Kuukausi: toukokuu 2023

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 11

-> 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

Geologian alkulähteillä – osa 2/2

Ennen kuin James Hutton vieraili Siccar Pointilla, hän oli tehnyt jo merkittäviä havaintoja muualla Skotlannissa. 1700-luvun lopulla geologiaan kuului oleellisena osana pohdinnat erilaisten kivilajien synnystä. Kerroksellisten sedimenttikivien kohdalla se oli selvää – ne olivat kivettyneitä savia, hiekkoja ja soria. Mutta mitä olivat esimerkiksi graniitit?

Monien luonnontietelijöiden mielestä graniitit olivat myös sedimenttikiviä, jotka olivat syntyneet saostumalla maapallon aikoinaan peittäneestä ”alkumerestä”. Niitä pidettiin kaikkein vanhimpina kivinä, jotka muodostivat perustan muille geologisille muodostumille. Laajojen kenttätutkimusten perusteella Hutton päätyi erilaiseen lopputulokseen.

Vuonna 1785 Hutton vieraili Glen Tiltin laaksossa, noin 100 kilometriä Edinburghista pohjoiseen. Laakson pohjalla virtaava joki huuhtoo sen rantakallioita ja pitää ne puhtaana kasvustoista. Lähellä Huttonin majapaikkaa, Forest Lodgea, sijaitsee kallioita, joissa näkyi graniitin ja liuskeiden kontaktivyöhykettä. Vierailimme näillä paljastumilla huhtikuussa 2023.

Glen Tiltin kallioita. Oikealla pienen kuusen takana näkyy Dail-an-eas-sillan raunioita. Huttonin visiitin aikoihin silta oli vielä ehjä ja ylitti joen.
Forest Lodge, jossa Huttonkin yöpyi.

Tästä geologisesti herkullisesta asetelmasta käy ilmi, että graniitti on tunkeutunut liuskeen sisään ja siitä läpi – ja jopa pilkkonut siitä palasia sekaansa. Tämä ei Huttonin mielestä voinut tarkoittaa kuin kahta asiaa: 1) graniitin on täällä oltava liusketta nuorempi, ja 2) graniitin on joskus täytynyt olla ”nestemäistä” materiaalia, joka on sittemmin jähmettynyt. Myöhemmät tutkimukset ovat osoittaneet Huttonin olleen oikeassa. Graniitti on kivisulasta kiteytynyt kivi ja paikoin – kuten Glen Tiltissä – se leikkaa alun perin pintasyntyisiä kivilajeja, jotka ovat sitä nuorempia.

Punertava graniitti leikkaa terävästi liusketta ja on pilkkonut sitä sisäänsä. Graniitti on iältään noin 390 miljoonaa vuotta, liuskeet ovat ainakin 100 miljoonaa vuotta vanhempia.
Vaaleat graniittijuonet leikkaavat terävästi liusketta.

Graniittien synty ei vain ollut jokin maapallon alkuaikojen mystinen prosessi, vaan niitä on syntynyt kaiken aikaa – ja syntyy nykyäänkin maapallon magmaattisesti aktiivisilla alueilla. Valtaosa eteläisen Suomen graniiteista syntyi poimuvuoriston uumenissa Svekofennisessä orogeniassa noin 1,9-1,8 miljardia vuotta sitten. Monin paikoin nekin leikkaavat terävästi niitä ympäröiviä, kuoren syvyyksiin poimuttuneita ja niitä jonkin verran vanhempia tulivuori- ja sedimenttikiviä.