Institutionen för naturgeografi
och kvartärgeologi
Paleogeografiska
förändringar i östra Svealand
de senaste 7000 åren
Camilla Sund
Examensarbete avancerad nivå
Naturgeografi och kvartärgeologi, 45 hp
Master’s thesis NKA 16
Stockholms universitet
Förord
Denna uppsats utgör Camilla Sunds examensarbete i Naturgeografi och kvartärgeologi på avancerad nivå vid Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet.
Examensarbetet omfattar 45 högskolepoäng (ca 30 veckors heltidsstudier). Handledare har varit Jan Risberg och biträdande handledare har varit Göran Alm, Institutionen för
naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Examinator för examensarbetet har varit Wolter Arnberg, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms
universitet.
Författaren är ensam ansvarig för uppsatsens innehåll.
Stockholm, den 10 februari 2010
Clas Hättestrand Studierektor
Since the last deglaciation, isostatic uplift has had a big impact on the Swedish
coastline. The process is today relatively slow but still significant with its maximum in Ångermanland and Västerbotten. In the southernmost part of Sweden the uplift is zero or close to zero. The shore displacement is a combined effect of isostatic uplift and eustatic variations. The pattern of shore displacement is often visualized as a shore displacement curve. The isostatic uplift shows an irregular uplift in both north-south and east-west direction. Due to this, studies ought to be preformed on a relative local area to receive the highest accuracy.
The aim of this master thesis is to illustrate changes in the shore displacement in the eastern part of Sweden for the last 7000 years. Data from both archaeological and geological sources have been used. A mathematical function has been created based on geographical position, elevation and age for the archaeological and geological sites.
The mathematical function was created using multiple regression analysis resulting in a quadratic equation (polynomial equation of second degree). This indicates that the rate of shore displacement has varied over time, in this case decreasing with time. The function also showed that the highest uplift occur in northwest and lowest in southeast.
Earlier studies have found a complicated pattern with alternating transgressions and regressions south of Mälaren during the last 7000 years. No such pattern was possible to identify within this study because this needs detailed studies of sediment stratigraphy.
SAMMANFATTNING
Strandlinjen i Sverige har sedan den senaste inlandsisen präglats av isostatisk landhöjning. Höjningen var som kraftigast straxt efter deglaciationen men verkar påtagligt än idag i landets norra delar, framförallt Ångermanland och Västerbotten, medan rörelsen minskat i landets södra delar där den är liten eller avtagit helt.
Strandförskjutning är resultatet av isostatisk landhöjning och eustatisk
havsytenivåförändring. För att rekonstruera strandförskjutningens utveckling upprättas strandförskjutningskurvor. Kurvan är således resultatet av landhöjning och
havsnivåförändringar i meter som en funktion av tiden. Då den isostatiska landhöjning påverkar strandförskjutningsförloppet både i nord-sydlig samt öst-västlig riktning med varierande storlek i olika delar av landet, bör områden modelleras utifrån lokala förutsättningar för att uppnå en så korrekt detaljnivå som möjligt.
Examensarbetes syfte är att belysa paleogeografiska förändringar i östra Svealand under de senaste 7000 åren. Information har hämtats från såväl arkeologiska som geologiska källor, såsom strandnära bosättningar och isolerade sjöar. Genom att använda
geografiskt läge, nuvarande höjd över havet och ålder, kunde en trendyta anpassas för att beräkna en synkron forntida strandlinje för valfri tidpunkt inom hela
undersökningsområdet.
Trendytan skapades med hjälp av multivariat regressionsanalys vilket resulterade i en andragradsekvation baserad på åldern i kvadrat, vilket indikerar att hastigheten av strandförskjutningen har varierat med tiden, i detta fall avtagit med tiden. Ytan visade på ojämn isostasi i både nord-sydlig och öst-västlig riktning med högst höjning i nordväst och lägst i sydost.
Tidigare studier har påvisat indikationer på transgressiva förlopp söder om Mälardalen under senaste 7000 åren. Inga sådana trender kunde dock identifieras genom denna matematiska funktion då detta kräver fördjupade sedimentstratigrafiska studier.
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
INLEDNING ... 5
BAKGRUND ... 6
ÖSTERSJÖNS UTVECKLING... 6
Översikt ... 6
Litorinahavet ... 7
Ojämn isostasi och neotektoniska rörelser ... 8
STRANDFÖRSKJUTNING... 9
Strandnivåmetoden ... 9
Isoleringsmetoden... 10
Datering ... 11
TIDIGARE STUDIER... 11
OMRÅDESBESKRIVNING... 13
METOD ... 14
DATAINSAMLING... 14
Geologiska lokaler... 14
Arkeologiska lokaler... 15
Stödpunkter ... 15
DATABEHANDLING... 15
Ålderskalibrering... 15
Höjdsystem ... 16
Referenssystem ... 18
Multipel regressionsanalys ... 18
PALEOGEOGRAFISKA KARTOR... 19
Underlagsmaterial... 19
GIS ... 19
RESULTAT ... 19
MULTIPEL REGRESSIONSANALYS... 19
PALEOGEOGRAFISKA KARTOR... 21
DISKUSSION ... 21
STRANDFÖRSKJUTNING... 21
PALEOGEOGRAFISKA KARTOR... 27
FELKÄLLOR OCH NOGGRANNHET... 27
SLUTSATS ... 29
TACK... 30
REFERENSER ... 31
BILAGOR
Bilaga 1 – Detaljerad sammanställning av lokaler använda för att framställa
paleogeografisk höjdmodeller. ...40 Bilaga 2 – Konvertering av isolationsålder (geologiska lokaler) och daterat
fyndmaterial (arkeologiska lokaler) från 14C år till kal. år BP med hjälp av OxCal 4.1.3. ...48 Bilaga 3 – Korrigering av höjd...54 Bilaga 4 – Skiss över modell skapad i Erdas Image ...56 Bilaga 5 – Program skrivit i Python som låter användare välja med vilket intervall
höjdmodeller skall skapas mellan 7000 och 500 kal. år BP. Filer med valda intervall skapas sedan och körs manuellt i Erdas Image. ...57 Bilaga 6 – Modell skapad i ArcGIS. Modellen skapar en höjdmodell över ett specifikt år och jämnar ut kustlinjen samt tar bort öar under en viss strolek...58 Bilaga 7 – Regressionsanalys ...59 Bilaga 8 – Paleogeografiska kartor ...60
Teckningen på framsidan återges med tillstånd av konstnären, Mattias Pettersson, 2009-11-28.
