JORDTEMPERATUREN I ØST-NORG

Transkript

1 ORSK GEOLOGISK TIDSSKRIFT 37 JORDTEMPERATUREN I ØST-NORG Ground Temperature n Eastern Norway Av JoHAN MouM og IvAN TH. RosEJ>QVIST A b s t ra c t. The temperature s regstered n a ea y depost near Oso to a depth of 16 meters throughout the year] u ne 15th, 1955 to ] u ne 15th, It s observed that the annua varatons are ess than O. o C at cepths beow 8 meters. For enhver fyskask-kjemsk undersøkese er det av vktghet at man kjenner temperaturen det mjø man ønsker å studere. Av ske probemer bearbeder v ved Norges geoteknske nsttutt forskjege kjemske og eektrokjemske reaksjoner, f. eks. erenes forvtrngsprosesser n stu og korrosjon av ståpeer jord. Det var derfor av avgjørende betydnng å kunne karegge hvoredes temperaturforhodene jorden varerte med dybden og med årstdene. Det vste seg ved gjennomgåese av tteraturen at ngen hadde utført ske månger Norge ned t de dyp v var nteressert, og heer kke kunne v fnne oppysnnger som kunne anvendes for norske forhod. Rudof Geger behander <<Das Kma der Bodennahen Luftschchh, Braunschveg 19.50, jordtemperaturen og temperaturveksngene med dyp og td og vser t en rekke tdgere undersøkeser. Hans angveser er keve bare av begrenset verd for oss; for det første er de jordarter som er undersøkt av en vesentg annen art enn våre øst-norske erer, for det annet er de kmatske forhod vesensforskjege på de steder der undersøkesene har foregått og hos oss. For det tredje synes det kke som om undersøkesene er foretatt ned t større dyp enn ca. 4 meter, mens v er nteressert temperaturvarasjoner ned t vesentg større dybder. Det var derfor nødvendg å foreta ske månger sev for å kunne ha et påteg grunnag t bedømmese av korrosjonesprosesserog forvtrngsproresser. Som måested vagte v krysset RngveenjHomenkobanen ved Gaustad utenfor Oso. Dette sted har for det første den forde at det gger nær ved vårt aboratorum, for det annet svarer høyden over

2 26R JOLX :IOC I OG I.X TH. ROSEXQVIST Borprofd. Gaustad bro. Nvå: 1047 Q. Spes,f,J, mofsfa"d S J cm f-"-+h , Vannmnhod to 20 JO : ; / t1,c r : 1 T /0 :++-: Romvekt tm /9 2,0 21,/, Skjærfasthet trn 2 2 J ICet :, 1 omrqrt :, " - - J /:,-ufor 6-/2 1 styrret ;. ;.-- :1 j /1. 1,. s-;ao J ( W-1 ;, )+-:----- :;11.11] 1;. {, f ,-,- fthi: --+L j--.: ; f QD 1,,,,-, f f:[,t.& [e#. :: :t :: ;:: r._ḷ : :: ; ;;:;:e sø Fg. 1. / v,l f , 11 1 J -, havet, 105 meter, bra med gjennomsnttshøyden Østandets avand, for det tredje er det kke skogbevokset men heer kke fustendg trebart og terrenget er passeg kupert, sk at uftsrkuasjonen over overfaten må antas å ha vært av noenunde gjennomsnttg størrese. T sst ska nevnes at observasjonsstedet gger forhodsvs kort avstand fra ::Ieteoroogsk Insttutt, sk at v kunne få påtege oppysnnger om hvoredes temperaturen og snøforhodene har varert på observasjonsstedet. V v hermed få takke Ieteoroogsk Insttutt ved avdengssjef Werner-Johannesen for den vevge hjep de har ytet oss. Jordarten på angjedende sted er ere, øverst en vtrngsskorpe, under det en reatvt norma ere og derunder kvkkere t fje. Dybde t fje var 17 meter (se fg. ). For å måe temperaturen konstruerte v et eget nstrument bestående av to termstorer 1500 Ohm 4 % pr. C0, hvorav det ene var anbrakt en kobbersonde som kunne forenges med forengesesrør og drves ned gjennom marken t fje.

3 JORDTEJIPERATGREX I ØST-NORGE 269 7tftegsmotstander a 100 f.. temperaturuavhengge Termosfaske ----j( I J Hg/Cd 1,3 V n. termstor 4% pr. oc termstor 4% pr. C Fg D C u ednng -Forengesesror 3/4" """ :tvoks Asbest 1500A termstor 4t.pr "C C u Fg. 3. Den annen termstor var anbrakt et reagensgass som sto ned en termosfaske med s og vann. Fra begge termstorer gkk 2 mm2 kobberednnger fram t en fastoddet heatstoncs bro med teggsmotstander. Broen var tkopet et kvkksøv kadmum eement som strømkde. Broens assymmetr be måt med ysfekkgavanometer med et vang bbatter som strømkde. Anordnngen kan sees av fg. 2 og fg. 3. For å ha tstrekkeg nøyaktghet og føsomhet var det her kke mug å anvende broen som 0- punktnstrument. Ved de reatvt små temperaturvarasjoner som opptrer et jordprof gjennom et år, v et reatvt te sett teggsmotstander være tstrekkeg t å hode asymmetren nnenfor forhodsvs trange grenser. Ved for-

