Riksantikvarieämbetets kulturmiljöövervakning ”Bara naturlig försurning” Program för övervakning – en fallstudie över försurningens inverkan på fornlämningar Rapport från Riksantikvarieämbetet 2007:13 Anders G. Nord, Kate Tronner och Inga Ullén ”Bara naturlig försurning” Program för övervakning – en fallstudie över försurningens inverkan på fornlämningar Rapport från Riksantikvarieämbetet 2007:13 Anders G. Nord, Kate Tronner och Inga Ullén Riksantikvarieämbetet Box 5405, 114 84 Stockholm Tel. 08-5191 8000 Fax 08-5191 8083 www.raa.se bocker@raa.se Projektdeltagare Riksantikvarieämbetet Avdelningsdirektör Anders G. Nord, projektledare, docent i kemi, universitetsstudier i naturvetenskapliga ämnen och kulturmiljövård. Kate Tronner, 1:e laboratorieingenjör, universitetsstudier i kemi, mikrobiologi, miljövård, konsthistoria, kulturmiljö­vård. Statens Historiska Museum 1:e antikvarie Inga Ullén, arkeolog Konsulter Docent Gunnar Ch. Borg, kvartärgeolog (Chalmers Tekniska Högskola). Bitr. avd. chef Olle Westling (framliden), Tekn. Dr. Cecilia Akselsson, Fil. Dr. Sofie Hellsten (IVL, Göteborg). Prof. em. Einar Mattsson. M. Sc. Tor-Gunnar Vinka (KIMAB). 1:e antikvarie Agneta Lagerlöf (Riksantikvarieämbetet, Kulturmiljö­ avdelningen). Länsstyrelser Jämtlands län, Jönköpings län, Norrbottens län, Skåne län, Uppsala län, Västernorrlands län, Västmanlands län, Västra Götalands län och Örebro län. Omslagsbild Kate Tronner tar jordprover från gravfältet i Greby, Bohuslän. Foto: Inga Ullén. Layout Jonas Skogsberg © 2007 Riksantikvarieämbetet 1:1 ISSN 1651-1298 ISBN 978-91-7209-490-1 Innehåll FÖRORD 1. SAMMANFATTNING 2. BAKGRUND 3. MÅL OCH ARBETSPLAN 4. MARKFÖRSURNING OCH NEDBRYTNING AV ARKEOLOGISKT MATERIAL 5. UTVALDA FORNLÄMNINGSOMRÅDEN 6. PROVTAGNING OCH DEPONERING ÅR 2006 7. ANALYSRESULTAT 8. DISKUSSION 9. PLANERAT FORTSATT ARBETE 10. LITTERATURHÄNVISNINGAR BILAGOR 6 7 8 9 10 13 18 19 25 28 29 Appendix 1 (Kontaktpersoner på länsstyrelserna år 2006) 32 33 34 Appendix 2 (Dokumentation i samband med provtagning) Appendix 3 (Analysmetoder) Förord Riksantikvarieämbetet har ett övergripande ansvar för att utveckla kulturmiljöarbetet mot de nationella miljökvali­ tetsmålen. Det övergripande ansvaret innebär bland an­ nat att fortlöpande övervaka och följa tillståndet för kul­ turmiljön, samt att utveckla och driva indikatorer. För detta ändamål har Riksantikvarieämbetet fått i uppdrag att i samråd med länsstyrelser och övriga berör­ da myndigheter utarbeta en långsiktig och strategisk kul­ turmiljöövervakning som redovisas i återkommande kul­ turmiljöbokslut. Syftet med kulturmiljöövervakningen är att långsiktigt och kontinuerligt samla in såväl kvantitativ som kvalitativ information om tillstånd och förändringar för kulturmiljön och kulturhistoriska värden. Enligt miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning ska de försurande effekterna av nedfall och markanvändning underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfal­ let av försurande ämnen ska heller inte öka korrosions­ hastigheten i tekniska material eller kulturföremål och byggnader. Riksantikvarieämbetet har valt att redovisa måluppfyllelse med hjälp av jordprovsanalyser som indi­ kator, i enlighet med det tidigare projektet Nedbrytning av arkeologiskt material i jord. Riksantikvarieämbetet har som en del av kulturmiljö­ övervakningen och miljömålsuppföljningen utarbetat ett övervakningsprojekt för att följa hur markförsurningen påverkar korrosionen av outgrävt arkeologiskt material. Mätningar skall utföras med åttaårsintervaller. I förelig­ gande rapport beskrivs syftet med projektet, de utvalda fornlämningsområdena, samt metoder för provtagning, deponering av provplåtar och kemisk analys. Vidare re­ dovisas 2006 års arbete och resultat. Metodutvecklingen har pågått i tre år och har möj­ liggjorts genom utvecklingsmedel från Miljömålsrådet. Projektledare har varit Anders G. Nord i samarbete med Kate Tronner och Inga Ullén. IVL och KIMAB (f.d. Kor­ rosionsinstitutet) har medverkat i metodutvecklingen, lik­ som länsstyrelserna i Skåne, Jönköping, Västra Götaland, Örebro, Södermanland, Uppsala, Västernorrland, Jämt­ land och Norrbottens län. Stockholm november 2007 Jan-Gunnar Lindgren, avdelningschef  Bara naturlig försurning 1. Sammanfattning Riksantikvarieämbetet deltar i nio av de sexton miljökva­ litetsmål som Riksdagen fastställt. I denna rapport redo­ gör vi för arbetet med miljömålet ”Bara naturlig försur­ ning”. Vi har genomfört en omfattande fallstudie med tonvikt på försurningens inverkan på outgrävt arkeolo­ giskt material. Vi har en god kunskap genom egna, tidi­ gare undersökningar om hur arkeologiska material bryts ned i jord (Kap. 4). Det ger nya aspekter vid diskussioner rörande bevarandefrågor rörande påverkan av försurande luftföroreningar i olika regioner och landskapsmiljöer i Sverige. Fallstudien baseras på indikatorer, enligt förslag från Riksantikvarieämbetets styrgrupp för miljömålsarbetet (2003). I samråd med nio länsstyrelser (Appendix 1) samt IVL och KIMAB (f.d. Korrosionsinstitutet) föreslog vi jordprover som lämpliga indikatorer för en kontinuerlig uppföljning, kompletterad med korrosionsmätningar in situ. Kontinuerlig uppföljning av resultat från andra myn­ digheter avseende deponering av försurande ämnen är en annan viktig del av arbetet. De senaste decennierna har depositionen av en del försurande ämnen minskat, men fortfarande återstår många problem. Det är uppenbart att infallsvinklarna för miljömålet i många avseenden är oli­ ka för naturvård och kulturmiljövård. Provtagningar av jord samt insamling av miljödata från 25 utvalda fornlämningsområden genomfördes inom pro­ jektet under 2006 inom följande regioner: Sydsverige in­ klusive Västkusten, Mälardalen, samt Norrland. De valda områdena representerar olika miljöbelastning, markför­ hållanden och arkeologi, samt ger en godtagbar geografisk spridning. På fyra platser deponerades vägda och märkta provplåtar (kolstål och koppar), som ska tas upp och ana­ lyseras år 2014, 2022 och 2030. Alla fysiska ingrepp har genomförts i samråd med länsstyrelserna och på ett sätt som inte påverkat fornlämningarna. Vi är mycket tack­ samma för all hjälp vi fått från de deltagande länsstyrel­ serna, samt för deras stora intresse för miljömålsarbetet. I denna rapport beskrivs syftet med projektet, de ut­ valda fornlämningsområdena, samt metoder för provtag­ ning, deponering och analys. Vidare redovisas 2006 års arbete och resultat. Kompletterande data från IVL bifo­ gas (IVL Svenska Miljöinstitutet, f.d. Institutet för Vat­ ten- och Luftvård). Våra uppmätta pH-värden överens­ stämmer tämligen väl med motsvarande data från IVL. Detta gäller trots att våra jordprover tagits på ett för arke­ ologiska föremål representativt, ytligare djup (20–40 cm). Störst markförsurning påvisades i västra Sverige, främst orsakad av globala luftföroreningar. Men även så långt norrut som i Härjedalen var jorden försurad. Troligen är det en följd av låg basmättnadsgrad, det vill säga marken tål inte ens den jämförelsevis låga depositionen inom re­ gionen. Detta område är naturligtvis särskilt viktigt att följa upp. I kalkhaltig mark (Skåne, Visingsö) är pH-vär­ det i stort sett neutralt tack vare kalkgrundens buffrande förmåga mot försurande ämnen. Även Frösön har kalk­ haltig mark som skyddar mot markförsurning. Höga hal­ ter av klorider, vilket ökar korrosionen på metallföremål, påvisades på Västkusten men även i Skåne. Orsaken till de höga kloridhalterna är sydvästliga vindar, som för med sig havssalt flera mil in i landet. Kombinationen av försurning och klorider i marken är naturligtvis särskilt allvarlig för arkeologiska metallföremål på Västkusten. Mätningar utförda av IVL visar att depositionen av sura svavelföreningar tycks minska för varje år. Numera har dock kvävets roll ökat i relativ betydelse, och på sikt kan det oorganiska kvävet komma att dominera mark­ försurningen. Situationen är allvarligare än man tidigare trott. En kontinuerlig uppföljning av markförsurningen är nödvändig eftersom många fornfynd är hotade. Fort­ farande överskrids den så kallade kritiska belastnings­ gränsen på många håll, framför allt på Västkusten med oförmånlig berggrund och stor global införsel av luftföro­ reningar. Den tidigare åsikten att arkeologiska fynd beva­ ras bäst i jorden måste ifrågasättas, framför allt i regioner med stor miljöbelastning. Anm. En andra rapport (del 2), som i detalj beskriver platserna för provtagning och deponering samt arbetsmetodik, kommer att i begränsad upplaga färdigställas under år 2008. Bara naturlig försurning  2. Bakgrund År 1999 fastställde Sveriges Riksdag 15 nationella miljö­ mål (numera: 16 miljömål), som ska vara uppnådda inom en generation, det vill säga ungefär 25 år (se Litteratur­ hänvisningen i Kap. 10). Nio av dessa berör kulturarvet. Miljömålet ”Bara naturlig försurning” avser försurning av mark, sjöar och vattendrag. Målet har formulerats en­ ligt följande: ”De försurande effekterna av nedfall och markanvändning ska underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen ska heller inte öka korrosionshastigheten hos tekniska material eller kulturföremål och byggnader”. Miljökvalitetsmålet har fyra specificerade delmål (SNV 2003:5317). Försurningen berör självfallet flora och fauna, men även vårt äldsta kulturarv, eftersom försurad mark visat sig ha skadlig inverkan på outgrävt arkeologiskt materi­ al. Dessa problem har tidigare studerats vid Riksantikva­ rieämbetet i ett nationellt projekt och ett EU-finansierat projekt (se Kap. 4 och 10). Statistisk multivariatanalys visade, att markförsurning är den dominerande faktorn bland många antropogena och ekologiska parametrar som påverkar nedbrytningen. Därför är det viktigt att föl­ ja förändringar i markkemin. Det är helt klart att en del av vårt äldsta kulturarv håller på att gå förlorat på grund av markförsurningen. För att se förändringar av miljöstatus inom fornläm­ ningsområden är jordprov lämpliga som miljöindikator. De måste tas på ett djup som är relevant för arkeologiska fynd, normalt ca 20–40 cm under markytan, d.v.s. avse­ värt närmare ytan än vad som gäller för de jordprover som IVL och SGU samlar in. Jordprovsanalyserna kom­ Figur 1. En av projektdeltagarna (Kate Tronner) i samspråk med en intresserad lantbrukare från bygden. Fornlämningen ”Hols Gärde” i Hols socken, Västergötland. Foto: Anders G. Nord pletteras med korrosionsmätningar in situ. Ett annat vik­ tigt komplement är data från IVL:s mätstationer avseende deposition av försurande ämnen (Kap. 8). Försurningen beror emellertid inte bara på depositionen, utan även på jordart, jordens kemiska sammansättning, topografi och vegetation. Miljöundersökningar utförda på representa­ tiva fornlämningar är därför viktiga för dessa studier. Den lokala förankringen förstärker medvetandet om det egna kulturarvets betydelse, eftersom befolkningen sannolikt har större intresse och känsla för miljöundersökningar som berör den egna hembygden, än för stora allmänna kartläggningar utförda av centrala myndigheter (Figur 1).  