Suomen kallioperä — yli 3,5 miljardin vuoden geologinen tarina
Suomi tunnetaan rauhallisena järvi- ja metsämaisemana, mutta sen pinnan alla on yksi maapallon kiehtovimmista geologisista arkistoista. Suomen kallioperä on osa Fennoskandian kilpeä, yhtä maailman vanhimpia ja vakaimpia kallioperäalueita. Sen pinnasta löytyy jälkiä lukuisista muinaisista tulivuorista — todisteita ajoista, jolloin nykyisen Suomen alue muistutti enemmän Andien tai Himalajan vuoristoa kuin nykyistä luonnonmaisemaa.
Vanhimmat tulivuoriperäiset kivet ovat noin 2,94 miljardia vuotta vanhoja, ja nuorimmat purkaukset tapahtuivat 365 miljoonaa vuotta sitten devonikaudella. Tämä tarkoittaa, että maamme alueella on ollut vulkaanista toimintaa pitkin yli 2,5 miljardin vuoden ajanjaksoa — kymmeniä miljoonia vuosia ennen kuin dinosaurukset edes ilmestyivät maapallolle. Suomen kallioperä on siten paitsi kaunis luonnonkohde, myös tieteellinen aarrekammio, jonka avulla geologit pystyvät tutkimaan planeetan varhaista kehitystä.
Tässä oppaassa käymme läpi keskeiset muinaiset tulivuoret ja kerrosintruusiot sijainti kerrallaan. Mukana on neljä infografiikkaa, jotka näyttävät kunkin aikakauden kohteet omilla kartoillaan. Tutustumme sekä arkeeisen ajan vihreäkivivyöhykkeisiin, paleoproterotsoisiin kerrosintruusioihin että nuorempiin karbonatiitti- ja kimberliittipurkauksiin.
Mikä on tulivuori ja miksi maamme on nyt vakaa?
Tulivuori on aukko maankuoressa, josta sula kivi eli magma purkautuu pintaan laavana. Magma syntyy syvällä maapallon vaipassa, kun lämpö ja paine sulattavat kivilajeja. Kun sula nousee pintaan, se voi purkautua räjähtävästi, virrata laavana tai jähmettyä syvällä maankuoressa intruusioiksi.
Suomessa ei ole nykypäivänä yhtään aktiivista tulivuorta. Syy on yksinkertainen: olemme keskellä Euraasian mannerlaattaa, kaukana laattojen liikkuvista reunoista, joilla suurin osa maailman tulivuorista syntyy. Laattatektoniikan näkökulmasta Fennoskandian kilpi on yksi vakaimmista alueista koko planeetalla — kallioperä on ollut tektonisesti rauhassa jo satoja miljoonia vuosia.
Tilanne ei ole kuitenkaan aina ollut näin. Arkeeisella aikakaudella (3,8–2,5 mrd v sitten) maapallon sisuksissa oli huomattavasti enemmän jäännöslämpöä syntymästä asti, ja vaippa oli noin 200 °C nykyistä kuumempi. Tämä mahdollisti voimakkaan vulkaanisen toiminnan, mannerten kasvun ja vuoristojen kohoamisen myös meidän alueellamme.
Kallioperän kahtiajako
Karkeasti Raahesta Tohmajärvelle kulkee geologinen raja, joka jakaa maamme kallioperän kahteen pääosaan. Pohjoinen ja itäinen puolisko koostuu suurelta osin ikivanhoista arkeeisista gneisseistä ja graniiteista (yli 2,5 miljardia vuotta). Eteläinen puolisko on vähintään 500 miljoonaa vuotta nuorempaa ja kuuluu paleoproterotsoiseen Svekofenniaan, joka syntyi mannerlaattojen törmäyksessä noin 1,9 miljardia vuotta sitten.
Vanhin tähän mennessä löydetty kivi on Pudasjärven Siurualla. Sen muodostumisikä on noin 3,5 miljardia vuotta, ja siitä on löydetty yksittäinen 3,7 miljardin vuoden ikäinen zirkonikide.
