Aartolahti; Toive: Den fossila periglaciala morfologin i södra Finland.
Geografisk Tidsskrift 82: 74-77, Copenhagen, October 15,
1982.

Fossil patterned ground, boulder depressions, tundra polygons with ice-wedge casts, sand wedges, structures interpreted as periglacial involutions, periglacial dunes and strings on peat bogs have been found in southern Finland. The presence of ice-wedge casts and involutions on the top plateaus ofSalpausselkä end moraines give evidence that permafrost conditions have prevailed here. These periglacial phenomena are dated to the Younger Dryas period and to the beginning of Preboreal period.

Toive Aartolahti, professor, fil. dr. Department of Geography, University
of Helsinki, Hallituskatu 11-13, SF-00100 Helsinki, 10, Finland.

Ser man på kartor, som anger utbredningen av jordens frostmarksmorfologiska eller periglaciala bildningar, så uppträder Finland i de fiesta framställningar som ett vitt område. Endast på några kartbilder markeras former i landets nordligaste delar. Orsaken härtill är, att frostmarksmorfologin undersökts litet och att de få studier som behandlar Finland har gjorts just i nordligaste Lappland.

Periglaciala fenomen, frostmarksmorfologi och -processer, har dock undersökts ända sedan forrå hälften av 1800-talet, men nämnbara förändringar i bilden skedde först efter det Okko (1954) publicerat sin korta artikel om den periglaciala morfologin i Finland. Den forstå noggranna frostmarksmorfologiska studien gjorde Kena år 1957 inom Laanilas (Saariselkä) fjäll- och skogsområde. Den behandlar huvudsakligen rutmarksfenomen. Detta vid Helsingfors Universitet gjorda pro gradu-arbete har sedermera inspirerat många att fortsätta med denna typ av studier.

När Donner et al. (1968) fann en fossil iskil på 1. Salpausselkä,
började även jag studera frostmarksmorfologi (periglacialmorfologi),
speciellt i landets södra delar.

Fossila iskilar och iskilspolygoner

Min forskning resulterade i fynd av fossila iskilar på 12 lokaler, på glacifluviala sand- och grusslätter av 1. och 2. Salpausselkä (jfr. Aartolahti 1970). Iskilsfyllnader har observerats endast på delta- och sandurdeltaytor vid eller ovanom HK. Den enda brukbara metoden for att finna dylika strukturer är att studera grustag och vägskärningar. Iskilspolygonmönster syns inte på ytor i terrängen eller på flygbilder, ty delta- och sandurdeltaytorna är täckta av skogsvegetation och därtill flerstädes av skogstorvlager. Åkrar eller betesmarker forekommer normalt inte på dessa sandgrusslätter och de som röjts är små till arealen. I moränbetonad terräng ovanom HK har jag inte funnit spår av iskilar eller polygonmonster.

De största observerade fossila iskilarna är 3.5 m djupa och 50-60 cm breda upptill. Vanligen är de ca. 3 m djupa, men endast 10-30 cm som bredast (Bild 1). Iskilsformerna på 2. Salpausselkä är mindre an på 1. Salpausselkä, endast 1.5-2 m djupa och 5-10 cm breda. Kilfyllnaden består av vindburen grovmo eller mellansand, sand eller nedrasat fingrus. Fyllnadsmaterialet är alltid finkornigare an omgivande materiallager. Iskilsintervallet varierar från 5-30 m i de observerade grustagen.

Fossila iskilar bildar tetra- eller pentagonala monster. En homogen vegetation täcker dessa monster på ytan. Vid ett tillfälle kunde jag studera polygonnätet på 1. Salpausselkä, inom Joutseno kommun. I samband med utvidgningen av grustaget hade skogsvegetationen och ett 40-50 cm tjockt jordmånslager undanröjts. Efter ett par dagar, när den röjda ytan torkat, framstod iskilspolygonernas sidor som mörkare linjer, då de sandfyllda kilarna torkade långsammare an det omgivande gruslagret. Polygonnat har troligen en större utbredning an vad som observerats; på mark, vilken ur topografisk och jordartssynpunkt bar samma karaktär som på den röjda ytan.

