Kuukausi: maaliskuu 2023

Kallioperämme tarina, osa 6 – Kittilän maahanmuutto

Kittilän alueelta löytyy paljon vulkaanisia kiviä. Niitä on todellakin paljon, sillä nykypäivään asti säilyneiden vulkaanisten muodostumien kokonaispaksuuden on arveltu olevan noin kuusi kilometriä!

Muodostumasta tunnetaan tulivuorikaaren kiviä, jotka ovat syntyneet mannertörmäykseen liittyvässä alityöntövyöhykkeessä. Törmäys tapahtui todennäköisesti nykyisestä lännestä päin noin 1,92–1,91 miljardia vuotta sitten eli muutamia kymmeniä miljoonia vuosia granuliittikaaren muodostaneen törmäyksen alkamisen jälkeen. Nykytiedon mukaan Karjalan muinaismantereeseen törmäsi pieni arkeeinen mannerkappale, jota on nimitetty Norrbottenin mikromantereeksi.

Tämä ei kuitenkaan ole Kittilän koko tarina. Kittilän muodostuman laavakivistä suuri osa on itse asiassa kemialliselta koostumukseltaan merenpohjan suuria laavatasankoja muistuttavia. Tällaiset suuret ja paksut laavatasangot eivät sukella mantereen alle kovin helposti. Laavatasangot ja Norrbottenin mikromantereen kyljessä ollut vulkaaninen kaari työntyivätkin törmäyksessä Karjalan muinaismantereen päälle. Samaan sykkyrään survoutui muuten myös maapallon vaippakerroksen kappaleita, joita on paljastuneena Sodankylän Nuttioilla!

Maapallon vaipasta peräisin olevia kivilajeja Sodankylän Nuttioilla

Kittilän vulkaanisten muodostumien suhteet ympäröiviin kiviyksiköihin ovat näiden tapahtumien seurauksena epäselviä ja usein merkittävien siirroslinjojen rajaamia. Puhutaankin Kittilän alloktonista, jolla tarkoitetaan jostain muualta nykyiselle paikalleen mannerliikunnoissa kulkeutunutta erillistä kappaletta.

Kittilä on siis yhden suuren maahanmuuttajan alue, joka kotoutui lopulta osaksi omaa kallioperäämme.

-> seuraava Osa 7

-> edellinen Osa 5

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 5 – Törmäyksen jäljet Suomen päälaella

Suomen kallioperän kehityshistoriasta kirjoitettaessa nostetaan usein esiin suuri mannertörmäys. Sillä viitataan tavallisesti Svekofenniseen orogeniaan, joka tapahtui noin 1900-1800 miljoonaa vuotta sitten ja jonka aikana nykyisen Etelä-Suomen alueelle kohosi korkea poimuvuoristo. Mekin olemme kirjoittaneet siitä aiemmin tässä blogissa.

Tämä ei suinkaan ollut ainoa mannertörmäys, joka on luonut ja muokannut kallioperäämme. Yksi niistä tapahtui kymmeniä miljoonia vuosia aikaisemmin Suomi-neidon päälaen seudulla.

Kuolan arkeeisen (> 2500 milj. v.) muinaismantereen törmäys Karjalan muinaismantereeseen alkoi noin 1,96 miljardia vuotta sitten. Mantereiden väliin syntyi ensin alityöntövyöhyke ja noin 1,91 miljardia vuotta sitten ne lukkiutuivat toisiinsa kiinni. Törmäyksen sauma on edelleen hyvin näkyvissä Inarin ja lähialueiden kallioperässä.

Lapin granuliittikaari koostuu hyvin korkean metamorfoosiasteen kivistä, joiden ulkonäöstä tulee usein mieleen kivettynyt marjapuuro. Ne edustavat törmäyksessä syntyneen poimuvuoriston taka-altaaseen kerrostuneita sedimenttejä ja magmakiviä. Törmäyksen aikana kivet hautautuivat syvälle, jopa 30 kilometrin syvyyteen maanpinnan alle, ja puristuivat ryttyyn.

Granuliittia Inarissa. Punertavat ”marjat” ovat granaattia, sinertävä suurempi sattuma kordieriittia.

Granuliittikaaren molemmin puolin tavataan tulivuori- ja sedimenttikivien jäänteitä. Pohjoispuolella on itse vulkaanista kaarta ja sen sedimenttejä, eteläpuolella kivilajikokoelma, jota kutsutaan geologiassa nimellä mélange (tarkoittaa ranskaksi kirjaimellisesti sekasotkua). Eteläpuolen kivet jäivät vuorijononmuodostuksessa ylityöntyneen granuliittikaaren alle ja ovat siksi voimakkaasti metamorfoituneita ja hiertyneitä.

Jos siis liikut Sodankylästä Inarin kautta Utsjoelle, matkasi kulku on kallioperägeologisesti seuraavanlainen: aloitat muinaiselta Karjalan mantereelta, ylität vulkaanisen kaarikompleksin ja saavut muinaiselle Kuolan mantereelle. Aikamoinen matkaohjelma 300 kilometrin reitille!

-> seuraava Osa 6

-> edellinen Osa 4

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 4 – Repeilyä ja kaikkea muutakin

Arkeeisen muinaismantereemme repeily ei suinkaan päättynyt 2,5-2,4 miljardia vuotta vanhoihin kerrosintruusioihin. Tämän jälkeenkin, aikavälillä 2,4-2,1 miljardia vuotta sitten, manner repeili useita kertoja ja useissa eri vaiheissa. Repeämisten aikana kivisulat sekä kiteytyivät maankuoren sisässä intruusioiksi (myös rakoihin juonikiviksi) että purkautuivat maanpinnalle muodostaen tulivuoria. Näitä paikoin todella hyvin säilyneitä tulivuorikiviä kävimme viime kesänä tarkastelemassa esimerkiksi Sallan alueella.

