”Suomen muinaiset tulivuoret – kallioidemme salaisuuksia” on nyt julkaistu!

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:

Teimme YouTubeen lyhyen videon, jonka kautta voit kurkistaa kirjan sisään. 🙂

Saa jakaa, mainostaa ja kertoa sekä tutuille että tuntemattomille!

Kallioperämme tarina, osa 17 – Onko Suomessa tulivuoria tulevaisuudessa?

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

Kallioperämme tarina, osa 16 – Suomen tuorein kivisula

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.

Maanjäristyksessä syntynyttä pseudotakyliittia (tumma) graniittisessa kivessä.
James St. John, flickr.com (CC-BY 2.0)

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.

Lappajärven seudun kallioperäkartta. Sulaneesta kallioperästä muodostuneen kärnäiitin lisäksi törmäyksessä syntyi sueviittia, joka kerrostui törmäyksessä ilmaan lentäneistä aineksista. Kraatterissa on säilynyt myös hiekkakiveä.
Kärnäiittiä (näytteen leveys noin 10 cm). Suuri sulkeuma on graniittista kiveä. Näyte Luomuksen kokoelmista.

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

Kallioperämme tarina, osa 15 – Toistaiseksi viimeiset tulivuoremme?

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.

Iivaaran huipulla

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

Kallioperämme tarina, osa 14 – Kaledonidien vuorijono

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.

Kvartsiittia Saanan huipulla

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.

Päällekkäisiä ylityöntölohkoja

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.

Halti

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

Kallioperämme tarina, osa 13 – Muinais-Itämeren asukkeja

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

Kallioperämme tarina, osa 12 – Timantteja Savoon

Kratoni on laaja mantereisen kuoren alue, jossa ei ole tapahtunut pitkään aikaan merkittäviä laattatektonisia liikuntoja. Suomen kallioperä on osa Itä-Euroopan (tai Fennosarmatian) kratonia, joka on saanut olla suhteellisen rauhassa noin 1,5 miljardia vuotta.

Joskus kratonien rauha voi rikkoutua. Parinsadan kilometrin syvyydellä kratonien pohjaosissa ja syvemmällä vaipassa syntyy silloin tällöin pieniä määriä kivisulia, jotka sisältävät paljon kaasumaisia aineksia. Kivisulat raivaavat tiensä rajusti ja nopeasti maanpinnalle jopa kymmenien kilometrien tuntivauhdilla. Edetessään ne pilkkovat ja rikkovat ympäröivää kallioainesta ja kaappaavat siitä kyytinsä kaikenlaista tavaraa – myös korkeissa paineissa paksujen kratonien juurissa viihtyviä timantteja.

Kotimaista kimberliittiä. Kivessä näkyy paljon epämääräisiä sulkeumia, joista osa on pilkkoutunut ympäröivästä kallioaineksesta kivisulan sekaan sen matkalla kohti maanpintaa.

Tällaisia kimberliittisiä kivisulia purkautui nykyisen Kuopion ja Kaavin alueelle noin 600-550 miljoonaa vuotta sitten. Nämä pienet (pinta ala <5 ha) ja usein piippumaiset kimberliitit pysyivät pitkään piilossa maapeitteiden alla. Ensimmäisen kerran niitä tunnistettiin Suomesta vasta 1980-luvulla, jolloin myös ensimmäiset niiden sisältämät timantit löytyivät. Kaikki kotimaiset kimberliitit eivät sisällä timantteja.

Savon kimberliittiesiintymiä kallioperäkartalla.

Kimberliittien synty on edelleen geologinen arvoitus. Joidenkin tutkijoiden mukaan ne liittyvät vaipan kuumiin nousuvirtauksiin, toiset yhdistävät ne litosfäärin pohjaosien heikkousvyöhykkeisiin. Hyvin pienten sulamäärien syntyä syvällä vaipassa on hankala tutkia.

