Työraportti 2010-62

The Greenland Analogue Project, Sub-Project C, 2008 Field and Data Report

Aaltonen, I., Douglas B., Claesson Liljedahl L., Frape S., Henkemans E., Hobbs M., Klint K. E., Lehtinen A., Lintinen P. & Ruskeeniemi T.

Englanti

136

Suomessa ja Ruotsissa on meneillään ja Kanadassa ollaan aloittamassa tutkimukset korkea-aktiivisen ydinjätteen loppusijoituksesta syvälle kallioperään. Loppusijoitus toteutetaan siten, että korkea-aktiivinen jäte eristetään biosfääristä useaksi sadaksi tuhanneksi vuodeksi. Seuraavien satojen tuhansien vuosien aikana on mahdollista, että Skandinaviassa ja Kanadassa tulee uusi/uusia jääkausia. Se tulee ottaa huomioon loppusijoitusta suunniteltaessa. Siksi Posiva Oy, Svensk kärnbränslehantering AB (SKB) ja Nuclear Waste Management Organization (NWMO) ovat aloittaneet analogiatutkimukset jääkauden vaikutuksesta geologiseen loppusijoitukseen Grönlannissa (Greenland Analogue Project, GAP). Projekti on jaettu kolmeen eri alaprojektiin: A-, B- ja C-projektiin. Tässä raportissa esitellään alaprojekti C:n alustavat geologiset ja hydrogeologiset tutkimukset, jotka tehtiin Länsi-Grönlannissa, Kangerlussuaqin alueella (Søndre Strømfjord) vuonna 2008.

Kangerlussuaqin alue on loivasti viettävää, ja sitä hallitsevat etelä-lounas- ja pohjois-koillissuuntaiset peruskallioselänteet. Jäätikön reunamuodostumat kuten moraaniharjut ja kame-terassit ovat yleisiä kuten myös periglasiaaliset prosessit kuten kuvioitunut maaperä, jääröykkiöt, jääkiilat, hunajakenno rapautuminen ja maaperäkerrosten katoaminen.      

Maaperän lämpötilaprofiilia on tutkittu Kangerlussuaqin lentokentän läheisyydessä 15 metrin maaperäkairarei'istä ja vuotuiseksi keskilämpötilaksi (mean annual ground temperature, MAGT) on saatu -2ºC (van Tatenhoven ja Olesen, 1994). Tämän datan perusteella on mallinnettu ikiroudan syvyydeksi lentokentän läheisyydessä 90-160 metriä. Lentokentän infrastruktuuri voi kuitenkin kohottaa maaperän lämpötiloja, mutta ikiroutamallinnuksen selkein epävarmuustekijä on se, ettei mallinnuksessa ole otettu huomioon termisiä muutoksia siirryttäessä maaperästä kallioperään. On mahdollista, että todellinen ikiroudan syvyys on lähempänä syvempää arviota. Illuissatissa on mitattu ikiroudan syvyydeksi 215 metriä ja kyseisen alueen ilmasto-olosuhteet ja kallioperä vastaavat Kangerlussuaqin ilmastoa sekä kallioperää.

Tutkimusalueen kallioperä koostuu lähinnä felsisistä ja mafisista arkeeisista ortogneisseistä, jotka muokkautuivat korkean asteen metamorfoosissa paleo-proterotsooisella aikakaudella. Mikroskooppisesti mafiset kivet edustavat vaihtelevasti suuntautuneita amfibolisia ja/tai pyrokseenisia gneissejä. Felsiset kivet ovat tyypillisesti kvartsi-maasälpäpitoisia gneissejä. Geokemiallisesti felsiset kivet vastaavat hyvin kivilajeja, joita tavataan Posivan ja SKBn tutkimusalueilla. Sama pätee myös osalle mafisista kivilajeista, mutta Kangerlussuaqin tummimmat mafiset kivet eroavat selvästi Posivan ja SKB tutkimusalueiden kivilajeista.

Primaariset rakenteet Kangerlussuaqin alueella vaihtelevat duktiileista semiduktiileihin, mikä ilmenee poimuja ja siirrosvyöhykkeitä sisältävinä gneisseinä. Nämä rakenteet ovat nykyisin pääosin kohesiivisia ja vanhat raot sekä siirrokset ovat uudelleen kiteytyneet. Nyt havaittavien avoimien siirrosten ja rakojen uskotaan muodostuneen myöhemmin matalammassa, kylmemmässä ja jäykemmässä ympäristössä.

Jäätikön pinnalla ja pohjalta virtaavien sulavesien sähkönjohtavuus tutkimusalueella on hyvin alhainen (1-6 µS/cm). Alhaisia sähkönjohtavuuksia (< 450µS/cm) on mitattu myös jäätikön reunan läheisistä lähteistä ja matalista järvistä. Isotooppitulokset osoittavat, että vesien d18O ja d2H ovat köyhtyneet, ja että tritiumpitoisuudet ovat alhaisia tai alle määritysrajan.

Länsi-Grönlanti, Kangerlussuaq, glasiologia, geologia, hydrogeologia, ydinjätehuolto, jäätikön sulavedet

The Greenland Analogue Project, Sub-Project C, 2008 Field and Data Report (pdf) (15.1 MB)