INLEDNING
Strandförskjutning är resultatet av isostatisk landhöjning och eustatisk
havsytenivåförändring (Påsse, 1996; Lambeck, 1999). Den höjning av berggrunden som sker i Sverige är resultatet av en postglacial isostatisk landhöjning. Denna landhöjning är en direkt effekt av att berggrunden tyngdes ner av den senaste inlandsisen,
Weichselglaciationen. När inlandsisen smälte minskade trycket på jordskorpan och land började långsamt höja sig (Mörner, 1979a, 1991). Nivån på världshavet beror på hur mycket vatten som finns bundet i glaciärer och inlandsis. Variationer i graden av bundet vatten ger med andra ord effekter i form av eustatiska fluktuationer. Dessa växlingar av havsnivån kan därför anses vara föranledda av förändringar i det globala klimatet samt i geoidförändringar över tid (Mörner, 1977; Mörner, 1979b; Sohlenius, 1996). Landisen retirerade söderifrån vilket ledde till att sydvästligaste Sverige blev isfritt först, för ca 16 000 – 15 000 år sedan (Sandgren et al., 1999). Ångermanland tillhörde de delar av landet där isen blev kvar längst och blev inte blev isfritt förrän ca 5000-6000 år senare (Björck & Svensson, 2002). Landhöjningen verkar påtagligt än idag i landets norra delar, framförallt Ångermanland och Västerbotten (Miller & Robertsson, 1979; Renberg
& Segerström 1981), medan rörelsen minskat i landets södra delar där den är liten eller avtagit helt (Berglund, 1971).
Examensarbetes syfte är att belysa paleogeografiska förändringar i östra Svealand under de senaste 7000 åren. Genom att använda data från såväl arkeologiska som geologiska källor, dvs. geografiskt läge, nuvarande höjd över havet samt ålder, skall en trendyta anpassas som kan användas för att beräkna en synkron forntida strandlinje för valfri tidpunkt inom hela undersökningsområdet. Hypotesen är att sådana trendytor kan skapas genom att anta att det forntida strandförskjutningsmönstret liknar det recenta men att det tillkommer en acceleration bakåt i tiden (möjligen av 2:a graden). Söder om Mälardalen har transgressiva förlopp i strandförskjutningen noterats under de senaste ca 7000 åren vilket inte är fallet norr därom (t.ex Miller & Robertsson, 1981; Miller &
Hedin, 1988; Risberg et al., 1991; Björck, 1995; Risberg, 1999; Lindén et al., 2006;
Risberg et al., 2006). I möjligaste mån kommer hänsyn tas till geologiska faktorer såsom ojämn isostasi i både nord-sydlig och öst-västlig riktning samt eustatiska havsytevariationer. I texten anges alla år i kalibrerade år före nutid, kal. år BP (Before Present, dvs. före 1950).
Syftet med denna studie är:
Framställa paleogeografiska kartor över strandförskjutningen i östra Svealand för de senaste 7000 åren.
Undersöka möjligheten att inom en och samma funktion ta hänsyn till och påvisa en ojämn isostatisk landhöjning i både nord-sydlig och öst-västlig riktning.
Undersöka ifall transgressiva förlopp kan identifieras med hjälp av denna metod.
BAKGRUND
Östersjöns utveckling
Översikt
Vid det senaste glaciala maximet (LGM, Last Glacial Maximum), för ca 20 000 år sedan, täcktes stora delar av norra halvklotets kontinenter av inlandsis (Lambeck et al., 2000). I Europa sträckte sig inlandsisen ner till norra Tyskland (Lundqvist, 2002).
Världshavets yta låg då ca 120 m lägre än idag (Chivas et al., 2001; Lambeck et al., 2002). Den slutgiltiga deglaciationen av Fennoskandia inleddes för ca 18700 år sedan (Houmark-Nielsen & Kjær, 2003) och var starten på den eustatiska höjning av världshaven som pågår än idag (Björck & Svensson, 2002). Snart blev det första
området i Sverige isfritt, Kullaberg (Lundqvist, 2004). En isström träffade dock området vilket ledde till att Kullaberg blev istäckt igen för att åter bli isfritt igen ca 1500 år senare, ca 17 200 kal. BP (Sandgren et al., 1999; Sandgren & Snowball, 2001). De Geer (1910) bedömde högsta kustlinjen för området vid Kullaberg till 51 m ö.h. Denna gräns har kommit att revideras, först till 65 m ö.h. av Lagerlund (1969) och sedan till 88-89 m ö.h. av Sandgren et al. (1999). För Hallandsåsen anses denna gräns ligga på 55-60 m ö.h. (De Geer 1910; Tullström, 1954). Havsytan har i perioder stigit med 15-20 meter per 1000 år (Björck & Svensson, 2002). För runt 9000-7000 år sedan stabiliserades dock nivån och har endast fluktuerat på två till fyra meter (Chivas et al., 2001; Islam, 2001; Sato et al., 2001).
Östersjöbassängens utveckling är en direkt effekt av de isostatiska och eustatiska processerna som verkat sedan LGM. Både perioder av transgression och regression har förekommit och gett upphov till fyra huvudsakliga faser: Baltiska issjön (sötvatten) 15600-11700 kal. år BP, Yoldiahavet (söt- och marint/brackvatten) 11700-10700 kal. år BP, Ancylussjön (sötvatten) 10700-9400 kal. år BP och Litorinahavet (marint vatten) 9400 kal. år BP – nutid (Björck, 1995; Sohlenius, 1996; Westman, 1998; Hemström, 1999; Hedenström, 2001; Påsse & Andersson, 2005). Faserna har varit
sötvattenperioder eller brackvattenperioder beroende på om Östersjön varit i kontakt med världshavet eller inte (Risberg, 1991; Björck, 1995; Lambeck & Chappel, 2001;
Påsse, 2001; Hedenström, 2001; Påsse & Andersson, 2005).
Den generella trenden för norra Sverige visar på en exponentiellt avtagande
regressionshastighet med tiden (Miller & Robertsson, 1979; Renberg & Segerström, 1981; Berglund, 2004). Söder om Stockholm har landhöjningen varit en mer långsam process vilket medfört att landskapet har präglats av växlingar mellan transgressioner och regressioner (Miller & Robertsson, 1981; Miller, 1982; Miller & Hedin, 1988; Yu, 2003).
Litorinahavet
Ancylussjön hade ingen kontakt med världshavet och var således en insjö. När klimatet förbättrades steg vattenytan i världshavet i hög takt p.g.a. de smältande inlandsisarna (Björck, 1995). I södra Sverige var stigningen snabbare än landhöjningen vilket resulterade i en ca 1000 år lång period av transgression (Påsse & Andersson, 2005).
Ancylussjön fick nu kontakt med världshavet och nästa stadium tar vid, Litorinahavet. I den inledande fasen var salthalten relativt låg. Övergången mellan det söta Ancylussjön till det salta Litorinahavet benämns ibland Mastogloiahavet (Ahlonen, 1979; Florin, 1946; Risberg, 1991; Hedenströn & Risberg, 1999; Påsse & Andersson, 2005).
Litorinahavet har genomgått åtskilliga nivåförändringar, framförallt under stadiets första hälft. De eustatiska havsnivåökningarna blev mer påtagliga i sydligaste Sverige då landhöjningen var kraftigare i norr än i söder (Björck & Svensson, 2002).