Bara naturlig försurning 3. Mål och arbetsplan Projektets syfte och mål är att utforma och implementera en plan för urval och bestämning av indikatorer för miljöpåverkan inom arkeologiska fornlämningsområden enligt miljömålet ”Bara naturlig försurning”. Som miljöindikator används jordprover från fornlämningsområden inom nio län, samt deponerade provplåtar för mätning av korrosionshastigheten. Huvudmålet har formulerats på följande sätt (Svenska Miljömål 2000): ”De försurande effekterna av nedfall och markanvänd­ ning skall underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen ska heller inte öka korrosionshastigheten i tekniskt material eller kulturfö­ remål och byggnader” Till huvudmålet hör fyra delmål: • delmål 1: Berör sjöar och rinnande vatten • delmål 2: Berör försurning av skogsmark: Före 2010 skall trenden mot ökad försurning av skogs­ mark vara bruten i områden som försurats av människan, och en återhämtning ha påbörjats. • delmål 3: Utsläpp av SO2 i Sverige år 2010 max 60 000 ton • delmål 4: Utsläpp av NO2 i Sverige år 2010 max 148 000 ton Figur 2. Planering av jordprovstagning vid gravfältet i Byestad (Vetlanda socken, RAÄ 53). Från vänster syns Anders Wallander (Länsstyrelsen i Jönköping), Ingvar Röjder (Länsmuseet i Jönköping) med GPS-mätutrustning, och Carola Bohm (Riksantikvarieämbetet). Foto: Kate Tronner. Provtagning av jord ska genomföras vart fjärde år fram till år 2030. Tidsintervallet är valt med tanke på projek­ tets kontinuitet och med hänsyn tagen till eventuell per­ sonalomsättning. Vid provtagningen dokumenteras data rörande fornlämningsområdet och dess närmaste omgiv­ ning: arkeologisk kontext, miljöpåverkan, klimat, geolo­ gi, markanvändning, topografi och vegetation. Insamling av jordprover och data sker i samarbete med respektive länsstyrelse och eventuellt länsmuseum. Bara naturlig försurning  4. Markförsurning och nedbrytning av arkeologiskt material Luftkvalitet och nedfall av försurande ämnen mäts regel­ bundet av IVL, SMHI, länsstyrelser och större kommu­ ner. Dessa mätningar är av stor betydelse för att man ska kunna följa miljöförändringar i olika regioner. Den nuva­ rande trenden är, glädjande nog, att nedfallet av sura sva­ velhaltiga föreningar i Europa minskar avsevärt för varje år, såväl lokalt som globalt (Barret & Bedge 1996; Hall­ gren et al. 2003). Dess värre är situationen mer bekymmersam i länder med kraftigt ökande industriproduktion och användning av svavelhaltiga bränslen, t.ex. Indien och Kina (Kuylen­ stierna et al. 2001). Trenden med minskande svavelutsläpp i Sverige illustreras av miljökartorna i Figur 3. Minskning­ en är en följd av krav på svavelfattigare och renare fossila bränslen, samt effektiv rökgasrening vid värmekraftverk och industrier. Vad gäller utsläpp av försurande kväveför­ eningar, främst från olika slags trafik, går minskningen av dessa betydligt långsammare, och i dagsläget utgör de ett större problem än svavelföreningarna. Självfallet finns en koppling mellan deposition av sura luftföroreningar och markens surhetsgrad. Men mark­ försurningen beror inte bara på den faktiska depositio­ nen, utan även på jordart, markkemi, topografi, vegeta­ tion och fornlämningens uppbyggnad. Kalkhaltig jord har god buffrande förmåga mot sura föroreningar. Barrskog, framför allt granskog, medför däremot en ökad försur­ ning av marken (se nedan). Arkeologiska föremål i gran­ skog löper således större risk än fynd i öppen terräng att förstöras i marken. En stor del av de hittills kända fornlämningsområden i Sverige ligger i relativt öppen terräng, exempelvis ängsoch hagmark, men på senare tid har fornlämningar i allt högre grad upptäckts i skogsmark bland annat som resul­ tat av projektet ”Skog och historia”. Av ovan nämnda an­ ledningar måste därför mätningarna av försurande depo­ sition kompletteras med jordprovsanalyser inom utvalda fornlämningsområden och korrosionsmätningar in situ. Den övervägande delen av markförsurningen har an­ tropogent ursprung. I Sverige dominerar de globala luft­ föroreningarna. Fortfarande överskrids på många håll, Figur 3. Årlig deposition av antropogent svavel (d.v.s. exklusive havssalter), uppmätt via krondropp under granar inom IVL:s krondroppsnät. Från IVL Svenska Miljöinstitutet, Publ. Nr. B1682, fig. 4 (Nettelbladh et al. 2006). 10 Bara naturlig försurning Figur 4. Markvattnets pH-värde (median) i granskogsmark under perioden oktober 1992–september 1995 (t.v.) respektive oktober 2002–september 2005 (t.h.). Från IVL Svenska Miljöinstitutet, Publ.Nr. B1682, fig. 15 (Nettelbladh et al. 2006). Figur 5. Två likartade bronsspännen från Birka, utgrävda 1993 (överst) respektive 1927 (under). Skillnaden i bevarandegrad är slående. Foto: Riksantikvarieämbetet. framför allt på Västkusten, den så kallade kritiska belast­ ningsgränsen, ett mått på vilken försurning marken tål. Utförliga diskussioner om detta har bland annat. publi­ cerats av Nilsson & Grennfelt (1988), Grennfelt & Thör­ nelöf (1992), Hettelingh et al. (1993), Posch et al. (2003), samt Hallgren Larsson et al. (2003). Sverige domineras av magmatiska bergarter täckta av ett tunt jordlager, det vill säga den kritiska belastningsgränsen är låg på de flesta håll. Västkusten är mest utsatt, med hög försurande depo­ sition (lokal och global) samt en känslig berggrund. I detta avseende är större delen av Sverige starkt missgynnat jäm­ fört med kalkrika regioner i Sydeuropa. Marken bedöms vara cirka tio gånger känsligare för försurning i Sverige än i länder med övervägande kalkrik berggrund. Det kan därför ta många decennier innan marken har återhämtat sig från en alltför hög försurning, och i det avseendet är många arkeologiska fynd hotade (Hallbäcken 1992; Hult­ berg & Skeffington 1998). Det försurande nedfallet avges till marken dels som våt­ deposition (regn och snö), dels som torrdeposition (ga­ ser, aerosoler, partiklar). De senare ämnena adsorberas på trädens blad och barr. Nederbörden sköljer av de sura ämnena, som hamnar på marken. Därför ger en mätning av deposition under träd (”krondropp”) högre värden än motsvarande mätning utförd på ett närliggande öppet fält. Omkring 1990 uppmättes nästan dubbelt så stort nedfall på granmark jämfört med ett öppet fält. Numera är det ca 20–30 procent högre deposition i granskog. Dessutom är barren i sig själva sura, vilket ytterligare förvärrar situa­ tionen. Kartor som visar pH-värdet i markvatten i skogs­ mark på 50 cm djup visas i Figur 4. Man ser tydligt, att framför allt i Syd- och Västsverige har försurningen mins­ kat mellan de uppmätta perioderna. Arkeologer i Sverige ser tydligt att de föremål som nu grävs fram generellt är i sämre skick än de som togs upp för 50–100 år sedan (Figur 5). Riksantikvarieämbetet har Figur 6. Medelvärde för ”nedbrytningsgraden” i en skala från 1 (välbevarat fynd) till 5 (mycket korroderat föremål). Histogrammet är baserat på ca 3000 bronsföremål, indelade i 10-årsintervall efter utgrävningsår/fyndår. Lösfynd och depåfynd är medtagna (vita staplar) respektive uteslutna (svarta staplar). Bara naturlig försurning 11 Tabell 1. Faktorer som påverkar nedbrytningen av brons, järn och ben. Brons- och järnföremål Anm: järn mer korroderat än brons Mycket stor påverkan: Stor påverkan: Måttlig påverkan: Liten påverkan: Stabiliserande effekt: Markförsurning Salt (klorider!), fukt, genomsläpplig gravöverbyggnad Sot, sandjord, granskog Lera, grus. Kalkhaltig jord, torv, mossar, organiskt material i jorden; skyddande arkeologisk överbyggnad Markförsurning, mikroorganismer i jorden Vattengenomströmning, fuktig jord Tidsfaktorn (äldre ben generellt sämre än yngre material) Sandjord, organiskt material i jorden Kalkhaltig jord Effekt av olika faktorer Arkeologiskt benmaterial under flera år studerat nedbrytningen av arkeologiska fö­ remål i två tvärvetenskapliga projekt (se Litteraturhän­ visningen i Kap. 10). I det första projektet (”Fynd och Miljö”) undersöktes föremål av brons och järn: ca 5000 föremål förvarade i museimagasin och 300 nyutgrävda metaller. Magasinsstudien bekräftade, att en stor del av nedbrytningen har ägt rum under de senaste femtio åren (Figur 6). Föremålen klassades visuellt enligt en skala från 1 till 5 beroende på nedbrytningsgrad, och ofta användes även röntgengenomlysning för bättre noggrannhet. Geo­ grafisk belägenhet, arkeologisk kontext, utgrävningsår och tillgängliga data rörande den närmaste omgivningen noterades för varje föremål. Metallerna från västkusten visade sig vara mest korroderade, och det var också där som nedbrytningen ökat snabbast. För projektets andra fas, det vill säga undersökningar från pågående arkeologiska utgrävningar, användes om­ kring 100 variabler för varje objekt, bland annat analys­ data för själva fyndet och den omgivande jorden, samt data för arkeologisk kontext, miljöpåverkan och den all­ männa omgivningen (geografi, topografi, markanvänd­ ning, vegetation med mera). Alla data bearbetades sta­ tistiskt med s.k. multivariatanalys. Det framgick då att ca 20% av variablerna hade en signifikant inverkan på ned­ brytningen, och av dessa var markförsurning den allvar­ ligaste faktorn (Tabell 1). Liknande resultat har erhållits från tidigare undersökningar av arkeologiska metallfynd (Tylecote 1979; Scharff 1993). De har också bekräftats av senare studier (Gerwin & Baumhauer 2000; Brinch Mad­ sen et al. 2002). Nedbrytningen