Kotoiset kalliomme kätkevät tarinoita maapallon menneisyydestä – ja tulevaisuudestakin. Tässä blogissa pääset mukaan matkalle selvittämään näitä tarinoita ja seuraamaan niitä koskevan tietokirjan kirjoittamista.
Meillä on ilouutisia!
Kirjamme on julkaistu Kalevalan päivänä 28.2.2024. Julkaisija on erityisesti tieto- ja tiedekirjoihin erikoistunut Gaudeamus.
Kirjaa saa kirjakaupoista ja Gaudeamuksen verkkokaupasta, nyt myös Juhani Rajalinin lukemana äänikirjana!
Teimme YouTubeen lyhyen videon, jonka kautta voit kurkistaa kirjan sisään. 🙂
Saa jakaa, mainostaa ja kertoa sekä tutuille että tuntemattomille!
Kallioperän haurasta deformaatiota tapahtuu maankuoressa keskimäärin alle 20 kilometrin syvyydellä. Tällöin kiviaines rakoilee ja siirrostuu, eikä taipuile ja poimutu, kuten syvemmällä maapallon sisuksissa.
Kuoren syvyyksissä raot ja siirrokset ovat erilaisten kuumien liuosten eli hydrotermisten fluidien kulkukanavia. Fluideista voi saostua rakoihin mineraaleja, joista yleisin on piidioksidista koostuva kvartsi. Kvartsisuonia on monessa paikkaa Suomen kallioperässä ja siitä irronneissa kivissä. Ne erottuvat usein selkeästi, koska ne kestävät rapautumista (sekä fysikaalista kulutusta että happamia pintavesiä) hyvin ja jäävät siksi koholle kalliossa. Ne ovat usein myös muusta kalliosta hyvin erottuvaa puhtaanvalkoista kvartsia, jota voidaan kutsua myös maito- tai lumikvartsiksi. Valkoinen väri johtuu kvartsin sisältämistä pienistä fluidisulkeumista, joissa valo siroaa.
Muita yleisiä hydrotermisiä rakomineraaleja ovat maasälvät, kiilteet, zeoliitit, erilaiset sulfidit sekä epidootti. Näistä viimeisin kiinnittää pistaasinvihreällä värillään usein kiviä tutkivan huomion. Lapin maaperästä löytyvät kultahiput ovat nekin todennäköisesti peräisin rapautuneista suoniverkostoista, joissa liikkui kultaa ja muita metalleja. Niiden emäkallio on edelleen löytämättä – lieneeköhän rapautunut kokonaan pois?
Joskus hydrotermisia suonia esiintyy kivessä eri suunnissa ja ne leikkaavat toisiaan. Tämä kertoo jännityskentän muutoksista. Jos rakoihin liittyy myös siirrostumista, on suhteellisen helppoa tulkita suonien ja niiden syntyyn liittyneiden jännityskenttien suhteellisia ikiä. Rakomineraaleja ajoittamalla voidaan selvittää myös niiden absoluuttisia ikiä. Tällä voi olla suurta merkitystä esimerkiksi malminetsinnässä tai rakennusgeologiassa.
Jos kallioperän raot ovat suuria tai epätasaisia siten, että niihin muodostuu paljon tyhjää tilaa, voi fluideista kiteytyä rakoihin hyvin omamuotoisia kiteitä. Näin ovat syntyneet muun muassa Lapin kuuluisat ametistit. Vastaavia omamuotoisia kiteitä tavataan myös graniitti-intruusioiden ja niihin liittyvien pegmatiittien onteloista, jotka ovat magmasta sen kiteytymisen loppuvaiheessa erkaantuneiden fluidien muodostamia. Näin on syntynyt muun muassa Suomen tunnetuin hiomaton jalokivi, Elli-berylli.
Kun rakoja syntyy samanaikaisesti magmaattisen aktiivisuuden kanssa, niihin voi tunkeutua myös kivisulaa. Tällaisia selkeästi magmaattisia raontäytteitä kutsutaan juoniksi, ja ne voivat olla jopa kymmeniä metrejä leveitä. Tällaiset juonet ovat toimineet monien Suomen muinaisten tulivuorten syöttökanavina!