De isostatiska komponenterna anses vara mycket starkare i de norra delarna av Uppland än i de södra (Miller & Hedin, 1988). Från norra och mellersta Uppland och uppåt, torde inga transgressioner förkommit till följd av den ökande vattennivåökningen utan endast resulterat i en stagnering av landhöjningen (Björck, 1995; Risberg, 1999; Lindén et al., 2006; Risberg et al., 2006). I Upplands mellersta och södra delar, norr om
Stockholm och Mälaren, anses dock havsytevariationer kunnat göra sig gällande som transgressioner eller långsammare regressionsperioder (Miller & Robertsson, 1981;
Miller & Hedin, 1988; Risberg et al., 1991). Södra Uppland har även en
strandförskjutningshistoria som liknar Södermanland för vissa tidsperioder, vilket talar för att transgressioner borde ha varit möjliga (Alsö, 1998; Hedenström, 2001; Karlsson
& Risberg, 2005). Gemensamt för dessa områden är det spricksystem som finns i Södermanland och sträcker sig upp i södra Uppland (Risberg et al., 2007). För
Södermanland har fler kurvor konstruerats som indikerar transgressiva perioder under den senare delen av Holocen (Florin, 1944; Miller, 1982; Miller & Hedin, 1988;
Risberg, 1991; Hedenström 2001).
I Stockholmsområdet anses fyra faser av transgressioner ha ägt rum under
Litorinastadiet, L1-L4. LI och L2 inföll omkring 7825-6850 kal. BP, L3 omkring 5100 kal. BP och L4 omkring 3800 kal. BP (Miller 1973, 1982; Miller & Robertsson 1981;
Brunnberg et al., 1985, Åkerlund et al., 1995). Diskussioner har dock förts angående vilken av L1 och L2 som varit transgressionernas huvudfas (jmf Miller & Hedin, 1988;
Risberg, 1999; Risberg et al., 2006).
Under de senaste 5000 åren har dock den isostatiska landhöjningen dominerat och gett upphov till regression runt hela svenska kusten (Lindén et al, 2006). Idag sker den största landhöjningen i Ångermanlands/Västerbottens kustland med 9,2 mm/år med avtagande styrka mot både norr och söder (figur 1). I södra Sverige är den isostatiska rörelsen som minst (Berglund, 1971; Diegerfeldt, 1975; Ekman, 1996; Regnell et al., 2001) och vid södra Skånekusten sker till och med en landsänkning (Ekman, 1996).
Litorinahavet hade en högre salthalt än vad Östersjön har idag. Med den avtagande vattennivåökningen och fortsatt landhöjning minskade långsamt saliniteten i havet.
Salthalten har varit någorlunda stabil de senaste 3000 åren och utgör den sista och nu pågående fasen, kallad Limneahavet (Sohlenius, 1996).
Figur 1. Nuvarande strandförskjutning enligt Ekman (1996) i mm/år. Modell bygger på två riksavvägningar under de senaste 100 åren i kombination med
mareografmätningar (variationer i havsvattenståndet).
Ojämn isostasi och neotektoniska rörelser
Hastigheten av landhöjningen präglas av den form och smältriktning den forna Weichsel-isen hade. Som framgår av Ekmans modell (figur 1) har landhöjningen en elliptisk form över Fennoskandia med sitt centrum över Ångermanland. Denna modell är dock generell och många lokala variationer och avvikelser har påvisats (Söderberg, 1993; Risberg et al., 1996; Lambeck, 1999; Lundqvist, 2002; Fjeldskaar et al., 2000;
Mörner et al., 2000, Risberg et al., 2006).
Den regressiva rörelsen i Stockholmsorådet har skett med en viss oregelbundenhet under Litorinastadiet (Florin, 1944; Miller & Robertsson, 1981; Risberg, 1991;
Hedenström 2001). Olikheter i strandförskjutningen har också noterats mellan norra Södertörn och Närke. Hedenström & Risberg (1999) fann att transgressionsfasen L1
ligger på olika höjd för dessa två områden, med en skillnad på upp till 2 meter. Detta tyder på att området kring Närke skulle ha genomgått en mer kraftfull isostatisk höjning under de senaste 6500 åren (Hedenström & Risberg, 1999). En isostatisk oregelbunden höjning har också påvisats i ett område nordväst om Vänern genom undersökning av ett antal sjöars isolering (Risberg et al., 1996). Även i norra Uppland har en ojämn
isostatisk höjning noterats med hjälp av sjöar (Risberg et al., 2005). För Gästrikland indikerar strandförskjutningskurvan att ojämn isostasi även förekommit i Gästrikland, Åland och Uppland under Holocen (Berglund, 2005).
Frågan om eventuella neotektoniska rörelser kommer ofta upp i diskussioner kring strandförskjutning och ojämn isostasi (t.ex. Hedenström & Risberg, 1999; Karlsson &
Risberg, 2005; Risberg et al., 2005; Risberg et al., 2007; Johansson, 2008). Småskaliga neotektoniska är av stor betydelse för tillförlitligheten av en strandförskjutningskurva (jmf Risberg et al., 2008). I Sverige har neotektoniska rörelser registrerats på flera håll (De Geer, 1925; von Post, 1929; Magnusson & von Post, 1929; De Geer, 1948; Risberg et al., 1996; Pan et al., 2001). Sprickdalslandskapet i Uppland och Södermanland gör det troligt att små och eventuellt långsamma, neotektoniska rörelser ägt rum sedan deglaciationen (Hedenström & Risberg 2003). Dock kan dessa vara av underordnad betydelse för norra Uppland jämfört med områden i södra Uppland (Hedenström, 2001), östra Södermanland (Risberg, 1991; Hedenström 2001) och västra Sverige (Risberg et al., 1996).
De Geer (1925) publicerade landhöjningsisobaser som i princip gick i nord-sydlig riktning i östra Svealand. Enligt dessa isobaser återfinns Litorinagränsen på en höjd av 60 m ö.h. för de två regionerna Tärnanregionen och Södertörn. Hedenström (2001) påvisar också en nord-sydlig isobas för området men har uppmätt en skillnad på två meter mellan de två regionerna. Dessa anses dock fortfarande följa i stort sett samma isobas. Hedenström anser att detta tyder på att oregelbunden isostasi förekommit på Södertörn. Detta i sin tur skulle kunna vara en indikation på att neotektoniska rörelser förekommit i östra Svealand efter ca 8000 kal. år BP (Tröften, 1997; Hedenström, 2001).
Strandförskjutning
En strandförskjutningskurva visar resultatet av landhöjning och havsnivåförändringar i meter som en funktion av tiden. Kurvan innehåller ett antal punkter som förbinds med varandra. Varje punkt representerar en daterad äldre strandnivå. Olika metoder kan användas för att upprätta dessa kurvor, nedan presenteras de två vanligaste,
strandnivåmetoden och isoleringsmetoden. Vidare följer en genomgång av dateringsmetoder.