av arkeologiskt benmaterial har stude­ rats i ett treårigt EU-finansierat forskningsprojekt med fyra deltagande nationer: Nederländerna, Sverige, Eng­ land och Italien. Projektet hade titeln ”The degradation of bone as an indicator in the deterioration of the European archaeological property. EU project ENV4-CT98-0712.” Några resultat från undersökningarna sammanfattas i Tabell 1. ­ För arkeologiska bronsartefakter spelar det inte så stor roll om de legat i jorden i 300 eller 3000 år – merparten av korrosionen har tillkommit under det senaste seklet. Ben­ material är mer svårtolkat, av flera skäl. Sammansättning­ en är mycket komplex, med oorganisk kalciumhydroxy­ apatit som huvudbeståndsdel, men det finns även andra fosfater, samt organiskt material såsom kollagen och yt­ terligare några proteiner, vatten, hålrum och sprickor. Dessutom orsakas nedbrytningen till viss del av mikroor­ ganismer, vilkas levnadsbetingelser beror på markkemin. Benmaterialet kan också ha påverkats av för oss okända faktorer såsom sjukdomar, begravningsritualer, matvanor med mera. Av dessa anledningar blev resultatet inte lika tydligt som för metallprojektet. Det svenska benmateri­ alet visade sig emellertid vara sämst bevarat, medan det italienska var bäst p.g.a. den kalkrika marken. Generellt sett tycks markförsurning och mikroorganismer ha störst inverkan på nedbrytningen av benmaterial. En kontinu­ erlig uppföljning av markförsurningen är således av stor betydelse för att kunna göra prognoser om framtida beva­ rande i jorden. 12 Bara naturlig försurning 5. Utvalda fornlämningsområden Inom ramen för det aktuella projektet besöktes under år 2005 nio länsstyrelser. Det resulterade i förslag på 70 fornlämningsområden, varav 25 slutligen valdes ut i sam­ råd med länsstyrelserna. Vid urvalet eftersträvades god spridning avseende miljöbelastning, geologi, topografi, vegetation, markanvändning, klimatförhållanden, forn­ lämningstyp och tidsperiod, samt en godtagbar geografisk fördelning. Ett viktigt kriterium var att fornlämningen sannolikt inte kommer att grävas ut under detta sekel. De utvalda miljöerna är gravar, gravfält och boplatser av stor kulturhistorisk betydelse, samt en medeltida anläggning (Riseberga klosterruin; Figur 7). För att kunna studera global markförsurning orsakad av sydvästliga vindar, har vi koncentrerat områdena till ett bälte från västkusten ge­ nom Västergötland, Småland och Örebro län, upp mot Mälardalen och Östkusten. Som referenser för bland an­ nat skogsmiljöer ingår områden i Norrland (Tabell 2 och Figur 8). De utvalda områdena från Skåne län karakteriseras av att de ligger i ett slättlandskap och till största delen är över­ plöjda boplatskomplex. Boplatserna Uppåkra, Järrestad och Västra Karaby är så omfattande till sin storlek att de sannolikt kommer att ligga kvar i framtiden. Viss ytplock­ ning av upplöjda fynd eller med hjälp av metalldetektor kan dock förväntas ske vid Uppåkra (utanför Lund). Min­ dre delar av de tre boplatserna har undersökts, vilket vi­ sar att de huvudsakligen kan dateras till järnåldern, men även äldre fynd och anläggningar har påträffats. Boplat­ sen i Järrestad är ca 260 x 150m. Här finns lämningar från stenålder, bronsålder och (huvudsakligen) tidig järnålder. Bland annat har arkeologerna påträffat rester av brand­ gropar, gropar, härdar, pinnhål och långhus. I anslutning till en av boplatserna undersöktes under åren 1999–2000 en rik kvinnograv från 300-talet. I närområdet finns även andra fornlämningar. Nära Västra Karaby finns mäktiga bronsåldershögar (Karaby backar) som höjer sig över de omgivande slätterna och är ett av de få naturområden som finns i fullåkerslandskapet. Här finns en rik flora av bl.a. backsippa och mandelblom. Figur 7. Anders Kritz och Maria Olsson från länsstyrelsen torvar av grässvålen inför provtagning av jord intill klosterruinen Riseberga i Örebro län. Foto: Inga Ullén. Figur 8. Kartan visar de 25 fornlämningsområden som ingår i studien (Riseberga och Lekebacken representeras av samma punkt). Deponering av plåtar har gjorts vid Uppåkra, Greby, Sikhjälma och Vuollerim. Bara naturlig försurning 13 Tabell 2. Sammanställning av de 25 utvalda fornlämningsområdena. Län Skåne Fornlämningsområden Uppåkra (RAÄ 5:1, boplats) Järrestad (RAÄ 50:1, boplats) Västra Karaby (RAÄ 39:1, boplats och gravar) Jönköping Smålandsstenar (Villstad RAÄ 52:1, gravfält) Byestad (Vetlanda RAÄ 53:1, gravfält) Visingsö (RAÄ 10:1, 11:101–102, 20:1, gravfält) Västra Götaland Greby (Tanum RAÄ 734:1, gravfält) Herrestad (RAÄ 14:1, gravfält) Pilarne (Tjörn RAÄ 105:1, gravfält) Hols gärde (Hol RAÄ 4:1, gravfält) Dimbo (RAÄ 6:1, 7:1, gravfält) Örebro Örebro (Almby RAÄ 19:1, gravfält) Lekebacken (Kumla RAÄ 35:1, gravfält) Riseberga kloster (Edsberg RAÄ 30:1, klosterruin) Södermanland Uppsala Fagerhult (Trosa–Vagnhärad, RAÄ 112:1, gravfält) Tumbo (RAÄ 48:1, gravfält) Gamla Uppsala (Uppsala RAÄ 123:1, gravfält, boplats) Vånsjöåsen (Torstuna RAÄ 101:1, gravfält) Sikhjälma (Hållnäs RAÄ 128:1, gravfält) Västernorrland Jämtland Tuna (RAÄ 7:1, grav- och boplatsområde) Ljungdalen (Storsjö RAÄ 74:1–2, gravar) Vikarsjön (Hede RAÄ 163:1–3, gravar) Frösön (RAÄ 80:1–2, gravfält). Norrbotten Galtisjaure (Arjeplog RAÄ 2330:1, härd) Vuollerim (Jokkmokk RAÄ 1292, boplats) Huvudsaklig datering Järnålder Sten- till äldre järnålder Brons- till järnålder Järnålder Yngre järnålder Äldre till yngre järnålder Järnålder Yngre järnålder Järnålder Brons- till yngre järnålder Yngre järnålder Yngre järnålder Yngre järnålder Medeltid Brons- till järnålder Järnålder Järnålder Järnålder Järnålder Järnålder Yngre järnålder Järnålder Järnålder Järnålder till historisk tid Stenålder Anm. En utförligare beskrivning har redovisats i den tidigare lägesrapporten av A. G. Nord, I. Ullén & K. Tronner: ”Fornlämningsområden som indikatorer för miljömålet Bara naturlig försurning”. RAÄ/AT, Stockholm, Rapport maj 2006, pp. 1–35. Från Jönköpings län är tre gravfält utvalda, belägna i Smålandsstenar och Byestad samt på Visingsö. De ligger i sand- och moränmark, på hag-, betes- eller tomtmark. Samtliga ingår i länets fornvårdsprogram, och inga fram­ tida exploateringar är planerade. Både i Byestad och på Visingsö är gravfälten mycket stora med ca 300 respektive 800 gravar. Ungefär hälften är högar, resten är stensätt­ ningar med olika former och resta stenar. I Byestad nära Vetlanda finns en ovanlig, sexuddig stensättning som är 38 meter i diameter med 15 meter långa uddar. Det myt­ omspunna gravfältet vid Smålandsstenar består av en rest sten och fem ståtliga domarringar som gett namn åt orten. Intill gravfältet ligger samhällets hembygdsgård. Mindre skador i form av täkter eller kantskador från vägar finns på gravfälten. I Västra Götalands län är fornlämningsplatser valda både från Bohuslän och Västergötland. I Bohuslän ligger två av gravfälten på fastlandet och ett på ön Tjörn. Det sistnämnda, Pilarne, är beläget i en svacka mellan två berg i moränmark. Gravfältet används som betesmark. De ca 80 gravarna består huvudsakligen av stensättningar men även domarringar, högar och resta stenar förekommer. Herrestad och Greby ligger också på moränmark. Båda är fornvårdsobjekt. Det mäktiga Gre­ bygravfältet (Figur 10) utmärks särskilt av de omkring 40 resta stenarna som är upp till 4,5 meter höga och resta på ett antal av de ca 120 högarna. Dessutom finns ca 50 sten­ sättningar. Det fantasieggande intrycket förstärks av att gravfältet ligger på en ljunghed. Gravfältet vid Herrestad består av stensättningar, högar, resta stenar och en domar­ ring. Det anses vara en av länets värdefullaste fornminnes­ lokaler, och år 1996 genomfördes kemisk analys av mar­ ken (se Kap. 8). Väg E6 skär genom landskapet endast 20 meter väster om gravfältet. En mindre del av gravfältet är utgrävt medan resterande del kommer att bevaras för framtiden. Från Västergötland är två gravfält utvalda (Dimbo res­ pektive Hols Gärde). Gravfältet i Dimbo är Västergöt­ lands största med ca 300 gravar, varav 240 är högar och resten stensättningar. Gravfältet vid Hols Gärde är min­ 14 Bara naturlig försurning dre med sina ca 140 gravar, bestående av högar och sten­ sättningar samt en rest sten. Runt gravfältet finns enstaka större högar, sannolikt från bronsåldern. (Figur 1). Båda gravfälten ligger på grusåsar eller moränryggar, använda som betesmark. Dimbogravfältet är i dag ett fornvårds­ objekt. De utvalda områdena från Örebro län är två gravfält och en klosterruin. Gravfälten ligger på krön och slutt­ ningar av moränryggar. På det ena gravfältet, den natur­ skönt belägna Lekebacken, finns 110 gravar huvudsak­ ligen bestående av stensättningar men också ett 30-tal högar, en domarring, en rest sten och ett röse. Röset är ett av Närkes största. På det andra gravfältet vid Almby (inom Örebro stad) finns 160 gravar, bestående av högar och stensättningar. Båda platserna kan huvudsakligen da­ teras till yngre järnålder, även om äldre inslag finns. De är fornvårdsobjekt och Lekebacken, som i dag används som beteshage, ingår i ett riksintresseområde. Den med­ eltida klosterruinen Riseberga ligger på en höjdrygg och vårdas som park med gräsmattor och enstaka lövträd. År 1546 eldhärjades klostret, vilket lade byggnaderna i rui­ ner. Några smärre undersökningar har genomförts från 1830-talet och framåt bl.a. för att lokalisera murar och fastställa byggnadsdetaljer, men några större ingrepp är inte planerade. Från Södermanlands län är två fornlämningsområden utvalda, ett grav- och boplatskomplex från bronsåldern vid Fagerhult i närheten av Vagnhärad, och ett järnålders­ gravfält vid Tumbo. I Fagerhult finns ett mäktigt gravröse på en moränhöjd och många små stensättningar marke­ rade av en stenkrets. Inre fyllning av sten saknas. Bosätt­ ningsspåren består bland annat av nio stora skärvstens­ högar. Fornlämningsområdet ligger på en åkerholme och omges delvis av överodlade gravfält från järnåldern. Hela området ingår i ett av Trosa kommun planerat naturreser­ vat. Gravfältet vid Tumbo ligger på en ås på ömse sidor riksvägen mellan Västerås och Eskilstuna. Här finns cir­ ka 350 högar, drygt 120 stensättningar och cirka 25 resta stenar. I trakten runt gravfältet finns hålvägssystem, forn­ borgar, runstenar