Itämeri – vedenalainen museo

Itämeri säilyttää hylyt ainutlaatuisen hyvin, sillä puuta tuhoava laivamato ei esiinny kylmässä ja vähäsuolaisessa murtovedessämme. Ihmistoiminnalla on kuitenkin vaikutuksensa. Muun muassa varomaton sukeltaminen ja ankkuroituminen aiheuttaa hylyissämme tuhoa.

Museoviraston muinaisjäännösrekisterissä hylkyjä ja muita vedenalaisia löytöpaikkoja on yli 2000. Kohteista noin 800 luokitellaan yli sata vuotta sitten uponneiksi muinaisjäännöksiksi. Museoviraston tehtävänä on dokumentoida, tutkia ja seurata niiden kuntoa ja säilymistä.

Hylyt ovat haastavia tutkittavia

Suurin osa vedenalaisista muinaisjäännöksistä on erilaisia laivojen ja veneiden hylkyjä. Vedenalaiset muinaisjäännökset ovat vaikeita tutkimuskohteita sijaintinsa takia. Hylkyjen tutkimus on varsin kallista ja vaatii erityistä osaamista ja vedenalaistutkimukseen soveltuvaa välineistöä sukellustyöhön soveltuvista veneistä ja tutkimusaluksista alkaen. Tutkimus vaatii myös ulkopuolista rahoitusta, koska siihen osoitettu valtion rahoitus on varsin niukkaa.

Miksi hylkyjä sitten pitäisi tutkia ja suojella? Historian ja arkeologian lähdeaineistoina vedenalainen kulttuuriperintö on ainutlaatuista. Itämeressä laivat säilyvät poikkeuksellisen hyvin, joten hylyt sisältävät valtavasti tietoa. Jos laiva on uponnut lasteineen, laivalöytö voi sisältää laivan varusteiden ja miehistön henkilökohtaisten tavaroiden lisäksi lastitavaraa.

Vaikka laivanhylyillä on lain suoja, usein ne unohtuvat, koska niitä ei näe. Samalla tämä ainutlaatuinen historian lähde jää käyttämättä tutkimuksen hyväksi ja on kansalaisten ulottumattomissa. Kiinnostus Ruotsin Vasa-laivaa ja muita hylkyjä kohtaan kertoo, että ne kiehtovat suurta yleisöä sekä fyysisinä elementteinä että kertomuksina.

Monitorointi

Tutkimuksen lisäksi hylkyjä monitoroidaan eli niissä tapahtuvia muutoksia seurataan. Monitoroinnin tarkoitus on pysyä selvillä näistä muutoksista, jotta hylkyjen suojeluun käytettävissä olevat voimavarat pystyttäisiin kohdentamaan tehokkaasti.

Muutosten syynä voi olla ns. luonnollinen hajoaminen biologisten ja fysikaalisten tekijöiden takia, tai ne voivat johtua ihmisen toiminnasta. Laivaliikenne, kalastus, ankkurointi, sukellustoiminta tai luvaton muinaisjäännöksen kajoaminen voi aiheuttaa peruuttamattomia muutoksia. Luonnollista hajoamista kutsutaan myös hylkyyntymisprosessiksi. Silloin esimerkiksi mikrobitoiminta hajottaa orgaanista materiaalia, veden liike kuluttaa muinaisjäännöstä ja veteen liukenee ainesosia muinaisjäännöksestä.

Maan päällä muinaisjäännöksiä pyritään hoitamaan esimerkiksi estämällä pusikoitumista tai romahtamista. Historiallisia rakennuksia restauroidaan ja kelluvaa kulttuuriperintöä kunnostetaan. Laivanhylkyjen kohdalla tällainen ei ole yleensä mahdollista. Suunnittelemalla hylkyjen tutkimusta ja kunnon seurantaa selvitetään ennalta esimerkiksi mahdolliset uhkatekijät, joiden vaikutusta pyritään ennaltaehkäisemään, sikäli kun sen on mahdollista.

