2 per cm3 sediment. Tallene stammer fra 9 forskellige lokaliteter.

FIGUR 16-2. Den samlede partikeloverflade i sedimenter med forskellig kornstørrelse bestemt som cm2 per cm3 sediment. Tallene stammer fra 9 forskellige lokaliteter.

Havbundens beskaffenhed har stor betydning for bundfaunaens sammensætning og for stofomsætningen. Havbundens bestanddele varierer fra sten på lokale rev over sand til mudder og dynd. De mest udbredte områder består dog af sandet mudder eller mudret sand, hvor 0,06-0,125 mm store partikler danner en tætpakket mosaik (kapitlet De danske farvandes geologi).

Ren sandbund dominerer i Nordsøen, i Vadehavet og ved vore eksponerede strande. Her spiller advektiv porevandstransport en stor rolle. Sedimenter fra de dybere dele af de indre farvande er typisk mere kompakte, og her foregår stoftransporten i porerummet overvejende ved diffusion.

Sedimentpartiklernes størrelsessammensætning er afgørende for, hvor tæt de kan „pakkes“ og dermed for størrelsen af de vandfyldte porerum, der omgiver partiklerne. Består sedimentet af forholdsvis ens partikler som i sand, kan de ikke pakkes særlig tæt. Den tætteste pakning fås ved en kombination af store og små partikler.

Annonce

 FIGUR 16-3 (a). To kiselalger i sedimentet indlejret i bakterier og slimstoffer. Det øverste billede er et normalt lysmikroskopisk billede, hvor cellernes omrids kan anes. Målestok 50 μm.

FIGUR 16-3 (a). To kiselalger i sedimentet indlejret i bakterier og slimstoffer. Det øverste billede er et normalt lysmikroskopisk billede, hvor cellernes omrids kan anes. Målestok 50 μm.

Porerummene er levested for en artsrig meiofauna og for talrige mikroorganismer (Se Havbundens små organismer). Porevandets andel af et sediments volumen kaldes dets porositet, og den svinger typisk mellem 0,4 for sand med ensartet kornstørrelse til ca. 0,9 for dynd.

Sedimentpartiklernes samlede overflade (indre overflade) er enorm; for sandede sedimenter er den mellem 10-300 cm2 per cm3, mens den for dynd er endnu større (figur 16-2).

I tætpakkede sedimenter transporteres stoffer alene ved diffusion, fordi vandstrømmen ikke kan trænge ned her. Løsere pakkede sedimenter, som eksempelvis rent sand, er derimod mere gennemtrængelige. Her kan vandet strømme gennem porerummet, og her kan transporten af opløst stof være meget større end situationen i tætpakkede sedimenter (se boks 16-2). Endvidere kan letomsætteligt organisk materiale blive transporteret dybere ned i gennemtrængelige sedimenter ved den advektive porevandstransport. Disse to forhold kan stimulere havbundens stofomsætning markant.

 FIGUR 16-3 (b). To kiselalger i sedimentet indlejret i bakterier og slimstoffer. Det nederste billede er optaget med et laser-konfokalt fluorescens-mikroskop, hvor kiselalgernes kloroplaster lyser rødt, mens bakterierne er farvet, så de gram-negative lyser blåt og de gram-positive lyser grønt. Samtidig anes omridset af den slimede substans, der omgiver cellerne. Målestok 50 μm.

FIGUR 16-3 (b). To kiselalger i sedimentet indlejret i bakterier og slimstoffer. Det nederste billede er optaget med et laser-konfokalt fluorescens-mikroskop, hvor kiselalgernes kloroplaster lyser rødt, mens bakterierne er farvet, så de gram-negative lyser blåt og de gram-positive lyser grønt. Samtidig anes omridset af den slimede substans, der omgiver cellerne. Målestok 50 μm.

Sedimentpartiklerne og dele af porerummet er koloniseret af bakterier og mikroalger. De udskiller slimstoffer, som kitter sedimentpartiklerne sammen til et tæt netværk. Mikroorganismerne og deres sekreter udgør en vigtig næringskilde for meiofaunaen og den del af makrofaunaen, som indtager og fordøjer bundmateriale (Se Havbundens små organismer og Havbundens dyr). Intens produktion af slim og andet organisk materiale kan nedsætte sandede sedimenters gennemtrængelighed, og dermed mindske advektionens betydning for transporten af opløst stof.

