Puhtia kumppaneista: geofyysikko Keijo Nuutinen tutkii maaperää sähkövirralla
Maa- ja kallioperätutkimukset ovat kokonaisuus, jossa tietoa maan pinnanalaisista kerroksista kerätään erilaisin menetelmin. Tutkimusten tiedot täydentävät toisiaan ja niiden avulla arvioidaan esimerkiksi rakennus- ja infrahankkeiden, kuten pumppuvoimalaitoksen, toteuttamisen edellytyksiä ja vaikutuksia. Geofysikaaliset tutkimukset keskittyvät selvittämään muun muassa sähkövirran avulla, millaisia kerrostumia maan pinnan alta löytyy. Saatuja tuloksia analysoidaan yhdessä esimerkiksi kairaamalla ja putkinäytteenottimella maaperästä kerätyn tiedon kanssa. Miten sähköä hyödyntävä menetelmä oikein toimii ja millaista tietoa se tarjoaa?
Geofysikaalisissa tutkimuksissa selvitetään maalajien ja kallion rajoja sekä esimerkiksi pohjaveden pintaa. Maaperäkerrostumat ovat yleensä noin 10–15 metrin kerros kallioperän päällä. Kun kallio alkaa, voidaan olettaa, että seuraavat kilometrit alaspäin ovat kalliota. Toisin kuin usein ajatellaan, kallioperä ei välttämättä ole sileää pintaa, vaan maa-aineksen ja kallion rajapinnan rakenne voi vaihdella paljonkin.
”Kallion, rikkonaisen kallion ja maalajien ominaisvastukset ovat tietyn suuruiset. Kun tutkimuksessa maahan syötetyn heikon sähkövirran vastuskontrastit ovat tarpeeksi suuret, pystymme mallikuvan avulla hahmottamaan missä kohtaa kulkee esimerkiksi turpeen, moreenin tai kallion raja. Haluamme selvittää kalliopinnan profiilin ja jos pinta on rakoilevaa, kulkeeko siellä vettä”, sanoo GRM-services Oy:n projektipäällikkö Keijo Nuutinen, joka on toteuttanut geofysikaalisia tutkimuksia Puhti-hankkeen mahdollisella hankealueella.
Sähkövirtaa syötetään maaperään 96 elektrodin kautta
Sähkövirtaa hyödyntävä menetelmä maavastusluotaus, eli ERT-mittaus, on melko yleinen geofysikaalisen tutkimuksen menetelmä. Siinä maaperään syötetään sähköä ja syntyvää jännitettä mitataan eri tavoin. Välineenä toimii laitteisto, johon kuuluu 96 elektrodia, eli reilun 40 senttimetrin pituista metallitankoa, joiden kautta sähkövirtaa syötetään maahan. Luotausta ja muita maaperätutkimusten näytteenottoja tehdään usein samalla linjalla, jonka tutkimuskokonaisuudesta vastaava suunnittelija on määritellyt.
”Elektrodit painetaan maahan tasavälein toisiinsa nähden. Välimatka riippuu mittaussyvyydestä.” Normaali käytäntö Askanaavan hankealueen kaltaisessa tutkimuskohteessa on asettaa elektrodit viiden metrin välein. Silloin tämän elektrodijonon, eli niin kutsutun levityksen pituudeksi tulee 475 metriä. Pitkä tutkimuslinja vaatii useita levityksiä: Elektrodit irrotetaan ja siirretään eteenpäin tutkittavalla linjalla, osittain päällekkäin edellisen levityksen kanssa. Näin varmistetaan mahdollisimman tarkat tulokset”, Nuutinen selittää ja jatkaa:
”Jotta saamme oikeanlaista dataa, jokainen elektrodipiste mitataan vielä tarkkuus-GPS:llä, joka kertoo mittauspisteen korkeuden 0,5–1 senttimetrin tarkkuudella. Numeerista dataa syötetään ohjelmistoihin, jotka piirtävät dataa kuviksi. Niistä saamme ensimmäisen mallin, jota muokkaamme edelleen toimistossa.”
Tutkimusten maastotiimi keskustelee usein alueella liikkuvien kanssa
Geofysikaalisiin tutkimuksiin tarvitaan erilaisia ammattilaisia toteuttamaan tutkimusta maastossa sekä käsittelemään ja analysoimaan kerättyä dataa. Tutkimusten aikana mittausmaastossa liikkuva voi törmätä tutkijoiden maastoryhmään laitteineen. Askanaavan pumppuvoimalan mahdollisella hankealueella tutkimus näkyi hetkellisesti myös liikenteessä: tien yli ristesi kaapeli, jolloin alueella oli väliaikainen, hiljaisempi nopeusrajoitus ja siitä kertovat liikennemerkit.
Nuutisen mukaan alueella liikkuvien henkilöiden tapaaminen tutkimuksia tehdessä on ennemmin sääntö kuin poikkeus. Kysymysten lisäksi paikallisilta kuulee myös tarinoita.
”Meiltä saa aina tulla kysymään työstämme ja haluamme tulla kaikkien kanssa juttuun. On hyvä huomioida, että tutkijoiden äidinkieli ei aina ole suomi. Asiallisella lähestymisellä saa kuitenkin aina vastauksen ihmetyttäviin asioihin ja vuorovaikutus pelaa”, Nuutinen summaa.