Usein tulee vastaan kiviä, joissa jotkin mineraalirakeet ovat suurempia kuin toiset – ja monesti tämä ero voi olla hyvinkin merkittävä. Käymme tässä läpi kaksi keskeisintä tällaisia tekstuureita tuottavaa prosessia: magmasta kiteytyvät hajarakeet ja metamorfoosissa kiteytyvät porfyroblastit.
Hajarakeita tavataan kaikissa magmasta kiteytymällä syntyneissä kivilajeissa: syväkivissä, puolipinnallisissa kivissä ja vulkaanisissa kivissä.
Vulkaanisissa ja puolipinnallisissa kivissä hajarakeet esiintyvät usein hyvin hienorakeisen perusmassan ympäröimänä. Tämä on osoitus siitä, että magman kiteytyminen on tapahtunut kahdessa vaiheessa. Hajarakeita muodostavat mineraalit ovat ehtineet alkaa kiteytyä jo kuoren uumenissa olevassa magmasäiliössä, kunnes kivisula on tempautunut kuoren ylempiin osiin tai maanpinnalle. Kylmemmässä ympäristössä jäljellä ollut kivisula voi jähmettyä heti vulkaaniseksi lasiksi tai kiteytyä nopeasti hyvin hienorakeiseksi perusmassaksi hajarakeiden ympärille. Räjähdyspurkauksessa kerrostuneet kidetuffit edustavat hajarakeiden ja hienojakoisen vulkaanisen tuhkan sekoitusta.
Hajarakeita esiintyy myös syväkivissä, jotka edustavat syvällä kuoressa kiteytyneitä magmasäiliöitä. Niissä mineraalien raekoko liittyy muun muassa kiteytymisjärjestykseen, mineraalin kykyyn muodostaa kiteytymisytimiä (nukleoituminen) ja kiteiden kasvunopeuteen. Esimerkiksi alkalimaasälpä ei nukleoidu helposti, mutta kasvaa verrattaen nopeasti. Tämä voi olla keskeinen syy siihen, että alkalimaasälpä esiintyy usein graniiteissa hajarakeina.
—
Porfyroblastit kiteytyvät metamorfoosissa, jolloin kivien sisältämät alkuaineet järjestäytyvät uudelleen vastaamaan muuttuneita lämpötila- ja paineolosuhteita. Yksi yleisimmistä porfyroblasteina esiintyvistä mineraaleista on viininpunainen granaatti.
Porfyroblastit kasvavat omamuotoisiksi, etenkin jos niitä ympäröivä muu kiviaines on helposti muovautuvaa. Granaatin lisäksi tavallisia porfyroblasteja ovat stauroliitti, kordieriitti, sarvivälke (ja muut amfibolit) sekä alumiinisilikaattipolymorfit andalusiitti, kyaniitti ja sillimaniitti. Viimeksi mainittujen kemiallinen kaava on sama Al2SiO5, mutta niiden kidemuoto on erilainen ja ne kiteytyvät erilaisissa olosuhteissa. Porfyroblasteja tunnistamalla voidaan siten arvioida myös kiven kokeman metamorfoosin voimakkuutta.
Miten hajarakeet ja porfyroblastit voi erottaa toisistaan? Hajarakeet liittyvät magmakiviin, ja useimmiten ne ovat jakautuneet kivessä melko tasaisesti. Magmakivet ovat usein muutenkin tekstuuriltaan tasalaatuisia. Porfyroblastit syntyvät metamorfisiin kiviin, ja niiden jakauma kivessä voi olla hyvinkin epätasainen. Niiden isäntäkivistä löytyy usein myös muita metamorfisille kiville tunnusomaisia piirteitä kuten poimutusta tai liuskeisuutta. Tunnistamista voi hankaloittaa se, jos hajarakeita sisältävä magmakivi on metamorfoitunut. Mitkä rakeet ovat alkuperäisiä hajarakeita ja mitkä metamorfoosissa syntyneitä porfyroblasteja? Tämä ei aina ole selvää, kuten uraliittiporfyriitin tapauksessa.
Magma- ja metamorfisten kivien lisäksi myös epäkypsissä sedimenttikivissä voi esiintyä matriksista erottuvia suuria rakeita. Ne ovat rapautuneiden kivilajien kappaleita, jotka ovat usein pyöristyneitä ja koostuvat harvoin vain yhdestä mineraalista.
