ÌìÃÀÓ°ÊÓ

Karstumise ehk karbonaatkivimite lahustumise tagajärjel kujunevad põhjaveekihti moodustavate kivimite sisse tühemed, mis liituvad pinna- ja põhjavee võimalikult efektiivse äravoolu tagamiseks. ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli doktorant Oliver Koit uuris, kuidas toimivad Madal-Eesti karstunud põhjaveekihtidesse kujunenud karstisüsteemid.

Kuigi põhjaveevarude kättesaadavust ja kvaliteeti Eestis peetakse üldiselt heaks, siis hiljutine uuring näitas, et Eesti 31-st põhjaveekogumist 8 on halvas ning 11 potentsiaalselt ohustatud seisundis. Sealjuures on kehvemas seisus üldiselt just karstunud veekihid. See tähendab, et märkimisväärne osa Eesti elanikkonnast, kes elab hajaasulates, kus joogivett ammutatakse madalatest erakaevudest, on põhjaveeprobleemide suhtes haavatavad. Lähiminevikus on Eesti avalikkuses ja teadusringkondades korduvalt peetud tuliseid debatte karstialade jätkusuutliku majandamise teemadel. Väljaspool Pandivere kõrgustiku nitraaditundlikku ala on enim tähelepanu saanud Tuhala ja Salajõe karstialad.

Doktoritöös uuris Oliver Koit detailsemalt kolme Madal-Eesti karstiala: Salajõe, Tuhala ja Kadaka. Kõik kolm süsteemi on olemuselt ühtmoodi soovalgaladelt lähtuvate jõgede maa-alused läbimurded soonõgusid piiravatest aluspõhjaastangutest ja –kõvikutest. Karstisüsteemide arengul on olnud määravaks piisava kõrguste vahe (hüdraulilise gradiendi) olemasolu, mis üldiselt tasase reljeefiga Madal-Eestis on kujunenud pärastjääaegse maakerke, soode arengu ja erosioonibaasi alanemise koosmõjul.

Kurisude kaudu karstisüsteemidesse neelduvad jõed saavutavad ümbritseva põhjaveekihiga otsese ühenduse, ning voolavad eelistatud vooluteed mööda allavoolu asuva karstiallika suunas. „Neeldunud vee voolamine karstisüsteemides toimub Tuhala ja Kadaka karstialadel läbi hästiarenenud voolukanalite, ja Salajõel väiksemate lõhede võrgustiku kaudu. Vesi voolab süsteemis oluliselt suurema kiirusega (vähemalt kuni 800 m/h), kui ümbritsevas põhjaveekihis keskmiselt,“ kirjeldab Koit uuritud karstialasid. „Turbulentne voolamine loob aga eelduse heljumi ehk tahkete osakeste transpordiks läbi põhjaveekihi, mis võib rikkuda põhjavee kvaliteedi,“ selgitab Koit ja lisab, et selline probleem esineb näiteks Salajõe küla madalates kaevudes.

Uurimistöö uus oluline teadmine oli muuhulgas see, et tavaoludes voolab põhjavesi ümbritsevast veekihist karstisüsteemi ja täiendab seal voolavat karstivett. Suurveeperioodidel võib aga karstisüsteemi ja ümbritseva põhjaveekihi vaheline veevahetus vastupidiseks pöörduda, mistõttu surutakse vesi karstisüsteemist ülerõhu tõttu ümbritsevasse põhjaveekihti. „Eriti selgelt aitab veevahetuse ümberpöördumist tuvastada veele pruuni värvuse andva lahustunud orgaanilise aine ilmumine karstisüsteemi ümbritsevasse põhjavette,“ kirjeldab Koit. 

Näiteks Tuhala karstisüsteemi allikatest välja voolavast veest pärineb enamik kurisusse neeldunud jõest. Sealjuures veetoide ümbritsevast põhjaveekihist ja sademete otsene infiltratsioon panustasid allika vette keskmiselt alla kolmandiku mahust. Kadaka karstisüsteemis oli aga näha, et suve teises pooles võis karstiallika väljavool toimuda täielikult ümbritseva põhjaveekihi arvelt.
2018. aasta suvine põud laastas intensiivsusega tervet Euroopat. Põua ajal katkes Tuhalas soovee väljavool, ning põhjaveetase langes kriitiliselt madalale tasemele. See tõi kaasa Tuhala jõe, karstisüsteemi ning selle karstiallikast jätkuva jõelõigu pea täieliku kuivamise. Põua järel pärines karstisüsteemist ülalpool voolanud jõevesi mõnda aega täielikult põhjaveekihist, soovee väljavool taastus alles mõnda aega hiljem. See näitas, et põhjaveel võib Madal-Eesti soovalgaladelt voolavatele väikejõgedele ja sealsetele ökosüsteemidele olla oluline toetav roll. Lisaks laastavale mõjule näitas põud ilmekalt uuritud karstisüsteemide seotust ja vastastikmõjusid ümbritseva maapinnalähease põhjaveekihiga. 

Maailma Meteoroloogiaorganisatsiooni hinnangul toovad kliimamuutused kaasa ekstreemsete ilmastikunähtuste esinemise sagenemise, mis, nagu näha, ei jäta puutumata ka Eesti pinna-  ja põhjaveevarusid.

13. aprillil 2022. aastal algusega kell 12 kaitseb Oliver Koit ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli loodus- ja terviseteaduste instituudist doktoritööd „Pinna- ja põhjavee vastastikmõju Madal-Eesti maapinnalähedastes karstunud põhjaveekihtides“ ("Surface Water and Groundwater Interaction in Shallow Karst Aquifers of Lower Estonia").

Doktoritöö avalik kaitsmine toimub ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikoolis ruumis M648 ja seda saab jälgida ka i vahendusel.

Doktoritöö juhendajad on ÌìÃÀÓ°ÊÓ Ãœlikooli professor Jaanus Terasmaa ja Andres Marandi, Eesti Geoloogiateenistusest. Oponendid on Dublini Trinity Kolledži professor Laurence Gill ja Tartu Ãœlikooli kaasprofessor Argo Jõeleht.

Doktoritöö on kättesaadav TLÜ Akadeemilise Raamatukogu keskkonnas .