Kotoiset kalliomme kätkevät tarinoita maapallon menneisyydestä – ja tulevaisuudestakin. Tässä blogissa pääset mukaan matkalle selvittämään näitä tarinoita ja seuraamaan niitä koskevan tietokirjan kirjoittamista.
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:
Monipuolinen valikoima merenpohjaan purkautuneita tyynylaavoja. Mantelikiviä, joissa muinaisen laavapatjan kaasurakkulat ovat täyttyneet valkoisella kvartsilla.Hyaloklastiitti, joka kertoo laavan kohtaamisesta veden kanssa. Kohtaaminen on ollut väkivaltaisempi kuin tyynylaavojen kohdalla: laava on pirstaloitunut ja jauhautunut pieniksi kappaleiksi.Spinifex-tekstuuria, jossa alun perin oliviinia olleet kiteet muodostavat tikkumaisia kasaumia. Tämä tekstuuri on tyypillinen erittäin kuumille laavoille (jopa yli 1600 C!), joita ei nykyisellä maapallolla esiinny.
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.
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.
1,95 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.
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.
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. Muistakaa, että suojelualueilla kivien poimiminen on kiellettyä.
