Kolin hiekkarannoilla

Kesä meni jo, mutta palataan sen tunnelmiin. Palataan itse asiassa rantatunnelmiin 2,3 miljardin vuoden taakse.

Silloin Kolin kvartsiitin muodostavat valkoiset kvartsihiekat kerrostuivat muinaisen mantereen repeämään. Jos olisit halunnut katsella meren aaltoja, et olisi katsonut nykyiselle Pieliselle päin, vaan vastakkaiseen suuntaan – mikä ilmansuunta se silloin sitten olikin. Kvartsihiekkojen reunustama meri oli suunnilleen nykyisessä lännessä päin.

Olisit voinut huljutella jalkojasi rantavedessä, aallonmerkkien päällä. Näitä aallonmerkkejä löytyy nyt kivettyneinä Kolin rinteiltä. Ne ovat säilyneet, koska hautautuivat nopeasti uuden hiekkakerroksen alle.

Rantalomailu olisi kuitenkin täytynyt tehdä suhteellisen pikaisesti. Ilmakehä oli nimittäin käytännössä hapeton, ja muutamaa minuuttia pidemmälle rantalomalle ei siksi olisi ollut edellytyksiä.

Lisää Kolista geologin silmin voit lukea täältä!

Timantit ovat kivisulien tuliaisia syvältä vaipasta

Yksi kotimaisten timanttien kannalta keskeinen alue on Kaavin ja Kuopion seutu. Siellä ne matkasivat kovalla vauhdilla kohonneiden kivisulien mukana noin 600 miljoonaa vuotta sitten. Sulien rengasmaisiin ja juonimaisiin syöttökanaviin jähmettyneitä erikoisia kiviä kutsutaan kimberliiteiksi. Ne todellakin ovat ”syvältä”, timantitkin tarttuivat niiden matkaan noin 200 kilometrin syvyydeltä!

Kimberliittiesiintymät ovat pieniä (läpimitta enintään parisataa metriä), epämääräisen muotoisia ja miltei kokonaan maapeitteiden alla. Retkellämme löysimme kuitenkin yhden kimberliittilohkareen vanhan ja peitetyn koelouhoksen läheltä. Lohkareessa näkyy paljon erikokoisia ja -värisiä sulkeumia. Ne kertovat siitä, että kimberliittisulat ovat ottaneet kaikenlaista matkalleen sattunutta mukaan vaipan ja kuoren syvyyksistä. Tämänkin lohkareen sisällä on todennäköisesti ainakin muutama pieni mikrotimantti.

Itse kotimaisia timantteja ei tähän hätään löytynyt kuvattaviksi ja niiden saanti onkin niin sanotusti kiven alla. Kirjaan kuvia on kuitenkin jo luvattu ja tulossa!

Suomen vanhimpia vulkaniitteja Kuhmossa

Suomen vanhimmat tulivuorisyntyiset kivet löytyvät Itä- ja Pohjois-Suomesta. Ne muodostuivat maapallon varhaisvaiheessa, ajanjaksona, jota kutsutaan arkeeiseksi eoniksi. Arkeeinen eoni alkoi noin 4 miljardia ja päättyi 2,5 miljardia vuotta sitten.

Arkeeiset vulkaniitit esiintyvät kallioperässämme vihreäkivinä. Vihreäkivet ovat alhaisessa metamorfisessa asteessa muuntuneita vulkaanisia kiviä, jotka ovat tätä nykyä usein väriltään vihreitä. Vihreäkivet esiintyvät usein linttaan rytättyinä, kapeina alueina arkeeisten gneissien ja graniittisten kivien välissä. Näitä alueita kutsutaan vihreäkivivyöhykkeiksi. Vihreäkivivyöhykkeet ovat syntyneet monivaiheisesti ja niiden kaikkein vanhimmat osat ovat iältään 2,94 miljardia vuotta. Tämä ikä on mitattu Suomussalmen vihreäkivivyöhykkeeltä.