Suomen kallioperän aikajana
Suomen muinainen vulkaaninen historia jakautuu karkeasti neljään pääjaksoon:
1. Arkeeiset tulivuoret (2,94–2,75 mrd v) — Vanhimmat tunnetut tulivuoriperäiset kivet sijaitsevat Kainuussa ja Pohjois-Karjalassa. Ne ovat osa vihreäkivivyöhykkeitä — kapeita alueita, joilla muinaiset basalttilaavat ja sedimenttikivet ovat säilyneet metamorfoituneina.
2. Paleoproterotsoiset kerrosintruusiot (2,44 mrd v) — Pohjois-Suomeen ulottuu Tornio-Näränkävaara-vyöhyke, jonka kerrosintruusiot syntyivät mannerkuoren repeillessä noin 2,44 miljardia vuotta sitten. Tähän vyöhykkeeseen kuuluu mm. Kemin kromikaivos, joka on EU:n ainoa kromikaivos.
3. Svekofenniset vulkaniittikentät (2,0–1,88 mrd v) — Etelä- ja Keski-Suomeen muodostui laajoja saarikaarivulkanismin alueita, kun mannerlaatat törmäsivät ja Suomen eteläosa rakentui. Tampereen liuskevyöhyke on tunnetuin esimerkki.
4. Nuoret karbonatiitit ja kimberliitit (1,2 mrd – 365 milj v) — Suomen viimeiset tulivuoritapahtumat liittyvät vaippapulppausten työntämiin alkalisiin ja karbonaattipitoisiin magmoihin. Soklin karbonatiitti on Suomen nuorin tulivuori.
Arkeeiset tulivuoret — Kainuun ja Karjalan vihreäkivivyöhykkeet
Vanhimmat säilyneet vulkaaniset kivet löytyvät vihreäkivivyöhykkeiltä, jotka ovat metamorfoituneita arkeeisia laavavirtoja ja sedimenttejä. Niiden vihreä sävy johtuu kloriitti-, epidootti- ja aktinoliittimineraaleista, jotka muodostuivat alkuperäisten basalttien metamorfoituessa noin 350–450 °C:n lämpötilassa ja 2–10 kilobaarin paineessa. Suomen kallioperä sisältää lukuisia tällaisia vyöhykkeitä, jotka ovat sekä tieteellisesti että malminetsinnällisesti merkittäviä.
Suomussalmi — vanhimmat tulivuorikivet
Suomussalmen vihreäkivivyöhyke Kainuussa on koko maamme vanhin tulivuoriperäinen alue. Sen vulkaniittien ikä on noin 2,94 miljardia vuotta — tämä on yli 2/3 maapallon koko iästä. Vyöhyke koostuu metamorfoituneista basalttilaavoista, jotka purkautuivat arkeeisilla valtamerillä. Helsingin yliopiston tutkija Elina Lehtosen väitöstyö tarkensi vyöhykkeen ikäjakauman uraani-lyijy-ajoituksilla. Vyöhyke ulottuu myös Talvivaaran suuntaan ja kuuluu maailmanlaajuisesti tutkittuun Karjala-Lappi-vyöhykkeeseen.
Kuhmo — tyynylaavat merenpohjasta
Kuhmon vihreäkivivyöhyke on Suomussalmen vyöhykkeen jatke etelään. Sen vulkaniittien ikä on noin 2,79–2,80 miljardia vuotta. Erityisen kuuluisia ovat Pahakankaan ja Siivikkovaaran löytöpaikat, joissa alkuperäiset vulkaaniset rakenteet ovat erinomaisesti säilyneet. Alueelta löytyy monipuolinen valikoima tyynylaavoja — pyöristynteenmuotoisia laavakappaleita, jotka muodostuivat, kun kuuma laava purkautui merenpohjaan ja jähmettyi nopeasti veden vaikutuksesta. Tyynylaavat ovat todiste siitä, että näiden tulivuorten purkaukset tapahtuivat valtameren alla.