och gravar. Gravfältet ingår i ett riks­ intressområde. Från Uppsala län är järnåldersgravfälten Vånsjöåsen, Sikhjälma och Gamla Uppsala utvalda. Vid Vånsjöåsen och Sikhjälma finns vardera ett 50-tal stensättningar med olika former. Gravfältet vid Vånsjöåsen är vackert belä­ get i hagmark på krönet av en rullstensås med magnifik utsikt över det omgivande flacka landskapet. Det sandiga markunderlaget är gynnsamt för fjärilar och vildbin, och här finns sannolikt länets största population av backsip­ pa. Området har sedan länge använts som ängs- och hag­ mark; övergivna torpgrunder finns kvar utanför gravfäl­ tet. Vånsjöåsens naturreservat omger gravfältet på båda sidor. Gravfältet vid Sikhjälma i norra Uppland ligger mel­ lan flacka bergklackar med låg höjd över havet och in­ Figur 9. Markus Jonsson (länsstyrelsen i Skåne län) gräver sig ned till ett lämpligt provtagningsdjup under markytan på järnåldersboplatsen Järrestad, intill vägen mot Simrishamn. Foto: Inga Ullén. Figur 10. Gravfältet i Greby i Tanums socken är ett av länets fornvårdsobjekt. Det ger ett suggestivt intryck med sina höga resta stenar. Foto: Anders G. Nord Figur 11. Maria Olsson tar jordprover intill domarringen på Lekebacken, Örebro län. Foto: Inga Ullén. Bara naturlig försurning 15 Figur 12. Gravarna i det ålderdomliga kulturlandskapet vid Sikhjälma tillhör genom sina dåligt övertorvade stenkonstruktioner en fornlämningskategori som är särskilt utsatt för försurande nedfall. Foto: Inga Ullén. gick under yngre järnålder i ett skärgårdslandskap. I dag används gravfältet som hagmark, och är en del av ett ål­ derdomligt kulturlandskap med de kända Lingnåre- och Barknårekomplexen gränsande mot söder. Det välkända gravfältet vid Gamla Uppsala är ett av Upplands största och ingår i ett riksintresseområde. På platsen finns också husterrasser och hålvägar, liksom Gamla Uppsala kyrka och ett museum. I Gamla Uppsala finns förutom stensätt­ ningar och resta stenar ca 150 högar. De tre så kallade kungshögarna ligger på krönet av Uppsalaåsen och de öv­ riga gravarna på sluttningarna av rullstensåsen. Området används i dag som hagmark och är bevuxet med enstaka, glest stående lövträd. Från Västernorrlands län är ett fornlämningsområde utvalt, boplats- och gravkomplexet vid Tuna, ca 2 mil syd­ väst om Sundsvall. Det är från järnåldern och ligger högt i ett väl synligt läge på en sluttning mot sjön Marmen. Både gravar och husterrasser finns, och komplexet är ett av de bästa exemplen på en fullständig större järnåldersgård i Medelpad. På platsen som är vårdad växer blandskog. Gravarna består till övervägande delen av högar, varav en storhög. Nära husterrasserna finns spår av tidigare röjda och odlade ytor, stensträngar och odlingsrösen. Formen på gravarna visar att gården troligen existerat under lång tid, kanske från äldre järnåldern. Från Jämtlands län är tre fornlämningsområden med gravar utvalda. Vid två av dem, Ljungdalen och Vikar­ sjön i västra Härjedalen, finns gravgrupper i form av hö­ gar respektive så kallade insjögravar. De senare är typiska skogsgravar och brukar främst räknas till järnåldern. De ligger nära ett sommarstugeområde på en låg strandås av morän intill Vikarsjön, med en omgivande vegetation av barrträd, ljung, lava och kråkbär. Högarna vid Ljungda­ Figur 13. Här mäter Björn Oskarsson från Länsstyrelsen i Jämtlands län in provgropar på ett Frösögravfält tillsammans med Kate Tronner. Foto: Anders G. Nord Figur 15. Inga Ullén tar jordprover från stenåldersboplatsen i Vuollerim (Jokkmokks socken, RAÄ 1292). Foto: Anders G. Nord 16 Bara naturlig försurning Figur 14. Gunilla Edbom från länsstyrelsen i Norrbottens län och Anders Nord på väg till en av härdarna i Galtisjaure, Arjeplogs socken. Fornlämningsområdet syns som en förhöjning i mitten av bilden. Foto: Inga Ullén. len ligger intill en hembygdsgård och vegetationen är gles fjällbjörkskog. De är ca 10 meter i diameter och ungefär en meter höga. Troligen tillhör de den yngre järnåldern. Det tredje utvalda fornlämningsområdet är ett gravfält på Frösön, bestående av gravhögar på kalkrik mark. I områ­ det finns även spår av äldre odling. De två utvalda fornlämningarna från Norrbottens län är boplatser, i Galtisjaure (Arjeplogs socken) respektive Vuollerim. Boplatsspåren i Galtisjaure utgörs av glest pla­ cerade ovala härdar. De ligger i kuperad moränmark be­ vuxen med barrskog. Ursprungligen har härdarna troligen legat inne i kåtor, uppbyggda av torv eller annat material. Härdarna är omkring en meter breda och en till en och en halv meter långa. De har synliga kantstenar. Med led­ ning av fynd som järnknivar, eldstål, metallbleck och te­ nar från andra områden dateras härdarna i många fall till järnåldern. De är en av de vanligaste fornlämningstyperna i fjäll- och skogsområdet i Norrlands inland (Figur 14). Stenåldersboplatsen i Vuollerim ligger i flack, barrskogs­ bevuxen terräng (Figur 15). Inom området finns synliga spår av fyra hus och flera fångstgropar. Husen avtecknar sig som ovala fördjupningar i markytan, 5–6 meter breda och 11–12,5 meter långa, omgivna av låga vallar. Mindre delar av platsen är undersökta och har gett fynd av bland annat obrända och brända djurben från älg, bäver, skogs­ fågel och fisk. Platsen är C-14-daterad till stenålder, ca 4800–2200 f. Kr. I närheten finns ett besökscenter, ”Vuol­ lerim 6000”. Bara naturlig försurning 17 6. Provtagning och deponering år 2006 Jordproverna Inom varje utvalt fornlämningsområde togs jordprover från två eller tre ställen. Provtagningsplatserna ritades in på en plan över fornlämningsområdet och dokumentera­ des. Provtagningsgroparna ligger mellan fornlämningar­ na, eller i utkanten av området. Ingen åverkan har gjorts på själva fornlämningarna. Kartor och foton kommer att redovisas i detalj i del 2 av denna rapport (2008). Vid provtagningen användes spade för att ta bort den översta jordtorvan, därefter skärslev. Varje jordprov (200–300 gram) togs på ett för fornlämningstypen san­ nolikt fynddjup, vanligen ca 20–40 cm under markytan. Om gropen inom detta djup uppvisade flera jordhorison­ ter, togs prover (med något undantag) endast från en hori­ sont, det vill säga en jordtyp. Provtagningsdjupet notera­ des, och gropens profil dokumenterades. Stenar och rötter undveks, men förekomst av sådana noterades. I samband med provtagningen dokumenterades omgivande miljö (Appendix 2). Alla jordprover förvarades svalt i tillslut­ na plastpåsar före analysen. Efter analysarbetet kommer samtliga torkade jordprover att sparas tills projektet är avslutat. Figur 16. Kia Niklasson Bonander från Länsstyrelsen i Uppsala län och Anders Nord tar jordprover nedanför Uppsala högar. I bakgrunden syns en del av Uppsalaslättens jordbrukslandskap. Foto: Inga Ullén. Deponering av metallprover Deponering av metallprover är betydelsefull, eftersom den möjliggör att effekten av markens korrosiva egenskaper explicit kan fastställas. Av praktiska och ekonomiska skäl begränsades deponeringen till fyra områden: Uppåkra i Skåne, Greby i Bohuslän, Sikhjälma i Norra Uppland, och Vuollerim i Lappland. I projektet har 36 provplåtar av koppar och lika många av kolstål använts, framtagna av KIMAB (före detta Korrosionsinstitutet). De har måtten 10 x 10 cm2 (tjocklek 3 mm för kolstål, 1 mm för koppar). Före deponering märktes de genom hålborrning enligt ett specifikt mönster, och vägdes. Inom varje utvalt fornläm­ ningsområde grävdes tre gropar, och i var och en av dessa deponerades tre plåtar av varje metall, hopbundna med ett nylonsnöre. Plåtarna sköts in vertikalt i den opåver­ kade jorden, på ett djup som motsvarar en hypotetisk nivå för tänkbara arkeologiska fynd (Figur 17). Från groparna togs även jordprover. Vart åttonde år planeras en upptag­ ning (se Kap. 9). Figur 17. Sex provplåtar deponerade i en grop intill en boplats i Sikhjälma. Foto: Inga Ullén. Anm. Före provtagning och deponering av metallprover för kor­ rosionsförsök begärde vi och fick skriftliga tillstånd från respek­ tive länsstyrelse och samtliga berörda markägare. Tillstånd mås­ te på nytt begäras för alla framtida jordprover, d.v.s. nästa gång år 2010. Detaljerade anvisningar rörande provtagning av jord och hantering av de deponerade provplåtarna redovisas i näst­ följande rapport, som färdigställs år 2008. 18 Bara naturlig försurning 7. Analysresultat Analyserna omfattar geologiska, kemiska och fysikaliska undersökningar. För närvarande finns naturligtvis enbart data för 2006 års jordprover, men dessa resultat kan till viss del relateras till nedfallsdata från IVL, åtminstone 10 år bakåt i tiden (Kap. 8). De ger då en tydligare trend för deponeringen av försurande ämnen i närheten av de olika fornlämningsområdena. Geologiska data presenteras i Tabell 4. Den geologis­ ka klassningen baseras på Attenbergs skala (Fredén 1994; Lindström et al. 2000) med följande jordarter, från finare till grövre kornstorlekar: lera, mjäla, finmo, grovmo, fin­ sand, mellansand, grovsand, fingrus, grus, sten (se Tabell 3). Morän innehåller olika kornstorlekar. Blandningar av jordarter kan i Tabell 4 anges till exempel som ”sandig moig morän”, eller ”grovmo med grus och småsten”. Fö­ rekomst av andra material såsom rötter, musselskal, tegel­ bitar, småsten eller liknande har noterats, liksom jordens färg. Efter torkning har samtliga jordprover siktats. Anm. Endast material < 2 mm har använts för de kemiska ana­ lyserna. Procentfördelningen för alla mineralkorn i ett jordprov med en diameter mindre än 2 mm anges i Tabell 4, och ger en viss uppfattning om kornstorleksfördelningen. Tabell 3. Kornstorleksindelning för de vanligaste jordarterna enligt Attenbergs skala (cf. Fredén 1994; Lindström et al. 2000). Korngruppsbenämning Lera Finmjäla Grovmjäla Finmo Grovmo Mellansand Grovsand Fingrus Grovt grus Sten Block Kornstorlek < 0.002 mm 0,002–0,006 mm 0,006–0,02 mm 0,02–0,06 mm 0,06–0,2 mm 0,2–0,6 mm 0,6–2 mm 2–6 mm 6–20 mm 2–20 cm > 2 dm Figur 18. Anders Nord påbörjar analysarbetet med ­jordproverna från Södermanland. Flertalet analyser genomfördes på Riksantikvarieämbetets kemilaboratorium (Antikvarisk-Tekniska avdelningen). Foto: Kate Tronner. ­ Tabell 5 är en sammanställning av kemiska data för jordproverna. Analysmetoderna är