Ryttäyksestä huolimatta alkuperäiset vulkaaniset rakenteet ovat paikoin erinomaisesti säilyneitä. Näin on myös Kuhmon vihreäkivivyöhykkeen Pahakankaalla ja Siivikkovaaralla, jossa vulkaanisten kivien ikä on noin 2,79–2,80 miljardia vuotta. Alueelta löytyy esimerkiksi:

Talvivaaran mustaliuske on luonnon tuote

Talvivaaran kaivos on ollut uutisotsikoissa lähinnä kaivostoimintaan liittyvien ympäristöhaittojen ja -riskien vuoksi. Nimensä kaivokselle antanut vaara sijaitsee siitä muutamien kilometrien päässä. Se on varsin tavallinen itäsuomalainen vaara: sen päällä on radiomasto ja rinteet ovat tiheän metsän ja kasvillisuuden peitossa.

Talvivaaran koillisrinteillä on mustaliusketta varsin laajalti paljastuneena. Monissa lohkareissa näkyy metallinhohtoisia sulfideja, joita kaivoksen malmiesiintymään sisältyy. Huomiomme kiinnitti eräs tällainen kalliosta lohjennut ja siitä hieman erilleen vierähtänyt lohkare. Jos se olisi ihmisen irroittama, se luokiteltaisiin jätteeksi, ehkä ongelmalliseksi sellaiseksi. Tämän lohkareen ruosteisella pinnalla kasvaa nyt jäkäliä: esimerkiksi harmaatorvijäkälää, tinajäkälää ja metallipitoisilla kalliopinnoilla viihtyviä rupijäkäliä.

Mustaliuske kerrostui noin kaksi miljardia vuotta sitten alun perin hienojakoisena sedimenttinä merenpohjaan. Sen sekaan päätyi valtameressä silloin runsain määrin liuenneita metalleja ja kuolleista pieneliöistä koostuvaa orgaanista liejua. Pieneliöiden elintoiminnot olivat myös osaltaan vaikuttamassa metallien konsentroitumiseen sedimentissä.

Miten tähän kiveen tulisi suhtautua? Se on elämän synnyttämä ja sen pinnalla kasvaa siihen sopeutunutta elämää. Kaivoksen valtavissa sivukivikasoissa se voi toisaalta tuottaa suuria määriä vesistöjä happamoittavia yhdisteitä. Sitä mustaliuske on kuitenkin hiljalleen tehnyt rapautuessaan jo tuhansien vuosien ajan: mustaliuskealueisiin liittyy luonnon itsensä luomia ja ympäristöriskeiksi luokiteltuja happamia sulfaattimaita.

Sitä on vaikea uskoa, kun katsoo Talvivaaran tiheää metsää ja kasvustoja kallioiden päällä.

Kajaanin Jormuaan on tallentunut valtameren avautumisyritys

Mitä on merenpohjassa? No, sedimenttiä tietysti. Entä niiden sedimenttien alla? Sitä selvittääkseen ei tarvitse lähteä valtamerelle kairaamaan vaan voi matkata Jormuan kylään Kajaaniin katselemaan kallioita.

1,97 miljardia vuotta sitten muinainen manner oli repeämässä. Repeämään oli avautumassa uusi meri ja merellistä kuorta alkoi muodostua. Avautuminen kuitenkin keskeytyi ja meri puristui takaisin suppuun. Tässä rytäkässä merellisen kuoren ja sen alapuolisen vaippakerroksen kappaleita työntyi mannerkuoren yläosiin. Tällaista valtameren pohjan säilynyttä jäännettä kutsutaan ofioliitiksi.

Jormuan ofioliitti, joka on yllä olevaan kallioperäkarttaan merkitty ruskean ja vihreän sävyillä, on yksi maailman vanhimpia ofioliitteja. Se on koettelemuksissaan paistunut ja monimutkaisesti poimuttunut, mutta paikoin hämmästyttävän hyvin säilynyt. Lähdetäänpä katsomaan, mitä kaikkea siitä löytyy!