Mannerrepeämän tulivuoriperäistä kiveä (breksioitunut laavavirta) Sallassa

Tulivuoriperäisten kivien muodostumisen lisäksi repeämäaltaisiin ja arkeeisen mantereen reunustalle kerrostui sedimenttejä. Altaiden kvartsihiekoista muuntui ajan ja geologisten prosessien myötä kestäviä kvartsiitteja, jotka muodostavat nykyään monen laskettelukeskuksen perustan. Matalassa meressä viihtyivät sinilevät, joiden yhdyskuntien muodostamat stromatoliitit edustavat vanhimpia elämän merkkejä kallioperässämme.

Kivet eivät suinkaan ole alkuperäisillä paikoillaan, vaan niitä lytättiin ja poimutettiin myöhemmissä mannertörmäyksissä ja vuorijonopoimutuksissa. Osa Lapin tulivuoriperäisistä kivistä liittyy myös tällaisiin törmäysympäristöihin. Näistä lisää sarjan seuraavassa osassa!

-> seuraava Osa 5

-> edellinen Osa 3

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 3 – Kerrosintruusiot

Pääosa arkeeisesta kallioperästämme oli arkeeisen eonin loppuun (2,5 miljardia vuotta sitten) mennessä kerääntynyt yhdeksi mantereeksi. Pian proterotsooisen eonin alussa, noin 2,44 miljardia vuotta sitten, manner alkoi kuitenkin repeillä ja repeämiin työntyi maapallon vaipasta hyvin kuumia kivisulia.

Kuoren heikkousvyöhykkeisiin syntyi suuria magmasäiliöitä, jotka täyttyivät kivisulista. Kivisulista kiteytyvät mineraalit erottuivat erillisiksi kerroksiksi, joista muodostui karkearakeisia syväkiviä. Niitä kutsutaan kerrosintruusioiksi. Alun perin kuoren sisällä muodostuneita kerroksia voi nykyään havaita kalliopaljastumissa.

Penikoiden kerrosintruusion ”magmakerroksia”. Reiät ovat näytteenottoa varten geologin käsikairalla tekemiä.

On mahdollista, että repeäminen liittyi planetaarisen mittakaavan mullistuksiin. Maapallon syvyyksistä, ehkä jopa vaipan ja ytimen rajapinnalta 2900 kilometrin syvyydeltä asti, kohonneet kuumat vaipan nousuvirtaukset kohtasivat arkeeisen muinaismantereemme ja se alkoi hajota. Manner ei kuitenkaan revennyt kokonaan, mutta yrityksestä jäi muistoksi repeämiin syntyneet kerrosintruusiot.

2,44 miljardia vuotta sitten tapahtuneella mineraalien erkaantumisella on ollut myös taloudellinen merkitys. Kemin Elijärven kaivos on vuodesta 1968 louhinut Kemin intruusion kromiitista (FeCr2O4) koostuvaa kerrosta muun muassa ruostumattoman teräksen raaka-aineeksi.

-> seuraava Osa 4

-> edellinen Osa 2

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 2 – Vihreäkivivyöhykkeet

Yli 2,5 miljardia vuotta vanhaan arkeeiseen kallioperäämme ei ainoastaan kuulu gneissejä ja granitoideja. Niiden väliin on puristuneena muinaisia sedimentti- ja vulkaanisia kiviä. Näitä muodostumia kutsutaan vihreäkivivyöhykkeiksi. Muodostumien vulkaaniset kivet ovat saaneet vihreän värinsä metamorfoosin seurauksena.

Arkeeisten vihreäkivivyöhykkeiden syntyyn liittyy vielä monia avoimia kysymyksiä. Vihreäkivivyöhykkeiden kiviä on voinut syntyä keskenään hyvin erilaisissa geologisissa ympäristöissä, ja yksittäisen vyöhykkeen sisälläkin voi olla erilaisia kehitysvaiheita. Esimerkiksi Elinan väitöstutkimuksen yhteydessä tehdyissä uraani-lyijy-ajoituksissa selvisi, että Suomen vihreäkivivyöhykkeiden kehitys on ollut monivaiheista.

Vyöhykkeiden tulkintaan oman haasteensa tuo se, että syntynsä jälkeen kiviä on rytistetty vuorijononpoimutuksessa kasaan, ja ne ovat usein hyvin voimakkaasti muokkautuneita. Paikoin on kuitenkin myös säilynyt alkuperäisiä rakenteita – näin on esimerkiksi Kuhmon vihreäkivivyöhykkeellä. Valtaosa vihreäkivivyöhykkeissä säilyneistä tulivuorisyntyisistä kivistä näyttää purkautuneen veden alle.

Karikkeen alta kurkistaa vihreä kivi, joka on vihreäkivi.

On myös vielä epäselvää, kuinka paljon arkeeisena ajanjaksona muodostuneita tulivuoria voi yleensä verrata nykypäivän tulivuoriin. Esimerkiksi maapallon sisukset olivat tuolloin jopa parisataa astetta kuumemmat kuin nykyään. Lisäksi nykyisiin tulivuoriympäristöihin vaikuttava laattatektoniikka ei tuolloin ollut vielä toiminnassa tai se oli hyvin erilaista. Vanhimpien tulivuorisyntyisten kivien tutkiminen ei ole yksinkertaista!

-> seuraava Osa 3

-> edellinen Osa 1