Eestis on peetud viimastel kümnenditel karstialadel toimuva majandustegevuse üle tuliseid debatte. Muu hulgas võib jõuda põldudelt väära väetamise või kehvade ilmaolude korral nitraate karstivette ja sealt edasi ka ümbruskonna kaevudesse. Samas puudus teadlastel uuringute nappuse tõttu üksikasjalik ülevaade, mis näiteks Tuhala karstiala sügavustes täpselt toimub. "Tahtsin, et tööl oleks praktiline ja rakenduslik väärtus. Sellega algust tehes oli teema väga päevakajaline," sõnas Oliver Koit, Tallinna Ülikooli nooremteadur.

Koidu õnneks oli toimunud mõni aeg varem karstiuuringute vallas väiksemat sorti revolutsioon. Automatiseeritud mõõteseadmed võimaldavad jäädvustada nüüd muu hulgas vee vooluhulka ja temperatuuri varasemast sagedamini ning koostada seeläbi pikki aegridu. Vee ja sellesse segatud värvainete helenduse mõõtmiseks fluorimeetri kasutamine võimaldab jälgida aga nende liikumist suurema täpsusega.

Algselt keskendus Koit vaid Tuhalale, ent töö käigus laienes fookus lisaks Salajõe ja Kadaka karstialale. Võrreldes näiteks Pandivere kõrgustiku karstidega on nende toitumine mõnevõrra keerukam. Kui kõrgustikul imbub sadevesi praktiliselt otse karstisüsteemi, siis Madal-Eestis käivad need läbi eelnevalt soost.

Uuringu-aastatele langes lisaks mitu äärmuslike ilmaoludega perioodi. Näiteks oli 2017. aasta sügis tavapärasest sademerikkam. "Sellele järgnenud suvel oli põud sedavõrd karm, et (karstiala toitev) Tuhala jõgi kuivas ülemjooksul täiesti ära. See on juba arvestatav mõju, kus jõe ökosüsteemid kannatasid ja ka kaevud hakkasid kuivaks jääma," märkis Koit.

Viimaks uhuti 2019/2020 talve pehmuse tõttu muldadest toitaineid välja terve aasta vältel, mis tähendas ühtlasi põllumajandusest lähtuva reostuskoormuse suurenemist.

Kokkuvõtlikult võimaldas see paremini mõista, kuidas karstisüsteem erinevatel tingimustel käitub. Muu hulgas selgus, et tavaoludes voolab põhjavesi ümbritsevast veekihist karstisüsteemi, täiendas seal voolavat karstivett. Nagu tavaks, otsib vesi voolamiseks kõige hõlpsamat teed ja karstisüsteemis võib see läbida tunniga kuni 800 meetrit. Suurvee ajal võib kasvada karstisüsteemis rõhk aga sedavõrd kõrgeks, et karstivesi hakkab pressima omakorda põhjavette.

Keskkond ja allikavee puhtus

Ühtlasi osutasid mõõtmised, et Tuhala ja Kadaka karstialadel saab kasutada vesi liikumiseks hästi arenenud voolukanaleid. Salajõe karstiala iseloomustasid seevastu väiksemad lõhed, misläbi on selle läbilaskvus mõnevõrra väiksem. Üldiselt oli veevool karstisüsteemides võrdlemisi rahutu.

Ühtpidi muudab see teadlaste jaoks raskemaks veevoolu mudeldamist, ent võib mõjutada ka inimeste heaolu. "Praktilises mõttes on see näiteks Salajõe puhul oluline, sest loob põhjaveekihis eelduse tahkete osakeste transpordiks ja reostuseks, mis halvendab kohaliku põhjavee kvaliteeti," selgitas Oliver Koit. Sealsed pooriruumid on liiga suured, et hõljuvad osakesed sinna kinni jääks.