Olimme keskustelemassa geologisesta nimistöstä ja sen alkuperästä Pasi Heikuran ohjelmassa Aristoteleen kantapää. Noin 20 minuutin tallenne löytyy YLE Areenasta:
https://areena.yle.fi/podcastit/1-70447823
Hauskaa oli!
Hei seuraajat! Nyt on viime päivien aikana tapahtunut kaikenlaista ja projektimme on ollut hienosti näkyvillä. 👇🙂
YLE TV1 Uutisissa:
https://areena.yle.fi/1-66614940?seek=909
YLEn verkkosivuilla:
https://yle.fi/a/74-20083782
Vakka-Suomen sanomissa (maksumuuri):
https://www.vakka.fi/uutiset/rivieran-kalliot-kertovat-poimuvuoriston-historiasta-6.269.148158.01f03f1792
Markus Hotakaisen kirja-arviossa Tieteessä tapahtuu -lehdessä:
https://www.tieteessatapahtuu.fi/numerot/2-2024/aikamatka-suomen-muinaisten-tulivuorten-juurelle
Kallioperämme vanhimmat jäljet tulivuorista ovat iältään yli 2,9 miljardia vuotta. Nuorimmat tulivuoret purkautuivat todennäköisesti vajaa 400 miljoonaa vuotta sitten. Onko mahdollista, että Suomessa olisi tulivuoria vielä joskus tulevaisuudessa?
Kallioperämme on ollut jo satoja miljoonia vuosia keskellä vakaata manneraluetta, kaukana aktiivisista laattarajoista. Vaikka manneralueemme ovat revenneet useita kertoja miljardeja vuosia pitkän historiansa aikana, ei mikään viittaa siihen, että näin olisi tapahtumassa lähitulevaisuudessa. Kallioperämme rauha tuskin häiriintyy vielä moniin miljooniin vuosiin.
Pohjois-Atlantin itärannikolla, Portugalin edustalla, on kuitenkin alustavia merkkejä uuden laattarajan muodostumisesta. Kun merellinen litosfääri vanhenee, se muuttuu raskaammaksi ja voi alkaa upota. Jos Atlantin merenpohja alkaisi työntyä Euraasian mantereen alle, se merkitsisi alityöntövyöhykkeen syntymistä ja räjähtämällä purkautuvien kerrostulivuorten muodostumista alueelle – ehkä ensin nykyiselle Pyreneiden niemimaalle, mutta vyöhykkeen laajetessa kohti pohjoista myös Britteinsaarille ja lopulta ehkä tänne Fennoskandiaankin. Tähän menisi vähintään kymmeniä miljoonia vuosia.
Se on sitten eri asia, että onko Suomea tai suomalaisia enää olemassa seuraavien ”Fennoskandian tulivuorten” syntyessä. Kansakuntien kehityksen ja geologisten prosessien aikaskaalat kun ovat hyvin erilaisia. Yksi asia on silti varmaa – maankamaramme jatkaa elotonta elämäänsä meistä ihmisistä riippumatta.
—
Olemme tässä sarjassa käsitelleet Suomen kallioperän tarinaa pääpiirteittäin ja muutamia mielenkiintoisia yksityiskohtia esiin nostaen. Kyseessä on kuitenkin vain hyvin ohut pintaraapaisu ja paljon jäi kertomatta. Tulevassa kirjassamme pääset sukeltamaan hieman syvemmälle aiheeseen. Siihen liittyen seuraavassa blogipäivityksessä onkin isoja uutisia!
-> edellinen Osa 16
-> alkuun Osa 1
Nuorimmat tulivuoremme olivat luultavasti devonikautisia, mutta onko Suomen kallioperän yläosissa syntynyt kivisulaa tämän jälkeen?
Tässä blogissa olemme kirjoittaneet kivisulan syntymisestä tulivuorten alkulähteillä maapallon vaipassa tai kuoren osittain sulaessa, mutta kivisulaa voi syntyä muillakin tavoin.
Esimerkiksi maanjäristyksissä kalliolohkojen liikunnon vapauttama kitkalämpö voi sulattaa kiveä siirroksessa ja sen välittömässä läheisyydessä. Tällaista maanjäristyksessä sulanutta ja nopeasti lasiseksi jähmettynyttä kiveä kutsutaan pseudotakyliitiksi. Pseudotakyliitit ovat usein kooltaan varsin pieniä, ja ne esiintyvät siirrospintojen läheisyydessä joko yksittäisinä juovina tai niiden verkostoina.