Strandnivåmetoden
I strandnivåmetoden används framförallt synliga daterbara strandbildningar som bildas när stranden stått stilla en längre tid, exempelvis vallar, terrasser och dylikt. Dessa kan dock vara svåra att identifiera och datera. Arkeologiska och historiska lämningar såsom stenåldersboplatser, gravrösen, högar och hällristningar från bronsåldern, gravhögar och runstenar från järnåldern samt sentida kaj- och hamnanläggningar är även av stor vikt.
Även här kan dock dateringen vara problematisk. Ej undersökta fornlämningar ger endast en ungefärlig datering och det kan vara svårt att knyta dem till en viss
havsytenivå (Segerberg, 1999). Även ekar har använts i strandförskjutningsberäkningar, då genom att uppskatta när marken eken växer på blivit torrlagd (Granlund, 1928).
Metoden innehåller dock många osäkerhetsfaktorer (Segerberg, 1999). Lokaler daterade med någon av ovan nämna metoder benämns i denna rapport som arkeologiska lokaler.
Isoleringsmetoden
Denna metod utvecklades främst av Sten och Maj-Britt Florin under 1930- och 1940 talet där de använde sig av pollen- och diatoméanalys för att studera isoleringsnivån av sjöar. Ett antal sjöar eller torvmarker som ligger inom ett område med likartad
landhöjning ligger till grund för metoden. Genom att fastställa den punkt i stratigrafin som motsvarar omslaget från salt- till sötvattensediment kan man fastställa sjöns isolering från havet (figur 2). Punkten dateras och en isolationströskel kan fastställas.
Denna tröskel motsvarar den vattennivå som rådde när sjön avsnördes från havet.
Genom att sammanbinda isoleringspunkterna från de olika sjöarna kan en strandförskjutningskurva över området framställas.
Figur 2. Isoleringsprocessen av en sjö genom isostasi (modifierad från Kjemperud, 1981). A) Marin sediment innehållande marina diatoméer deponeras på botten av den lokala försänkningen. B) Bassängen lyfts genom isostatisk höjning.
Tröskelnivån ligger nu på samma nivå som havsvattenytan och övergår från saltvatten till bräckt vatten. Sammansättningen av diatoméer förändras. C)
Bassängen isoleras från havet och övergår till en sötvattensjö. Från och med nu är det sötvattensdiatomeér som avsätts i bottensedimenten.
Framförallt är det diatoméanalys som används för att i sedimenten identifiera denna isolationstidpunkt (Kjemperud, 1981). Diatoméer är encelliga kiselalger som visat sig vara ett värdefullt verktyg för rekonstruktion av miljö- och klimatarkivet (Battarbee et al., 2001). De har en hög motståndskraft tack vara sitt kiselskal och återfinns därmed ofta välbevarade i sedimenten. Studier av diatoméfloran kan därför ge viktig
information om ett områdes utvecklingshistoria och om eventuell mänsklig påverkan
(Miller, 1984). De förekommer i både salt- och sötvatten men är väldigt känsliga för förändringar. Salthalt (Ryves et al., 2004) och pH-värde (Briks et al., 1990) är två faktorer som starkt påverkar diatoméfloran. Om förutsättningarna i vattnet förändras ändras därmed också sammansättningen av diatoméer. Det är dess höga känslighet av salinitet som gör dem lämpliga som indikatorer vid studier av strandförskjutning och havsnivåförändringar (Kjemperud, 1981).
Pollenkorn har även de en hög motståndskraft och kan därför lagras i sin
avsättningsmiljö i tusentals år. Med hjälp av pollendiagram kan man få en bild av vegetationsutvecklingen i området. Pollenanalysen är en relativ dateringsmetod men kan göras om till absolut med hjälp av ett pollendiagram som kompletteras med
14C-dateringar.
Datering
Oavsett vilken metod man än använder för att upprätta en strandförskjutningskurva, är en korrekt dateringsmetod av yttersta vikt. De tidiga metoderna för datering grundade sig på De Geers lervarvskronologi. Kombinationen av ett pollendiagram och 14C-
datering var länge den dominerande metoden men under senare tid har 14C-dateringar av bulksediment och terrestra makrofossil (fröer och andra växtdelar) tagit över. Vid konventionell 14C-datering används bulksediment som bygger på antalet beta-sönderfall i ett avskärmat detektorsystem. Vid datering av bulksediment från sjöar måste hänsyn tas till en reservoareffekt (Hedenström & Possnert, 2001; Risberg et al., 2005). För datering av makrofossil används en metod, kallad AMS (Accelerator Mass
Spectrometry, acceleratormasspektroskopi), där man istället bestämmer
isotopsammansättningen genom direkt jonräkning (Possnert, 1995). Denna metod ger en högre precision på dateringen och man undviker även reservoareffekten då terrestrisk makrofossil upptar sitt kol från atmosfären (Olsson, 1991). En annan fördel är att det krävs mycket små provmängder jämfört med konventionell 14C-datering (Hemström, 1999). 14C metoden är en radiometriskt dateringsmetod som ger en ålder beräknat i 14C år. Denna ålder kan med hjälp av en kalibreringskurva omräknas till kalenderår.