beskrivna i Appen­ dix 3. Resultat efter inaskning (L.o.i. wt %), det vill säga viktsförlust efter upphettning, avspeglar halten organiska ämnen i jordprovet. De kan bestå av humusämnen eller ofullständigt nedbrutna växtdelar. Våra tidigare under­ sökningar har visat, att organiskt material (> 10 %) tycks ha en viss bevarande effekt på arkeologiska metallföre­ mål (Tabell 1 i Kap. 4). Surheten har bestämts genom pHmätning på vattenlakade prov. Markförsurning är som tidigare nämnts den viktigaste nedbrytningsfaktorn för metaller och benmaterial. Konduktiviteten (mS/m, d.v.s. milliSiemens per meter) är ett mått på halten av vattenlös­ liga salter i jorden. Av dessa har klorid- och sulfathalterna bestämts separat. ”BASM” står för basmättnadsgrad (se Kap. 8 och Appendix 3). Resultaten i Tabell 5 visar att jorden år 2006 var starkt Bara naturlig försurning 19 försurad inom ett flertal fornlämningsområden. Även i Norrland var marken på många håll försurad. Den kalk­ rika jorden i Skåne samt på Visingsö och Frösön neu­ traliserar de försurande depositionerna på grund av sin buffrande effekt (hög basmättnadsgrad). De oväntat höga pH-värdena i Riseberga, Örebro län, kan förklaras av kalkhaltigt byggnadsmaterial i jorden. Även gravfäl­ tet Pilarne på Tjörn har till stor del skonats från effek­ terna av surt regn tack vare att det i jorden finns rester av kalkhaltiga musselskal. Detta var något som vi inte kände till i förväg, utan iakttog först vid själva provtagningen. Resultatet är inte desto mindre intressant ur bevarande­ synpunkt för fornlämningar i vissa delar av Västsverige. Höga halter av klorider påvisades framför allt i Skåne och på Västkusten, i huvudsak orsakade av salta havsvindar. Även vägsaltning och en del industrier har gett förhöjda värden av vattenlösliga klorider (och även sulfater). Tabell 4. Geologiska data för jordproverna. Från en del gropar för deponering togs inget jordprov (A-3, B-3 m.fl.) LÄN Skåne Län Socken Uppåkra Fornlämning Uppåkra RAÄ-nr RAÄ 5 Jordprov Dep. UPP 1 UPP 2 A-1 A-2 A-3 UPP 4 V. Karaby V. Karaby RAÄ 39 KAR1 KAR 2 Järrestad Järrestad RAÄ 50 JÄR 1 JÄR 2 Jönköpings Län Villstad Smålandsstenar RAÄ 52 SMÅ 1 SMÅ 2 SMÅ 3 Vetlanda Byestad RAÄ 53 BYE 1 Mörkgrå, fint, en del småsten. Umbra, fint; ngt småsten o rötter Umbra, fint; småsten. Beigebrunt, fint m småsten. Beigebrunt, fint m småsten. Fint, umbrafärgat Fint, umbrafärgat Fint, umbrafärgat, ngt småsten Grovt, Sienafärg. Småsten o rötter Grovt, Sienafärg. Småsten o rötter Grovt, Sienafärg. Småsten o rötter Grovt, umbrafärg; mkt småsten Grovt, umbrafärg; mkt småsten Grovt, umbrafärg; mkt småsten B-1 B-2 B-3 GRE 4A GRE 4B gråbrunt, medelgrovt, grus, stenar Gråbrunt, grus, rötter 80% 72% Grovsand (ej klassad) Gråbrunt, medelgrovt, stenar Gråbrunt, medelgrovt 80% 97% 92% 74% 72% 99% 97% 93% 58% Mjäla samt något mo och lera Grovmo Grovmo och mellansand Mjäla med något lera Mjäla med något lera Grovmo, ngt org. mtrl samt rötter Grovmo, ngt org. mtrl samt rötter Grovmo, ngt finmo och rötter Moig sandig morän, ngt rötter (träkol?) Moig sandig morän, ngt rötter Sandig morän (mest mellansand) Sandig morän (sand, grus) Sandig morän (mest mellansand) Grusig sandig morän Finsand och mellansand Mellansand och grovmo Färg m.m. Grå, fint, småsten. Kalk Grå, fint, småsten. Kalk < 2 mm 55% 70% Geologisk klassning Fin moig mjäla Lerig mjäla BYE 2 BYE 3 Visingsö Visingsö RAÄ 10,11,20 VIS 1 VIS 2 VIS 3 Västra Götalands Län Tanum Greby RAÄ 734 GRE 1 GRE 2 72% 57% 67% 74% 49% 71% 81% 20 Bara naturlig försurning LÄN Socken Herrestad Fornlämning Herrestad RAÄ-nr RAÄ 14 Jordprov Dep. HERR 1 HERR 2 Färg m.m. Mörkbrunt, inhomogent Mörkbrunt, inhomogent Gråbrunt, en del småsten, rötter Mörkgrått, småsten Medelgrovt. Kalk från snäckskal Umbra, medel. Småsten, rötter. Umbra, medel. Småsten, rötter. Mörkbrunt, medelkornigt. Mörkbrunt, medelkornigt; rötter. Grovt, mörkgrått Grovt, mörkgrått Grovt, mörkgrått Medelgrovt, gråsvart, ngt rötter Medelgrovt, gråsvart, småsten Medelgrovt, mörkgråbrunt, småsten Grov, mörkgrått. Antropogent, kalk Mörkgrått m kalk, tegel, småsten mm Brunsvart, inhomogent, rötter mm Brunsvart, inhomogent, rötter mm Brunsvart, inhomogent, rötter mm Brun; litet rötter och småsten Brunt; mycket småsten Medelgrovt, gråsvart, småsten Brunt, mycket småsten o grus Medelgrovt, gråsvart, småsten Grovt, gråsvart, sten, grus, rötter < 2 mm 80% 83% 76% 79% 87% 89% Geologisk klassning Finmo och något grovmo Finmo och något grovmo Grovsand och mellansand Mellansand med något grovsand Mellansand (snäckskal = kalk) Grovmo, mellansand, org. mtrl o rötter Grovmo, organiskt material Grovmo, mellansand. Spår av org. mtrl. Grovmo, organiskt material, rötter Moig sandig morän, rötter Moig sandig morän, rötter Moig sandig morän, rötter Grovmo med ngt finmo, rötter Finmo med ngt grovmo; rötter Moig sandig morän Grovmo, grus, småsten, kalk, aska Grovmo, grus, småsten, kalk, aska, tegel Lerig mjäla Finkornig morän (finmo, småsten mm) Mo, mjäla, sand, smågrus, snäckskal Finsand, ngt röttre o växtdelar Sandig moig morän (mest mellansand) Grov mo Grovsand med ngt grus o rötter Grovmo med litet sand Finmo med grovmo, mjäla, småsten; org. mtrl Klövedal, Tjörn Pilarne RAÄ 105 PIL 1 PIL 2 PIL 3 Hol Hols gärde RAÄ 4 HOL 1 HOL 2 Dimbo Dimbo RAÄ 7 DIM 1 86% 99% DIM 2 Örebro Län Örebro stad Almby RAÄ 19 ÖRE 1 ÖRE 2 ÖRE 3 Kumla Lekebacken RAÄ 35 LEK 1 LEK 2 LEK 3 Edsberg Riseberga RAÄ 30 RIS 1 RIS 2 93% 82% 81% 79% 92% 82% 68% 64% 63% Södermanlands Län Trosa-Vagnhärad Fagerhult RAÄ 112, 131 VAGN 1 VAGN 2 70% 69% VAGN 3 Tumbo Tumbo RAÄ 48 TUM 1 TUM 2 Uppsala Län Gamla Uppsala Gamla Uppsala RAÄ 123 GU 1 GU 2 GU 3 Torstuna Vånsjöåsen RAÄ 101 VÅN 1 65% 92% 77% 80% 60% 69% 33% Bara naturlig försurning 21 LÄN Socken Fornlämning RAÄ-nr Jordprov Dep. VÅN 2 Färg m.m. Mörkbrunt, gråsvart, småsten, rötter < 2 mm 81% Geologisk klassning Finmo, mjäla, litet rötter Sand och grus; rötter Sand och grus; rötter Sand och grus Finkornig morän Moig morän (hela skalan mjäla till fingrus) Moig morän, mest grovmo Finmo, ngt mjäla Moig morän, litet rötter Grovmo med ngt finmo Sandig moig morän. Träkol! Mellansand och grovsand Mellansand och grovsand Grovmo, ngt mellansand, rötter Mjäla, lera, finmo; rötter Sandig moig morän; rötter Moig morän (mest grovmo), rötter, barr Moig morän (mest grovmo), rötter, barr Grovsand med litet rötter Hållnäs Sikhjälma RAÄ 128 SIK 1 SIK 2 SIK 3 C-1 C-2 C-3 Mycket grus, brunt. Småsten mm Grovt, brunt; småsten, rötter Grovt, brunt; småsten, rötter Grovt, gråsvart, ngt sten+rötter Grovt, gråsvart, småsten Grovt, gråsvart, småsten, rötter Fint, ljusgrått. Småsten, pinnar Fint, ockrafärgat, några stenar Fint, ljusgrått, enstaka rötter Mörkgrått, grovt, mycket sten, barr Medelgrovt, ockrafärgat Ljusgrått, medelgrovt Medelgrovt, Sienafärg, mkt rötter Grovt, mörkgrått, rötter Grovt, Siena-färg, småsten o rötter Grovt, ockrafärg, småsten, rötter Grovt, ockrafärg, småsten, rötter 55% 57% 70% 62% 69% Jämtlands Län Frösön Frösön RAÄ 80 FRÖ 1 FRÖ 2 FRÖ 3 Storsjö, Härjedalen Ljungdalen RAÄ 7 LJU 1 LJU 2 LJU 3 Hede, Härjedalen Vikarsjön RAÄ 163 VIK 1 VIK 2 VIK 2B Västernorrlands Län Tuna Tuna RAÄ 7 TUNA 1 TUNA 2 TUNA 3 Norrbottens Län Arjeplog Galtisjaur RAÄ 2330:1 ARJ 1 53% 63% 71% 99% 53% 90% 96% 82% 87% 68% 66% ARJ 2 71% Jokkmokk Vuollerim RAÄ 1292 VOL 1 D-1 D-2 D-3 Medelgrovt, brungrått, barr 95% VOL 4 Medelgrovt, Sienafärgat 98% Mellansand med litet rötter 22 Bara naturlig försurning Tabell 5. Kemiska data för jordproverna. Jordprov UPP 1 UPP 2 UPP 4 KAR1 KAR 2 JÄR 1 JÄR 2 SMÅ 1 SMÅ 2 SMÅ 3 BYE 1 BYE 2 BYE 3 VIS 1 VIS 2 VIS 3 GRE 1 GRE 2 GRE 4A GRE 4B HER 1 HER 2 PIL 1 PIL 2 PIL 3 HOL 1 HOL 2 DIM 1 DIM 2 ÖRE 1 ÖRE 2 ÖRE 3 LEK 1 LEK 2 LEK 3 RIS 1 RIS 2 VAGN 1 VAGN 2 VAGN 3 TUM 1 TUM 2 GU 1 GU 2 GU 3 L.o.i. wt % 6,8 6,6 5,8 1,7 1,2 4,0 3,1 4,6 5,1 5,6 9,5 5,6 7,8 8,0 3,7 4,2 1,3 1,6 4,6 2,4 7,5 7,4 6,0 5,9 6,5 8,4 4,4 4,7 4,0 5,2 6,6 4,9 14,8 15,2 7,4 15,9 12,0 3,3 8,5 8,6 2,6 1,3 8,6 9,4 7,5 pH(w) (pH) 7,5 7,6 7,6 5,5 5,7 5,9 6,0 7,3 6,1 6,1 5,5 5,3 5,4 6,0 5,9 5,9 5,0 5,4 5,2 5,2 4,6 4,8 5,5 5,6 6,2 4,9 5,0 5,8 5,1 5,8 5,4 5,1 4,8 5,0 4,8 7,3 7,4 7,1 6,5 6,5 6,0 6,0 6,6 5,5 4,9 Kond. mS/m 15 16 8,95 2,21 2,1 4,21 4,18 1,8 2,3 1,8 2,0 1,8 2,57 3,35 1,65 1,6 1,49 1,35 2,17 1,72 2,66 2,28 2,62 3,63 8,54 2,5 2,38 4,06 2,13 2,26 1,2 2,23 12,5 16,7 3,63 23,7 13 3,57 3,17 2,66 Klorid ppm 24,3 17 2,8 25,9 14,6 14 14 3,6 9,0 3,29 3,8 3,22 6,0 <3 <3 2,93 8,5 7,3 5,05 7,21 10,2 15 14,2 4,15 2,8 15 14,5 <3 4,73 <3 <3 7,46 4,77 7,46 4,07 7,18 <3 2,7 3,66 2,8 Sulfat ppm 17,3 18 4,95 1,8 1,7 2,7 1,8 1,25 3,7 1,29 3,58 3,22 3,8 3,07 2,5 2,02 16 4,81 8,59 8,65 12,1 2,0 1,7 6,0 9,95 2,0 2,8 6,97 6,76 1,97 2,38 6,47 7,54 20,4 10,1 12 8,91 4,38 4,95 4,1 Na mekv/ kg 0,57 0,75 0,47 0,15 0,38 0,52 0,38 0,13 0,14 0,22 0,14 0,24 0,21 0,3 0,29 0,26 0,52 0,31 0,6 0,34 0,28 0,3 0,36 0,48 0,45 0,33 0,18 0,25 0,14 0,31 0,37 0,38 0,39 0,39 0,16 0,31 0,31 0,26 0,2 0,14 K mekv/ kg 6,41 5,9 3,58 0,77 0,71 1,55 0,92 0,45 0,56 0,39 0,77 0,39 1,07 0,9 0,96 1,09 0,3 0,31 0,6 0,32 0,28 0,3 0,72 0,87 0,7 0,33 0,58 0,35 0,3 0,51 0,89 0,93 1,65 2,22 1,23 1,76 1,7 0,87 0,81 1,04 Mg mekv/ kg 7,75 8,75 7,54 0,89 1,63 5,88 2,76 0,58 0,62 0,96 0,44 0,31 1,34 6,31 4,43 5,27 1,95 0,68 1,29 0,61 0,33 0,26 2,72 4,5 2,0 0,34 0,7 1,1 0,53 1,5 0,68 0,81 2,2 4,23 1,93 1,8 1,66 9,12 8,29 9,29 Ca mekv/ kg 124,2 122,2 98 9,45 15,1 50,8 27,3 4,15 1,76 15,9 3,46 1,92 4,53 27,3 20,6 18,1 4,25 0,88 1,38 0,71 0,38 0,38 16,2 16,2 98,5 0,35 0,74 7,48 0,82 25,6 5,9 3,36 18,4 36,4 2,05 196,5 161,5 89,5 56,2 70 SBE mekv/ kg 138,9 137,6 109,6 11,3 17,8 58,8 31,4 5,3 3,1 17,5 4,8 2,9 7,2 34,8 26,3 24,7 5,1 2,2 3,9 2,0 1,3 1,2 20 22,1 101,7 1,4 2,2 9,2 1,8 27,9 7,8 5,5 22,6 43,2 5,4 200,4 165,2 99,8 65,5 80,5 H + Al mekv/ kg 0,8 0,6 0,8 1,4 1,0 0,4 0,4 6,2 9,4 4,4 14 10,6 10,4 1,2 2,2 2,2 4,6 8,0 11,4 9,0 23,8 23 3,6 2,0 1,4 16,6 10 8,8 12,8 4,8 12,0 11,4 20,2 7,2 17 1,2 0,8 0,9 1,0 0,8 12,6 7,4 BASM % 99 99 99 89 95 99 99 46 25 80 26 21 41 97 92 92 52 22 25 18 5 5 85 92 98 8 18 51 12 84 39 33 53 87 21 99 99 99 98 99 Anm snäckskal snäckskal snäckskal 1,82 2,71 2,64 <3 3,53 <3 6,5 8,96 13,2 0,28 0,24 0,22 0,98 1,16 1,0 1,94 2,92 0,68 2,85 10,8 2,66 6,1 15,1 4,6 11 