Kiven sulamiseen vaadittava energia voi saapua myös taivaalta. Maamme nuorin iätetty kivisulasta kiteytynyt kivi onkin muodostunut kosmisen törmäyksen seurauksena. Tämä tapahtui noin 78 miljoonaa vuotta sitten, kun nykyisen Lappajärven kohdalle osui halkaisijaltaan yli kilometrin kokoinen meteoriitti. Tällöin Suomen maankamaraa ja lähialueitamme asuttivat jo dinosaurukset! Törmäyksen seurauksena syntyi hienorakeista ja punertavaa kiveä, Kärnänsaaren mukaan nimettyä kärnäiittiä, jossa on myös sulkeumina jäänteitä vanhemmasta kuoresta.
Lappajärveä on aikoinaan luultu tulivuoren kraatteriksi. Sen kivien sisältämästä kvartsista löytyi 1960-luvun lopulla erittäin korkeisiin paineisiin viittaavia rakenteita, sokkilamelleja, ja korkeassa paineessa kvartsista uudelleenkiteytynyttä coesiitti-mineraalia. Ne varmistivat kosmisen alkuperän, josta on sittemmin löytynyt muitakin todisteita.
Lappajärvestä ja monista muista maamme törmäysrakenteista voit lukea lisää seuraavilla mainioilla sivuistoilla: https://kraatterit.wordpress.com/ ja http://www.somerikko.net/
-> seuraava Osa 17
-> edellinen Osa 15
-> alkuun Osa 1
Kuolan alkalikiviprovinssi syntyi vajaat 400 miljoonaa vuotta sitten. Nimensä mukaisesti suurin osa tästä provinssista sijaitsee itänaapurimme puolella, mutta kaksi siihen liittyvää intruusiota sijaitsee Suomessa. Ne ovat Sokli ja Iivaara, joista olemme kirjoittaneet jo aiemmin.
Alkalikivien ja karbonatiittien synty liittyy usein mannerrepeämiin, joissa maapallon vaippa sulaa joskus vain vähäisissä määrin. Kuolan alkalikiviprovinssin tapauksessa repeäminen ei johtanut uuden laattarajan syntyyn, ja myös vaipan sulaminen lopulta tyrehtyi. Jäljelle jääneet ja kuoren ekshumaation kautta maanpinnalle paljastuneet intruusiot täplittävät nyt Fennoskandian ja Kuolan pohjoisosia.
Liittyikö Iivaaraan ja Sokliin tulivuoria? Hyvin todennäköisesti, varsinkin pinta-alaltaan suuremman Soklin tapauksessa. Ne molemmat ovat asettuneet korkeintaan muutaman kilometrin syvyyteen kuoreen, joista kivisulilla ei ollut enää pitkä matka maanpinnalle. Sokliin ja Iivaaraan liittyviä mahdollisia vulkaanisia kerrostumia ei ole kuitenkaan säilynyt, ja niiden status nuorimpina tulivuorinamme ei siten ole kiveen hakattu.
Muualta Kuolan alkalikiviprovinssista on suurempien alkalikivi-intruusioiden yhteydestä löydetty niiden sisään pudonneita kuoren kappaleita, megaksenoliitteja, joihin kuuluu vulkaanisia kiviä. Tämä varmistaa purkauksia tapahtuneen ainakin Kuolassa. Näissä purkauksissa ilmaan lentäneet ainekset ylsivät hyvin todennäköisesti myös Suomen maankamaralle, vaikka Iivaralla ja Soklilla ei omia tulivuoria olisi ollutkaan.
-> seuraava Osa 15
-> edellinen Osa 14
-> alkuun Osa 1
Kilpisjärveltä löytyy paljon erilaisia sedimenttikiviä. Niihin kuuluu esimerkiksi 600-500 miljoonaa vuotta vanhaa jälkifossiileita sisältävää saviliusketta, sekä tätä nuorempaa ja Saanan ylimmän kerroksen muodostavaa kvartsiittia.