Kuopion ja Kaavin alueen esiintymät ovat laajuudeltaan ja lukumäärältään merkittävimmät. Kimberliittejä koostumukseltaan muistuttavia kivisulia ja niiden kaappaamia timantteja on kulkeutunut kuitenkin jo niitä aiemmin kallioperämme pintaosiin. Kuhmolaiset kimberliittejä vastaavat kivet ovat iältään noin 1,2 miljardia vuotta, kuusamolaiset noin 760 miljoonaa vuotta.

Vuonna 2018 raportoitiin ensimmäinen timanttilöytö Lapista. Se tapahtui hieman yllättäen kullanhuuhdonnan yhteydessä. Lapin timantin alkuperä on edelleen arvoitus, mutta kimberliittejä voi olla vielä piilossa tiettömillä erämailla.

Kaavin Lahtojoen kimberliitistä eroteltuja mineraalirakeita. Punertavat ovat granaatteja, läpikuultavat timantteja (9 kpl, läpimitta 0,6 – 1,5 mm). Kari A. Kinnunen, Geologian tutkimuskeskus, GTK.

-> seuraava Osa 13

-> edellinen Osa 11

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 11 – Vuorista hiekkaa

Svekofennisessä vuorijonopoimutuksessa 1,9-1,8 miljardia vuotta sitten muodostui Himalajan korkuinen vuoristo. Minne se hävisi?

Ei se tietysti minnekään hävinnyt, vaan se kului hiekaksi. Tämä tapahtui pääosin jo muutaman kymmenen miljoonan vuoden aikana – eroosio on tehokas tasoitusväline, kun tektoniset vuoristoja ylös päin pusertavat voimat hellittävät. Tämän lisäksi Svekofennidien osittain sulat juuret romahtelivat oman painonsa alla, joka edesauttoi niiden tasoittumista.

Suurin osa Svekofennidien hiekoista ovat nekin jo hävinneet tai hautautuneet Itämeren uumeeniin. Näitä hiekkakiviä on jonkin verran säilynyt Satakunnassa (kuva alla), tosin ne ovat muodostuneet parisataa miljoonaa vuotta vuorijonopoimutuksen päättymisen jälkeen silloin jo suureksi osaksi kuluneista Svekofennideistä. Hiekat kerrostuivat todennäköisesti rapakivimagmatismin aikaan muodostuneisiin repeämäaltaisiin.

Tätä paljon nuoremmista tapahtumista kertovat Muhoksen ja Hailuodon hiekka- ja savikivet. Ne kerrostuivat Laurentian ja Baltican muinaismannerten väliseen matalaan mereen ja suistoihin noin 600-500 miljoonaa vuotta sitten. Silloin merissä oli jo varsin monimutkaista elämää. Lapin Käsivarresta tunnetaan myös samanikäisiä liuskeita (kuva alla), joissa on elämän jälkiä.

Lauhanvuoren hiekkakivet (kuva alla), joihin on tallentunut varhaisten nivelmatojen ryömimisjälkiä, voivat olla vieläkin nuorempia jäänteitä, ehkä devonikautisia (nuorimmillaan noin 400 miljoonaa vuotta vanhoja). Devonikaudella Laurentia ja Baltica olivat jo törmäyskurssilla. Tämän törmäyksen lopputuloksena syntyi Kaledonidien vuorijono, josta lisää myöhemmin!

-> seuraava Osa 12

-> edellinen Osa 10

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 10 – Menneisyyden arpia

Kallioperämme on historiansa saatossa ratkeillut useaan kertaan, ja näihin rakoihin on työntynyt vaippaperäisiä basalttisia kivisulia. Jotkin niistä pääsivät pinnalle saakka ja purkautuivat tulivuorista, mutta osa jähmettyi rakoihin kiveksi. Tällaisia, usein tietyssä suunnassa esiintyviä ja saman ikäisiä, juonikivien esiintymiä kutsutaan juoniparviksi. Juoniparvia on runsaimmin kallioperämme ikivanhoissa arkeeisissa osissa, sillä ne ovat vuosimiljardien saatossa ratkeilleet kaikkein eniten. Valtaosa näistä parvista on vähintään noin kaksi miljardia vuotta vanhoja.