12,8 24 36 54 16 Bara naturlig försurning 23 Jordprov VÅN 1 VÅN 2 SIK 1 SIK 2 SIK 3 FRÖ 1 FRÖ 2 FRÖ 3 LJU 1 LJU 2 LJU 3 VIK 1 VIK 2 VIK 2B TUNA 1 TUNA 2 TUNA 3 ARJ 1 ARJ 2 VOL 1 VOL 4 L.o.i. wt % 17,1 19,3 1,4 2,8 3,4 13,5 12,9 13 2,2 3,7 1,3 14,2 3,1 2,0 7,1 9,0 4,9 5,4 4,1 1,8 2,2 pH(w) (pH) 5,2 5,0 5,2 5,1 5,2 6,8 6,7 7,2 4,9 4,9 4,8 4,5 4,9 4,9 5,1 5,2 4,9 5,0 4,8 5,0 Kond. mS/m 3,58 4,46 1,2 1,0 1,4 6,69 5,94 7,46 1,36 1,03 1,05 3,84 1,02 1,54 2,35 1,36 1,06 0,75 1,61 0,89 Klorid ppm <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 5,29 <3 <3 3,27 <3 <3 <3 4,93 <3 Sulfat ppm 7,92 13,3 1,29 1,1 1,64 6,97 6,44 4,95 1,98 1,52 1,55 6,73 1,13 2,69 5,29 2,44 2,56 1,59 3,25 1,69 Na mekv/ kg 0,27 0,47 0,05 0,07 0,16 0,19 0,43 0,22 0,06 0,06 0,04 0,19 0,06 0,25 0,32 0,24 0,15 0,13 0,14 0,17 K mekv/ kg 1,7 1,72 0,25 0,25 0,7 2,24 1,26 1,95 0,19 0,14 0,1 0,82 0,13 0,54 1,35 0,85 0,42 0,33 0,33 0,3 Mg mekv/ kg 5,17 7,38 0,41 0,58 1,67 4,12 2,52 3,33 0,45 0,1 0,1 0,77 0,06 0,37 5,88 1,37 0,22 0,14 0,14 0,14 Ca mekv/ kg 22,6 29,6 3,4 4,24 13,5 143 108,5 124,5 1,24 0,3 0,11 5,15 0,5 2,29 27,7 3,55 0,38 0,2 0,76 0,36 SBE mekv/ kg 29,7 39,2 4,1 5,1 16,0 149,6 112,7 130,0 1,9 0,6 0,4 6,9 0,8 3,5 7,6 6,0 1,2 0,8 1,4 1,0 H + Al mekv/ kg 18,6 30,8 6,0 9,0 7,6 1,0 1,0 1,2 17 10,6 10,6 32 3,0 14 20,6 9,4 10 6,4 4,6 3,8 3,2 BASM % 61 56 41 36 67 99 99 99 10 5 4 18 21 15 45 37 16 15 27 24 Anm 24 Bara naturlig försurning 8. Diskussion Det som i första hand ska undersökas inom miljömålet ”Bara naturlig försurning” är självfallet markförsurning­ en på grund av dess stora påverkan på arkeologiskt ma­ terial (se Litteraturhänvisningen). Till någon del kan för­ surningen ha naturliga orsaker så som ovan nämnts, till exempel kraftigt nedfall av granbarr. Men huvudorsaken är lokala och globala luftföroreningar, framför allt oorga­ niska svavel- och kväveföreningar. Enligt delmålen inom det aktuella miljömålet ska utsläppen i Sverige senast år 2010 ha minskat till 60 000 ton svaveldioxid och 148 000 ton kväveoxider. Det första delmålet är redan uppnått, medan fortsatta bekymmer vållas av kväveföreningarna. De senare kommer huvudsakligen från förbränningsmo­ torer. Man måste också beakta, att förutom de lokala ut­ släppen sker en tre till fyra gånger så stor global införsel av luftföroreningar, vilket framför allt påverkar markför­ surningen i syd- och västsverige. I Kapitel 4 beskrivs några mätningar som bland annat Institutet för Vatten- och Luftvård (IVL) i Göteborg har genomfört, samt mätresultat avseende surhetsgraden för Tabell 6. Sulfatsvavelnedfall (exklusive havssalt) på öppet fält i kg/ha.år för åren 2005, 2000, 1995 och 1990, redovisat för den mätlokal inom IVLs krondroppsnät som ligger närmast respektive fornlämningsområde. Gråmarkerade områden indikerar att inga mätningar gjordes på den aktuella lokalen vid dessa tillfällen. Fornlämningsområde Uppåkra Västra Karaby Järrestad Smålandsstenar Hols Gärde Byestad Visingsö Dimbo Herrestad Greby Pilarne Fagerhult Almby Lekebacken Riseberga Tumbo Gamla Uppsala Vånsjöåsen Sikhjälma Frösön Ljungdalen Vikarsjön Tuna Arjeplog Vuollerim AC04 A BD02 A 0,7 2,1 1,1 1,6 Y 07 A 1,2 1,9 X 05 A 1,7 A 92 A 2,8 3,4 U 04 A 2,5 2,6 3,4 A 35 A 1,8 3,6 4,3 O 35 A 5,7 5,7 6,3 9,4 F 23 A F 20 A 2,4 1,9 2,9 3,9 5,1 L 05 A P 12 A 2,7 3,6 4,9 3,7 5,2 5,7 7,6 7,2 Provlokal M 20 A S-nedfall (år 2005) 3,8 S-nedfall (år 2000) 5,9 S-nedfall (år 1995) S-nedfall (år 1990) Anm. Tabellerna 6 och 7 samt Figur 17 har på uppdrag av RAÄ tagits fram av Cecilia Akselsson och Sofie Hellsten på IVL i Göteborg. ­ Bara naturlig försurning 25 markvatten i granskog. Som ett värdefullt komplement har IVL på vårt uppdrag tagit fram nedfallsdata för svavel och kväve i närheten av de 25 undersökta fornlämnings­ områdena. Syftet har varit att få en uppfattning om det försurande nedfallet inom dessa områden. Med hjälp av områdenas koordinater markerades dessa på en karta (Figur 8 i Kap. 5). Därefter valdes de närmast liggande provstationerna för mätning av nedfall på öppet fält (från IVLs utvidgade s.k. krondroppsnät). Depositionen av sva­ vel (sulfatsvavel exklusive havssalt) och kväve­ (nitrat- och ammoniumkväve) användes. Nedfallen anges för år 2005 och bakåt i tiden i den mån data finns. Mätdata redovisas i Tabell 6 (sulfatsvavelnedfall) och Tabell 7 (oorganiskt kväve­nedfall). Ibland ligger några fornlämningsområden nära varandra, och antas då ha samma nedfallsvärden. Mätningarna visar att svaveldepositionen i allmänhet har minskat i hela landet. Nedgången är mest påtaglig i sydvästra Sverige, där nedfallet trots signifikant minsk­ ning fortfarande är hög på grund av sydvästliga vindar och närheten till kontinenten. Kvävedepositionen är dä­ remot relativt konstant och har till och med ökat inom vissa områden (Tabell 6 och 7). När mätningarna startade för ca 20 år sedan var svavel den dominerande orsaken till försurning, men numera har kvävets roll ökat i rela­ tiv betydelse. På sikt kan det oorganiska kvävet komma att ge det största bidraget till markförsurningen. Som ex­ empel kan man jämföra nedfallen på en mätstation i Väs­ tra Götaland (P 12 A) intill fornlämningsområdena Små­ landsstenar och Hols Gärde (Fig. 19). Det är tydligt att sulfatsvavel­nedfallet har minskat i området under perio­ den 1988–2005, medan kvävenedfallet har varit mer va­ rierande och inte visar någon tydlig trend. Så även om för­ surningen på grund av svavelnedfall tycks minska, är en kontinuerlig uppföljning av markförsurningen nödvändig utifrån en kulturarvsaspekt. Många fornfynd är ännu ho­ tade. Fortfarande överskrids den så kallade kritiska be­ lastningsgränsen på många håll, framför allt på Västkus­ ten med oförmånlig berggrund och stor global införsel av luftföroreningar. Ett användbart mått på vad jorden tål (utan allvarlig försurning) är den så kallade basmättnadsgraden, BASM. Halterna av fyra katjoner, de så kallade baskatjonerna, ingår i beräkningen av BASM (se Tabell 5). Ju högre ande­ len baskatjoner är i förhållande till de ”sura” jonerna (H+, Al3+ m.fl.), desto bättre är den buffrande förmågan mot ytterligare försurning (se utförligare beskrivning i Appen­ dix 3). Det är när buffertkapaciteten har förbrukats, som pH sjunker i marken. Som framgår av Tabell 5, är ett högt pH-värde (neutral eller basisk jord) nästan alltid kopplat till en hög basmättnadsgrad. Speciellt höga BASM-vär­ den återfanns i Skåne, på Visingsö och Frösön, samt på de tidigare diskuterade områdena Riseberga och Pilarne, vilket naturligtvis medför gynnsamma betingelser för de arkeologiska föremål som finns i jorden. Några fornläm­ ningsområden har oroväckande låg basmättnadsgrad: 26 Bara naturlig försurning Kväve (nitrat och amoniumkväve) Svavelsulfat (utan havssalt) Figur 19. Nedfallet av oorganiskt kväve (nitrat- och ammonium) och sulfatsvavel (utan havssalt) på öppet fält i Björkered (Tranemo) i Västra Götaland (lokal P 12A), 1988–2005. Fornlämningsområdena Smålands Stenar och Hols Gärde ligger nära denna mätstation. Herrestad, Hols Gärde, samt områdena i Norrland med undantag för den kalkrika Frösön. Här kan eventuella ar­ keologiska fynd i marken allvarligt skadas av markförsur­ ning, och kommande provtagning och jordanalyser måste genomföras och följas upp med stor noggrannhet. I detta sammanhang vill vi ännu en gång påpeka, att skog (främst granskog) medför ytterligare försurning av marken. Dels är torrdepositionen högre än på öppen mark (jämför Kap. 4), dels är barren i sig själva sura. Arkeolo­ giska föremål i barrskog löper således större risk än före­ mål i öppen terräng att skadas av försurande luftförore­ ningar. På senare tid har fornlämningar i allt högre grad upptäckts i skogsmark bland annat som resultat av pro­ jektet ”Skog och historia”. Av de 25 fornlämningsområ­ den som ingår i denna studie är emellertid endast ett fåtal belägna i gles skogsmark: Tumbo, Sikhjälma och Ljung­ dalen. Tabell 8. Jämförelse mellan resultat från två analysserier inom fornlämningsområdet RAÄ 14 Herrestad, genomförda åren 1996 respektive 2006. 1996 pH-värden Kloridhalt (ppm) Konduktivitet (mS/m) Basmättnadsgrad ( % ) Jordklassning 4,8–5,2 6–37 2–4 6–15 Lerig jord 2006 4,6–4,8 10–15 2,3–2,7 5 Finmo med något grovmo Tabell 7. Kvävenedfall på öppet fält (nitrat- och ammoniumkväve) i kg/ha.år för åren 2005, 2000, 1995 och 1990, redovisat för den mätlokal inom IVLs krondroppsnät som ligger närmast respektive fornlämningsområde. Gråmarkerade områden indikerar att inga mätningar gjordes på den aktuella lokalen vid dessa tillfällen. Fornlämningsområde Uppåkra Västra Karaby Järrestad Smålandsstenar Hols Gärde Byestad Visingsö Dimbo Herrestad Greby Pilarne Fagerhult Almby Lekebacken Riseberga Tumbo Gamla Uppsala Vånsjöåsen Sikhjälma Frösön Ljungdalen Vikarsjön Tuna Arjeplog Vuollerim AC04 A BD02 A 1,0 2,1 0,9 1,5 Y 07 A 1,9 2,6 X 05 A 3,1 A 92 A 7,3 5,3 U 04 A 7,7 4,4 4,6 A 35 A 5,5 5,8 5,7 O 35 A 13,0 10,8 8,8 13,9 F 23 A F 20 A 7,2 5,8 4,9 10,4 11,1 L 05 A P 12 A 6,3 8,7 11,2 8,3 6,3 7,8 9,0 9,0 Provlokal M 20 A N-nedfall (år 2005) 11,9 N-nedfall (år 2000) 13,7 N-nedfall (år 1995) N-nedfall (år 1990) För tio år sedan genomfördes en miljöundersökning på Herrestads gravfält. Undersökningen utfördes av Vägver­ ket och KM Miljöteknik i Göteborg på uppdrag av Läns­ styrelsen i dåvarande Göteborgs och Bohus län. Anled­ ningen var en ombyggnad av väg E6 mellan Forshälla och Torp, så att vägen kom att gå ca 20 meter från Herrestads gravfält nära Uddevalla. Utifrån Riksantikvarieämbe­ tets resultat från forskningsprojektet ”Fynd och Miljö” beslutade länsstyrelsen att genomföra en miljökonsekvens­ ­ undersökning. Några resultat från denna sammanfattas i Tabell 8. Värdena från de två mätningarna, uppmätta med ca 10 års mellanrum, överensstämmer tämligen väl med varandra. Depositionen av sura svavelhaltiga ämnen har minskat något under denna 10-årsperiod, men efter­ som kvävenedfallet samtidigt har ökat, har markförsur­ ningen i stort sett inte förändrats (Kap. 4 samt Tabell 6 och 7). Det visar än en gång att en uppföljning av mark­ försurningen i våra utvalda fornlämningsområden är av stor betydelse som ett led i bevarandet av landets äldsta kulturarv. Bara naturlig försurning 27 9. Planerat fortsatt arbete Jordprover Nya jordprover ska tas under åren 2010, 2014, 2018, 2022, 2026 och 2030. I samband med provtagningen do­ kumenteras åter den omgivande miljön (Appendix 2). Det är viktigt att nya provtagningar görs i närheten av tidi­ gare gropar på platsen, för att få så jämförbara resultat som möjligt. Däremot ska man givetvis inte utnyttja ex­ akt samma platser, eftersom jorden där blivit omrörd. För bästa resultat rekommenderas även en ”överlappning” av personal, så att tidigare praktiska erfarenheter kan tas till­ vara. Analysarbetet utförs enligt Appendix 3. För 2006 års prover genomfördes merparten av arbetet på Riksantik­ varieämbetets Antikvarisk-Tekniska avdelning på Storga­ tan i Stockholm. För de analyser där vi saknar lämpliga instrument anlitades Analytica AB i Luleå (anjoner, bas­ katjoner). IVL anlitades för att ta fram nedfallsdata (sva­ vel och kväve) för år 2005 och något decennium tillbaka i tiden. Ju fler år som ingår i mätserien, desto tydligare be­ sked om trenden får vi naturligtvis. Rapport del 2 Under år 2008 ska ytterligare en rapport (del 2) färdigstäl­ las i begränsad upplaga. Denna ska innehålla följande: 1) Beskrivningar av de 25 fornlämningsområdena. 