Tipasjärvi — Sotkamon arkeeinen vyöhyke
Tipasjärven vihreäkivivyöhyke Sotkamon alueella on osa samaa Suomussalmi-Kuhmo-Tipasjärvi-järjestelmää. Sen vulkaniittien iät asettuvat noin 2,79–2,80 miljardin vuoden kohdille. Lehtosen väitöstutkimuksen mukaan tämän kokonaisuuden vulkaaniset kivet voidaan jakaa neljään ikäryhmään, joiden välillä on noin 100 miljoonan vuoden eroja. Tipasjärveltä on löydetty piidioksidipitoisia vulkaniitteja sekä karkeampia pyroklastisia kerrostumia.
Ilomantsi, Kiihtelysvaara ja Nurmes — Pohjois-Karjalan arkeeinen kallioperä
Ilomantsin vihreäkivivyöhyke Pohjois-Karjalassa on yksi maamme tärkeimmistä arkeeisista alueista. Sen vulkaaniset kivet ovat noin 2,75 miljardia vuotta vanhoja. Vyöhykettä ympäröivät erilaiset granitoidit, kuten Kartitsan graniitti, Korpivaaran tonaliitti ja Kuittilan tonaliitti. Alue tunnetaan paitsi geologisesti, myös merkittävinä kultaesiintyminä — Ilomantsin alue on yksi maamme aktiivisimmista kullanetsintäalueista.
Samanikäisiä Kiihtelysvaaran ja Nurmeksen vihreäkivivyöhykkeitä löytyy myös Pohjois-Karjalasta. Kiihtelysvaaran vyöhykkeessä on kolme jaksoa: Keskijärvi, Kuusijärvi ja Sonkaja. Nurmeksen vyöhyke on osa laajempaa Itä-Suomen arkeeisten alueiden kokonaisuutta, jota GTK on tutkinut systemaattisesti vuodesta 1992 lähtien. Kaikki nämä vyöhykkeet ovat tärkeitä paitsi geologisesti, myös malminetsinnällisesti — niistä on löydetty komatiitteja, kultamalmeja ja nikkelipitoisia kivilajeja.
Tornio-Näränkävaara-vyöhyke — paleoproterotsoiset kerrosintruusiot
Noin 2,44 miljardia vuotta sitten mannerlaatat alkoivat repeillä ja Suomen kallioperään syntyi laaja vyöhyke kerrosintruusioita, jotka ulottuvat lännestä Tornion seudulta itään Kuusamoon asti. Kerrosintruusiot ovat valtavia magmakammioita, jotka jähmettyivät hitaasti maan alla — niitä ei voi suoraan kutsua ”tulivuoriksi”, mutta ne syntyivät samasta vaippapulppauksesta kuin pintaan purkautuneet laavat. Vyöhykkeellä on Euroopan merkittävimmät PGE (platinaryhmän metallit) -esiintymät.
Tornio — kerrosintruusiovyöhykkeen länsipää
Tornion alue muodostaa Tornio-Näränkävaara-vyöhykkeen läntisen osan. Täällä paleoproterotsoiset emäksiset kerrosintruusiot tarjoavat raaka-aineen Outokummun ferrokromituotannolle — Tornion ferrokromitehdas on yksi maailman tunnetuimpia, ja sen tuotanto perustuu Kemin kromikaivoksen malmiin. Vyöhykkeen synnyttäneet sulat nousivat syvältä vaipasta noin 2,44 miljardia vuotta sitten, kun arkeeinen manner alkoi repeillä.
Kemi (Keminmaa) — EU:n ainoa kromikaivos
Kemin kerrosintruusio Keminmaan kunnassa on globaalisti harvinainen geologinen kohde. Sen ikä on noin 2,44 miljardia vuotta, ja sen sisällä on Euroopan unionin ainoa kromikaivos. Esiintymä löydettiin vuonna 1959, kun sukeltaja Martti Matilainen havaitsi epätavallisia kiviä Veitsiluodon tehtaan makeavesikanavaa louhittaessa. Outokumpu sai oikeudet jatkotutkimukseen 1960, ja varsinainen kaivostoiminta alkoi 1968. Kaivos sijaitsee Elijärvellä Keminmaan kunnassa, ja se on yksi tärkeimpiä strategisia mineraaliesiintymiä koko Euroopassa.
