För vetenskapliga syften kommer Riksriggen att under september 2016 genomföra en ca 100 m djup kärnborrning i Röstånga. Uppdragsgivare och vetenskapligt ansvarig är Professor Per Ahlberg vid Geologiska institutionen, Lunds universitet. Borrningen ingår som en väsentlig del i ett forskningsprojekt finansierat av Crafoordska Stiftelsen: Den geologiska klockan – precisering och kalibrering av den ordoviciska tidsskalan. Borrningen förväntas gå igenom en välbevarad ordovicisk–senkambrisk, skifferdominerad lagerföljd och kommer att analyseras för tolkning och kalibrering av de ekosystemförändringar som inträffade i ordovicium. Förhoppningsvis kommer borrningen också att belysa hur de marina ekosystemen påverkades av den explosiva och synnerligen omfattande vulkanism som inträffade i havsområdena i sen ordovicisk tid.

Bakgrund
Under ordovicium (för ca 485–443 miljoner år sedan) var stora delar av jordens yta täckt av hav. Livet var i huvudsak begränsat till havsmiljöer, men från periodens senare del har man spår av de äldsta landväxterna. De flesta stora djurgrupperna hade etablerats redan under kambrium, men under ordovicium blev mångformigheten avsevärt större och allt fler av havens ekologiska nischer kom att fyllas upp. Under slutskedet av ordovicium, skedde ett omfattande utdöende bland många djurgrupper. Man har kunnat koppla detta till en serie katastrofer som inleddes med nedisningar över stora delar av den forna kontinenten Gondwana (bland annat i det som nu är Nordafrika). Massutdöendet i senordovicium skedde i två steg och tidsrymden mellan dessa beräknas ha varit ca 1 miljon år.

Sydskandinavien utgör ett nyckelområde för studier av fauna- och miljöutveckling i ordovicium. Lagerföljderna är fossilrika och synnerligen välbevarade, och utgör därför unika arkiv i vilka man kan följa den geologiska och biologiska utvecklingen under denna period. Sedimentationen i det hav som täckte Skandinavien var mycket långsam och därför är lagerföljderna relativt tunna, som mest omkring 200 m. Trots detta är de ordoviciska lagerföljderna i södra Skandinavien några av de mest kompletta, bäst bevarade och internationellt mest kända i hela världen.

Projektet kommer att fokusera på de fauna- och miljöförändringar som inträffade i ordovicium. Särskilt kommer välbevarade lagerföljder från Skåne att analyseras för att i detalj dokumentera havsnivåförändringar och kopplingen mellan faunaförändringar och variationer i avsättningsmiljön (paleomiljöanalys). För att få en bättre inblick i Skånes ordoviciska lagerföljd kommer en kärnborrning att genomföras vid Kyrkbäcken, ca 400 m sydost om Röstånga kyrka.

Borrningen på Kinnekulle avslutades förra veckan i urberg och slutdjupet blev ca 210 m. Kärnborrningen utfördes först med PQ3 (håldiameter/kärndiameter 122.6 mm/83 mm) till ca 15 m och efter installation av HWT-foderrör så fortsatte borrningen med HQ3 (håldiameter/kärndiameter 96 mm/61.1 mm). Under borrningen var det stora problem med vattenförluster, vilket innebär att man förlorar borrvatten ut i sprickor och till följd av detta så får man ingen retur av borrkax/borrmjöl upptill markytan. Följden av detta blev att cementering/gjutning utfördes vid flertalet tillfälle för att täta sprickorna och på så vis minimera flödesförlusterna. Antal borrmetrar/dag varierade allt från 3 m/dag till 45 m/dag. Sammanfattningsvis kan man säga att borrningen var en borrteknisk utmaning p.g.a. den litologiska variationen, lerskiffer, kalksten, alunskiffer, sandsten, konglomerat och gnejs. Nedan följer några bilder på erhållna borrkärnor. Det är en fördel med att använda triple-tube vid borrning i uppsprucket berg för att bevara provet så intakt som möjligt, vilket även kan ses i några av bilderna nedan.

