Kajaani - SUOMEN MUINAISET TULIVUORET

Kallioperämme tarina, osa 7 – Se alkuperäinen Kainuunmeri?

Silloin kun nykyisillä Lapin alueilla oli 2,0-1,9 miljardia vuotta sitten käynnissä mannerkappaleiden törmäyksiä (joissa muodostui esimerkiksi Lapin granuliittikaari ja Kittilän alloktoni), etelämmässä maamassojemme muinainen ydin oli repeämässä.

Noin 1,95 miljardia vuotta sitten syntyi pieni meren alku, joka muistutti geologisesti hieman nykyistä Punaistamerta Arabian niemimaan ja Afrikan välissä. Repeämään alkoi muodostua uutta basalttista merenpohjaa.

Tämä repeämisyritys jäi kuitenkin lyhytaikaiseksi. Jo noin 1,93 miljardia vuotta sitten alkoivat maankamaraamme kohdanneen ehkä suurimman mullistuksen, Svekofennisen vuorijonopoimutuksen ensi sävelet. Tällöin piskuinen merellinen repeämä alkoi sulkeutua ja lopulta osia siitä työntyi mantereisen kuoren päälle.

Nämä merenpohjan jäänteet tyynylaavoineen, levyjuonistoineen ja vaippakerroksen osineen tunnetaan nykyisin Jormuan ofioliittina. Ne ovat keskeinen osa Kajaanin kaupungin pohjoispuolen kallioperää. Paikalliset nimittävät Oulujärveä ”Kainuunmereksi”, mutta nimitys sopisi hyvin ofioliitillekin.

Jormuan ofioliitin merenpohjan basalttisten laavojen syöttökanavaverkostoa eli levyjuonistoa.

1980-luvulla tunnistettu Jormuan ofioliitti on edelleen yksi maailman vanhimmista nykypäiviin asti säilyneistä merellisen kivikehän kappaleista. Jormuan löytämisen jälkeen esimerkiksi Kiinasta ja Grönlannista on kuvattu 2,5 ja 3,8 miljardia vuotta vanhat ofioliittiehdokkaat. Niiden alkuperää on kuitenkin kyseenalaistettu, koska ne eivät ole kovin hyvin säilyneitä.

-> seuraava Osa 8

-> edellinen Osa 6

-> alkuun Osa 1

Kajaanin Jormuaan on tallentunut valtameren avautumisyritys

Mitä on merenpohjassa? No, sedimenttiä tietysti. Entä niiden sedimenttien alla? Sitä selvittääkseen ei tarvitse lähteä valtamerelle kairaamaan vaan voi matkata Jormuan kylään Kajaaniin katselemaan kallioita.

1,95 miljardia vuotta sitten muinainen manner oli repeämässä. Repeämään oli avautumassa uusi meri ja merellistä kuorta alkoi muodostua. Avautuminen kuitenkin keskeytyi ja meri puristui takaisin suppuun. Tässä rytäkässä merellisen kuoren ja sen alapuolisen vaippakerroksen kappaleita työntyi mannerkuoren yläosiin. Tällaista valtameren pohjan säilynyttä jäännettä kutsutaan ofioliitiksi.

Jormuan ofioliitti, joka on yllä olevaan kallioperäkarttaan merkitty ruskean ja vihreän sävyillä, on yksi maailman vanhimpia ofioliitteja. Se on koettelemuksissaan paistunut ja monimutkaisesti poimuttunut, mutta paikoin hämmästyttävän hyvin säilynyt. Lähdetäänpä katsomaan, mitä kaikkea siitä löytyy!

Ofioliitin kuoriosan ylimpiin osiin kuuluvat basalttiset tyynylaavat. Ne syntyvät kivisulan purkautuessa merenpohjaan. Laava ”säikähtää” kylmää merivettä ja muodostaa lasisen kuoren eristämiä sormimaisia ja tyynymäisiä muodostelmia.

Tyynylaavoja syöttää merenpohjaan tiheä rakoverkosto, jota jähmetyttyään kutsutaan levyjuonistoksi. Juonet erottaa nekin toisistaan nopeasti kiteytyneiden, hienorakeisten jäähtymisreunusten avulla.

Levyjuoniston alla on hitaasti syvemmällä kuoressa kiteytyneitä basalttisia magmasäiliöitä. Niiden kivilaji on gabroa, joka koostuu tummasta pyrokseenista/sarvivälkkeestä ja vaaleasta maasälvästä. Eri mineraalirakeet erottuvat paljaallakin silmällä toisistaan, koska niillä on ollut aikaa kasvaa suuriksi.