Tidigare studier
Den första strandförskjutningskurva som framställdes över Stockholmsområdet konstruerades av Erik Granlund (1928). Dock tog han bara hänsyn till jordskorpans höjning då han inte ansåg att några transgressioner ägt rum i området och därmed inte påverkat strandförskjutningsförloppet. Till grund för Granlunds kurva ligger historiskt och arkeologiskt material samt ekar och pegelobservationer. Det finns en del kritik mot hans metoder, framförallt gällande användningen av ekar för framställandet av en strandförskjutningskurva. Hörner (1943) påpekar betydande felkällor och
osäkerhetsfaktorer som spelar en viktig roll i dateringsprocessen. Svårigheter finns i att avgöra hur högt ovanför medelvattenytan eken ursprungligen grott, var ektelningen ursprungligen grott samt avgöra ekens ålder (Hörner, 1934). För Gästrikland
publicerade Asklund & Sandgren (1934) en strandförskjutningskurva med dateringar gjorda med hjälp av pollenanalys. Florin (1944) publicerade sin första
strandförskjutningskurva 1944 över Närke och Södermanland. Denna
strandförskjutningsstudie var den första som byggde på biostratigrafiska analyser (mikrofossilanalyser i form av pollen- och diatoméanalys). Florin (1959) lät senare datera ett antal punkter på kurvan genom 14C metoden. Dessa 14C-dateringar tillhör de första i landet. Det dröjde dock fram till 1962 innan den första strandförskjutningskurva som helt baserade sig på 14C-dateringar publicerades (Lundqvist, 1962). Åse har
konstruerat ett antal strandförskjutningskurvor över Stockholmsområdet. Den första publicerades 1970 och baserar sig på mer traditionella metoder liknande de som Granlund (1928) använde sig av (Åse, 1970). År 1982 reviderade han sin kurva och en mer modern sjöisoleringsmetod har fått större utrymme i beräkningarna (Åse &
Bergström, 1982). Åses senaste modell kom i mitten av 1990-talet. Kurvan baserar sig på samma underlag som tidigare men har kompletterats med nya dateringar från sjöisolationer samt uteslutit dateringar ej erhållna med 14C metoden (Åse, 1994). I början av 80-talet konstruerades en strandförskjutningskurva som bygger på 14C- dateringar av sjöisoleringar som publicerats i olika former (Miller & Robertsson, 1981;
Miller 1982, Brunnberg et al., 1985). Denna kurva blev aktuell igen när man under senare delen av 1980-talet studerade Södertörns strandförskjutning. Man var intresserad av att testa tillförlitligheten och gjorde således en ny kurva över Södertörn. Den nya kurvan konstruerades enligt samma grundprincip men med nytt material och en lite annorlunda metodik (Risberg et al., 1991). Påsse & Andresson (2005) har tagit fram en modell över strandförskjutningen i det område av Fennoscandia som täckts av is under Weichsel perioden. Metoden är helt matematiskt baserad där strandförskjutningen är resultatet av isostatisk landhöjning och eustatisk havsytenivåförändring. Till grund för modellen ligger 79 empiriska strandlinjeskurvor samt dagens landhöjning i inlandet baserat på bl.a. tidvattenmätning. I metoden för isostatisk landhöjning ingår även beräkningar av sjöars lutning. Denna modell är en utveckling av modeller redan tidigare presenterade av Påsse (Påsse, 1996, 1997, 2001; Påsse & Andersson, 2000). På uppdrag av Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) skapade Hedenström & Risberg (2003) en modell över strandförskjutningens utveckling i norra Uppland för de senaste 6500 åren.
Genom diatoméstratigrafi identifierades isoleringsnivån för fyra sjöar och en torvmark.
Åldersbestämning genomfördes med hjälp av 14C-datering av sedimenten. I norra Uppland utfördes även en omfattande studie i samband med uppförandet av en ny motorväg mellan Uppsala och Mehedeby (Risberg et al., 2005). En
strandförskjutningskurva konstruerades baserad på
14C-datering av nio isolerade sjöar. Samma metod användes av Risberg et al. (2008) då ytterligare 17 sjöar i samma område analyserades. Förutom dessa modeller finns det ett flertal ytterligare studier inom området (t.ex. Risberg, 1991, 1999; Hedenström, 2001;
Hedenström & Risberg, 1999, 2003).
OMRÅDESBESKRIVNING
Studieområdet ligger i östra Svealand och utgörs till största delen av landskapen Uppland och Södermanland. I söder sker avgränsningen strax norr om Norrköping, i norr vid Gävle och i väster vid Köping (figur 3). Området klassas som lågland eller lindrigt kuperat slättland. Endast några enstaka områden ligger över 100 meter över havet och finns då främst i de västra delarna av området. Karaktäristiskt för landskapet är de otaliga större eller mindre skogbevuxna höjder som ligger mellan sänkor som utgörs av sjöar, torvmossar eller små lerslätter (Lidmar-Bergström, 2002). Även rullstensåsar är vanliga inslag i området. Dessa landformer bildades när inlandsisen retirerade och gav upphov till förkastningar och floddalar. I norra Uppland är landskapet platt, kusten flack och skärgården obetydlig. Berggrunden består av en urbergsplatå, det subkambriska peneplanet, som sluttar lätt från nordväst till sydost. Platån är jämnast i norr och väster och övergår mot söder och öster i ett sprickdalslandskap. Ett sådant landskap uppkommer genom att berggrunden utsätts för djupvittring och erosion och/eller i samband med tektoniska rörelser i jordskorpan.
Figur 3. Översiktbild över östra Svealand som visar den geografiska fördelningen av lokaler.
Framförallt Roslagen och Mälarområdet karaktäriseras av dessa sprickdalar och lerslätter (Lidmar-Bergström, 2002). I området finns flera framträdande åsar, t.ex.
Stockholmsåsen som med sina ca 60 km sträcker sig från Västerhaninge i nordöstra Södermanland till Arlanda i södra Uppland (Lundqvist, 2002). Åsen utgör idag
vattendelaren mellan Mälaren och Östersjön med en höjd på 60-90 meter. Den ostligaste delen av Södermanland består av en stor halvö, Södertörn, och har en omfattande skärgård. Det flacka landskapet gör att dessa områden tillhör de yngsta i landet och hela området ligger under högsta kustlinjen, med undantag från Tornberget med en höjd på 111 m. På grund av områdets plana relief förändras strandlinjen och landskapsbilden snabbt även vid dagens relativt långsamma landhöjning som för det aktuella området idag ligger på ca 3-6 mm/år (Ekman, 1996). Berggrunden i östra Mellansverige utgörs i Södermanland och södra Uppland främst av granitoider och metamorfa gråvackor.
Norra Uppland domineras av granitoider med inslag av gabbro och sura vulkaniter (Lundqvist & Bygghammar, 2002).
METOD
Datainsamling
Till grund för denna studie ligger två former av daterade lokaler, geologiska och arkeologiska, samt två sorter teoretiska lokaler. Dessa lokaler har i sin tur legat till grund för den matematiska modell som använts för att framställa paleogeografiska kartor.
Det första urvalet av geologiska och arkeologiska lokaler uppgick till 190 st. Efter närmare undersökningar uteslöts 18 lokaler ur studien då de uppvisade stora avvikelser i förhållande till övriga lokaler eller innefattade höga osäkerhetsfaktorer. I studien ingår nu sammanlagt 213 lokaler, 92 geologiska lokaler, 80 arkeologiska lokaler, 29
stödpunkter samt 12 punkter förankrade i nutid. För detaljer kring alla lokaler se bilaga 1.
Nedan följer en beskrivning av de olika former av lokaler som använts.
Geologiska lokaler
De geologiska lokaler som används i detta arbete har undersökts i samband med tidigare strandförskjutningsstudier (t.ex. Åse, 1970; Miller & Hedin, 1988; Åkerlund et al., 1995; Risberg, 1999; Hedenström, 2001; Hedentröm & Risberg, 2003; Berglund, 2005).
Lokalerna måste uppfylla vissa kriterier för att vara användbara. De skall vara daterade med hjälp av 14C metoden, de skall ha en position (i nord- och syd-läge) samt ha en bestämd höjd över havet som motsvarar isolationströskelns höjdnivå. I huvudsak är det sjöisoleringsmetoden som ligger till grund för dateringarna av dessa lokaler. För sjöar där bulksediment 14C-daterats finns en stor risk för reservoareffekt (Risberg, 1991;
Hedenström & Possnert 2001; Risberg et al., 2005). I detta arbete har åldern korrigerats med 200 år om sjön är mindre än 500x500 meter och 400 år om den är större. Ingen korrigering av reservoareffekt har gjorts på mossar och kärr då sjöstadiet för dessa anses ha varit relativt kort (Risberg, 1991). Då terrestrisk makrofossil upptar sitt kol från
atmosfären övervinns problematiken med reservoareffekt och ingen korrigering är nödvändig (Hemström, 1999).