Nu drar snart en kärnborrning igång på Kinnekulle i Västergötland och planerat borrdjup är ca 220 m. Borrningen är ett led i grundforskningen vid Geologiska institutionen, Lunds universitet och projektet finansieras av Crafoordstiftelsen och Kungliga Fysiografiska sällskapet i Lund. Prof. Mikael Calner som är uppdragsgivare och vetenskapligt ansvarig för borrningen, bedriver forskning kring förändringar i klimat, havsnivå och havens biodiversitet under de kambriska, ordoviciska och siluriska perioderna, dvs. för 542-416 miljoner år sedan. Under denna tid låg vår kontinent på södra halvklotet och dagens Kinnekulle var ett vidsträckt havsområde där sediment långsamt ackumulerades. Dessa sediment har under årmiljoner ombildats till lagrade bergarter vars fossilinnehåll avspeglar ekologin i de urtida haven. Genom att i stor detalj och med avancerad teknik studera bergarternas uppbyggnad, mikrostruktur, fossil och geokemiska sammansättning kan man studera orsak och verkan-samband för den tidens förändringar i klimat, havsnivå och marin mångfald.

För mer information klicka här:  Information Kinnekulle borrning

Under vecka 45 och vecka 46 utfördes en kärnborrning i Gärdslöv i Skåne för att provta de ca 100 m mäktiga kvartära avlagringarna. Projektet finansierades av Prof. Per Möller på kvartärgeologen i Lund. Avsikten vid borrningen var att upprepa tidigare utförd kärnborrning (1960-talet) ner i de så kallade Alnarpssedimenten. Alnarpsdalen är en idag helt utfylld erosionsdal som var ett tidigare utlopp för Östersjön från en tid när Öresund inte fanns utvecklat. Denna period inföll före det senaste istidsmaximat (LGM) under det som kallas marina syreisotopstadie 3 (MIS 3) för c. 60 000 -25 0000 år sedan. Avsikten var att få sedimentkärnor för mer precis datering med så kallad Optiskt Stimulerad Luminiscens (OSL) samt organiska prover för C14-dateringar. Förutom det geovetenskapliga syftet med borrningen fann även ett tekniskt syfte nämligen att utveckla kärnborrtekniken i jordlager med de kärnborrdimensioner som Riksriggen kan hantera.

Borrningen startade med kärnborrdimension P och så kallad triple tube teknik, vilket resulterar i en håldiameter på ca 123 mm och 83 mm kärndiameter och användes till ca 16 m djup under markytan. Avsnittet från markytan ner till 16 m djup infodrades sedan med HWT-casing och borrningen fortsatte därefter med kärnborrdimension H och triple tube teknik, vilket ger en håldiameter på 96 mm och en kärndiameter på ca 61 mm. Slutdjupet för borrningen blev 59,4 m under markytan.

Kärnborrningen vid Altamje, Gotland avslutades i tisdags och slutdjupet blev 351,4 m. Borroperationen gick planenligt och kärnåtervinningsgraden var nästan 100%. Litologin utgjordes av kalksten och märgelsten. Nu är borrkärnorna på plats i Lund och forskarna har redan börjat med klassificera och analysera dessa. Alla kärnorna kommer även att klyvas varav den ena delen kommer att transporteras till University of Iowa och den andra delen blir kvar i Lund.

Nu utförs kärnborrning med Riksriggen vid Altajme, Buttle på Gotland. Planerat borrdjup är ca 350 m och borrningen utförs med dimension H och triple tube-teknik, vilket resulterar i en håldiameter på 96 mm och en kärndiameter på ca 61 mm.

Borrningen är ett led i grundforskningen vid University of Iowa och Lunds universitet under ledning av Prof. Mikael Calner. Projektet som borrkärnan ingår i stöds av ett stort anslag från amerikanska National Science Foundation (NSF) till Bradley Cramer samt av Vetenskapsrådet för den del av projektet som Lunds universitet står för. De som i projektet representerar dessa universitet bedriver forskning kring silurperioden, dvs. perioden i Jordens historia mellan 443-416 miljoner år sedan. Under denna tid låg vår kontinent strax söder om Ekvatorn och dagens Gotland var ett vidsträckt, varmt havsområde där korallrev och grundhavslevande organismer gav upphov till de kalkrika, marina sediment som idag är ombildad till hård kalksten. Genom att i stor detalj och med avancerad teknik studera kalkstenens uppbyggnad, mikrostruktur, fossil och geokemiska sammansättning beskriver vi miljöutvecklingen i haven och i Jordens klimat under denna tidsperiod. Projektet syftar ytterst till att kalibrera och förbättra den siluriska tidsskalan och öka tidsupplösningen så att vi kan studera orsak och verkan-samband för den tidens förändringar i klimat, havsnivå och marin mångfald.