Saanan kvartsiitti on metamorfoitunut hiekkakivi. Se kertoo mannertörmäyksestä, jossa ”proto-Atlanttina” tunnettu Iapetusmeri sulkeutui noin 450-400 miljoonaa vuotta sitten. Syntyi Kaledonidien vuorijono. Tässä rytäkässä Laurentian ja Baltican muinaismantereiden väliin kerrostuneita sedimenttikiviä työntyi muun kallioperän päälle. Paikoin tämä tapahtui hyvin loiva-asentoisia ylityöntösiirroksia pitkin, ja Saanan kvartsiitinkin kokonaissiirtymä oli luultavasti satoja kilometrejä.
Kaledonidien jäänteitä on meidän kallioperässämme säilynyt vain Kilpisjärvellä. Kaikki ylityöntyneet palaset eivät olleet hiekkakiveä. Esimerkiksi Haltin huipun muodostavan punertavan kivilajin alkuperä on magmaattinen. Se on vaippaperäisistä kivisulista kiteytyneen kerrosintruusion jäänne, joka myös liikkui kalliolohkojen mukana.
Kun mannertörmäys päättyy, vuorijonot rapautuvat yleensä jo parissakymmenessä miljoonassa vuodessa. Miksi siis Ruotsissa ja Norjassa on edelleen vuoristoista, vaikka törmäys tapahtui jo ainakin 400 miljoonaa vuotta sitten? Kaledonidit ovatkin suurelta osin rapautuneet: esimerkiksi Saanan huippu edustaa vanhan vuoriston syviä osia. Nykyinen Skandinavian vuoristo, Skandit eli Kölivuoristo, liittyy törmäyksen sijaan pääosin Atlantin avautumisen aiheuttamiin jännityskenttiin.
-> seuraava Osa 15
-> edellinen Osa 13
-> alkuun Osa 1
Olet saattanut kuulla toteamuksen, että ”Suomesta ei löydy fossiileja”. Kyllä löytyy, jos tietää mistä etsiä. Paras paikka on Ahvenanmaa. Siellä on jäänteitä yli 400 miljoonaa vuotta vanhoista muinais-Itämeren eläimistä.
Kambrikaudelta siluurikaudelle, eli noin 540-410 miljoonaa vuotta sitten, mannermassamme sijaitsivat eteläisellä pallonpuoliskolla. Maankamaramme matkavauhti kohti pohjoista ja päiväntasaajaa vastasi sormenkynnen kasvuvauhtia. Rantojamme huuhtoi ”muinais-Itämeri”, joka oli yhteydessä suureen Iapetusmereen. Ordoviikkikauden lopulla ja siluurikaudella sijaintimme oli jo trooppinen ja rannoillamme esiintyi varhaisia koralliriuttoja. Näillä riutoilla viihtyi niin trilobiitteja, oikosarvia, lonkerojalkaisia kuin merililjojakin.
Riuttaeläimistön fossiileja löytyy paljon esimerkiksi Virosta ja Gotlannista. Ahvenanmaalta löytyneet fossiilit ovat samankaltaisia, mutta vanhempia. Ne syntyivät silloin kun muinais-Itämeri ei vielä sijainnut trooppisilla leveysasteilla. Eliöt hautautuivat kalkkipitoiseen pohjaliejuun. Fossiilit ovat piilossa kalkkikivestä koostuvissa harmaissa irtolohkareissa, joita edellinen jääkausi louhi ja kuljetti Perämeren pohjasta Ahvenanmaalle.
Fossiileja löytääkseen on hyvä tietää parhaat lohkarepaikat ja olla paikallisten tienoot ja tavat tuntevan oppaan matkassa. Niin olimme mekin – fossiiliharrastaja Keijo Hiltunen käytti meitä vakiopaikoillaan. Hänen vuosikymmenten varrella keräämiään näytteitä on nähtävillä niin Ahvenanmaan kulttuurihistoriallisessa museossa kuin Luonnontieteellisen keskusmuseon geologisissa kokoelmissa. Keijon opastuksella löysimme muun muassa suuren oikosarvifossiilin, ja hän esitteli meille myös omia kokoelmiaan.
Siluurikautta seuranneella devonikaudella meriallas alkoi täyttyä jokihiekoilla, joita kulkeutui sinne muun muassa rapautuvista Kaledonideista. Tästä vuorijonosta ja sen työntymisestä nykyisen Suomen alueelle kerromme lisää sarjan seuraavassa osassa!
-> seuraava Osa 14
-> edellinen Osa 12
-> alkuun Osa 1