Penikat — PGE-malmien aarrekammio
Penikkavaarat Kemin ja Tervolan rajalla muodostavat yhden Suomen kuuluisimmista kerrosintruusioista. Iältään noin 2,44 miljardia vuotta vanha rakenne sisältää erikoisia PGE-malmiesiintymiä, joista löytyy platinaa, palladiumia ja muita platinaryhmän metalleja. Ala-Penikan, Keski-Penikan ja Yli-Penikan vaarat tarjoavat retkeilijöille mahdollisuuden kävellä muinaisen magmakammion raunioilla — kerrokset näkyvät paljaina kalliopinnoilla, ja niiden päällä voi loikoilla miettien, miten ne aikoinaan kiteytyivät yli 1 200 °C:n kuumasta sulasta.
Portimo — Ranuan PGE-kompleksi
Portimon intruusio sijaitsee Ranuan ja Pudasjärven kuntien rajalla. Tämä kerrosintruusio on osa samaa 2,44 miljardin vuoden ikäistä vyöhykettä kuin Kemi ja Penikat. Portimo tunnetaan kontaktityyppisistä PGE-esiintymistä, jotka muodostuivat intruusion ja sitä ympäröivän kallion rajapinnalle. Esiintymä on geologisesti rikas, mutta sen taloudellinen hyödyntäminen vaatii vielä jatkotutkimuksia.
Suhanko — Ranuan tunnettu malmiesiintymä
Suhangon PGE-esiintymä Ranuan kunnassa on yksi Suomen tunnetuimmista palladium-, platina- ja kupariesiintymistä. Se on osa samaa 2,44 miljardin vuoden ikäistä vyöhykettä. Suhangon kaivoshanketta on suunniteltu vuosikymmenten ajan, ja sen arvioidaan sisältävän huomattavia määriä strategisia metalleja. Geologisesti Suhanko muistuttaa Portimon kompleksia, mutta sen malmiesiintymät jakautuvat hieman eri tavoin intruusion kerrosrakenteessa.
Koillismaan kompleksi — Pudasjärveltä Posiolle
Koillismaan kerrosintruusiokompleksi muodostuu useista pienemmistä lohkoista Pudasjärven, Taivalkosken ja Posion alueilla. Tunnetuimmat lohkot ovat Syöte, Porttivaara, Pyhitys, Kuusijärvi ja Lipeävaara. Kaikki ovat iältään noin 2,44 miljardia vuotta. Kompleksin geofysikaaliset tutkimukset ovat paljastaneet, että jossakin noin 1 500 metrin syvyydellä on todennäköisesti jatkoa Näränkävaaran intruusioon. GTK koetti kairata kohdetta vuosina 2003–2004, mutta reikä jouduttiin teknisistä syistä jättämään kesken 1 200 metrin syvyydellä.
Näränkävaara — vyöhykkeen itäpää
Näränkävaara Kuusamon itärajalla muodostaa vyöhykkeen itäpään. Tämä kerrosintruusio on geologisesti yhteneväinen Koillismaan kompleksin kanssa, ja iältään noin 2,44 miljardia vuotta. Näränkävaaralla voi nähdä erinomaisesti säilyneitä magmasta kiteytyneiden mineraalien kerroksia. Se on suosittu kohde geologisille kenttäretkille ja malminetsijöille, sillä alueelta on löydetty kromi-, vanadiini- ja PGE-malmeja.
Paleoproterotsoiset vulkaniittikentät (2,0–1,88 mrd v)
Mannerten törmäys synnytti Svekofennisen orogenian, joka muokkasi Etelä- ja Keski-Suomen kallioperää voimakkaasti. Tämän aikana Suomen kallioperään muodostui valtavia saarikaarivulkanismiin liittyviä laavakenttiä. Saarikaaret syntyvät paikoissa, joissa yksi mannerlaatta sukeltaa toisen alle — sama geologinen tilanne, joka nykyään tuottaa Indonesian ja Japanin tulivuoria.
Salla — mannerlaatan repeämä
Sallan repeämävyöhyke Itä-Lapissa on yksi parhaiten säilyneitä paleoproterotsoisia vulkaniittialueita. Sen synty ajoittuu noin 2,5–2,4 miljardin vuoden taakse, kun arkeeinen Karjalan manner alkoi repeillä. Geologi Tuomo Manninen on tutkinut aluetta vuosikymmenten ajan. Sallassa voi nähdä parhaiten säilyneitä alueita Murtovaaralla, Kalliovaaralla ja Känespellalla. Brasilialaiset geologit ovat ihmetelleet, miten näin vanhat vulkaaniset rakenteet ovat säilyneet näin hyvin.
