Kvikkleire – et farlig minne fra istiden

Kvikkleira, denne lumske og usynlige faren som vi alle har hørt om, har ført til mange katastrofale leirskred opp gjennom historien. Nå sist utenfor Namsos.

Kvikkleire er et resultat av vår lange geologiske historie. Den gråblå massen er dannet under og etter siste istid. I et geologisk perspektiv er derfor avsetningene svært unge.

De spesielle grunnforholdene med kvikkleire oppstår i visse soner innenfor de områdene der det etter istiden ble avsatt leire på havbunnen i et salt miljø (marin leire). Det skjedde på den tiden da store isbreer smeltet, vannmassene rant i havet og leirpartiklene fra breslammet sank ned på bunnen. Etter istiden har disse områdene med marin leire blitt hevet til tørt land.

Marin leire er altså etterlatenskaper fra den store iskappen som dekket en betydelig del av nordkalotten for mer enn 10.000 år siden. Fenomenet kvikkleire er derfor uløselig knyttet til områder i Nord-Europa og Nord-Amerika hvor havvannet fra gigantiske, kontinentale isbreer fraktet leir og silt ut til fjordene og havet.

Kvikk eller ei?

I utgangspunktet var kvikkleira en helt alminnelig saltvannsleire. Men gjennom lang tid har egenskapene endret seg. De ørsmå leirkornene henger mye dårligere sammen når det salte porevannet mellom dem blir vasket ut og erstattet av ferskvann. Når saltinnholdet kommer under en kritisk grense, sier vi at leira blir kvikk

Verken menigmann eller geologer kan med det blotte øyet se om en marin leire, såkalt blåleire, er kvikk eller fast. Hvis vi derimot begynner å grave i den, overbelaster den med stor vekt, eller sender kraftige sjokkbølger gjennom den, vil vi fort kunne oppdage forskjell. Kvikkleira vil i verste fall kollapse og omdannes da til en tynn suppe som flyter av gårde. Vi kan lett gjøre et eksperiment på egen hånd ved å røre litt i en prøve med blåleire. Hvis det er kvikkleire, vil den fort bli tyntflytende.

Leirmineralene er for det meste flakformet. De danner en åpen korthusstruktur med små ekektrostatiske ladninger som gir tiltrekning mellom partiklenes kanter og flater når de avsettes i saltvann. Der hvor det salte vannet erstattes med ferskt, vil bindingskreftene svekkes og denne indre strukturen blir labil. Blir den overbelastet, og strukturen plutselig bryter sammen, vil kornene orientere seg tilnærmet parallelt, miste kontakten med hverandre og sveve fritt i porevannet. Vi har fått et kvikkleireskred. Og det skjer momentant.

Ved skred går kvikkleire fra fast form over til å oppføre seg som en tyntflytende velling med liten eller ingen bæreevne. Hele jordflak kan plutselig synke ned, omrøres og flyte langt av gårde, også utover omtrent flat mark.

Det er derfor kvikkleire er så farlig.

Breslam skaper leire

Like etter at den skandinaviske innlandsisen hadde smeltet bort fra kyst- og fjordstrøkene våre for 10-12.000 år siden, lå landområdene betraktelig dypere enn i dag. Vi må tenke oss at terrenget lå noen hundre meter lavere, og mer nedpresset i indre områder enn i kyststrøkene. Foranledningen var at landmassene hadde blitt presset ned av isens tyngde, og den var størst langt inne i landet.

Den stive jordskorpa ligger over den plastiske mantelen, så mantelen ga etter for isens tyngde, på samme måte som en kork lar seg presse ned i vannet. Da isen forsvant, steg landet igjen, akkurat som korken flyter opp når vi ikke trykker på den lenger. Jordskorpa gjenopprettet likevekten som en reaksjon på trykkavlastningen. Men det tok lang tid å få tilbake den opprinnelige formen. Tregheten er så stor at prosessen på de fleste steder ennå ikke er fullført. For eksempel stiger jordskorpa ved Trondheim og Oslo ca. fire mm i året.

Landhevningen var allerede kommet godt i gang på den tiden da kyst- og fjordstrøkene ble isfrie. Isfronten kalvet ustanselig og trakk seg stadig lengre innover i fjordene. Havet fulgte etter, og saltvannet flommet inn over store deler av det nedpressete landet. Senere, da landet steg ytterligere, ble disse områdene tørt land.

