Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Describing scour with sediment characteristics and macroinfaunal assemblages : a case study at Joskär shipwreck

Show simple item record

dc.date.accessioned 2021-06-30T05:29:48Z
dc.date.available 2021-06-30T05:29:48Z
dc.date.issued 2021-06-30
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/123456789/37113
dc.title Describing scour with sediment characteristics and macroinfaunal assemblages : a case study at Joskär shipwreck en
ethesis.faculty Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta fi
ethesis.faculty Faculty of Biological and Environmental Sciences en
ethesis.faculty Bio- och miljövetenskapliga fakulteten sv
ethesis.faculty.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/4d959249-d6aa-44fa-93ff-807dbf9ffaae
ethesis.university.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97
ethesis.university Helsingin yliopisto fi
ethesis.university University of Helsinki en
ethesis.university Helsingfors universitet sv
dct.creator Karvonen, Lassi
dct.issued 2021
dct.language.ISO639-2 eng
dct.abstract Veden virtauksen kohdatessa merenpohjassa olevan objektin, virtauksen dynamiikka muuttuu. Veden liike kiihtyy, minkä seurauksena merenpohjassa olevan objektin ympärille muodsostuu pyörteitä. Virtausten intensiteetti vaihtelee etäisyyden muuttuessa suhteessa pohjassa olevaan objektiin. Vaihteleva virtauksen intensiteetti aiheuttaa sedimentin eroosiota, mikä havaitaan veden virtauksesta aiheutuneina merenpohjan topologisina muutoksina (engl. scour). Virtausten muokkaamaan merenpohjaan keskittyvät tutkimukset kuvailevat virtausten aikaansaamaa vaikutusaluetta usein ainoastaan kaikuluotaimilla. Veden virtauksen aiheuttamien mutosten vaikutus pohjaeläinyhteisöihin ja pienimittakaavaisiin sedimentin ominaisuuksiin ei kuitenkaan tallennu kaikuluotaimien tuottamiin kuviin merenpohjan geomorfologiasta. Tässä maisterintutkielmassa Joskärin historiallisen puurunkoisen purjealuksen hylyn ympärillä olevia virtausten aiheuttamia pohjan muutoksia kuvattiin ensin viistokaikuluotaamalla ja määrittämällä merenpohjan syvyys sukeltamalla. Tämän jälkeen sedimenttinäytteitä kerättiin alueelta, jonka oletettiin olevan suurimman virtausten luoman vaikutuksen alaisuudessa. Näytteitä otettiin kolmen eri etäisyyden päästä hylystä, kahden identtisen hylystä poispäin vedetyn linjan varrelta. Näytteistä analysoitiin orgaanisen aineen pitoisuus, sedimentin raekoko, ja pohjaeläinyhteisöjen lajikoostumus. Pohjaeläinyhteisöistä määritettiin lisäksi yksilömäärät, yksilöpituudet, diversiteetti-indeksi, ja funktionaaliset ryhmät. Kaikki näytteet kerättiin putkinoutimella sukeltajan toimesta. Tässä maisterintutkielmassa hyödynnettyjen menetelmien välityksellä käsitys veden virtausten vaikutuksesta merenpohjan ominaisuuksiin laajeni kaikuluotaimen tuottamasta geomorfologisesta tiedosta kokonaisvaltaisemmalle tasolle, jossa otetaan pohjanmuotojen lisäksi huomioon sedimentin biologiset, geologiset ja kemialliset ominaisuudet. Tämän maisterintutkielman tulokset näyttävät sedimentin ominaisuuksien vaihtelevan Joskärin hylyn ympäristössä suhteellisen pienellä mittakaavalla. Sedimentin orgaanisen aineen pitoisuus oli tehokkain veden virrtausten ja pohjalla olevan objektin aiheuttamien muutosten osoittava ominaisuus Joskärin hylyllä. Sen pitoisuus ilmensi johdonmukaisesti vähenevän kehityssuunnan molemmilla näytteenottolinjoilla etäisyyden hylkyyn kasvaessa. Sedimentin raekoko muuttui hienommaksi kauempana hylystä, mutta sedimenttinäytteiden visuaalisen tarkastelun perusteella sedimentissä olevan kuolleen simpukankuoriaineksen määrä voisi mahdollisesti toimia raekokoa parempana virtausten ja pohjalla olevan objektin aiheuttaman pohjanmuutoksen ilmentäjänä. Pohjaeläinyhteisöjen ominaisuuksien vaihtelu etäisyyden funktiona ei ole toimiva virtausten aiheuttamien muutosten ilmentäjä Joskärin hylyllä, sillä johdonmukaisia vuorovaikutussuhteita pohjaeläinyhteisöjen ominaisuuksien ja hylyn etäisyyden välillä ei paikannettu. Koska tutkimussuunnitelmaan ei sisällytetty kontrollinäytteitä, Joskärin hylkyä ympäröivän vedenvirtauksen vaikutusalueen ominaisuuksia ei voitu verrata tutkimusalueen ulkopuolisen pohjan ominaisuuksiin. Jatkotutkimuksilla voitaisiin selvittää mahdolliset eroavaisuudet virtausten ja pohjalla olevan objektin vaikutusalueen sedimenttien sekä vaikutusalueen ulkopuolella olevien sedimenttien välillä. Tämän tutkielman hypoteesina pohjaeläinyhteisöjen sekä sedimentin ominaisuuksien oletettiin vaihtelevan etäisyyden funktiona Joskärin hylystä. Sedimentin ominaisuuksien ilmentämät johdonmukaiset kehityssuunnat suhteessa etäisyyteen hylystä varmistavat osan hypoteesista todeksi, mikä vahvistaa sedimentin ominaisuuksien käyttöarvoa veden virtauksen aiheuttamien muutosten ilmentämisessä Joskärin hylyllä. Osa hypoteesista kuitenkin hylätään, sillä pohjaeläinyhteisöjen ominaisuuksia tutkittaessa johdonmukaisia kehityssuuntia ei löytynyt. fi