Sodankylä — Nuttioiden vaippakivet
Sodankylän Nuttiot on yksi geologisesti omituisimmista paikoista Suomessa. Täällä on paljastuneena maapallon vaippakerroksen kivilajeja — peridotiittia ja muita ultraemäksisiä kiviä. Nuttiot kuuluu Nuttio-ofioliittiin, joka on yksi Karjalan vyöhykkeen kolmesta ofioliittikompleksista (muut ovat Jormua ja Outokumpu). Ofioliitit ovat muinaisia merenpohjapaloja, jotka työntyivät mantereen päälle mannerlaattojen liikkeissä noin 2,0 miljardia vuotta sitten.
Kittilä — maahanmuuttajakallioperä
Kittilän alloktoni on geologisesti yksi mielenkiintoisimpia paikkoja maassamme. ”Alloktoni” tarkoittaa, että kivilajit ovat kulkeutuneet nykyiselle paikalleen muualta mannerlaattojen liikkeissä. Kittilän laavakivet muistuttavat merenpohjan suuria laavatasankoja, ja ne työntyivät Karjalan muinaismantereen päälle noin 2,0 miljardia vuotta sitten. Alue tunnetaan myös merkittävänä kultaesiintymänä — Suomen suurin toimiva kultakaivos sijaitsee juuri Kittilässä.
Outokumpu ja Jormua — ofioliitit ja kuparikaivos
Outokummun ofioliitti Pohjois-Karjalassa on yksi maailman parhaiten tutkittuja muinaisia merenpohjan paloja. Sen alkuperäinen synty oli noin 1,95 miljardia vuotta sitten. Outokumpu tunnetaan kuparikaivoksestaan, joka oli aikoinaan yksi tärkeimpiä Suomen teollisuuden perustuksia. Esiintymä löydettiin 1900-luvun alkupuolella ja kuparituotanto alkoi 1913. Toiminta jatkui aktiivisena vuosikymmeniä, ja se mahdollisti merkittävät sotakorvaussopimukset Neuvostoliitolle 1944.
Samanikäinen Jormuan ofioliitti Kajaanin lähistöllä on toinen merkittävä Karjalan vyöhykkeen ofioliittikompleksi. Jormuassa on poikkeuksellisen hyvin säilyneitä tyynylaavoja — merenpohjan basalttilaavojen jähmettymisrakenteita. Jormua, Outokumpu ja Nuttio ovat Suomen kolme tunnettua ofioliittia, ja ne kertovat kaikki samasta tapahtumasta: muinaisten merenpohjien työntymisestä mantereen päälle noin 1,95 miljardia vuotta sitten.
Tampere — saarikaarivulkanismia
Tampereen liuskevyöhyke on yksi Etelä-Suomen tärkeimpiä paleoproterotsoisia kohteita. Sen vulkaaniset kivet ovat noin 1,90 miljardia vuotta vanhoja ja syntyivät saarikaarivulkanismin tuloksena. Aluetta on tutkittu intensiivisesti, ja sen kallioperässä on jälkiä paitsi vulkaanisesta toiminnasta myös sedimentaatiosta ja metamorfoosista. Pyynikin harju, Pispalan korkokuva ja Näsijärven syvät altaat ovat kaikki tämän geologisen historian todisteita.
Ylöjärvi, Orivesi ja Häme — Tampereen seudun ja Hämeen vulkaniitit
Tampereen seudun Ylöjärven ja Oriveden alueilla on samanikäisiä noin 1,89 miljardin vuoden vulkaniittiesiintymiä. Ne edustavat samaa saarikaarivulkanismin kokonaisuutta kuin Tampereen liuskevyöhyke, mutta niissä on omat geologiset erityispiirteensä. Ylöjärveltä on löydetty erilaisia kuparin- ja kullankantajia, ja Oriveden vulkaniiteissa on tyypillisiä andesiittiseen kemiaan viittaavia kivilajeja.