Ofioliitin alin osa on mielestämme se kaikista jännittävin. Se on nimittäin maapallon vaippaa – juuri sitä, mikä maantiedon oppikirjoissa värjätään usein oranssilla tai punaisella ja jossa vallitsee vähintään tuhannen asteen lämpötila. Jormuassa, vajaan parinsadan metrin päässä Kontiomäen huoltoasemasta, voit kävellä omin töppösin maapallon vaippakerroksen kivien päällä! Näiden kivien mineraalikoostumus on miltei täysin muuttunut. Kiven pinnassa voi kuitenkin erottaa pieniä mustia pisteitä, jotka ovat kromiittirakeita. Niiden keskiosat vastaavat vielä vaipan alkuperäistä koostumusta.

Missä ympäristöissä tulivuoria esiintyy? Osa 1/3

Minkälaisissa ympäristöissä muinaiset vulkaaniset kivemme ovat muodostuneet? Planeettamme nykyiset tulivuoria ruokkivat geologiset ympäristöt voidaan karkeasti jakaa kolmeen ryhmään. Nämä ovat relevantteja myös valtaosalle Suomen tulivuorikivistä. Ensimmäisenä esittelyssä valtameren keskiselänne!

Valtameren keskiselänne sijaitsee kilometrien syvyydellä valtameren pohjassa. Sitä pitkin menee kahden merellisen litosfäärilaatan raja. Laatat erkanevat toisistaan, jolloin laattojen väliseen saumaan muodostuu repeämävyöhyke. Tässä repeämässä maapallon kuuma vaippakerros pääsee kohoamaan, työntäen ylös myös laattojen saumakohtaa. Tämän vuoksi keskiselänne muistuttaakin merenalaista vuoristoa, vaikka laatat eivät siinä törmääkään toisiaan vasten.

Kuuman vaippakerroksen kohotessa ylöspäin siihen kohdistuva paine alenee. Korkeassa paineessa kivet tykkäävät pysyä kiinteinä, mutta alhainen paine suosii kivisulan muodostumista kunhan vain lämpötila pysyy tarpeeksi korkeana – kyse on ilmiöstä nimeltä dekompressiosulaminen. Paineen aleneminen saa siis aikaan osittaista sulamista vaipassa, jonka lämpötila keskiselänteen alla on yli 1000 C. Näin muodostuvat sulat pyrkivät kohti maan pintaa ja purkautuvat repeämistä tyynylaavoina valtameren pohjalle. Tällaisia purkauksia on tätä lukiessasi kymmenittäin ellei sadoittain käynnissä ympäri maailmaa!

Yksi tunnetuimmista keskiselänteen kaltaisessa ympäristöissä syntyneistä Suomen geologisista muodostumista on Jormuan ofioliitti, johon kuuluu myös tyynylaavoja (kuva). Mutta mikä kumma on ofioliitti? Tästä lisää myöhemmin!

Vihreäkivet ovat muistoja tulivuorista

Jos olet kiinnittänyt asiaan huomiota, olet varmaan törmännyt tummanpuhuviin mutta samalla hieman vihertäviin kiviin joskus ulkoillessasi. Niitä löytyy paikoin kallioista sekä lohkareina mannerjäätikön kerrostamista moreeneista.

Vihertävät tummat hienorakeiset kivet ovat ehkä maallikollekin selkeimmin tunnistettavia muinaisia tulivuoriperäisiä kiviä. Niistä voi löytyä monenlaisia rakenteita, jotka kertovat niiden vulkaanisesta ympäristöstä (katso kuva).

Kotimaista kallioperäämme on sen verran höykytelty vuosimiljardien aikana, että mustien basalttisten kivien alkuperäinen mineraalikoostumus on muuntunut. Esimerkiksi sellaiset mineraalit kuten epidootti, kloriitti ja erilaiset amfibolit antavat vihreäkivelle sille ominaisen värin. Ne kasvavat kuoreen hautautuneeseen vulkaaniseen kiveen muutaman sadan asteen lämpötilassa ja noin 10-20 kilometrin syvyydessä. Näitä paistumisolosuhteita kutsutaankin ”vihreäliuskefasieksen” olosuhteiksi.

Suomesta löytyy kymmeniä graniittisten kivien väliin puristettuja vihreäkivivyöhykkeitä, joilla tulemme vierailemaan projektin aikana. Ne ovat kotimaisen geologian ja muinaisen tulivuoritoiminnan kuumia pisteitä!