Syväpohjavedet

Kallioperässä vettä on monessa muodossa ja paikassa. Tiukimmin kivissä on kiinni mineraaleihin sitoutunut vesi, eli hila- ja kidevesi, sekä mineraaleihin niiden kasvun aikana jääneet vesi- ja kaasupitoiset pisarat, eli fluidisulkeumat. Mineraalien välisissä huokosissa puolestaan lymyää huokosvettä, joka ei pääse täysin vapaasti liikkumaan ja on voimakkaasti mineraalien pintareaktioiden vaikutuspiirissä. Suomessa kallioperän huokoisuus on tyypillisesti alle 1 %. Siellä täällä kallioperässä on kutenkin myös avoimempaa tilaa eli rakoja ja rakovyöhykkeitä. Ne ovat paikallisia kivilajin hauraita heikkouskohtia, jotka voivat liittyä esimerkiksi kallioperän siirroksiin. Raoissa ja rakovyöhykkeissä tavataan kalliopohjavettä ja ne muodostavat verkostoja, joissa vesi pääsee liikkumaan.

Kallioperän pintaosissa rakoilua on tyypillisesti eniten, raot ovat avoimempia ja kalliopohjaveden virtaus on yleensä nopeinta. Ylimmän noin sadan metrin matkalta kalliopohjavettä pumpataan porakaivoista myös talousvedeksi, ja se voi olla laadultaan erinomaista, mutta toisinaan esimerkiksi fluori- tai arseenipitoisuudet ovat koholla. Kohonneet pitoisuudet ovat seurausta veden ja kiven välisistä reaktioista ja riippuvat muun muassa kivilajin koostumuksesta sekä siitä kuinka kauan vesi on viipynyt kallioperässä.

Mitä syvemmälle kallioperässä mennään, mitä vähemmän rakoja on ja mitä heikommin ne johtavat vettä, sitä todennäköisemmin liuenneiden aineiden pitoisuudet ovat koholla. Viipymäajatkin voivat kasvaa melkoisiksi. Esimerkiksi 2,5 kilometrin syvyyteen ulottuvassa Outokummun syväreiässä tavattujen kalliopohjavesien viipymäaika on keskimäärin 30 miljoonaa vuotta. Suomesta tiedetään kalliopohjavesiä, joissa liuenneita aineita on jopa yli 100 grammaa litrassa. Vertailun vuoksi, valtamerivedessä on suolaa noin 35 grammaa litrassa. Liuenneiden aineiden takia kalliopohjavedet voivat aiheuttaa muun muassa korroosiota ja sakkautumista niiden kanssa kosketuksissa olevissa rakenteissa, kalliotiloissa ja putkistoissa.

Kalliopohjaveteen on usein liuenneena myös kohonneita pitoisuuksia kaasuja. Ilmakehän pääasiallisen kaasun, typen, lisäksi yleisiä kalliopohjaveteen liuenneita kaasuja ovat metaani, helium ja vety. Kaasujen liukoisuuteen vaikuttaa erityisesti paine. Syvällä kallioperän korkeissa paineissa kaasuja voi olla liuenneena huomattavia määriä. Mikäli tällaista kaasupitoista vettä pumpataan maan pinnalle, tai pääsee purkautumaan avoimeen kalliotilaan esimerkiksi kaivoksessa, paine laskee ja kaasut erottuvat. Metaani ja vety ovat syttyviä, ja sopivassa sekoitussuhteessa hapen kanssa myös räjähtäviä, joten niiden vapautuminen vaikuttaa olennaisesti myös turvallisuuteen.

Kalliopohjavesien tutkimus auttaa arvioimaan kalliorakentamisen riskejä sekä niiden hallintaa ja kustannusvaikutuksia. Kuusamon syväreikä mahdollistaa kalliopohjavesien tutkimuksen syvemmältä kuin mikään aiempi kohde Suomessa. 


Syväpohjaveden näytteenottoa kairareiästä letkuprofiilimenetelmällä Kuhmon Romuvaarassa. Kuva: Riikka Kietäväinen/GTK