Kallioperämme tarina, osa 2 – Vihreäkivivyöhykkeet

Yli 2,5 miljardia vuotta vanhaan arkeeiseen kallioperäämme ei ainoastaan kuulu gneissejä ja granitoideja. Niiden väliin on puristuneena muinaisia sedimentti- ja vulkaanisia kiviä. Näitä muodostumia kutsutaan vihreäkivivyöhykkeiksi. Muodostumien vulkaaniset kivet ovat saaneet vihreän värinsä metamorfoosin seurauksena.

Arkeeisten vihreäkivivyöhykkeiden syntyyn liittyy vielä monia avoimia kysymyksiä. Vihreäkivivyöhykkeiden kiviä on voinut syntyä keskenään hyvin erilaisissa geologisissa ympäristöissä, ja yksittäisen vyöhykkeen sisälläkin voi olla erilaisia kehitysvaiheita. Esimerkiksi Elinan väitöstutkimuksen yhteydessä tehdyissä uraani-lyijy-ajoituksissa selvisi, että Suomen vihreäkivivyöhykkeiden kehitys on ollut monivaiheista.

Vyöhykkeiden tulkintaan oman haasteensa tuo se, että syntynsä jälkeen kiviä on rytistetty vuorijononpoimutuksessa kasaan, ja ne ovat usein hyvin voimakkaasti muokkautuneita. Paikoin on kuitenkin myös säilynyt alkuperäisiä rakenteita – näin on esimerkiksi Kuhmon vihreäkivivyöhykkeellä. Valtaosa vihreäkivivyöhykkeissä säilyneistä tulivuorisyntyisistä kivistä näyttää purkautuneen veden alle.

Karikkeen alta kurkistaa vihreä kivi, joka on vihreäkivi.

On myös vielä epäselvää, kuinka paljon arkeeisena ajanjaksona muodostuneita tulivuoria voi yleensä verrata nykypäivän tulivuoriin. Esimerkiksi maapallon sisukset olivat tuolloin jopa parisataa astetta kuumemmat kuin nykyään. Lisäksi nykyisiin tulivuoriympäristöihin vaikuttava laattatektoniikka ei tuolloin ollut vielä toiminnassa tai se oli hyvin erilaista. Vanhimpien tulivuorisyntyisten kivien tutkiminen ei ole yksinkertaista!

-> seuraava Osa 3

-> edellinen Osa 1

Suomen vanhimpia vulkaniitteja Kuhmossa

Suomen vanhimmat tulivuorisyntyiset kivet löytyvät Itä- ja Pohjois-Suomesta. Ne muodostuivat maapallon varhaisvaiheessa, ajanjaksona, jota kutsutaan arkeeiseksi eoniksi. Arkeeinen eoni alkoi noin 4 miljardia ja päättyi 2,5 miljardia vuotta sitten.

Arkeeiset vulkaniitit esiintyvät kallioperässämme vihreäkivinä. Vihreäkivet ovat alhaisessa metamorfisessa asteessa muuntuneita vulkaanisia kiviä, jotka ovat tätä nykyä usein väriltään vihreitä. Vihreäkivet esiintyvät usein linttaan rytättyinä, kapeina alueina arkeeisten gneissien ja graniittisten kivien välissä. Näitä alueita kutsutaan vihreäkivivyöhykkeiksi. Vihreäkivivyöhykkeet ovat syntyneet monivaiheisesti ja niiden kaikkein vanhimmat osat ovat iältään 2,94 miljardia vuotta. Tämä ikä on mitattu Suomussalmen vihreäkivivyöhykkeeltä.

Ryttäyksestä huolimatta alkuperäiset vulkaaniset rakenteet ovat paikoin erinomaisesti säilyneitä. Näin on myös Kuhmon vihreäkivivyöhykkeen Pahakankaalla ja Siivikkovaaralla, jossa vulkaanisten kivien ikä on noin 2,79–2,80 miljardia vuotta. Alueelta löytyy esimerkiksi:

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!

Vihreäkiviä vasemmalta ylhäältä myötäpäivään: Veteen purkautuneita tyynylaavamuodostumia Kajaanin Jormuassa; Räjähdyspurkauksessa syntynyttä heittelekiveä irtolohkareessa Helsingin Ullanlinnassa; Veteen kerrostunutta tuhka-ainesta irtolohkareessa Helsingin Uutelassa; Laavakiveä Kuhmon vihreäkivivyöhykkeellä.