2) Kartor, teckningar, fotografier och vägbeskrivningar som underlättar kommande provtagning. 3) Metodbeskrivning för provtagningen. 4) Märkningsschema (hålborrning) och begynnelsevikter för alla deponerade provplåtar. 5) Förslag på analys av provplåtarna. 6) Namn och adress till de markägare som kontaktades inför 2006 års provtagningar. I god tid före fältarbe­ tet måste förnyat grävtillstånd begäras och erhållas från respektive länsstyrelser och samtliga berörda markäga­ re. 7) En lista på lämplig fältutrustning. Tillkännagivanden Projektet vill tacka alla deltagande länsstyrelser, som vi­ sat stort intresse och engagemang för detta miljömålspro­ jekt (Appendix 1), samt övriga deltagare i projektet. Vi är mycket tacksamma för givande diskussioner och råd­ givning i geologiska frågor från Institutet för Vatten- och Luftvård (IVL) i Göteborg, främst framlidne Olle West­ ling men även Cecilia Akselsson och Sofie Hellsten, Även stort tack till personalen på KIMAB för all värdefull hjälp rörande provtagning och korrosionsmätningar. Deponerade provplåtar Provplåtar tas upp vart åttonde år (det vill säga 2014, 2022 och 2030) från vart och ett av de fyra aktuella forn­ lämningsområdena. Plåtarna grävs fram ur en grop inom varje område, så att ingen annan grop påverkas. De upp­ tagna metallprovernas beläggning av korrosionsproduk­ ter skrapas av och analyseras. Därefter ska plåtarna vägas och fotograferas. Detaljerad information rörande plåtar­ nas märkning och ”startvikter”, samt analysarbetet, läm­ nas i nästkommande rapport (del 2), som beräknas bli fär­ dig år 2008. 28 Bara naturlig försurning 10. Litteraturhänvisningar Externa publikationer Barret & Berge (eds.) 1996: Transboundary Air Pollution in Europe. MSC-W Report 1. Norwegian Meteorologi­ cal Institute. (Presenting material from EMEP, Europe­ an Monitoring and Evaluation Programme). Brinch Madsen, H., Holme Andersen, J. & Brorsen An­ dersen, L. 2002. Deterioration of prehistoric bronzes as an indicator of the state of preservation of antiquities in the agrarian landscape – preliminary results. Confer. London Archaeology Service. De Facto 2005. Miljömålsrådets uppföljning av Sveriges 15 miljömål. Naturvårdsverket. Fredén, C. 1994. Svensk Naturatlas: Berg och Jord. SNA Förlag, Stockholms Universitet. Gerwin, W. & Baumhauer, R. 2000. Effect of soil param­ eters on the corrosion of archaeological finds. Geoderma 96, 63-80. Grennfelt, P. & Thörnelöf, E. 1992. Critical loads for ni­ trogen – a workshop report. NORD 1992:41, Aarhus University, Denmark. 428 pp. Hallbäcken, L. 1992. The Nature and Importance of Longterm Soil Acidification in Swedish Forest Ecosystems. Dissertation. Dept. of Ecology and Environment Research, Swedish University of Agriculture, Uppsala, Sweden. Hallgren Larsson, E., Svensson, A. & Westling, O. 2003. Air pollution in forest areas – results up to September 2002. IVL Rapport/report B 1521. 66 pp (in Swedish). Hettelingh, J. P., Downing, R. J. & de Smets, P.A.M. 1993. Maps of critical loads, critical sulphur deposition and exceedances. In: Calculation and Mapping of Critical Loads in Europe, Status Report (Downing, R.J., Hette­ lingh, J.P., de Smets, P.A.M., eds.). Coordination center for Effects, The National Institute of public health and environmental pollution, Bilthoven, The Netherlands. Hultberg, H. & Skeffington, R. (eds.). 1998. Experimental Reversal of Acid Rain Effects: The Gårdsjön Roof Project. John Wiley & Sons Ltd. Chichester. 465 pp. Kulturarvet och miljön (2000). Riksantikvarieämbetets rapport över miljömålsarbetet i Sverige. Riksantikva­ rieämbetet, Stockholm. Kuylenstierna, J.C.J., Rodhe, H., Cinderby, S. & Hicks, K. 2001. Acidification in developing countries: Eco­ system sensitivity and the critical load approach on a global scale. Ambio 30, 20–28. Lindström, M., Lundqvist, J. & Lundqvist, Th. 2000. Sve­ riges geologi från urtid till nutid. 2:a uppl., Studentlit­ teratur, Lund. Karltun, E. 2005. Markkemiska analyser inom ståndorts­ karteringen. Metodbeskrivningar. Miljöbalken. Proposition 1997/98:45. Regeringskansliet, Stockholm 1998. Nettelbladh, A., Westling, O., Akselsson, C., Svensson, A. & Hellsten. S. (2006) Luftföroreningar i skogliga provytor – resultat t.o.m. sept. 2005. IVL B1682, pp. 1-50. Göteborg. Nilsson, J. & Grennfelt, P. 1988. Critical loads for sulphur and nitrogen. Miljlörapport 1988:15, Nordic Council of Ministers, Copenhagen. Posch, M., Hettelingh, J.P. & Slootweg, J. (eds.) 2003. Manual for Dynamic Modelling of Soil Response to Atmospheric Deposition. Coordination Center for Effects, RIVM Report 259101012. Bilthoven, The Netherlands. Posch, M., Hettelingh, J.P., Slootweg, J. & Downing, R.J. (eds.) 2003. Modelling and Mapping of Critical Thresholds in Europe. Coordination Center for Effects, RIVM Report no. 259101013, 138 pp. Bilthoven, The Netherlands. Scharff, W. 1993. Gefährdung archäologischer Funde durch immissionsbedingte Boden-versauerung. For­ schungsbericht des Landesdenkmalamt Baden-Würt­ temberg, Germany. Svenska Miljömål. 1997. Sammanställn. av regeringens prop. 1997/98:145: Miljöpolitik för ett hållbart Sverige. Svenska miljömål – delmål och åtgärdsstrategier. 2000. Sammanfattning av proposition 2000:01:130. Reger­ ingskansliet, Stockholm. Tylecote, R.F. 1979. The effect of soil conditions on the long-term corrosion of buried tin-bronzes and copper. J. Archaeolog. Sci. 6, 345–368. UN-ECE 1996. The state of transboundary air pollu­ tion. Air Pollut. Stud. 12. United Nations Economic Commission for Europe, Geneva, Switzerland. ECE/ EB.AIR/47. Westling, O., Löfgren, S., Maxe, L., Nord, A.G., Löfven­ dahl, R. et al. SNV Rapport 2003:5317. 2003. Bara naturlig försurning. Underlagsrapport till fördjupad utvärdering av miljömålsarbetet. Naturvårdsverket, Stockholm. Bara naturlig försurning 29 Egna publikationer från projekten ”Fynd och Miljö” och ”The Degradation of Bone as an Indicator in the Deterioration of the European Archaelogical Property”. Fjaestad, M., Nord, A. G., Tronner, K., Lagerlöf, A. & Ullén, I.: Environmental threats to archaeological ar­ tefacts, Proc. 11th ICOM-CC Meeting, Edinburgh (1996) 870–875. Kars, H. (Ed). The Degradation of Bone as an Indicator in the Deterioration of the European Archaeological Heritage. Final Report, EU project ENV4-CT98-0712. Rijksdienst voor het Oudheidkundig Bodemonderzoek, Amersfoort (2002), pp. 1–297. Jans, M.M.E., Kars, H., Collins M.J., Nord, A.G., Arthur, P. & Earl, N.: In situ preservation of archaeological bone – a histological study within a multidisciplinary approach. Archaeometry 44 (2002) 343–352. Jans, M.M.E., Nord, A.G., Smith, C.I., Nielsen-Marsh, M., Collins, M.J. & Kars, H.: Towards a rational ap­ proach to preservation in situ of archaeological bone. Proc. 33rd Intern. Symp. Archaeometry, Amsterdam (Ed. H. Kars & E. Burke), pp. 537–540 (2002). Mattsson, E., Nord, A.G. & Tronner, K.: Factors influenc­ ing the long-term corrosion of bronze artefacts in soil. Protection of Metals vol. 41 (2005) 339–346. Mattsson, E., Nord, A.G., Tronner, K., Fjaestad, M., La­ gerlöf, A., Ullén, I. & Borg, G.: Deterioration of archa­ eological material in soil – results on bronze artefacts, Konserveringstekniska Studier vol. 10 (1996) 1– 93. Nielsen-Marsh, C.M., Smith, C.I., Jans, M.M.E., Collins, M.J., Nord, A.G. & Kars, H.: Bone diagenesis in the European Holocene II: Taphonomic and environmen­ tal considerations and the long-term preservation of ar­ chaeological bone. Submitted for publ. in J. of Archaeological Science (2007). Nord, A.G.: Ouppgrävda fornlämningar förstörs. Forskning och Framsteg nr 5 (2002) p. 7. Nord, A.G., Kars, H., Ullén, I., Tronner, K. & Kars, E.: Deterioration of archaeological bone – a statistical ap­ proach. Journal of Nordic Archaeological Science 15 (2005) 77–86. Nord, A.G. & Lagerlöf, A.: “Påverkan på arkeologiskt material i jord – Redovisning av två forskningsprojekt. Riksantikvarieämbetet (2002) 1–32. Nord, A.G., Mattsson, E., & Tronner, K.: Mineral phases on corroded archaeological bronze artefacts excavat­ ed in Sweden. Neues Jahrbuch für Mineralogie (1998) 265–277. Nord, A.G., Mattsson, E., Tronner, K. & Borg, G.Ch.: En­ vironmental threats to buried archaeological remains. Ambio 34 (2005) 256–262. Nord, A.G. & Tronner, K.: Deterioration of archaeologi­ cal material in soil. Proc. 33rd Intern. Symp.Archaeometry, Amsterdam (Ed. Kars, H. & Burke, E.) pp. 551– 553 (2002). Nord, A.G. & Tronner, K.: Degradation of archaeological bone material in Sweden. Proc. 2:nd Internat. Conf. on Soil and Archaeology, Pisa (2003). Nord, A.G., Tronner, K. & Ullén, I.: Deterioration of archaeological material in soil. Proc. 1:st Internat. Conf. Soils and Archaeology, Szazhalombatta (2001), pp. 54–56. Nord, A.G., Ullén, I. & Tronner, K.: On the deterioration of archaeological iron artefacts in soil. Fornvännen 97 (2002) 298–300. Smith, C.I., Nielsen-Marsh, C.M., Jans, M.M.E., Arthur, P., Nord, A.G. & Collins, M.J.: The strange case of Apigliano – early fossilisation of mediaeval bone in southern Italy. Archaeometry 44 (2002) 405–415. Tronner, K., Nord, A.G. & Borg, G.Ch.: Corrosion of ar­ chaeological bronze artefacts in acidic soil, Water, Air and Soil Poll. 85 (1995) 2725–2730. Ullén, I., Nord, A.G., Fjaestad, M., Mattsson, E., Borg, G.Ch. & Tronner, K.: The degradation of archaeologi­ cal bronzes underground – evidence from museum col­ lections. Antiquity (2004) 380–390. 