Lisaks võis märgata, et karstivee päritolu sõltub tugevalt valitsevatest ilmaoludest. Näiteks tuli üldjuhul Tuhala karstiala alalise allika veest Tuhala jõest ligikaudu 85 protsenti ja põhjaveekihist vaid seitse protsenti. Vihmase sügise korral võis kasvada viimase osakaal kuni 30 protsendini. Kadaka karstisüsteemis oli seevastu näha, et suve teises pooles toimub karstiallika väljavool aeg-ajalt täielikult ümbritseva põhjaveekihi arvelt.

Sellega tuleks arvestada ka allikavett juues. "Mina isiklikult neist kolmest karstiallikast vett ei jooks. Kui, siis hädapärast suvel või põuaperioodil, mil on see veidike rohkem joogikõlbulik ja võimalusel seda eelnevalt keetes. Muul ajal toimivad need sisuliselt kanalisatsioonitorustikena," sõnas Koit. Kuigi see sõltub konkreetsest piirkonnast, tuleks eelistada tema sõnul kriisi ajal allikavee asemel näiteks salvkaevude vett ka mujal Põhja-Eestis. Lõuna-Eestis on allikavesi mõnevõrra parem, ent sealgi võib esineda vees kolilaadseid baktereid.

Põllumajandusreostuse suhtes on vähemalt uuritud Madal-Eesti karstialad mõnevõrra vähem haavatavad kui Pandivere karstid. "See võib olla tingitud aga puhtalt põllumajanduskoormuse ulatusest, kuna seal on põllupidamiseks pinnakate ja mullastik väga soodus. Toitainete hulk seal algavates jõgedes räägib sellest väga selgelt," kinnitas nooremteadur.

Veehulga ja toitumisega arvestades tuleb olla valvsam Tuhala ja Kadaka karstialade loomuliku veerežiimi muutmise suhtes. "Need asuvad kergelt üles tõstetud paeplatool ehk piltlikult justkui miniatuursel Pandiverel, mis muudab need pika põuaperioodi ajal väga haavatavaks. Põhja- ja pinnavesi on seotud omavahel palju tihedamalt, kui oskaks arvata," sõnas Koit. Ilmselt suurema põhjavee toitealaga Salajõel seevastu vooluhulk kunagi päris nulli ei kukkunud.

Omaette küsimus on Koidu sõnul, mis hakkab juhtuma karstisüsteemidega kliimamuutuse jätkudes. Prognooside kohaselt võib hakkab Läänemere piirkonnas keskmine sademete kogusumma isegi kasvama. Samal ajal võib oodata, et need hakkavad jaotuma aasta lõikes ebaühtlasemalt – rohkem tuleb ette nii põudu kui ka tugevaid sadusid.

Skandinaavias on lisaks märgatud viimastel aastakümnetel pinnavee pruunimaks muutumist. Sama on nähtud Eesti jõgedes-järvedes "See viitab, et selles lahustunud orgaanilise aine hulk on kasvanud. Mõne seletuse kohaselt on selle taga õhutemperatuuri tõus ja kliimamuutus, kuid oma roll võib olla ka happevihmade kadumisel ja atmosfääri alulisemaks muutumisel," selgitas Koit. Karstisüsteemi jõudva pinnavee hulgaga arvestades on tema sõnul edaspidi oluline uurida, kas või kuidas hakkab see mõjutama põhjavee kvaliteeti.

Orgaaniline aine soodustab lisaks raskemetallide mobiilsust. "Suur küsimus on, kas orgaanilise aine tõus võib olla põhjus, miks meil on rannikuvetes elavhõbedaga probleeme. Sealt edasi põhjavesi on energiaallikas redoksreaktsioonidele, mis võib omakorda hakata erinevate soovimatute metallide mobiilsust tõstma ja seda mõjutama," lisas nooremteadur. Ühtlasi loodab Koit uurida lähitulevikus täpsemalt, kuidas jõuavad põhjaveekihti sademed ja mis juhtub nendega infiltratsiooniprotsessi käigus.

Tutvu doktoritööga täies mahus Tallinna Ülikooli digikogus.