Hieman etelämpänä sijaitsee Hämeen liuskealue, joka ulottuu Hämeenlinnan ja Forssan seudulle. Sen ikä on samaa luokkaa kuin Tampereen alueella, noin 1,90 miljardia vuotta. Geologi Hakkarainen jakoi Hämeenlinnan-Forssan seudun pintasyntyiset kivet kahteen ryhmään: vanhempi Forssa-ryhmä koostuu pääasiassa meta-andesiiteista, kun taas nuorempi Häme-ryhmä muodostuu metabasalteista. Hämeen liuskealue tarjoaa siten yksityiskohtaisen kuvan siitä, miten muinaisen saarikaaren vulkanismi kehittyi eri vaiheissaan.
Harjavalta — Satakunnan intruusio
Harjavallan alueella Satakunnassa on merkittäviä noin 1,88 miljardin vuoden ikäisiä emäksisiä intruusioita. Harjavallan teollisuusalueen alle peittyy maamme yksi tärkeimmistä nikkeli-kupariesiintymistä. Boliden Harjavalta -tehdas hyödyntää näitä esiintymiä, ja paikan geologinen merkitys ulottuu sekä tieteellisesti että teollisesti laajalle.
Helsingin seudun ja Etelä-Suomen muut kohteet
Vaikka pääkaupunkiseutu ei näytä geologisesti dramaattiselta, Helsingin kallioperässä on paljon tutkittavaa. Ullanlinna, Uutela ja Vuosaari ovat paikkoja, joissa pintaan paljastuu paleoproterotsoisia muodostumia. Helsingin kallioperä koostuu pääasiassa noin 1,9 miljardin vuoden ikäisistä migmatiiteistä ja gneisseistä, jotka muodostuivat Svekofennisen orogenian aikana. Pääkaupungin alueella ei ole nähtävillä varsinaisia vulkaniittikiviä, mutta ympäröivien alueiden kallioperässä on jälkiä muinaisesta vulkaanisesta toiminnasta.
Repovesi Kymenlaaksossa, Inkoo Uudellamaalla, Kouvola Kymenlaaksossa ja Masku Varsinais-Suomessa kuuluvat samoin merkittäviin geologisiin kohteisiin. Nämä alueet eivät edusta varsinaisia vanhoja tulivuoria, mutta niiden rapakivigraniitit liittyvät samaan magmaattiseen historiaan, joka muokkasi koko Fennoskandian kalliota mesoproterotsoisella ajalla. Lauhanvuori Etelä-Pohjanmaalla puolestaan on Lauhanvuori-Hämeenkangas UNESCO Global Geopark -alueen merkittävä kohde.
Nuoremmat tulivuoret — karbonatiitit ja kimberliitit
Suomen kallioperän nuorin vulkaaninen toiminta liittyy harvinaisiin karbonatiitti– ja kimberliittipurkauksiin. Karbonatiitit ovat tulivuoria, joiden magma on poikkeuksellisesti rikkaita karbonaattimineraaleista kalkkikivimäisen sijaan tavanomaisesta silikaattipohjaisesta. Kimberliitit ovat puolestaan syvältä vaipasta nousseita purkauspiippuja, joista löytyy joskus timantteja. Molemmat ovat globaalisti harvinaisia kivilajeja.
Kuhmon kimberliitit — yli miljardin vuoden iät
Kuhmon kimberliittipiiput ovat Suomen vanhimmat kimberliittiesiintymät — niiden ikä on noin 1,2 miljardia vuotta. Tunnetuin niistä on Seitaperän kimberliitti Kuhmo-Lentiira-maantien varrella. Tutkimusten mukaan kimberliitistä löytyy keskimäärin 67 timanttia sataa kiloa kohti. Maailman johtavat kimberliittiasiantuntijat ovat vierailleet Kuhmossa Kanadasta, Etelä-Afrikasta ja Australiasta. Yhden tutkijan mukaan ”täällä näkee kerralla enemmän kimberliittiä kuin monessa muussa kohteessa yhteensä”.