Ofioliitin kuoriosan ylimpiin osiin kuuluvat basalttiset tyynylaavat. Ne syntyvät kivisulan purkautuessa merenpohjaan. Laava ”säikähtää” kylmää merivettä ja muodostaa lasisen kuoren eristämiä sormimaisia ja tyynymäisiä muodostelmia.

Tyynylaavoja syöttää merenpohjaan tiheä rakoverkosto, jota jähmetyttyään kutsutaan levyjuonistoksi. Juonet erottaa nekin toisistaan nopeasti kiteytyneiden, hienorakeisten jäähtymisreunusten avulla.

Levyjuoniston alla on hitaasti syvemmällä kuoressa kiteytyneitä basalttisia magmasäiliöitä. Niiden kivilaji on gabroa, joka koostuu tummasta pyrokseenista/sarvivälkkeestä ja vaaleasta maasälvästä. Eri mineraalirakeet erottuvat paljaallakin silmällä toisistaan, koska niillä on ollut aikaa kasvaa suuriksi.

Ofioliitin alin osa on mielestämme se kaikista jännittävin. Se on nimittäin maapallon vaippaa – juuri sitä, mikä maantiedon oppikirjoissa värjätään usein oranssilla tai punaisella ja jossa vallitsee vähintään tuhannen asteen lämpötila. Jormuassa, vajaan parinsadan metrin päässä Kontiomäen huoltoasemasta, voit kävellä omin töppösin maapallon vaippakerroksen kivien päällä! Näiden kivien mineraalikoostumus on miltei täysin muuttunut. Kiven pinnassa voi kuitenkin erottaa pieniä mustia pisteitä, jotka ovat kromiittirakeita. Niiden keskiosat vastaavat vielä vaipan alkuperäistä koostumusta.

Granuliitit tuottivat Inarin punaiset hiekat

Inarin hiekkarannat ovat usein punasävyisiä. Joskus punertavat osueet erottuvat selkeinä raitoina hieman etäällä rantaviivasta. Nämä punaiset hiekat koostuvat suureksi osaksi granaatti-nimisestä mineraalista . Se on raskaampi mineraali kuin hiekan muut yleisemmät ja vaaleammat jyväset – kuten kvartsi tai maasälpä – ja aallot erottelevat sen hieman vaskoolin tapaan omaksi vanakseen järvien ja jokien rannoille. Toisinaan granaattiraitoja voi nähdä myös aallonmerkkien päälle muodostuneena.

Granaattihiekat ovat pääosin peräisin kivilajin nimeltä granuliitti rapautumisesta. Lapin granuliittikaari kulkee juurikin Inarin ja Ivalon poikki luode-kaakko-suunnassa. Se koostuu hyvin korkeissa lämpötiloissa (> 700 °C) syvällä kuoressa metamorfoituneista kivistä. Ne työntyivät kuoren ylempiin osiin muinaisen meren sulkeutumiseen liittyneessä ryskeessä noin kaksi miljardia vuotta sitten.

Korkean metamorfoosiasteen vuoksi granuliittien alkuperää on hankala tulkita. Sekavaan ja huonosti paljastuneeseen vyöhykkeeseen kuuluu kuitenkin todennäköisesti hyvin moninainen kirjo alkuperältään magmaattisia ja sedimenttikiviä. Granaatti on kuitenkin viihtynyt näissä olosuhteissa hyvin, ja sitä esiintyy paikoin granuliitissa kuin puolukoita marjapuurossa.