Ensimmäiset hylkyjen hoitosuunnitelmat tehtiin EU:n rahoittaman Monitoring, Safeguarding and Visualizing North European Shipwreck Sites -hankkeessa (2001–2004), jossa 1999 löydetyllä Vrouw Marian hylyllä oli merkittävä rooli. Hylkyjen suojelun teemaan liittyi hallinto- ja hoitosuunnitelma, johon kirjattiin kaikki hylkyä koskeva tieto. Projektissa tutkittiin myös ympäristöolosuhteet, kuten merenpohjan geologia, sekä veteen liittyviä tekijöitä, kuten lämpötila ja happipitoisuus ja hylyn ympäristön eläimistö. Lisäksi tutkittiin puun hajoamiseen liittyviä tekijöitä. Projektirahoitus mahdollisti kattavan tutkimuksen.

Vrouw Maria sijaitsee Saaristomeren kansallispuiston erityisrajoitusalueella, joten ihmisen toimintaa jo tämän takia rajoitettu. Hylylle perustettiin myös muinaismuistolain mukainen suoja-alue pian hylyn löytymisen jälkeen. Hylyn kunnon tarkkailuun kuului myös seurantapisteiden verkoston luominen: hylystä valittiin 30 kohtaa, jotka dokumentoitiin valo- tai videokuvaamalla jokaisella seurantakäynnillä joko sukeltajien toimesta tai robottikameran avulla.

Projektin visualisointiteemaan ja hylyn rakenteiden tutkimuksiin liittyen Vrouw Mariasta luotiin myös ensimmäinen kolmiulotteinen malli, joka perustui rungon mittatietoihin. Vuosituhannen alussa valo- tai videokuvaukseen pohjautuvia ohjelmistoja ei ollut vielä olemassa, vaan mittatiedot syötettiin Rhinoceros-mallinnusohjelmaan. Vrouw Marian tutkimusten yhteydessä havaittiin myös, että hylyssä edelleen pystyssä olevat mastot liikkuvat. Jussi Kaasinen loi Mast-o-Meter-mittalaitteen, joka kiinnitettiin etumastoon. Maston havaittiin liikkuvan mastonkengässä niin, että sen kallistuskulma vaihteli ja myös värisi. Mastot ovatkin yksi haavoittuva kohta hylyissä, ja niiden kaatuminen aiheuttaa pahoja vaurioita hylyn rungossa.

Fotogrammetria monitoroinnin menetelmänä

Fotogrammetria eli 3D-mallien luonti valokuvista on kehittynyt viime vuosina merkittävästi. Kehitystä ovat siivittäneet harppaukset mallinnusohjelmistojen algoritmeissa, tietokoneiden laskentatehossa ja kameratekniikan paranemisessa

Nykyään 3D-mallinnuksesta onkin tullut kiinteä osa vedenalaisen kulttuuriperinnön dokumentointia. Fotogrammetria tarjoaa nopean keinon tuottaa mittatarkkaa dataa hylyistä ja on siten luonteva menetelmä hyödynnettäväksi myös monitoroinnissa.

Yksittäiset 3D-mallit eivät kuitenkaan tuota monitoroinnin kannalta oleellista tietoa, koska keskeistä on havaita hylyissä tapahtuneita muutoksia. Tätä varten yhdestä kohteesta tarvitaan useampi eri aikoina tehty mallinnus, joita vertaamalla muutokset voidaan havaita.

Hylkyyntymisprosessin takia eri aikoina tehtyjen 3D-mallien vertaaminen ei kuitenkaan ole yksinkertaista – jos useamman rakenneosan sijainti on muuttunut, on tutkijan mahdotonta varmuudella sanoa, mitkä niistä ovat liikkuneet ja mitkä eivät.