Arkeologiska lokaler
Lokaler med ursprung i arkeologin utgörs till största delen av undersökningar av strandnära boplatser från stenåldern. Att finna lokaler med tillräckligt hög tillförlitlighet för denna studie har dock visat sig problematiskt. Utgrävningar inkluderar inte alltid
14C-datering av de fynd som görs och i flera fall utelämnas information om fyndplatsens höjd över havet.
Stödpunkter
Då lokalerna inte har en jämn spridning över området har ett antal teoretiska
stödpunkter skapats. Dessa punkter har framförallt placerats längst områdets östra kant.
Här kan inga undersökningar göras då området utgörs av Östersjön. Genom att studera dagens landhöjningskurvor samt de forntida isobaser Påsse (2001) konstruerat genom matematiska modeller kan det konstateras att även om hastigheten för isobaserna i området varierat över tid så är riktningen för dem i princip den samma för området. En befintlig lokal har använts som utgångspunkt för den nya stödpunkten. Den nya punkten har ärvt information angående höjd över havet och ålder och sedan förskjutits öster ut, parallellt med den aktuella landhöjningshastigheten.
Så kallade nollpunkter har även skapats för att få ett ankare i nutid. Punkter har
placerats ut längst kusten intill dagens aktuella strandlinje. Dessa har givits en ålder av 0 år och en höjd av 0 meter.
Databehandling
Ålderskalibrering
Då 14C metoden är en radiometrisk dateringsmetod och koncentrationen av 14C varierat under årtusendenas lopp skiljer sig 14C år från kalenderår. Åldrar har därför kalibrerats från 14C år till kal. år BP med hjälp av programmet OxCal 4.1.3 (Bronk Ramsey, 2009) och kalibreringskurvor (Reimer et al., 2004). För omvandling från kal. år BP till år före/efter Kristus subtraheras 1950 år från kal. år BP. Ett positivt resultat innebär antal år f.Kr och ett negativt resultat innebär antal år e.Kr. 114 lokaler har kalibrerats, figur 4 återges ett par exempel på kalibrerade lokaler. En komplett lista över kurvorna återfinns i bilaga 2.
Figur 4. Kalibrering av ålder från 14C år BP till kal. år BP genom OxCal.
Höjdsystem
I Sverige används Rikets Höjdsystem (Olsson & Eriksson, 2005). Detta system förnyas med jämna mellanrum. Det första hette RH1860 och utvecklades under 1857-1885.
Efter detta har det kommit tre nyare system, Rikets Höjdsystem 1900 (RH00), Rikets Höjdsystem 1970 (RH70) samt Rikets Höjdsystem 2000 (RH2000). Dessa baseras på precisionsavvägningar av ett antal fixpunkter runt om i landet. RH00 utvecklades vid sekelskiftet 1900 och baserar sig på ca 2500 fixpunkter. Nollpunkten för RH00 utgick ifrån medelvattenytan i Stockholm år 1900 utan hänsyn till landhöjning. Under åren
1951-1967 genomfördes en andra precisionsavvägning med hjälp av 9700 fixpunkter vilket resulterade i höjdsystemet RH70. För fösta gången kunde man nu mäta
landhöjningen i inlandet genom att jämföra mätningarna från den två
precisionsavvägningarna. I RH70 valdes samma nollpunkt som antagits för det
europeiska höjdsystemet och definieras av en punkt i Amsterdam, Normaal Amsterdams Peil, NAP. Den tredje och senaste avvägningen som genomförts resulterade i RH2000 och använder även den NAP som nollpunkt. Antalet fixpunkter ökades dock dramatisk och innefattar ca 50 000 fixpunkter (figur 5). År 2005 blev RH2000 Sveriges nya officiella höjdsystem.
Figur 5. Precisionsavvägningarna har utförts enligt bestämda huvudlinjer. A) Första precisionsavvägningen innefattade 2500 punkter, B) den andra innefattade 9700 punkter, C) tredje och senaste precisionsavvägningen innefattar så många som 50 000 punkter.
Då landhöjningen inte är jämn över landet är också skillnaderna mellan höjdsystemen olika stor i olika delar av landet. Där landhöjningen är som störst är skiljer det nästan en meter mellan RH00 och RH2000 medan skillnaden i Skåne är nära noll. Skillnaden för RH2000 mot RH70 ligger på ca en tredjedel jämfört mot RH00.
I samband med arbetet kring färdigställandet av RH2000 framställdes också en modell över landhöjningen i Norden (figur 6). Modellen baserar sig på observationer från mareografer, precisionsavvägningar och data från fasta referensstationer för GPS under åren 1892-1991. Modellen är nu antagen som den officiella modellen för Norden och döptes till NKG2005LU. Områdena utanför Norden är uppskattade (Ågren & Svensson, 2007).
RH00 hängde länge kvar i strandförskjutningssammanhang även efter att RH70
introducerats. Anledning var att man ville göra sina nya strandlinjekurvor så jämförbara som möjligt med de tidiga studierna. Så småningom blev dock RH70 allt vanligare. I ett fåtal fall finns nu också höjdangivelser i RH2000.
C
A B
För att kunna göra lokaler angivna i olika höjdsystem jämförbara i detta arbete har de kalibrerats till Sverige officiella höjdsystem RH2000. Genom Lantmäteriets databas GeoLex söktes en för lokalen närbelägen fixpunkt där både lokalens originalhöjdsystem och RH2000 finns uppmätt. Skillnaden mellan systemen ger den höjd som lokalen skall korrigeras med (bilaga 3). Korrigerade höjder återfinns i bilaga 1.
Figur 6. Landhöjningsmodell från lantmäteriet som baserar sig på geodetiska
mätningar samt vattenståndsobservationer mellan 1892-1991 (Ågren & Svensson, 2007).
Referenssystem
Genom åren har inte bara olika höjdsystem förekommit utan även olika geografiska referenssystem finns att tillgå. Det allra vanligaste koordinatsystemet för lokaler använda i detta arbete är RT90 2,5 gon V men även SWEREF 99 TM, det lokala systemet för Stockholm ST-74, samt geografiska koordinater, i form av latitud och longitud, har förekommit. I vissa fall har positionangivelserna var tvetydiga eller angetts med en för låg noggrannhet. För dessa lokaler har Google Earth i kombination med Lantmäteriets Terrängkarta använts för att söka efter en mer korrekt position. Samtliga lokalers koordinater har överförts till Sveriges nu officiella referenssystem, SWEREF 99 TM, genom programmet ArcGIS. I bilaga 1 återfinns alla lokalers position i RT90 2,5 gon V och SWEREF 99 TM.
