Kåre Rokoengen Løsmasser/jordarter/jordsmonn (soil) TGB4110 Georessurser Kåre Rokoengen Løsmasser/jordarter/jordsmonn (soil) Jordsmonn/ jordbruk

Definisjoner: JORDART: Løsmasse av en viss mekanisk eller kjemisk sammensetning, fysiske egenskaper eller geologisk opprinnelse (for eksempel sand, leire, torv, løss, morene, regolitt). JORDSMONN: Den øverste delen av en jordart som er påvirket av biologiske prosesser. MATJORD: Dannet ved menneskelig aktivitet (pløying, gjødsling etc.). Er jordsmonn en fornybar ressurs?

SAMMENSETNING AV MATJORD

JORDBRUK I NORGE OG INTERNASJONALT Hvor mange i Norge er tilknyttet jordbruk? Studentgenerasjonen Foreldrenes generasjon Besteforeldres generasjon

JORDBRUK I NORGE OG INTERNASJONALT Hvor mye av verdens matvarer blir produsert av landbruket? < 50% 50-75% 75-95% >95% 97% Kilde: Craig, Vaughan & Skinner

TEMAER VI SKAL BERØRE Dannelse av jordsmonn Forvitring – mekanisk og kjemisk Sammensetning av jordsmonn Karakterisering av jordsmonn Bruk – særlig jordbruk Erosjon – naturlig og menneskeskapt Bevaring av jordsmonn - ørkendannelse

Hos oss: Nedisninger med fjerning av jordsmonn og svake løsmasser og bergarter

Dannelse av jordsmonn

UTVIKLING ETTER ISAVSMELTNING (år 0) Er jordsmonn en fornybar ressurs? Avhenger av tidsperspektiv

DANNELSE AV JORDSMONN Utgangsmateriale (berggrunn/løsmasser) Klima Vegetasjon Topografi (helning på terrenget) Grunnvannsforhold Mikro-/makrobiologisk aktivitet Tid

KLIMA – nedbør, temperatur og vegetasjon Fuktig tropisk klima (intens kjemisk forvitring til bl.a. lateritt og bauksitt) Fuktig temperert klima (vinter, mye vegetasjon) Varmt tørt klima (lite vegetasjon, sterk fordampning og saltutfelling) Kaldt (arktisk) klima (frysing, myrområder)

NORSKE JORDSMONNSTYPER PODSOL (Russisk; askelignende jord) Skarpt avgrensede lag Bleikjord (< 1m) Utfellingslag vanligvis brunt til rødbrunt (jernpodsol) eller svart (humuspodsol)

Jordsmonnsprofil (podsol) O-sjiktet: Omsetning av organisk materiale – dannelse av humus A-sjiktet: (”bleikjord) Utvasking av finstoff. Mørke mineraler og feltspat forvitrer og frigir Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ og Fe2+ som følger sigevannet nedover. pH øker. Oppkonsentrasjon av bl.a. kvarts

Jordsmonnsprofil (podsol) B-sjiktet: (”rustjord”) Utfelling og akkumulasjon av jern-, aluminium-, mangan- og silisiumsforbindelser Et tett lag kan dannes pga kalk- eller jernutfellinger, såkalt aurhelle C-sjiktet: Relativt uforvitret jordart

Norske jordsmonnstyper (BRUNJORD) Dannes i lite permeable jordarter f.eks leirjord Ingen definerte sjikt Utfellinger også i A-sjiktet Øverste cm brunsvart – går over til brun og humus avtar nedover

Norske jordsmonnstyper (SALTBITTERJORD) (Nedre Gudbrandsdalen) Avdampning større enn nedbør Stor kapillær tilførsel av ionerikt grunnvann Saltkonsentrasjon i overflaten

FORVITRING: Nedbrytning og dekomponering av bergarter og jord Mekanisk forvitring - oppdeling (samme materiale bare delt opp) Kjemisk forvitring -oppløsning/omdanning (”nytt” materiale ved hydrolyse, oppløsning og oksydasjon) Erosjon = løsriving og transport av materiale med is, vann, vind

GEOKJEMI I JORDSMONN (soil) Jordsmonn er en komplisert blanding av kjemiske komponenter Kjemiske reaksjoner hele tiden Tilgang på vann og luft er avgjørende PRODUKT Ioner i løsning (både + og -) Sekundærmineraler Leirmineraler Hydroksider, oksider

MOTSTANDSKRAFT MOT FORVITRING OG OMVANDLINGSPRODUKTER

LEIRMINERALENES KRYSTALLSTRUKTUR

Leirmineralenes oppbygning har avgjørende betydning for: 1. Geotekniske egenskaper Stabilitet i leir/vannsystemet (bl.a. kvikkleire) Leirenes svelleegenskaper 2. Jordartens bufferkapasitet - (feks nøytralisering av sur nedbør) - ionebyttekapasitet 3. Jordartens resipientegenskaper - binding på mineral - ionebytting

JORDARTSEGENSKAPER (soil characteristics) FARGE (utgangsmatr., mørk humus, rød jernoksyd) KORNFORDELING (ulike metoder for grovt og finstoff) KONSISTENS (flyte-, utrullings- og krympegrense) STRUKTUR

KORNFORDELING

KONSISTENSGRENSER

FORDELING AV JORDSMONN (soil distribution) Norge – økonomisk kartverk med fordeling av dyrket mark, skog, myr etc. Boniteter

FORDELING AV JORDSMONN (soil distribution) INTERNASJONALT – CSCS (Comprehensive Soil Classification System) 10 orders 47 suborders 185 great groups 1000 subgroups 5000 families 10 000 series Smallest unit ”polypedon” Tarbuck & Lutgens

CSCS - orders (Ikke pensum)

Løsmasser (soil) som ressurs - AREALKONFLIKTER Jordbruksformål Skog Byggeråstoff Sand og grus Leire (klinkerproduksjon,keramikk) Grunnvannsmagasin Byggegrunn Rekreasjon

JORDSMONN OG AREALBRUK Produktive områder på verdensbasis: 10 % av landområdene USA crops and livestock 57% Hvor mye er dyrket mark i Norge? 3%

BEFOLKNINGSVEKST OG DYRKET AREAL I USA

JORDEROSJON OG ØRKENSPREDNING ØKENDE PROBLEM – HVORFOR? Fjerning av skog Fjerning av vegetasjon (gras) Urbanisering overbeiting Dårlige jordbruksmetoder

Jorderosjon i ”The Dust Bowl” i 1930 årene

Despite the vital importance of soil concervation, the threat to this resource is considerable. Hva kan/må vi som ingeniører gjøre med det??