Iskilar och därmed förknippade polygonnat bildades efter det deltaytorna vuxit up till vattenytan, eller i fall av sandurdeltan över densamma. l. Salpausselkä uppbyggdes enligt Niemela (1971) ca. 9250-9000 B.C. och 2. Salpausselkä omkring 8500-8300 B.C. (enligt Sauramo (1958) 8841-8617 B.C. resp. 8364-8182 8.C.) under Yngre Dryas perioden. De fossila iskilarna på ytorna av l. och 2. Salpausselkä bevisar, att permafrost forekom i dessa under denna period. Iskilarna på 1. Salpausselkä hade sålunda ca. 700 (eller 400) år langre tid att utbildas an på 2. Salpausselkä, varvid de kunde växa större. Enligt Black (1973) vidgas iskilar med en medeltakt på 0.9 mm per år. Beaktande detta varde skulle de största, 60 cm breda, mo-sandfyllda kilarna på 1. Salpausselkä ha varit aktiva i ca. 600-650 år; de 5-10 cm breda kilarna på 2. Salpausselkä endast i 50-100 år. Dessa tidsvärden anger approximativt

permafrostens varaktighet i delar av södra Finland.
Det är dock svårt att värdera den verkliga bredden av
iskilarna före avsmältnings- och uppfyllningstidpunkten.

Involutioner

Fossila iskilar och iskilspolygoner är inte de enda indicierna på senglacial permafrost i södra Finland. På sandurytor av 1. Salpausselkä, speciellt i fyllda gamla sandurrännor, har involutioner observerats (Gibbard och Saarnisto 1977). Bildningarna koncentreras till rännfyllnader av grovmo-mjäla. Involutionerna är 10-30 cm höga och består av 10-50 cm breda sack- eller pelarformade strukturer på djup ned till 1.5 m. Det finkorniga materialet har vanligen sjunkit in i den underliggande grövre sand- eller grusbädden, men även enstaka stenar och block har ställvis pressats upp i mjälalagret. På vissa lokaler forekommer fossila iskilar och involutioner på samma stratigrafiska nivå, vilket visar att de formats i samma permafrostmiljö.

Blocksänkor

Blocksänkor är de bäst kända frostmarksbildningarna i södra Finland. De kan finnas utan större svårigheter, då de bildar stora, nakna ytor utan skogsvegetation. Fastän de fiesta blocksänkor är fossila bildningar, syns de bra i terrängen, ty ytblocken är endast täckta av lavar eller delvis av mossa. Blocksänkans struktur är lättkänlig; de största blocken ligger överst och grovleken avtar mot bottnen. Blocksänkor forekommer mest frekvent i omraden, dar moränen har en hög blockhalt och grundvattensnivån ligger nära markytan. Utmed sydkusten saknas de nästan helt, vilket kan förklaras av de tjocka postglaciala leravlagringarna, som eventuellt täcker blocksänkor i dessa omraden. Bildningstiden och därmed förknippade klimatförhallanden var eventuellt även ogynnsamma. Jämför man blocksänkornas höjdvärden med forna strandlinjers (jfr. Aartolahti 1969:24), ser man att störstadelen av sänkorna ligger ovanför Echineishavets strandlinje (slutfasen av Yoldiahavet), varför de utvecklades i södra Finland huvudsakligen under finiglacial tid, for 10000-9000 år sedan.

Strukturmark

I södra Finland forekommer även mindre frostmarksmorfologiska bildningar såsom stenringar, stengropar och jordtuvor (Bild 2). Dylika är svåra att finna på grund av det välutvecklade vegetationstäcket. De gynnsammaste lokalerna ligger på betesmarker; sarskilt på plana strander eller i bäckdälder är de lättare synliga. Stengropar är rätt vanliga former, men även sorterade nät och polygoner har observerats. Det är svårt att avgöra huruvida dessa former är fossila eller subrecenta. Eventuellt har de tidvis varit aktiva, tidvis passiva beroende på fluktuerande klimatförhallanden. Numera är de huvudsakligen fossila.

Strängar

Palsarna i norra Finland anses vara frostmarksfenomen. Även ide nordliga torvtuvornas, t.ex. i pounu-tuvornas, utveckling spelar frostprocesser en stor roll. Det finns pounutuvor med mineraljordskärna, så formerna är dels torvtuvor, dels jordtuvor.

