hiekkakivi - SUOMEN MUINAISET TULIVUORET

Kallioperämme tarina, osa 14 – Kaledonidien vuorijono

Kilpisjärveltä löytyy paljon erilaisia sedimenttikiviä. Niihin kuuluu esimerkiksi 600-500 miljoonaa vuotta vanhaa jälkifossiileita sisältävää saviliusketta, sekä tätä nuorempaa ja Saanan ylimmän kerroksen muodostavaa kvartsiittia.

Saanan kvartsiitti on metamorfoitunut hiekkakivi. Se kertoo mannertörmäyksestä, jossa ”proto-Atlanttina” tunnettu Iapetusmeri sulkeutui noin 450-400 miljoonaa vuotta sitten. Syntyi Kaledonidien vuorijono. Tässä rytäkässä Laurentian ja Baltican muinaismantereiden väliin kerrostuneita sedimenttikiviä työntyi muun kallioperän päälle. Paikoin tämä tapahtui hyvin loiva-asentoisia ylityöntösiirroksia pitkin, ja Saanan kvartsiitinkin kokonaissiirtymä oli luultavasti satoja kilometrejä.

Kaledonidien jäänteitä on meidän kallioperässämme säilynyt vain Kilpisjärvellä. Kaikki ylityöntyneet palaset eivät olleet hiekkakiveä. Esimerkiksi Haltin huipun muodostavan punertavan kivilajin alkuperä on magmaattinen. Se on vaippaperäisistä kivisulista kiteytyneen kerrosintruusion jäänne, joka myös liikkui kalliolohkojen mukana.

Kun mannertörmäys päättyy, vuorijonot rapautuvat yleensä jo parissakymmenessä miljoonassa vuodessa. Miksi siis Ruotsissa ja Norjassa on edelleen vuoristoista, vaikka törmäys tapahtui jo ainakin 400 miljoonaa vuotta sitten? Kaledonidit ovatkin suurelta osin rapautuneet: esimerkiksi Saanan huippu edustaa vanhan vuoriston syviä osia. Nykyinen Skandinavian vuoristo, Skandit eli Kölivuoristo, liittyy törmäyksen sijaan pääosin Atlantin avautumisen aiheuttamiin jännityskenttiin.

-> seuraava Osa 15

-> edellinen Osa 13

-> alkuun Osa 1

Kallioperämme tarina, osa 11 – Vuorista hiekkaa

Svekofennisessä vuorijonopoimutuksessa 1,9-1,8 miljardia vuotta sitten muodostui Himalajan korkuinen vuoristo. Minne se hävisi?

Ei se tietysti minnekään hävinnyt, vaan se kului hiekaksi. Tämä tapahtui pääosin jo muutaman kymmenen miljoonan vuoden aikana – eroosio on tehokas tasoitusväline, kun tektoniset vuoristoja ylös päin pusertavat voimat hellittävät. Tämän lisäksi Svekofennidien osittain sulat juuret romahtelivat oman painonsa alla, joka edesauttoi niiden tasoittumista.

Suurin osa Svekofennidien hiekoista ovat nekin jo hävinneet tai hautautuneet Itämeren uumeeniin. Näitä hiekkakiviä on jonkin verran säilynyt Satakunnassa (kuva alla), tosin ne ovat muodostuneet parisataa miljoonaa vuotta vuorijonopoimutuksen päättymisen jälkeen silloin jo suureksi osaksi kuluneista Svekofennideistä. Hiekat kerrostuivat todennäköisesti rapakivimagmatismin aikaan muodostuneisiin repeämäaltaisiin.

Tätä paljon nuoremmista tapahtumista kertovat Muhoksen ja Hailuodon hiekka- ja savikivet. Ne kerrostuivat Laurentian ja Baltican muinaismannerten väliseen matalaan mereen ja suistoihin noin 600-500 miljoonaa vuotta sitten. Silloin merissä oli jo varsin monimutkaista elämää. Lapin Käsivarresta tunnetaan myös samanikäisiä liuskeita (kuva alla), joissa on elämän jälkiä.

Lauhanvuoren hiekkakivet (kuva alla), joihin on tallentunut varhaisten nivelmatojen ryömimisjälkiä, voivat olla vieläkin nuorempia jäänteitä, ehkä devonikautisia (nuorimmillaan noin 400 miljoonaa vuotta vanhoja). Devonikaudella Laurentia ja Baltica olivat jo törmäyskurssilla. Tämän törmäyksen lopputuloksena syntyi Kaledonidien vuorijono, josta lisää myöhemmin!

-> seuraava Osa 12

-> edellinen Osa 10

-> 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

Kolin valkoisilla hiekoilla

Kesä meni jo, mutta palataan sen tunnelmiin. Palataan itse asiassa rantatunnelmiin 2,3 miljardin vuoden taakse.