Epilogi:
Geologiassa on paljon käytössä ”gran”-etuliitteisiä termejä, jotka helposti saavat niihin tottumattoman kuuntelijan sekaisin. Ne kaikki liittyvät etymologisesti latinan jyvää tai raetta tarkoittavaan sanaan ”granum”. Käydäänpä niistä muutama yleisimmistä läpi:

Granaatti = monimuotoinen kuutiollisten silikaattimineraalien ryhmä. Yleisimmin gneisseissä ja granuliiteissa esiintyvä granaatti on almandiinia, joka on väriltään punainen.

Granuliitti = raitainen ja gneissimäinen, metamorfinen kivilaji, joka on syntynyt korkeassa lämpötilassa (> 700 °C) ja kohtalaisessa tai korkeassa paineessa (2–14 kbar, vastaa noin 5–40 km syvyyttä). Granuliitissa on usein granaattia.

Graniitti = yleinen syvällä kuoressa magmasta kiteytynyt kivi eli syväkivi, jonka päämineraalit ovat maasälpä ja kvartsi. Graniitissakin voi joskus esiintyä granaattia.

P.S. Lisää asiaa granaattihiekoista ja granaatista yleisemminkin löydät Vihreäkiven arvoitus -blogista!

Muinaisen elämän merkkejä Saanan juurella

Kilpisjärven Saana on suomalaisille tuttu tunturi, vaikka se onkin tuontitavaraa Norjan suunnasta ja kuuluu Kaledonideihin.

Mutta vähemmän on yleisessä tiedossa se, mitä voit löytää Käsivarresta tunturien juurilta. Saanan noin 400 miljoonaa vuotta vanhojen metamorfisten sedimenttikivien ja ikivanhan, yli 2,5 miljardia vuotta sitten muodostuneen kallioperän välissä on ainutlaatuinen saviliuskeyksikkö.

Ikä on saviliuskeen ainutlaatuisuuden syy: kerrostumat ovat noin 600–500 miljoonaa vuotta vanhoja. Niiden sisällä siirrytään siis nykyisessä geologisessa aikaluokituksessa ediakarakaudesta kambrikauteen. Tällöin monisoluinen elämä otti ensimmäisiä suuria ja hyvin monimuotoisia kehitysaskelia maapallomme pinnalla. Näiden pehmytkudoksisten huonosti säilyneiden eliöiden varsinaisia fossiileja ei juuri tunneta, mutta erilaisia painaumia ja kaivautumisjälkiä on säilynyt tässäkin saviliuskeessa.

On kerrassaan uskomatonta, että näissä karuissa tunturimaisemissa voit nähdä jonkinlaisen matomaisen eläimen satoja miljoonia vuosia sitten merenpohjassa möyrimiä kaivantoja ja savikekoja!

P.S. Näiden jälkifossiilien yksityiskohtainen tutkimus on vasta työn alla. Jos löydätte jotain erityisen mielenkiintoista olkaa yhteydessä Luomuksen paleontologian intendenttiin Björn Krögeriin.

Saanan peitto on Norjasta peräisin

Kilpisjärven maisemat ovat Suomessa ainutlaatuiset. Esimerkiksi jylhä ja pitkänomaisena helposti tunnistettava Saana-tunturi on yksi niiden valovoimaisimmista tähdistä.

Saanan ylimmät osat muodostuvat metamorfoituneesta hiekkakivestä. Se on hyvin kestävää tavaraa, toisin kuin sen alapuolella olevat sedimenttikivet, joiden rapautumista voi tarkastella esimerkiksi Saanan alarinteillä. Saanan kestävä ja selvästi yhtenäisenä kerroksena erottuva ”peitto” onkin syy tunturin nykyiseen muotoon.

Saanan kvartsiittiutunut hiekkakivi on alkuperältään varsin eksoottinen. Se on alun perin syntynyt Laurentian ja Baltican muinaismantereiden väliseen mereen kerrostuneesta aineksesta. Meri sulkeutui, kun mantereet törmäsivät toisiinsa noin 450–400 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin muodostui Kaledonidien vuorijono, johon Saanankin ylimmät kerrostumat kuuluivat. Ne ovat tuontitavaraa ja työntyivät meren sulkeutuessa meidän muinaisen kallioperämme päälle nykyisen Norjan suunnasta.