Sandpartikler binder organisk materiale dårligt, og da sandede sedimenter ofte hvirvles op, udvaskes det organiske materiale let. Sandede sedimenter har derfor ofte et lavt indhold af organisk stof. I dyndholdige sedimenter som i Århus Bugt kan organisk materiale derimod udgøre op mod 10 % af sedimentets tørvægt. Det vil sige, at der i de øverste 10 cm af en sådan havbund findes flere kilo organisk stof per m2.

Boks 16-2. Advektion i gennemtrængelige sedimenter

I overfladen af gennemtrængelige sedimenter har advektion stor betydning for transporten af opløst stof. Drivkraften bag dette kan være bølgebevægelser eller en forskel i vægtfylde mellem porevandet og det ovenliggende vand, hvilket specielt kendes fra områder, hvor ferskvand og saltvand blandes. Bundvandets strømning hen over sedimentet er dog normalt den vigtigste drivkraft.

Når vand strømmer hen over en ujævn havbund, accelereres vandstrømmen hen over bakketoppe, mens den bremses på bagsiden af dem. Derved opstår der små trykforskelle med lavtryk på bakketoppene (figur A). Trykforskellene kan drive en transport af porevandet. Dette fænomen kendes af de fleste fra flyvning, hvor luftstrømmen accelereres hen over vingens buede overside, så trykket her bliver lavere end på vingens underside. Det er denne trykforskel, som holder flyet i luften.

Ved at benytte forskellige opløste farvestoffer er det muligt at synliggøre, hvorledes små trykforskelle lokalt kan trække porevand fra dybereliggende lag op i vandsøjlen, mens materiale fra vandsøjlen andre steder transporteres dybt ned i sedimentet (figur B). Fænomenet kan til tider betragtes på tidevandsflader, hvor bagsiden af små forhøjninger bliver rustfarvet, når kemisk reduceret jern (Fe2+) fra dybtliggende lag føres op til overfladen, hvor det danner rustudfældninger ved mødet med ilten i vandet ovenover.

NID-1-783.png

A. Havbundens overflade er meget heterogen pga. makrofaunaens aktivitet eller vandets bølgepåvirkning. Det får strømhastigheden til at variere. Herved dannes små trykforskelle, der i gennemtrængelige sedimenter kan være drivkraft for en advektiv porevandstransport – den såkaldte Bernoulli-effekt. Figuren viser, at en vandstrøm med en hastighed på 10 cm per sekund skaber et strømningsmønster i porerummet omkring en lille bakketop i et sandet sediment. Pilene angiver vandstrømmens retning og hastighed. Kurven viser de lokale trykforskelle, der opstår som følge af strømningsmønstret omkring bakken. Ill.: Jørgen Strunge.

NID-1-786.png

B. I et akvarium med veldefineret vandstrøm blev sand med rødfarvet porevand anbragt adskillige cm under sedimentoverfladen, hvorpå der blev lavet en lille bakke. Samtidigt blev blæk og rød farve opløst i det ovenliggende vand. Seksten timer efter, at vandstrømmen (hastighed 10 cm per sekund) var blevet startet, kunne man se, hvorledes den dybereliggende røde farve var blevet transporteret op omkring bakken, og hvorledes farvet materiale fra vandet var blevet ført dybt ned i sedimentet, opstrøms og nedstrøms fra bakken.

NID-1-784.pngNID-1-785.png
C. På fotografierne ses hvordan dette fænomen kan danne rustudfældninger på bagsiden af en „bakketop“ på tidevandsflader. Foto: M. Huettel.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Ronnie Glud, Michael Kühl: Sedimenttyperne og deres egenskaber i Naturen i Danmark, Fenchel, Larsen, Vestergaard, Friis Møller og Sand-Jensen (red.), 2006-13, Gyldendal. Hentet 20. februar 2020 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=483481

Teksten indgår i værket Naturen i Danmark, der består af 5 bind. I værket beskrives dyr og planter i Danmarks vandløb, have, skove og åbne landskaber. Læs om værket på gyldendal.dk