dct.abstract As water flow encounters an object on the sea floor, its hydrodynamics change. Accelerated currents and vortices develop around the object with changing intensity as a function of distance from its proximity. This leads to erosion and aggradation of sediment, known as scour. Studies focusing on formation processes of scour often involve locating visible scour sites by sonar scanning the geomorphology of the seafloor. However, the effects of scour on macroinfauna and small-scale sediment characteristics are not visible in sonar images. In this Master’s thesis, scour at a shipwreck of a timber-built historic sailing ship, the Joskär shipwreck, was first identified by scanning the study area with side-scan sonar, and by measuring water depth contours around the shipwreck by scuba diving. Sediment samples were then taken inside the area assumed to be under the most pressure from scour. Samples from three separate distances on two transects drawn outwards from the hull of the shipwreck were collected and analysed for sediment grain size, organic content, and species assemblages of macroinfauna. In addition, macrofauna were analysed for individual lengths, number of individuals, diversity index, and functional groups. All samples were collected with a core tube sampler operated by a scuba diver. The methods used in this Master’s thesis widen the concept of scour past the sole physical processes observable with sonar to a more holistic level that considers the quality of biological, geological, and chemical characteristics of the benthic environment. The results of the present Master’s thesis show that the quality of the sediment near Joskär shipwreck varies within a relatively small scale. Organic content of the sediment was the most potent descriptor of scour at the study site, exhibiting a consistent decreasing trend as distance to the shipwreck increased on both sampled transects. Sediment grain size became finer as distance to the shipwreck increased. However, compared to grain size, based on visual observations of the sediment samples, shell debris content of the sediment could possibly act as a better measure of presence of scour. The variability of characteristics of macroinfaunal communities as a function of distance from Joskär shipwreck was not a viable tool to describe the presence of scour, as no consistent trends of the variables were observed. As no control site was included in the study design, the characteristics of the benthic environment inside the scour around Joskär shipwreck could not be compared to the seafloor unaffected by scour. Further research could reveal possible variation between these distinct habitats, and that way produce valuable indicators of scour. The hypothesis in the present thesis was that macroinfaunal assemblages and sediment characteristics would exhibit variation between the sampling sites as a function of distance from the shipwreck. The observed trends of sediment characteristics validated a part of the hypothesis, showcasing the utility of sediment characteristics in describing scour at Joskär shipwreck. However, a part of the hypothesis was rejected, as no consistent trends of macroinfaunal features were present. en
dct.subject scour en
dct.subject infauna en
dct.subject sediment en
dct.subject organic content en
dct.subject grain size en
dct.subject shipwreck en
dct.subject Baltic Sea en
dct.language en
ethesis.language.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng
ethesis.language englanti fi
ethesis.language English en
ethesis.language engelska sv
ethesis.supervisor Ruuskanen, Ari
ethesis.thesistype pro gradu -tutkielmat fi
ethesis.thesistype master's thesis en
ethesis.thesistype pro gradu-avhandlingar sv
ethesis.thesistype.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis
dct.identifier.ethesis E-thesisID:a933a98e-5f88-48ab-b59c-9d717c31cc2b
ethesis-internal.timestamp.reviewStep 2021-04-14 07:39:33:394
ethesis.principalprofessor Horppila, Jukka
dct.identifier.urn URN:NBN:fi:hulib-202106303253
dc.type.dcmitype Text
dct.alternative Veden virtauksesta aiheutuneiden merenpohjan muutosten kuvailu sedimentin ominaisuuksien ja pohjaeläinyhteisöjen avulla : tapaustutkimus Joskärin hylyllä fi
ethesis.facultystudyline Ympäristömuutos fi
ethesis.facultystudyline Environmental Change en
ethesis.facultystudyline Miljöförändring sv
ethesis.facultystudyline.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/SH57_111
ethesis.mastersdegreeprogram Ympäristömuutoksen ja globaalin kestävyyden maisteriohjelma fi
ethesis.mastersdegreeprogram Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability en
ethesis.mastersdegreeprogram Magisterprogrammet i miljöförändringar och global hållbarhet sv
ethesis.mastersdegreeprogram.URI http://data.hulib.helsinki.fi/id/MH57_005

Files in this item

Files Size Format View
Karvonen_Lassi_thesis_2021.pdf 1.317Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record