Muutama sata miljoonaa vuotta sitten Suomi siis sai hanskan käteensä, tai ehkä pikemminkin peiton kätensä päälle. Kvartsiitin alla on heikompienkin kivien ollut hyvä köllötellä – kuten ihmisen norjalaisessa villapaidassa.

Uudenlaisia näkökulmia geologian esiintuomiseen

Tulevan kirjan markinointiin ja mahdollisia jatkoprojekteja varten kävimme keräämässä pilottimateriaaleja Tampereen liuskealueen hienoista vulkaanisista muodostumista. Käytössä olivat muun muassa drone ja 360°-kuvaus.

Kapellimestarina toimi Mikko Syrjänen Flycam Oy:stä – yritys on tuottanut vastaavia aineistoja esimerkiksi Tampereen uudesta ratikasta ja maailmanperintökohde Suomenlinnasta. Nyt kuvatun aineiston käsittelyn jälkeen voimme saada jotain vastaavaa nähtäville myös Tampereen hieman vanhemmista asioista.

Helsingin yliopistolla on myös kerätty digitaalisia kolmiulotteisia ja muita aineistoja erilaisista geologisista kohteista ympäri Suomen. Voit tutustua niihin lähemmin täällä.

Tulivuoripuistosta jäkäläpuistoksi

Kittilässä, noin 40 kilometrin päässä Leviltä, sijaitsee Linkupalon tulivuoripuisto. Se on Geologian tutkimuskeskuksen ja Metsähallituksen yhteisponnistuksena luotu luontopolku, joka avautuessaan vuonna 1989 oli hieno näyteikkuna erilaisille tulivuoriperäisille kiville. Esimerkiksi breksioita, kaasuonteloita, heittelekiviä, mantelikivä, tuffiitteja ja tyynylaavoja oli näkyvissä paljastetuissa kallioissa.

Linkupalo on kuitenkin tänä päivänä hyvä esimerkki ilmiöstä, joka hankaloittaa merkittävien kallioperäkohteiden esiin tuomista esimerkiksi matkailun näkökulmasta. Kun uusi kalliopaljastuma syntyy, sen pinta on geologisesta näkökulmasta parhaimmillaan muutaman vuoden. Tämän jälkeen kallion pinta alkaa yleensä peittyä kasvustosta: ensin jäkälä ja sitten sammal alkavat vallata kallion pintaa. Kymmenen vuoden päästä suuri osa kiven piirteistä on jo hävinnyt näkyvistä, ja yli 20 vuotta vanha kalliopinta on miltei umpeen kasvanut. Tämä on tilanne myös Linkupalossa.

Se, että jäkälä- ja sammallajit pysyvät elinvoimaisina ja valtaavat kallioita on tietysti erittäin positiivinen asia. Olisiko kuitenkin mahdollista, että joissain merkittävissä kallioperäkohteissa voisi säännöllisesti puhdistaa kallioita kasvustoista, jotta upeat luonnonmuodostumat säilyisivät näkyvillä – tai saataisiin uudestaan näkyville? Kalliot ja niiden piirteet eivät peittymisestä huolimatta kuitenkaan häviä mihinkään.

Linkupalon tulivuoripuisto voisi toimia tässä pilottiprojektina ja kohota uuteen kukoistukseensa. Geologisten kohteiden mahdollisesta ylläpidosta voisi samalla tehdä julkisesti saataville kansallisen ohjeistuksen. Puiston opasteet ja pitkospuut olisivat myös päivityksen tarpeessa – löytyisiköhän rahoittaja vaikka jostain geologian alan toimijoista? On sääli, jos ainutlaatuiset luontokohteet peittyvät unohduksiin.