30 Bara naturlig försurning Bilagor Bara naturlig försurning 31 Appendix 1 Kontaktpersoner på länsstyrelserna år 2006 Länsstyrelsen i Skåne Län Kontaktperson: Länsantikvarie Thomas Romberg, bitr. länsantikvarie Anders Wihlborg, arkeolog Markus Johansson. ­ Länsstyrelsen i Västra Götalands Län Länsantikvarie J. G. Lindgren, bitr. länsantikvarie Lars Jacobzon, arkeolog Susanne Axelsson. ­ Länsstyrelsen i Jönköpings Län Länsantikvarie Tomas Areslätt, Anders Wallander, Anna Westerlund, Tobias Haag, Fredrik Engman (Länsmuseet). Länsstyrelsen i Örebro Län Länsantikvarie Jonas Jansson, arkeolog Anders Kritz, arkeolog Maria Olsson. ­ Länsstyrelsen i Södermanlands Län Länsantikvarie Agneta Åkerlund, arkeolog Eva ­Fransson. Länsstyrelsen i Uppsala Län Länsantikvarie Lars Wilson, arkeolog Kia Niklasson Bonander. ­ Länsstyrelsen i Västernorrlands Län Länsantikvarie Jonas Walker; Elin Mattsson-Tano, Katarina Zeipel. ­ Länsstyrelsen i Jämtlands Län Länsantikvarie Lillian Rathje; arkeologerna Ewa Ljung­ dal och Björn Oskarsson. Norrbottens Län Länsantikvarie Britta Wennström, arkeolog Gunilla Edbom. ­ 32 Bara naturlig försurning Appendix 2 Dokumentation i samband med provtagning Fornlämningsområdet Namn, fornlämningsnummer, lokal, landskap, län, sock­ en, höjd över havet. Uppmätta GPS-koordinater för alla provtagningsplatser. Datum för provtagningen. Deltagare vid provtagningen. Väderlek. Geologi och jordartsbeskrivning Eventuell berggrund, jordart, jordtyp. Jordart/jordmån (klapper, grus, sand, mo, lera, morän, gyttja, antropogen jord, kalkhaltig jord, torv, sumpmark, brunjord, podsol, tunn jord på berg). Provtagningsdjup. Förekomst av stenar, rötter, tegel, snäckskal e.d. Ev. upptagning av provplåtar. Arkeologi Typ av fornlämning, datering, kortfattad beskrivning m.m. Miljöpåverkan Lokal föroreningskälla, t.ex. större väg, vägsaltning, in­ dustri, tättbebyggt samhälle, flygplats, annat. Avstånd till föroreningskälla och uppskattad grad av de­ ras eventuella miljöpåverkan. Miljöpåverkan från större jordbruk eller skogsbruk i när­ heten. Närhet till hav. Topografi och terräng Berg, höjd, ås, åsrygg, sluttning, dal, plan mark e.d. Landsbygd eller bebyggt område. Närbelägna tätorter och större vattendrag. Fornlämningsområdets belägenhet. Granskog, tallskog, ekskog, annan lövskog, blandskog, buskar, ris, sly, äng, hagmark, åker. Nuvarande och tidigare markanvändning, t.ex. betes­ mark, åker, skog etc.; vegetation. Bara naturlig försurning 33 Appendix 3 Analysmetoder Metodiken följer i stort sett de anvisningar som lämnades till projekten ”Fynd och Miljö” samt EU-projektet ”EUBen” rörande nedbrytning av arkeologiskt benmaterial i jord (se Litteraturförteckningen). botten. Filtrera och använd 10–20 ml AAL för att tvätta mineralkornen. Lösningen hälls i en 100 ml mätkolv och fylls på med AAL till märket. Lakning med kaliumkloridlösning Geologiska och (huvudsakligen) fysikaliska undersökningar Jordprovet torkas några timmar vid ca 40 C och vägs där­ efter. En försiktig torkning är nödvändig för jordprover som innehåller mycket organiskt material. 40–50 g reser­ veras för kvartärgeologisk klassning. Återstoden av det som torkats ska sedan siktas, och korn med en diameter < 2 mm används för de fortsatta kemiska analyserna. (Det ­ är inte nödvändigt att ta fram en fullständig s.k. siktkurva). Återstoden efter analys ska sparas tills projektet är avslutat. De halter som sedan bestäms, anges vanligen i viktsprocent eller ppm (parts per million) av jordens torrvikt. C:a 20 g av den torkade och siktade jorden upphettas o till 500 C under 6 timmar för att bestämma askhalten (”mass loss on ignition” i wt%). Viktsminskningen ger en uppskattning av halten organiskt material i provet. o En lösning av 1 M KCl(aq) bereds genom att lösa en mol kaliumklorid (74,55 g) i 1000 ml dest. vatten. 20,0 g torr jord hälls i en 200 ml plastburk med skruvlock och ca 70 ml KCl(aq) fylls på. Flaskan skakas en timme i skakma­ skinen. Provet filtreras och tvättas med 10–20 ml av KCllösningen. Därefter hälls det ned i en 100 ml mätkolv och fylls upp till märket med KCl(aq). Analyser baserade på ovanstående lösningar Analyser inriktade på provets surhetsgrad Lakningar Lakning med destillerat vatten 20,0 gram jord från provet vägs upp (i fortsättningen av­ ses alltid torkad jord med en kornstorlek <2 mm) och hälls i en 200 ml plastburk med skruvlock. Destillerat vatten fylls på, c:a 70 ml. Burken placeras därefter på ett skak­ bord i en timme, varefter den lyfts av och sanden får sjun­ ka till botten. 10–20 ml dest. vatten används för att tvätta mineralkornen. Lösningen filtreras ned i en 100 ml mät­ kolv, som efteråt fylls på med destillerat vatten till märket. Lösningen ska vila i minst 10 timmar innan den används. Lakning med ammoniumacetatlösning (AAL) pH-värdet pH(aq) i den vattenlakade lösningen mäts med en glaselektrod. Två buffertlösningar används vid kalibre­ ring av apparaturen, förslagsvis pH = 4,00 och pH = 7,00. Den utbytbara aciditeten bestäms med den KCl-lakade lösningen. För denna analys behövs (i) 0,0200 M NaOH, nytillverkat från en ampull och destillerat vatten, och (ii) en 1% lösning av fenolftalein i etanol som syra-basindikator. ­ 50 ml av KCl-lösningen (vilket motsvarar 10,0 g torr jord) hälls i en E-kolv. Indikator tillsätts och titreras med lösningen av 0,0200 M NaOH till svag purpurfärg. Avläst byrett-värde (i ml) kallas M1 vilket ger den totala halten av (i huvudsak) H+ och Al3+. (nedan kallat ”ACID”). Följ­ aktligen innehåller 1 kg (1000 g) torr jord (1000/10,0) x M1 x 0,0200 = 2 x M1 meqv/kg. Baskatjonerna De s.k. baskatjonerna (Na+, K+, Mg2+ och Ca2+) analyse­ ras externt med en ICP-spektrometer med de AAL-lakade lösningarna. De bestämda halterna omräknas till meqv/kg torr jord (Laddningsekvivalenter; se nedan). Summan av dessa kallas nedan ”SEB”, d.v.s. Summan av Extraherade Baskatjoner. Katjonutbytesförmåga och basmättnadsgrad är två cen­ trala begrepp för markens buffrande förmåga. Här nedan används metodiken och definitionerna från Ståndortskar­ teringen (Markinfo – manual skriven av Erik Karltun: se Litteraturförteckningen). En 1-molar lösning tillverkas av 5,00 liter dest. vatten och 385 g ammoniumacetat. Lösningen buffras med ammo­ niak eller ättiksyra till pH = 7,00. (Jfr nedan!). 20,0 gram jord vägs upp från jordprovet och hälls i en 200 ml plast­ burk med skruvlock. Ca 70 ml av ammoniumacetatlös­ ningen (AAL) fylls på. Burken placeras på ett skakbord en timme, varefter den lyfts av och sanden får sjunka till 34 Bara naturlig försurning Katjonutbytesförmågan Begreppet CEC (Cation Exchange Capacity) definieras som summan (SEB) av extraherade baskatjoner (Na+, K+, Mg2+ och Ca2+) och den titrerade aciditeten, här för­ kortad som ACID (huvudsakligen H+ och Al3+). Således CEC = SEB + ACID. Alla halter ska vara omvandlade till laddningsekvivalenter. För envärda joner motsvarar en mol en laddningsekvivalent, medan för tvåvärda joner en mol motsvarar två laddningsekvivalenter o.s.v. (Skälet till att katjonerna Na+, K+, Mg2+ och Ca2+ buffrar mot för­ surning, är att när de ingår i en oxid har de förmågan att ta upp H+ när oxiden löses upp, och lösningen blir då basisk. När de förekommer som fria katjoner i marklös­ ningen har de ingen basverkan). Katjonutbytesförmågan är starkt pH-beroende. Det teoretiskt mest korrekta är att utföra AAL-lakningarna med en ammoniumacetatlösning som har samma pH som när jordproverna togs ute i na­ turen. Detta är dock i praktiken ogenomförbart, eftersom nästan alla jordprover i så fall skulle komma att lakas med olika lösningar. För en enhetligare och praktiskt genom­ förbar metodik, och för att få värden jämförbara med an­ dra svenska markkarteringsregister, rekommenderas där­ för att all lakning utförs vid pH = 7,0 (Jfr ovan). Basmättnadsgraden BASM i formeln nedan (tagen från Karltun Markinfo) definieras enligt följande: SEB = [Na+] + [K+] + 2[Mg2+] + 2[Ca 2+] CEC = SEB + [ACID] BASM (%) = 100 x SEB/CEC Ju högre andelen baskatjoner är i förhållande till de ”sura” jonerna (d.v.s. med ett högt värde på BASM), desto bättre är den buffrande förmågan mot ytterligare försurning. Det är när buffertkapaciteten har förbrukats, som pH sjunker i marken och korrosiviteten ökar. Analyser inriktade på jordprovets saltinnehåll Konduktiviteten mäts på de vattenlakade proverna med en konduktometer. Värdet anges i mS/m. Analys av anjoner Det vattenlakade provet används för analysen. För säker­ hets skull bör provet först filtreras genom ett fint mem­ branfilter. Analysen utförs med en jonkromatograf. Hal­ terna omräknas till ppm för den torra jorden. Anm. Följande analyser utfördes externt vid AB Analytica i Luleå: Bestämning av baskatjoner med en ICP Perkin-Elmer Optima 5300DV. Konduktivitet med Mettler MPC 227. Anjonanalys med en jonkromatograf av fabrikat Metrohm 761 Compact, kolonn Metrosep A supp. 5. ­ Bara naturlig försurning 35 Tidigare undersökningar utförda av Riksantikvarieämbetet i samarbete med Statens Historiska Museum har visat, att mark­ försurningen är det allvarligaste hotet mot outgrävda arkeo­ logiska föremål. Depositionen av försurande ämnen minskar långsamt, men det är viktigt att följa upp förändringarna inom ramen för miljömålet ”Bara naturlig försurning” eftersom det tar lång tid för marken att återhämta sig, och att kommande kli­ matförändringar kan medföra nya problem. I samråd med nio länsstyrelser har 25 fornlämningsområden valts ut för att detaljstuderas under en 24-årsperiod. Jordpro­ ver och nedgrävda metallplattor används som miljöindikator. Projektets bakgrund, syfte och uppläggning presenteras i denna rapport. Analysresultaten från 2006 års jordprover visar att de flesta områdena är försurade. Riksantikvarieämbetet Box 5405 114 84 Stockholm www.raa.se bocker@raa.se ISSN 1651-1298 ISBN 978-91-7209-490-1