Under vecka 21 genomfördes en borrning vid Grönhögen på Öland. Borrprojektet var ett samarbete mellan SGU, Geologiska Institutionen (LU), Teknisk Geologi (LU) och Mörbylånga kommun. Borrningen startade med kärnborrdimension P, vilket är den största kärnborrdimensionen som Riksriggen kan hantera, och så kallad triple tube teknik. Man erhåller då en håldiameter på ca 123 mm och en kärna på 83 mm. P-dimensionen användes ner till 15 m. Avsnittet från markytan ner till 15 m djup infodrades sedan med HWT-casing och borrningen fortsatte därefter med kärnborrdimension H och triple tube teknik, vilket ger en håldiameter på 96 mm och en kärndiameter på ca 61 mm. Borrningen startade genom ordovicisk kalksten, följt av alunskiffer och avslutades i kambrisk sandsten. Totaldjupet blev 50,6 m, dvs samma djup som befintliga grundvattenbrunnar inom Grönhögens kommunala vattentäkt. Syftet med projektet var att få en bättre kunskap om berggrundens uppbyggnad och egenskaper avseende grundvattenföring och grundvattenkvalitet. I tillägg kommer brunnen ingå i Mörbylånga kommuns system av brunnar som producerar grundvatten från framförallt den kambriska sandstenen.

Ett samarbets- och utvecklingsprojekt mellan Teknisk geologi på Lunds tekniska högskola och Wassara har genomförts under 2013. Samarbetet inkluderar två olika tester. Det första  är att undersöka om det går att driva foderrör med en Wassara-hammare i kombination med kärnborr-rör. Det andra testet består av transportborrning med Wassara-teknik i kombination med kärnborr-rör till ett önskat djup, och därefter konventionell kärnborrning.

Borriggen som använts vid testerna är den nationella geovetenskapliga kärnborriggen Riksriggen, som är placerad på Lunds tekniska högskola vid avdelningen för teknisk geologi.

Borrningen utfördes i Tågarp, öster om Hörby. Installation av foderrör med W70 hammare på en kärnborrigg fungerade mycket bra. Totalt installerades 25.5 m foderrör i de kvartära avlagringarna bestående av morän.

Transportborrning med W70 hammare utfördes sedan till 112 m djup. På grund av problem med stabiliteten i borrhålet kunde inte påföljande kärnborrning fortsätta från 112 m djup, men kärnprovtagning, dimension NQ3, genomfördes kontinuerligt mellan 51 och 65,2 m. De dominerande bergarterna var gnejs, leptitgnejs och amfibolit. Borrningen utfördes i en bergmassa med flera svaghetszoner och ställvis kraftigt vittrad bergmassa.

Borrningen i Hoby var en del av ett utvecklingsprojekt tillsammans med LKAB Wassara. Projektet i Hoby gick ut på att testa att driva foderrör med en Wassara-hammare i kombination med kärnborrör, vilket utfördes med Riksriggen. Riggpumpen användes för att driva hammaren, alltså ingen extern pump användes under testet. Det konstaterades att riggpumpen (Trido 140) inte hade tillräcklig kapacitet för att kunna driva foderrör till önskat djup. Hålet kärnborrades därefter mellan ca 5 – 18 m djup med kärnborrdimension NQ3 (håldiameter 76 mm och kärndiameter 45 mm). Det kärnborrade intervallet bestod av lermorän, följt av triassiska lerstenar, siltstenar och arkosiska sandstenar. Kärnprovtagningslängden var 3 m och en impregnerad 4-6 frontspolande borrkrona användes.  Kärnåtervinningen var generellt god liksom kärnkvaliten.

På uppdrag av Per Ahlberg på geologiska institutionen, Lunds universitet utfördes i april 2013 en kärnborrning i Fågelsångsdalen, Södra Sandby, öster om Lund.

Kärnborrningen gjordes ner till 64,9 m djup med kärnborrdimension HQ3 (håldiameter 96 mm och kärndiameter 61mm). Kärnprovtagningslängden var 3 m och en impregnerad 6-8 frontspolad borrkrona användes.

Kärnåtervinningen var generellt god liksom kärnkvaliten. Det kärnborrade intervallet dominerades av ordoviciska skiffrar (Töyen, Amelund, Sularp), samt en 7,7 m mäktig sekvens av Komstadkalksten.