4 JOHAN MOUM OG IVAN TH. ROSENQVIST søk aboratoret vste det seg at v o med det anvendte nstrument med etthet kunne regstrere temperaturdfferanser av størresesorden 1/ C. Ved anvendesen av termstorer 4 står man mdertd overfor den vanskeghet at de kke er tstrekkeg 5 stabe, sk at nstrumentet må ka 6 breres temmeg ofte, og da v for 7 kabrerng kun hadde en Høper 8 Q. utra-termostat t dspossjon, kunne 9 v av denne grunn kke kabrere med 10 større nøyaktghet enn ca.± 0,02CO. 11 Hert kommer systematske fe 12 termometeret etc., sk at man må 13 regne med en kabrerngsfe av stør- 14 rese ca. 0,05 CO, hvorfor v kke har funnet det rktg å ang jordtempe- 16 raturen med større nøyaktghet enn 17 dette. For ae praktske formå v også en temperaturangvese med ntervaer på 0,1 o C være mer enn tstrekkege. c -2 -t o t s 5 7 s V Ir-., ro-.. Fg Våre månger be utført på den måte at <<termometeret» be presset ned gjennom marken ved hjep av en donkraft og temperaturen avestes amnneghet på hver havmeter etterat nstrumentet var kommet ro. I de øverste 40 cm be dessuten temperaturen regstrert ved hjep av kvkksøvtermometer. Mångene be amnneghet foretatt hver 15. hver måned, av og t tt sjednere. Mångene be startet 15. jun 1955 og fortsatt t15. jun For å ang jordtemperaturens varasjon med td og dybde, kan man benytte seg av fere metoder, f. eks. ved hjep av såkate tautochroner, dvs. njer som angr temperaturforhodenes avhengghet av dybde bestemte tdsøyebkk. V har også tegnet opp ske tautochromer etter hver observasjonsdag (se fg. 4), men fnner at en sammenstng av ske tautochromer gr et te oversktg bde, og veger derfor her å ang varasjonene med td og dybde ved et sotermdagram, fg. 5. Bortsett fra et par små uregemessgheter gr de sotermer som her

5 JORDTEMPERATCREN I OST-NORGE 271 t: o Lt..._ Snedybde cm L---L - LL.::: I---- ; j ---- J ::,... L_--L., J o 2 J 4 5 / 6 7 JO 77 / Jord- temp<?ratur "" 18 f0 "" ", ":::: o N_ ) pa J r--"s 16J ---" 17: t- L;,._ T % Y? V9 0o t;,, 02 Vt " 1 [" 14,0 N-+ : 1 + : f-._ :6,6 : 1 -kv 1 : Fg. 5. ]6.8 T 16,9

6 272 JOHAN :IOU:1 OG IAN TH. ROSEQVIST er trykket meget regemessge kun er gjennom observasjonspunktene. Dersom temperaturen stedenfor å b bestemt 1/ 10, var btt angtt 1/100", e mdertd profene, særg de to øverste metere, oppvse en noe mer urog fate. Som det nå er, gr sotermdagrammet oss en de vktge oppysnnger. For det første ser v at under et dyp av ca. 8 meter br kke årstdsvarasjonene så store som 0,1 o C. For det annet oker temperaturen fra dette dyp nedover regemessg med 1/50 pr. meter. Dersom man fra denne geometrske gradent ekstrapoerer årets gjennomsnttstemperatur opp t markoverfaten, v man fnne en temperatur av ca. 6,4. Dette er nøyaktg o C høyere enn ufttemperaturmdct ved ::Ieteoroogsk Insttutt. V ser av dette at sommervarmen har kunnet komme nn med et vesentg høyere bdrag enn nterkuden. Snødekket fra desember t mars er en bedre soator enn vegetasjonsdekket sommermånedene. Vdere ser v at 0 -sotermen går ned t nøyaktg 2 meters dyp på dette sted. Dermot gkk teefrysnngen ned t ve 1,70 meter, sk at man hadde 30 cm med underkjøet jord fra en temperatur av ca. -2,1. Fra -2,1 o t oo var eren myk ved observasjon 15. mars, t tross for at 0 denne dato først be funnet dyp av 2 meter. Vår konkusjon av de foretatte månger er at prosesser som fremmes, enten av spese høy temperatur eer av temperaturvarasjoner, føsrt og fremst v fnne sted markdyp ned t 4 meter. Ved større dyp er temperaturen reatvt konstant. SUMMA[{ Y The so temperature has been regstered throughout the year June 15th, 1955 to June 15th, 1956 to a depth of 16 meters n a cay at Gaustad near Oso. The geotechnca consstence of the so s seen from fgure. The ste corresponds to average condtons of the East Norwegan owand. As an nstrument for the determnaton was used two thermstores 1500 Ohm 4 % per Centgrade. One was paced n a copper sound whch coud be pressed down to sod rock by means of eongaton tubes. The other thermstore was paced n metng ce. As regstraton nstrument a sodered Wheatstones Brdge wth addtona resstance was used. The asymmetry of the brdge dfferences of 1/1000 C. The so temperature, however, s ony gven n nter-

7 JORDTE:IPERATLREC I OST-NORGE 273 vas of 0,1 o C. The sotherms are seen from fgure 5. Beow the depths of 8 meters, the annua varatons are ess than 0,1 o C and the temperature ncreases by 1/50 of a degree per meter. From 1,70 meter to 2 meters, undercoong was observed between the freezng pont and -2,1 o C on the 15th of ::VIarch, :Ianuskrpt mottatt 7. desember Trykt august 1957.