Frostprocesser inverkar även på myrsträngarnas utveckling. Strängar forekommer inte blott på öppenkärr (aapa) i norra Finland, utan även på södra Finlands högmossar. Samma processer som påverkar torv- och jordtuvornas tillväxt är relevanta vid myrsträngarnas utformning. Isen i höljorna pressar ihop smalt torv till Strängar på host och forvinter. Om våren, nar vatten översvämmar höljor, höjer segregationsis strängarna over vattenytan, varvid de bevaras. Is kan observeras i Strängar ännu under försommaren i södra Finland. Strängarna är således en produkt av såval biologiska, hydrologiska som frostbildningsfaktorer (Aartolahti 1965).

Klimatets inverkan återspeglas i strängarnas höjd över
den övriga myrytan. Inom södra Finlands hogmosseområde

(se Eurola 1962) växer strängarnas medelhöjd norrut, medan den årliga medeltemperaturen sjunker. Däremot är vanligen medelhöjden större i de västra an i de östra delarna, fastän temperaturgradienten sjunker österut. En orsak till detta är att snötäcket bildas tidigare och är tjockare i de östra delarna i jämförelse med de västra. Tjälens djup är därför större i vast (Soveri och Varjo 1977), vilket reflekteras i strängarnas höjdvärden. De forstå högmossesträngarna uppstod för 3500-3200 år sedan i södra Finland; ett annat utbildningsmaximum har noterats vid ca. 2100 B.P. (jfr. Aartolahti 1967). De älsta, morfologiskt och stratigrafiskt urskönjbara, strängarna ligger idag på samma stallen som för 3000 år sedan, så de är altså rätt varaktiga former.

Eoliska bildningar

Eoliskt material forekommer i Finland i två olika former: som flygmo och flygsand. Flygsanden har avlagrats antigen som täcksand eller i dyner. Flygmon, som mycket påminner om Mellaneuropas loss, forekommer bara lokalt i tunna tacken på moränhöjder over eller vid HK i Lammi kommun, Syd-Tavastland. Täcksanden ligger huvudsakligen ovanpå glacifluviala bildningar, men i Nord-Karelen även på moränhöjder, s.k. vaara-morän (se Rainio 1978, 1982). Flygmo och täcksand har noterats soderom 2. Salpausselkä och har bildats under periglaciala forhållanden. De ackumulerades av de torra fallvindarna från inlandsisen.

Flygsand uppträder i stora fait med mjukt rundade kullar eller som dyner (Bild 3). Dynfälten finns nästan uteslutande på eller i närhet av glacifluviala avlagringar. Inlandsdynerna är dels parabeldyner, dels tranversala dyner, medan de nutida havsstränderna karakteriseras av kustdyner. Parabeldynernas orientering och inre byggnad anger, att de deponerats av rådande NW-vindar. Dynfältens läge i forhållande till strandlinjens förskjutning visar, att inlandsdynerna bildats under Finiglacialen eller något senare, för 10000-8000 år sedan. De eoliska processerna upphörde nästan totalt därefter i södra Finland. De reaktiverades först för 400-100 år tillbaka, under den s.k. lilla istiden, då de nuvarande kustdynerna utbildades under influens av W-SW-S-vindar. Samtidigt förstördes stabiliserade fossila dyner och borjade vandra. (Aartolahti 1977, 1980). Idag är så gott som alia dyner inaktiva.

SUMMARY FOSSIL PERIGLACIAL FORMATIONS IN SOUTHERN FINLAND

Periglacial formations have been studied in southern Finland only during the last ten years. Fossil patterned ground formations (sorted and nonsorted nets, sorted polygons, sorted and nonsorted circles) and fossil boulder depressions occur more frequently in the interior of the country and in high places than on the coast or in lowlands. The development of these formations began immediately after the deglaciation of southern Finland and its emergence out of the water, and the process ceased or considerably weakened at the later half of the Yoldia sea stage about 9000 years ago.

