Kiven iän selvittämisestä lyijyttömään bensiiniin

Mitä hyötyä on ikivanhojen kivien tutkimisesta? Tämä kysymys tulee toisinaan vastaan, ja lähtökohta kysymykselle on ymmärrettävä. Voi olla vaikea nähdä suoraa yhteyttä miljardeja vuosia vanhan kivimöykyn ja nykyisen yhteiskuntamme välillä.

Suuri osa maapallomme luonnonvaroista kuitenkin liittyy muinaisiin kiviin, ja usein tulivuoriperäisiin sellaisiin. Niiden perustutkimus voi myös johtaa yllättäviin tapahtumaketjuihin, jotka vaikuttavat suoraan arkeemme. Näin oli myös seuraavassa tapauksessa.

Kiven ikämääritys voidaan tehdä esimerkiksi radioaktiiviseen hajoamiseen perustuvalla uraani-lyijy-menetelmällä. Ensimmäiset tarkat uraani-lyijy-ajoitukset kivistä tehtiin 1950-luvulla Yhdysvalloissa. Aluksi geokemisti Clair C. Pattersonin (1922-1995) tekemissä analyyseissa oli koko ajan pientä epätarkkuutta: lyijyä ei millään saanut analysoitua täysin luotettavasti. Patterson oivalsi, että lyijyä, myrkyllistä raskasmetallia, oli ylen määrin kaikkialla ympäristössä. Hän päätti eristää laboratorionsa tarkasti ulkomaailmasta ja analyysit alkoivat sujua.

Myöhemmin Patterson alkoi kollegoineen tutkia lyijyn yleisyyttä ja tuoda aihetta esille yhteiskunnalliseen keskusteluun. Tutkimus ja valistustyö johtivat lopulta lyijyttömän bensiinin kehittämiseen ja sitä kautta lyijypäästöjen ja -myrkytysten merkittävään vähenemiseen. Tätä ennen Patterson oli vuonna 1956 julkaissut ensimmäisen meteoriittien U-Pb-ajoitukseen perustuvan arvion maapallon iästä: 4,55 ± 0,07 miljardia vuotta.

Tällaiset tapahtumaketjut ovat perustutkimuksen suola – esimerkiksi sähköä, puhelinta tai tietokonetta ei olisi keksitty ilman ympäröivästä maailmasta kiinnostuneiden ihmisten yllättäviä löytöjä. Kun tutkijat saavat vapaasti kokeilla aiemmin tuntemattomia asioita, syntyy uutta tietoa. Soveltava tutkimus ei yksin tähän kykene, sillä se hyödyntää suurelta osin jo olemassa olevaa tietoa. Jos tietäisimme aina etukäteen, mihin tutkimuksemme johtavat, ei tutkimuksella olisi mitään virkaa.

Tästä syystä myös geologinen perustutkimus on ollut ja on edelleen tärkeää. Tulevaisuudessa geotieteet ovat vieläpä erityisasemassa, kun erilaisiin haasteisiin etsitään ratkaisuja. Näihin kuuluuu esimerkiksi sen lyijyttömän bensiinin korvaaminen vähäpäästöisemmillä energialähteillä.

Vanhin pala Suomea

Kuvassa on vanhin tunnettu pala Suomea. Se on halkaisijaltaan alle millimetrin kymmenesosan ja muodostaa keskiosan yhdestä Pudasjärven Siuruan gneissistä erotetusta zirkoni-mineraalin kiteestä. Kiteen poikkileikkaus on oikealla kuvattuna pyyhkäisyelektronimikroskoopilla.

Kiteen keskiosan ikä on 3,7 miljardia vuotta (Ga). Kyseisen uraani-lyijy-ajoituksen virheraja on 0,009 miljardia vuotta eli yhdeksän miljoonaa vuotta. Pelkästään ajoituksen virherajan sisälle mahtuu siten ihmislajin koko taival moninkertaisesti.

Vasen kuva on lohkareesta Siuruan gneissiä, joka on esillä Luonnontieteellisen museon Suomen Luonto -näyttelyssä (lue lisää Vihreäkiven arvoitus -blogista). Oikea kuva on muokattu Tapani Mutasen ja Hannu Huhman tutkimuksesta, jossa Siuruan gneissin sisältämiä zirkoneita ajoitettiin, ja joka julkaistiin julkaisusarjassa Bulletin of the Geological Society of Finland.

Mutta miksi ihmeessä tuon saman zirkonikiteen ulkoreuna on sen keskustaa miltei 300 miljoonaa vuotta nuorempi? Ja vaikka tämän kiteen ydin onkin vanhin tunnettu PALA Suomen kallioperää, se ei silti ole vanhin Suomesta LÖYTYNYT asia. Niitä on itse asiassa useita… mitähän ne mahtaisivat olla? Näistä lisää myöhemmin!