Rapakivimagmatismiin liittyviä juoniparvia (~1,6-1,5 Ga = miljardia vuotta vanhoja) löytyy eteläisestä Suomesta. Kallioperämme on ratkeillut myös rapakivimagmatismin jälkeen. Satakunnan alueelta löytyy hieman rapakivigraniitteja ja niihin liittyviä magmakiviä nuorempi juoniparvi (~1,3 Ga). Nuorimmat kallioperämme basalttiset juonet (1,1 Ga) löytyvät Lapista, tarkemmin Sallasta ja Inarijärven eteläpuolelta.

Usein juonet ovat peittyneet maaperän alle, mutta rapakiviin liittyviä juonia on hyvin näkyvillä esimerkiksi Kopparnäsin ulkoilualueella Inkoossa. Siellä ne halkovat Svekofennisen poimuvuoriston juuriosien gneissejä ja graniitteja. Juonissa näkyy myös muutamia pyöreitä reikiä. Niistä ovat geotieteilijät kairanneet näytteitä paleomagneettisia mittauksia varten. Mittausten avulla voidaan selvittää, kuinka lähellä maapallon magneettisia napoja Suomen maa-alueet ovat sijainneet juonien syntyhetkellä!

-> seuraava Osa 10

-> edellinen Osa 9

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 9 – Rapakivet ja ”Viipurin supertulivuori”

Svekofenninen orogenia päättyi noin 1,8 miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen koitti reilun 100 miljoonan vuoden hiljaisuus ja vuoriston tasoittuminen, kunnes Suomen nykyisen etelärannikon alueella alkoi tapahtua. Kuoreen syntyi rakoja, joihin purkautui vaipasta basalttista magmaa. Lisäksi kuoren osittaisen sulamisen kautta syntyi suuria määriä sulia, joista kiteytyi rapakivigraniitteja.

Rapakivigraniittien ja niihin liittyvien vaippaperäisten kivisulien alkuperä on edelleen mysteeri. Ne voivat liittyä Svekofennisen orogenian jälkeisiin kivikehän pintaosien ”kuumiin aaltoihin” tai maapallon vaipan lämpenemiseen, tai vaikka molempiin. Suomen kallioperä oli noin 1600 miljoonaa vuotta sitten osa Columbia-supermannerta, joka oli kuin kattilan kansi maapallon vaippakerroksen päällä. Kuumuus saattoi kerääntyä kannen alle ja aiheuttaa sekä vaipan että muutenkin jo lämmenneen kuoren sulamista.

Viipurin batoliitin rapakivigraniittia, jossa näkyy rapakivitekstuuri: punertavien alkalimaasälpähajarakeiden ympärillä on vaaleana erottuva plagioklaasikehä.

Suomen kallioperän nykyinen leikkaustaso vastaa vain muutamien kilometrien syvyyttä rapakivigraniittien aikaisesta kallioperästä. Graniitit asettuivat siten varsin matalalle kuoreen. Suuri osa vaippaperäisistä kivistä on todennäköisesti vielä piilossa kuoren syvyyksissä. Suurin rapakivigraniittimuodostuma, Viipurin batoliitti, oli todennäköisesti valtavan tulivuoren magmasäiliö. Sen purkauskerrostumia tunnetaan muun muassa Lappeenrannasta. On mahdollista, että suuresta purkauksesta johtunut paineen aleneminen magmasäiliössä aiheutti myös pyöreistä maasälpäkiteistä koostuvan tunnusomaisen ”rapakivirakenteen”, joka maailmallakin tunnetaan!

-> seuraava Osa 10

-> edellinen Osa 8

-> alkuun Osa 1