Tästä syystä monitoroitavien hylkyjen ympärille rakennetaan useampia kiintopisteitä. Näiden kiintopisteiden avulla eri aikoina luodut, kiintopisteet sisältävät 3D-mallit voidaan asettaa tarkasteluun soveltuvissa ohjelmistoissa tarkasti ”päällekkäin”. Tällä menetelmällä voidaan havaita nopeasti ja tarkasti jopa yksittäisten hylkyesineiden siirtymiset tai katoamiset.

Fotogrammetria tarjoaa siis mittatarkan menetelmän hylkyjen monitoroinnin toteuttamiseen ja kiintopisteiden hyödyntäminen tehostaa ja tarkentaa menetelmää entisestään.

Hästö Busön hylyn peräpeilin alue mallintumassa. Mallinnusohjelma tunnistaa automaattisesti painoihin kiinnitetyt kiintopisteet ja luo vastaavat pisteet mallinnukseen. Eri aikoina tehtyjen mallien päällekkäinen vertaaminen on mahdollista näitä pisteitä hyödyntämällä.

Pilottikohteena Hästö Busön hylky

Monitoroinnin pilottikohteeksi valittiin Hästö Busön hylky, koska kyseessä on yksi erityistä seurantaa vaativista suoja-aluekohteistamme. Hylyn maltillinen 34 metrin pohjasyvyys tarjosi sukellusteknisesti helpon työympäristön.

Viime vuosina hylkyä onkin tutkittu tulevan monitoroinnin näkökulmasta. Alustavan 3D-mallin ja pohjanlaadun tutkimisen avulla kiintopisteille pystyttiin suunnittelemaan paikat, joissa ne eivät vaurioita hylkytavaraa tai ole vaarassa liikkua.

Ensimmäinen kiintopisteitä hyödyntävä fotogrammetrinen kuvaus toteutettiin kuluvan vuoden keväällä. Tuloksia saamme kuitenkin vasta seuraavana vuonna, kun kohde kuvataan uudelleen ja eri vuosina tuotetut 3D-mallit saadaan vertailtua keskenään.

Jos menetelmä osoittautuu toimivaksi, sitä on tarkoitus laajentaa myös muille suoja-aluehylyille ja arvokkaiksi arvioiduille vedenalaisille muinaisjäännöksille. Mitä useammin monitoroitavat hylyt saadaan kuvattua, sen tarkemmin pystymme seuraamaan niissä tapahtuvia muutoksia. Tässä tehtävässä myös 3D-mallintamisessa ansioituneella vapaaehtoissektorillamme voi olla merkityksellinen rooli.

Fotogrammetrian lisäksi on tarpeellista kerätä tietoa hylyn ympäristöolosuhteista ja ihmisen toiminnasta alueella. Esimerkiksi Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) Velmu-kartoitus sekä Ilmatieteen laitoksen ja Geologian tutkimustutkimuksen tekemät tutkimukset tarjoavat arvokasta tietoa myös vedenalaisen kulttuuriympäristön suojelun ja tutkimuksen käyttöön.

Seurannan osana on luonnollisesti myös ihmistoiminnan selvittäminen. Esimerkiksi vesirakentaminen, laivaliikenne ja sukellustoiminta vaikuttavat hylkyjen kuntoon, ja myös ilmastonmuutoksen vaikutukset kuuluvat tulevan tutkimuksen piiriin. Merenpohjien lämpeneminen vaikuttaa myös hylkyjen säilymiseen Itämeressä, jota voitaisiin kutsua vedenalaiseksi museoksi.

Monitoroinnin tuottamaa kuvamateriaalia voidaan käyttää myös veden kätkemien hylkyjen näkyväksi tekemiseen, ja se onkin yksi Museoviraston tärkeistä tehtävistä. Myös tässä hylyistä kiinnostuneilla vapaaehtoisilla sukeltajilla on tärkeä rooli.

Riikka Alvik ja Sami Brchisky
Museovirasto