Avainsana: graniitti

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.

Kallioperämme tarina, osa 1 – Suuri jakolinja

Karkeasti Raahesta Tohmajärvelle kulkee geologinen raja, joka jakaa kallioperämme perustan kahteen osaan. Pohjoinen puoli koostuu suurelta osin ikivanhoista arkeeisista (> 2,5 miljardia vuotta) gneisseistä ja graniiteista. Eteläinen puolisko on vähintään 500 miljoonaa vuotta nuorempaa.

Kumpikaan puolisko ei suinkaan ole niin yksinkertainen kuin yllä oleva suurpiirteinen kartta antaa ymmärtää. Ne koostuvat useissa eri kehitysvaiheissa syntyneistä magma-, sedimentti- ja metamorfisista kivistä. Lisäksi arkeeisen puoliskon päällä ja sisällä on myös sitä paljon nuorempia muodostumia.

Toistaiseksi vanhin löydetty arkeeinen kivemme on Pudasjärven Siurualta. Kiven muodostumisikä on noin 3,5 miljardia vuotta ja siitä löydetty vanhin yksittäinen kide on iältään noin 3,7 miljardia vuotta. Jos maapallon ikä käsitettäisiin vuorokautena, kello näytti kiteen kiteytyessä seitsemäntoista yli neljä aamuyöllä. Elettiin maapallon lapsuutta.

Siuruan gneissin syntyresepti oli todennäköisesti seuraavanlainen: Aivan aluksi tuotetaan tulivuoritoiminnan kautta basalttista laavakiveä. Se kyllästetään vedellä ja kuumilla liuoksilla ja haudataan syvälle maankuoreen. Tämän jälkeen basalttinen kivi sulatetaan osittain. Muodostuneet sulat kerätään yhteen ja ne jähmettyvät hiljalleen uudeksi kiveksi. Myöhemmissä myllerryksissä kivi vielä kiinteässä tilassa muuttaa muotoaan ja uudelleenkiteytyy. Lopputuloksena on voimakkaasti muuntunut ja suuntautunut karkearakeinen kivi, gneissi. Armotonta menoa suorastaan – ja aikaakin reseptin toteuttamiseen tarvitaan!

Pohjois- ja Itä-Suomen ikivanhoista alueista alkaa kallioperämme tarina, jonka käymme pääpiirteissään läpi tässä nyt alkavassa blogisarjassa, joka raottaa tulevan kirjamme taustatarinaa. Mukana on jo tuttuja paikkoja, mutta myös uusia tuttavuuksia!

Maapallon arkeeisen (>2,5 miljardia vuotta) kallioperän alueet. Lähde täällä.

-> seuraava Osa 2

Repoveden kansallispuiston jylhät kalliot olivat kivipuuroa poimuvuoriston uumenissa

Olhavanvuorella Repoveden kansallispuistossa on Suomen korkein (~50 m) ja vaikuttavin yhtenäinen kallioseinämä, joka on myös kalliokiipeilijöiden suosiossa. Näiden kallioseinämien kivilaji on punertavaa mikrokliinigraniittia, joka syntyi noin 1800 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin Keski- ja Etelä-Suomen alueella oli Himalajan kaltainen suuressa mannertörmäyksessä syntynyt poimuvuoristo.

Vuoriston juuriosissa oli sinne hautautuneena ja poimuttuneena sedimenttikiviä, jotka korkeissa paineissa ja lämpötiloissa alkoivat osittain sulaa. Tämä tapahtui noin 20 kilometrin syvyydessä. Kivipuurot kerääntyivät yhteen ja jähmetyttyään muodostivat niin kutsuttuja myöhäisorogeenisia graniitteja, joita tavataan noin 100 kilometriä leveänä vyönä eteläisessa Suomessa.

Näissä graniiteissa on paljon alumiinipitoisia mineraaleja, kuten tummaa kiillettä ja granaattia. Jälkimmäistä erottuu purppuranpunaisina läiskinä Olhavanvuoren huipulla. Nämä mineraalit kertovat osaltaan graniittisulien sedimenttisestä lähteestä.