Multipel regressionsanalys
Multipel regressionsanalys används för att finna samband och beroenden mellan ett antal beroende och oberoende parametrar. Genom analysen erhålls en korrelationsgrad som anger graden av överensstämmelse. I denna studie används höjden som beroende
parameter och nordligt läge, östligt läge samt ålder som oberoende parametrar. För att uppnå så hög korrelation som möjligt jämfördes olika kombinationer av de oberoende parametrarna. Med hjälp av den erhållna matematiska funktionen kan sedan
paleogeografiska höjdmodeller konstrueras genom att subtrahera den beräknade höjden från nuvarande höjd över havet.
Paleogeografiska kartor
Underlagsmaterial
Till underlag för dagens aktuella höjd över havet ligger en digital höjdmodell med 50 meters upplösning återsamplat till 25 meter med höjdsystem RH2000. Röda kartan från Lantmäteriet, i vektorformat, ligger till grund för att skilja ut sjöar.
GIS
Alla underlagskartor transformerades till koordinatsystem SWEREF 99 TM.
Höjdmodellen processades för att generera en reliefbild över området.
Regressionsanalysens funktion, för ett specifikt år, subtraherades från dagens aktuella höjdmodell för att framställa paleogeografiska höjdmodeller. Modeller har gjorts från 7000 kal. år BP fram till 500 kal. år BP med intervall om 500 år (bilaga 4). För att öka användarvänlighet och flexibilitet skapades ett program i Python med möjlighet att välja med vilket intervall man vill producera höjdmodeller (bilaga 5). Programmet kan enkelt modifieras för att låta användaren själv bestämma mellan vilka år höjdmodeller skall skapas. Höjdmodellerna har i sin tur processats för att ge ett mindre plottrigt intryck (bilaga 6). Strandlinjen har jämnats ut och små sjöar och öar har exkluderats. Den nutida kustlinjen är skapad utifrån Röda kartan i vektorformat.
RESULTAT
Multipel regressionsanalys
För att finna den ekvation med högst korrelation jämfördes många olika kombinationer av de oberoende parametrarna, linjära som kvadratiska. Det som slutligen gav högst korrelation (r2 = 0,966) var ett lutande plan baserat på en andragradsekvation (bilaga 7).
Planet kan åskådliggöras för ett specifikt år, vilket ger den teoretiska höjden över havet om landskapet vore platt (figur 7).
Följande regressionsformel användes:
H = a · A + b · A2 + c · E · A + d · N · A + e
H = höjd (m ö.h.) a = -0,1142
A= ålder (kal. år BP) b = 2,767E-07
N= nordligt läge c = -5,497E-09
E = östligt läge d = 1,865E-08
e = -0,007395
Figur 7. Det teoretiska planets utveckling de senaste 7000 åren baserat på den matematiska funktion framtagen inom arbetet.
6730000 6650690 6571379
550000 571724 593448 615172 636897 658621 680345 702069 723793 745517
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 7000 kal. år BP
70-75 65-70 60-65 55-60 50-55 45-50 40-45 35-40 30-35
6730000 6634828 6539655
550000 578966 607931 636897 665862 694828 723793 752759
05 1015 2025 3530 4540 5055 60 6570 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 6000 kal. år BP
55-60 50-55 45-50 40-45 35-40 30-35 25-30
6730000 6650690 6571379
550000 571724 593448 615172 636897 658621 680345 702069 723793 745517
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 5000 kal. år BP
45-50 40-45 35-40 30-35 25-30 20-25
6730000 6642759 6555517
550000 578966 607931 636897 665862 694828 723793 752759
0 105 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 4000 kal. år BP
35-40 30-35 25-30 20-25 15-20
6730000 6634828 6539655
550000 578966 607931 636897 665862 694828 723793 752759
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 3000 kal. år BP
25-30 20-25 15-20
10-15
6730000 6634828 6539655
550000 578966 607931 636897 665862 694828 723793 752759
50 1015 2025 3035 4045 5550 60 7065 75
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 2000 kal. år BP
15-20 10-15 5-10
6730000 6634828 6539655
550000 578966 607931 636897 665862 694828 723793 752759
50 1015 2025 3035 4045 5550 6065 7075
Höjd över haver (m ö.h.)
Nordliga koordinater
Östliga koordinater 1000 kal. år BP
5-10 0-5
Paleogeografiska kartor
Utifrån den matematiska funktion som skapats har paleogeografiska kartor över området kunnat framställas. Figur 8 visar vad som antas vara land för ca 4500 år sedan. För alla kartor se bilaga 8.
Figur 8. Gröna partier visar vad som inom detta arbete anses utgjorde land för ca 4500 år sedan i östra Svealand. De gråa partierna visar vad som även är land idag.
DISKUSSION
Strandförskjutning
Resultatet av regressionsanalysen är ett lutande plan med högst höjning i nordväst och lägst i sydost. I figur 9 visas landhöjningens utveckling för de fyra hörnen. Det syns tydligt att höjningen varit kraftigare i NV och NO än i SV och SO. Det framgår även att höjningen verkat i högre grad i väst än i öst. De viktigaste parametrarna för funktionen visade sig vara åldern samt åldern i kvadrat. En andragradsekvation med åldern i kvadrat indikerar att hastigheten av strandförskjutningen har varierat med tiden, i detta fall avtagit med tiden. Detta stämmer väl överens med tidigare undersökningar (t.ex.
Miller & Hedin, 1988; Björck, 1995; Risberg, 1999; Lindén et al., 2006; Risberg et al., 2006).
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
NV NO SV SO
Figur 9. Landhöjningens utveckling för de fyra hörnen av studieområdet. Det framgår tydligt att höjningen varit kraftigare i norr än i söder men även att de västra delarna höjt sig mer än de östra.
De senaste strandförskjutningskurvorna visar på en relativt linjär utveckling av
strandförskjutningen de senaste 5000 åren (Risberg, 1999; Bergström, 2001; Risberg et al., 2006). Detta indikerar även de fyra teoretiska strandförskjutningskurvorna i figur 9.
Risberg et al. (2005) fann att de arkeologiska lokaler använda i deras studie på
Södertörn låg ca 3 meter högre än de geologiska lokalerna. Detta ansågs indikera att de daterade arkeologiska fynden i själva verket legat en bit ovanför den faktiska
strandlinjen, vilket är rimligt då boplatserna med största sannolikhet legat en bit ovanför den forntida strandlinjen. På samma sätt har de två typerna av lokaler separerats i detta arbete för att söka ett liknande samband. Först studerades spridningen av lokalerna för hela området men utan att finna något samband eller generell trend (figur 10). Inte heller genom att dela upp området i en sydlig och en nordlig del kunde något samband identifieras (figur 11 och 12).
Arkeologiska och Geologiska lokaler
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Arkeologiska Geologiska Poly. (Geologiska) Poly. (Arkeologiska)
Figur 10. Arkeologiska lokaler i förhållande till geologiska lokaler för hela studieområdet.