Several ice-wedge casts and sand wedges, 2-3.5 m deep, have been found in stratified drift in gravel pits and road cuts on the plateaus of the First and Second Salpausselkä end moraines in southern Finland. Five different types of ice-wedge casts and sand wegdes have been distingquished on the basis of morphological and stratigraphical features. The distribution of ice-wedge casts and the regional differences in their size suggest, that ice-wedges were formed first on the First Salpausselkä 11 200-10 300 years ago and later on the Second Salpausselkä 10 500-10 300 years ago during the Younger Dryas period. Fossil tundra polygons have been found in connection with ice-wedge casts. Structures interpreted as periglacial involutions have been found at the top plateaus of the First Salpausselkä end moraine. These involutions conform to the »drip« or »plug« type but also resemble »stone pillars« based upon sediment type and structural shape. The structure of the formations suggest that they have been formed by vertical movements of material caused by freeze-thaw action. The presence of ice-wedge casts, fossil tundra polygons accompanying the ice-wedge casts and involutions on the top plateaus of Salpausselkä end moraines is the clear evidence of the past permafrost in mineral material during the Late-Pleistocene period.

Periglacial dune fields with fossilized parabolic dunes are common in southern Finland. These dunes date from the Late- and Post-Pleistocene periods, 11 000-8 000 years ago and were formed by the northwesterly winds. Transverse coastal dunes on recent coast of southern Finland were formed during the Little Ice Age, about 400-100 years ago, and they also may been held as periglacial formations. The strings of raised peat bogs, caused by hydrological, biological and frost processes appeared on bogs of southern Finland 3200 years ago.

Litteratur

Aartolahti, Toive, 1965: Oberflächenformen von Hochmooren und
ihre Entwicklung in Südwest-Häme und Nord-Satakunta. Fennia
93:1.

Aartolahti, Toive, 1967: On dating the genesis of peat banksand
hollows in the raised bogs of southwestern Finland. Comptes Rendus
de la Sociéte géologique de Finlande 39, 71-86.

Aartolahti, Toive, 1969: On patterned ground in southern Finland.
Annales Academiae Scientiarum Fennicae A. 111. 104.

Aartolahti, Toive, 1970: Fossil ice-wedges, tundra polygons and recent
frost cracks in southern Finland. Annales Academiae Scientiarum
Fennicae A. 111. 107.

Aartolahti, Toive, 1977: Lentohiekka Suomessa. Suomalaisen Tiedeakatemian
Esitelmät ja pöytakirjat 1977, 83-95.

Aartolahti, Toive, 1980: Periglasiaalisen morfologian tutkimus
Suomessa. Terra 92:2, 74-87.

Black, R. F., 1973: Growth of patterned ground in Victoria Land.
Antarctica. North American Contribution. Second Intern. Permafrost
Conf.

Donner, J. J., V. Lappalainen and R. G. West, 1968: Ice wedges in
southern Finland. Geologiska Foreningens i Stockholm Förhandlingar
90, 112-116.

Eurola, Seppo, 1962: Über die regionale Einteilung der südfinnischen
Moore. Annales Botanici Societas Vanamo 33:2.

Gibbard. Philip and Matti Saarnisto, 1977: Periglacial phenomena
at Tohmajärvi, eastern Finland. Geologiska Foreningens i Stockholm
Förhanlingar 99; 295-298.

Kena, Atso, 1957: Kuviomaat Laanilan ympäristössä. Opublicerat
progradu-arbete. Georgrafiska Institut, Universitetet i Helsingfors.

Niemelä, Jouko, 1971: Die quartäre Stratigraphie von Tonablagerungen und der Rückzug des Inlandeises zwischen Helsinki und Hämeenlinna in Südfinnland. Geological Survey of Finland, Bulletin 253.

Okko, Veikko, 1954: Periglasiaalisesta morfologiasta Suomessa.
Terra 66:2, 54-57.

Rainio, Heikki, 1978: Eolisk finmo i Nordkarelien i östra Finland.
In: XIII Nordiske geologiske vintermøde, Jan. 1978, København.
Abstracts, p 55.

Rainio, Heikki, 1982: Lössiä Etelä-Suomessa toisen Salpausselän
distaalipuolella. Geologi 34:7, 134-136.

Sauramo, Martti, 1958: Die Geschichte der Ostsee. Annales Academiae
Scientiarum Fennicae A. 111. 51.

Soveri, Jouko and Markku Var jo, 1977: Roudan muodostumisesta
ja esiintymisesta Suomessa vuosina 1955-75. Publications of the
Water Research Institute 20.