Til dette iskalde fjordmiljøet spylte breelvene ut enorme mengder med sand, grus og breslam etter hvert som isen smeltet. Sand og grus la seg raskt på plass i konsentrerte områder nært land eller tett inntil brekanten.

Slammet derimot, som besto av ørsmå mineralpartikler, slipt ned fra fjellgrunnen i innlandet, svevde utover i vannmassene og sank sakte til bunns i store mengder. Slik bygde det seg opp tykke lag av silt og leire på fjordbunnen. I de dypeste delene av Trondheimsfjorden er det for eksempel nylig påvist at denne type avsetninger er inntil 600-700 m tykke. På land ved utløpet av de største elvene i Trøndelag er det 150-300 m tykke løsmasser. Det meste av dette er antagelig leire.

Hvor er leiren kvikk

Vi vet at leire er svært utbredt over de brede østlands- og trøndelagsbygdene. Områdene med kvikkleire utgjør likevel en forholdsvis liten prosentandel av den gamle fjordbunnen. Forklaringene er for det første at mye av den marine leira ikke har blitt omdannet til kvikkleire. Av forskjellige grunner er ikke saltet vasket ut ennå. Og for det andre består deler av den gamle sjøbunnen av andre løsmasser enn leire. Ujevn bunntopografi og sterk strøm har hindret leirsedimentasjon i mange områder, spesielt på forhøyninger og i brattskrenter.

Utvaskingen av saltet er en prosess som skyldes nedbør, innsig av markvann, gjennomstrømning av grunnvann og flomepisoder (hydrologiske forhold). Også egenskaper ved leira, for eksempel mineralogi, kornform, kornstørrelse og tynne sandlag som drenerer, har betydning for permeabiliteten (gjennomstrømningsevnen) og dermed for hvor hurtig saltet kan vaskes ut.

Det sier seg selv at alle disse faktorenes virkning på saltinnholdet, særlig grunnvannstrømning i dypet, gjør det vanskelig eller umulig å kartlegge steder der det salte vannet er byttet ut med ferskt. Alminnelig overflatekartlegging er på ingen tilstrekkelig for å avdekke faresoner. Det er helt nødvendig med boringer for finne ut om en tomt eller et lite område med marin leire er kvikk eller ikke. Både boredata og borehullsprøver med påfølgende laboratorieanalyser kan fortelle om leira er kvikk.

Skredårsaker og forebygging

Menneskelig aktivitet med anleggsarbeid har flere ganger utløst leirskred i de siste tiårene. Men siden de langt fleste skredgropene ble skapt før anleggsmaskinenes tid, må også naturlige prosesser ha vært utløsende faktorer gjennom flere tusen år. Svaret er hovedsakelig elvenes og bekkenes graving i fjordbunnssedimentene. Denne fluviale erosjonen skjærer stadig dypere i takt med landhevningen. Slik har vi fått skapt høye bratte skråninger i leire, og hvis elvene til slutt graver seg inn i kvikkleirelommer går det skred. Ofte starter det da med et lite skred (geoteknikere kaller det gjerne initialras), og plutselig kommer store bakenforliggende områder seilende.

Erfaringsmessig må de bratte skråningene være høyere enn ti meter for å kunne utløse store kvikkleireskred. Små skred kan gå på mindre skråningshøyder. I noen tilfeller kan skred også gå i områder uten bratte skråninger, dersom et slakt hellende terreng er brattere enn ca. 1:15.

Første steg i et hvert sikringsarbeid er å få kartlagt hvor kvikkleiresonene ligger. Ved å ha kjennskap til dem, er det mulig både å ta forholdsregler ved inngrep i terrenget og sette i verk sikringsarbeider. Faresonekart er derfor et nødvendig redskap i kommunenes planarbeid og byggesaksbehandling. Selv om kvikkleirekartlegging startet i 1980, og er gjennomført i grov målestokk i mange kommuner i Trøndelag og rundt Oslofjorden, samt et par steder i Nord-Norge, gjenstår det fortsatt mye kartleggingsarbeid.

Ansvaret for skredfarekartleggingen i Norge har vært flyttet mellom flere institusjoner og departementer siden 1980. Fra i år av ligger nå ansvaret for skredforebyggende arbeid, herunder videre kartlegging i samarbeid med andre institusjoner, hos Norges vassdrags og energidirektorat (NVE). Oppfølging og sikring av påviste fareområder utfører NVE i samarbeid med kommunene.