Nordliga lokaler, arkeologiska och geologiska
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Geologiska Arkeologiska Poly. (Arkeologiska) Poly. (Geologiska)
Figur 11. Arkeologiska lokaler i förhållande till geologiska lokaler i norra delen av studieområdet.
Sydlig lokaler, arkeologiska och geologiska
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Arkeologiska Geologiska Poly. (Geologiska) Poly. (Arkeologiska)
Figur 12. Arkeologiska lokaler i förhållande till geologiska lokaler i södra delen av studieområdet.
Av figur 10 framgår även att inga transgressioner är möjlig att identifiera med hjälp av denna metod. Även vid en halvering av studieområdet är området för stort för att transgressioner skall kunna spåras (figur 11 och 12). Figurerna 13 och 14 visar samma trend som regressionsanalysen angående geografisk fördelning av landhöjningens hastighet. Det syns tydligt att lokaler i norr höjt sig mer än lokaler i söder. Ju längre tillbaka i tiden man går, desto större blir skillnaden. Detta gäller även relationen mellan väst och öst. Figurerna 15 och 16 åskådliggör tydligt att lokaler i väster höjt sig mer än lokaler i öster.
Arkeologiska lokaler, nordliga och sydliga
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Söder Norr Poly. (Norr) Poly. (Söder)
Figur 13. Arkeologiska lokaler i norra delen i förhållande till arkeologiska lokaler i södra delen av studieområdet.
Geologiska lokaler, nordliga och sydliga
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Söder Norr Poly. (Norr) Poly. (Söder)
Figur 14. Geologiska lokaler i norra delen i förhållande till geologiska lokaler i södra delen av studieområdet.
Arkeologiska lokaler, västliga och ostliga
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Väst Ost Poly. (Ost) Poly. (Väst)
Figur 15. Arkeologiska lokaler i västra delen i förhållande till arkeologiska lokaler i östra delen av studieområdet.
Geologiska lokaler, västliga och ostliga
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1000
2000 3000
4000 5000
6000 7000
8000
Ålder (kal. år BP)
Höjd över havet (m)
Väst Ost Poly. (Ost) Poly. (Väst)
Figur 16. Geologiska lokaler i västra delen i förhållande till geologiska lokaler i östra delen av studieområdet.
Då vissa grafer innefattar få eller helt saknar lokaler från 0 till 2000 år tillbaka, ibland 3000 år tillbaka, är tillförlitligheten relativt låg för detta tidsintervall. Detta kan också leda till att en trendlinje ger en felaktig bild av den generella utvecklingen för området.
Trendlinjen för de arkeologiska lokalerna i figur 10 är ett tydligt exempel på detta där landhöjningen ser ut att accelererar med tiden istället för att avta med tiden. En avvägning bör därför göras för varje graf gällande hur långt fram i tiden grafen skall tolkas och analyseras.
Paleogeografiska kartor
Då äldre lokaler har en högre attraktionskraft för undersökningar och utgrävningar finner vi flera daterade lokaler långt bak i tiden än vad vi finner bara 1000-2000 år tillbaka. Detta bidrar till att minska modellens tillförlitlighet desto närmare nutid man kommer.
Vi en jämförelse mellan modellen producerad inom detta arbete och modellen skapad av Risberg et al. (2007) för mellersta och norra Uppland finner man endast marginella skillnader (figur 17). Det kan alltså konstateras att även om modellen inom denna studie är baserad på ett betydligt större studieområde stämmer den relativt väl överens med andra studier anpassade för mindre områden.
Figur 17. T.v Modell över norra och mellersta Upppland gjord av Risberg et al. (2007).
T.h. Modell över norra och mellersta Uppland gjord inom detta arbete. Vid en jämförelse av dessa bilder kan endast marginella skillnader urskiljas.
Felkällor och noggrannhet
I detta arbete har lokaler från många olika studier sammanställts. I och med detta finns ingen gemensamt grundutförande för hur lokalerna undersökts, daterats och
dokumenterats. I de tidigaste studierna finns en betydligt högre osäkerhetsfaktor för t.ex. 14C-datering och positionsangivelser än för dagens mätningar.
Som konstaterat tidigare, minskar tillförlitligheten ju närmare i tiden man kommer då antalet lokaler sjunker drastiskt ju närmare i tiden man kommer. En annan bidragande
källa till osäkerhet är även att lokalerna inte ligger jämnt spridda över studieområdet.
Stora luckor finns både gällande geografisk spridningen och representerade
åldersepokers. De stödpunkter som skapats är endast teoretiska och osäkerheten ökar desto fler antaganden man tar med i beräkningarna. En felkälla för punkter förankrade i nutid är att dagens havsnivå i Svealand ligger ca 11-13 cm över den faktiska
nollpunkten i RH2000 (enligt diskussion med Jonas Ågren, Lantmäteriet, 2009-12-02).
Stödpunkternas placering är främst baserade på Ekmans (1996) modell över riktningen på den nutida strandförskjutnings hastighet. Riktningen kan ha skiljt sig längre bak i tiden och kan också ha varierat med tiden. Angående positionsangivelser uppskattas felmarginalen ligga på ca 50 meter i x- och y-led.
Dateringar baserade på bulksediment riskerar innehålla en viss reservoreffekt vilket resulterar i en för hög ålder (Hedenström & Possnert, 2001). Denna är svår att uppskatta men försök har gjorts till korrigering. Kalibrerade år BP har ofta en beräknad
osäkerhetsfaktor på ca 50-100 år.
För sjöisoleringsmetoden kan ibland sjöns isolationströskel vara lite svår att bestämma.
Felet brukar dock i vanliga fall inte överstiga ± 0,5 meter. Höjdmodellen innehåller också vissa brister. Ett problem är att den inte tar hänsyn till reliefen under vattenytan.
Detta kan bidra till att ge en felaktig bild av områden innehållande mycket sjöar.
SLUTSATS
Paleogeografiska kartor har med framgång och tillfredställande resultat kunnat framställas utifrån den matematiska funktion framtagen inom arbetet. Kartorna bygger på trendytor med ett strandförskjutningsmönster som accelererar bakåt i tiden. Den antagna hypotesen har därmed bekräftats.
Genom multipel regressionsanalys har en matematisk funktion kunnat
konstrueras som påvisar en ojämn isostatisk landhöjning i både nord-sydlig och öst-västlig riktning. Högst höjning finner vi i nordväst och lägst i sydost.
Följande regressionsformel har använts:
H = a · A + b · A2 + c · E · A + d · N · A + e
H = höjd (m ö.h.) a = -0,1142
A= ålder (kal. år BP) b = 2,767E-07
N= nordligt läge c = -5,497E-09
E = östligt läge d = 1,865E-08
e = -0,007395
Inom denna matematiska funktion är det dock ej möjligt att identifiera lokala transgressiva förlopp.
Rapporten inklusiva högupplösta kartor återfinns på följande adress:
http://ww2.ink.su.se/exjob