Silloin Kolin kvartsiitin muodostavat valkoiset kvartsihiekat kerrostuivat muinaisen mantereen repeämään, jossa kiemurteli palmikoivia jokia. Muinaismantereemme sijaitsi päiväntasaajalla ja rapautuminen oli voimakasta.

Reilut kolmesataa miljoonaa vuotta myöhemmin manner repesi kunnolla ja syntyi valtameren alku. Se ei Kolilta katsoen olisi ollut nykyiselle Pieliselle päin, vaan vastakkaiseen suuntaan lounaaseen – mikä ilmansuunta se silloin sitten olikin.

Mantereisissa repeämäaltaissa olisit voinut huljutella jalkojasi rantavedessä, aallonmerkkien päällä. Tällaisia aallonmerkkejä löytyy nyt kivettyneinä Kolin rinteiltä. Ne ovat säilyneet, koska hautautuivat nopeasti uuden hiekkakerroksen alle.

Rantalomailu olisi kuitenkin täytynyt tehdä suhteellisen pikaisesti. Ilmakehä oli nimittäin käytännössä hapeton, ja muutamaa minuuttia pidemmälle rantalomalle ei siksi olisi ollut edellytyksiä.

Lisää Kolista geologin silmin voit lukea täältä!

Saanan peitto on Norjasta peräisin

Kilpisjärven maisemat ovat Suomessa ainutlaatuiset. Esimerkiksi jylhä ja pitkänomaisena helposti tunnistettava Saana-tunturi on yksi niiden valovoimaisimmista tähdistä.

Saanan ylimmät osat muodostuvat metamorfoituneesta hiekkakivestä. Se on hyvin kestävää tavaraa, toisin kuin sen alapuolella olevat sedimenttikivet, joiden rapautumista voi tarkastella esimerkiksi Saanan alarinteillä. Saanan kestävä ja selvästi yhtenäisenä kerroksena erottuva ”peitto” onkin syy tunturin nykyiseen muotoon.

Saanan kvartsiittiutunut hiekkakivi on alkuperältään varsin eksoottinen. Se on alun perin syntynyt Laurentian ja Baltican muinaismantereiden väliseen mereen kerrostuneesta aineksesta. Meri sulkeutui, kun mantereet törmäsivät toisiinsa noin 450–400 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin muodostui Kaledonidien vuorijono, johon Saanankin ylimmät kerrostumat kuuluivat. Ne ovat tuontitavaraa ja työntyivät meren sulkeutuessa meidän muinaisen kallioperämme päälle nykyisen Norjan suunnasta.

Muutama sata miljoonaa vuotta sitten Suomi siis sai hanskan käteensä, tai ehkä pikemminkin peiton kätensä päälle. Kvartsiitin alla on heikompienkin kivien ollut hyvä köllötellä – kuten ihmisen norjalaisessa villapaidassa.

Nuorimmat hiekkakivemme

Pohjanlahden reunamilla on muutamia paikkoja, joissa on paljastuneena Suomessa verrattain nuoria hiekkakiviä. Näitä on muun muassa Satakunnassa, Oulun seudulla (Muhos ja Hailuoto) sekä Kilpisjärvellä. Ne kertovat 1,8 miljardia vuotta sitten kohonneen poimuvuoriston eroosiosta ja Suomen maankamaran tasoittumisesta.

Hautavajoamiin kerrostuneiden hiekkakivien tarkkoja kerrostumisikiä on hankala määrittää. Niiden sisältämät mineraalirakeet nimittäin tallentavat sedimentin lähtöaineksen – eli erilaisten metamorfisten ja magmakivien ikiä. Nämä iät antavat sedimenttikivelle vain sen vanhimman mahdollisen iän (sedimentti ei voi olla vanhempaa kuin sen lähtöaines). Ikähaarukan nuorin mahdollinen ikä saadaan ajoittamalla sedimenttikiveä leikkaavia muita kivilajeja.

Harjavallan voimalaitoksen ohijuoksutuskanavassa upeasti paljastunut Satakunnan hiekkakivi on tulkittu kerrostuneen pääosin 1,6-1,3 miljardia vuotta sitten. Sen mineraaliaines on peräisin poimuvuoriston rippeistä.

Yksi nuorimmista hiekkakivistämme on kivijatoiksi pilkkoutunut Lauhanvuoren hiekkakivi. Siitä tunnetaan nivelmatojen fossilisoituneita ryömimisjälkiä. Sen ikänä on yleisesti pidetty ”vain” noin 600 miljoonaa vuotta, vaikka nuorempikin ikä on mahdollinen. Kivessä näkyvät ristikerrosrakenteet ovat virtaavan veden aiheuttamia.

Suuri osa poimuvuoriston jäänteistä kerrostuneista sedimenttikivistä on hautautunut Pohjanlahden syvyyksiin tai kulunut kokonaan pois. Kosmiset törmäykset survoivat niitä kuitenkin myös aiheuttamiensa impaktirakenteiden sisään. Näistä lisää myöhemmin!