En naturgitt trussel – i tillegg til ressurs

Anslagsvis ligger mer enn 80 prosent av all innmark, bebyggelse og infrastruktur i Trøndelag og på Østlandet sør for Mjøsa lavere enn den marine grense.

Derfor er det lett å forstå at kvikkleiresonene som oftest ligger i eller ved tettbebyggelse. Det kan bl.a. skyldes at de eldste tettstedene først grodde fram der hvor de geologiske ressursene (løsmassene) utgjorde attraktive jordbruksområder, dvs. på tykke leir- eller sandavsetninger, og gjerne nært elvemunninger med gode havneforhold. Siden har bebyggelsen mange steder ekspandert på bekostning av høyproduktiv dyrkamark. Resultatet er blant annet at tusenvis av mennesker bor på kvikkleire.

Vi har altså opp gjennom historien bygget ned mye av den beste matjorda. Vi hadde en naturressurs. Nå har vi også fått en trussel.

”Hurtigere enn nogen hest kunne løpe”

Leirskred på Østlandet, i Trøndelag og flere steder i Nord-Norge (for eksempel Balsfjord, Målselv og Finneidfjord) har vært årsak til menneskelige tragedier både i forhistorisk og historisk tid. Trøndelag har blitt hardest rammet, og det verste skredet noensinne, målt i både antall omkomne og volum, gikk ved Stiklestad i Verdalen i Nord-Trøndelag natt til 19. mai 1893, rett etter midnatt.

En suppe av leire flommet ut over landskapet og dekket 8000 dekar av dalbunnen. Mennesker og dyr seilte langt av gårde på torvflak, hustak og husrester, og av 250 mennesker som bodde i området, omkom 116, 112 i selve raset og 4 av skader de nærmeste dagene etterpå. 105 bygninger ble ødelagt. Øyenvitner kommenterte at leira kom «hurtigere enn nogen hest kunne løpe».

Astor Furseth forteller levende fra raset i boka «Skredulykker i Norge», Tun Forlag, 2006:

«På torsdagskvelden gikk vel de fleste til sengs til vanlig tid i Verdalen, og det betydde at nesten alle lå og sov lenge før midnatt. Men vi vet iallfall om en person som var våken. Oline Skjørdal, gardkone på Øvre Skjørdal på sørsida av elva, hadde ennå ikke gått til sengs da klokka slo tolv mainatta til den 19. Av en eller annen grunn kjente hun uro i kroppen, og ved halv-ett-tida gikk hun ut på gardstunet. Det var klarvær og iskaldt. I den lyse vårnatta var det godt utsyn mot Follo og Gjermstad. Tilfeldigvis så hun i den retningen – og hun ble vantro vitne til hva som var i ferd med å skje.

Leirfall! Og det av en forferdelig størrelse, som i en ren fantasi. Først så Oline et mindre parti fra garden Krågsmoen gli ut i bekkefaret, men like etterpå kom et nytt fall som tok med seg hele Follogrenda, slo tvers over dalen og sprøytet opp gjennom liene på motsatt side. Og det gikk enda et skred, det største og mest voldsomme, da plutselig hele Gjermstad-grenda gled ut. Det ene jordstykket etter det andre sank ned sammen med hus og gardstun, og det skjedde med større og større fart. Sandskyer og leirsprut sto himmelhøyt mot den lysgrå nattehimmelen. Og først da hørte hun det: Et uhyggelig bulder som fylte hele dalen.»

Det gapende hullet i bakken, selve rasgropa, var nesten 3000 dekar i areal og nesten 20 m i gjennomsnitt dyp. En ny sjø ble dannet, Vukusjøen, men den ble senere tømt av naturen selv i løpet av sommeren. Et nytt ras skjedde fra bakkanten av gropa på høsten samme år. Det alene var like stort som Rissaraset i 1978, og elva ble demt opp på nytt.

Her kan du lese Astor Furseths beretning om Verdalsraset og Rissaraset: www.geoportalen.no/skredkart.

Alt om Verdalsraset finner du i «Verdalsboka», bind A og B, Verdal Historielag, 1993.

Skrevet av Harald Sveian