Kaavin kimberliitit — maamme timanttialue
Kaavin kimberliitit Pohjois-Savossa ovat noin 600 miljoonaa vuotta vanhoja. Suomen ensimmäinen kimberliittiesiintymä löydettiin Kaavilta vuonna 1964, ja se jäi pitkäksi aikaa unohduksiin. Lahtojoen piippu löydettiin 1980-luvun puolivälissä, ja sieltä on löytynyt myös kaupallisen kokoluokan timantteja. Karelian Diamond Resources -yhtiön mukaan Kaavin kimberliitit sisältävät hyödynnettäviä timantteja arvioidusti 211 miljoonan dollarin arvosta. Suurin koskaan maastamme löydetty timantti on 5,3 mm halkaisijaltaan, ja se löytyi juuri Kuopion–Kaavin seudun kimberliitistä. Suomen kallioperästä on tähän mennessä paikallistettu yli 40 kimberliittiesiintymää, joiden iät vaihtelevat noin 630–1230 miljoonan vuoden välillä.
Iivaara — Kuusamon karbonatiitti
Iivaaran karbonatiitti Kuusamossa on yksi Suomen tärkeimmistä alkalikiviesiintymistä. Sen ikä on noin 397 miljoonaa vuotta eli devonikauden alkupuolelta. Iivaara kuuluu Kuolan alkalikiviprovinssiin, joka ulottuu Suomen rajan yli Venäjälle. Esiintymä on geologisesti monimuotoinen ja sisältää eri karbonatiittityyppejä sekä alkalisia syväkiviä. Iivaaralta on tutkittu myös fosfaattimineraaleja ja harvinaisten maametallien pitoisuuksia.
Siilinjärvi — yksi maailman vanhimmista karbonatiiteista
Siilinjärven karbonatiittikompleksi Pohjois-Savossa, noin 20 km Kuopiosta pohjoiseen, on geologisesti poikkeuksellinen — se on noin 2 610 miljoonaa vuotta vanha, ja siten yksi maailman vanhimmista tunnetuista karbonatiiteista. Se on Suomen toiseksi suurin karbonatiittikompleksi Soklin jälkeen, ja sen pinta-ala on noin 14,7 neliökilometriä. Kompleksi on 16 km pitkä ja jopa 1,5 km leveä linssimäinen muodostuma. Esiintymä löydettiin 1950 ja kaivostoiminta avattiin 1979 Kemiran toimesta. Nykyisin omistaja on Yara, ja Siilinjärvestä tuotetaan apatiittia lannoiteteollisuudelle. Se on Suomen suurin avolouhos.
Sokli — maamme nuorin tulivuori
Soklin karbonatiitti Savukoskella on Suomen nuorin tunnettu tulivuori. Sen ikä on noin 365 miljoonaa vuotta, eli se purkautui devonikaudella — pitkään ennen ensimmäisten dinosaurusten ilmestymistä. Sokli on piippumainen rengasintruusio, jonka pinta-ala nykyisellä maanpinnalla on noin 20 neliökilometriä. Päämineraaleina ovat kalsiitti ja fosforimineraali apatiitti, mikä tekee siitä lannoiteteollisuudelle merkittävän esiintymän. Sokli kuuluu samaan Kuolan alkalikiviprovinssiin kuin Iivaara. Esiintymä löydettiin 1967 Rautaruukin malminetsinnöissä, ja sen kokonaismassaksi on arvioitu noin 12 miljardia tonnia.
Suomen kallioperän tutkimuksen historia
Suomen kallioperän systemaattinen tutkimus alkoi 1800-luvulla, kun Geologinen toimikunta perustettiin vuonna 1885. Nykyään tärkein tutkimuslaitos on Geologian tutkimuskeskus (GTK), joka kartoittaa maaperää ja malmiesiintymiä systemaattisesti. Helsingin yliopiston ja muiden yliopistojen geologit tutkivat puolestaan kallioperän alkuperää, ikää ja muodostumistapaa.
Viimeisten vuosikymmenten aikana suomalainen geologinen tutkimus on saavuttanut kansainvälisen kärkitason. Helsingin yliopiston Elina Lehtonen ja Jussi S. Heinonen ovat tutkineet vanhimpia tulivuoria ja julkaisivat vuonna 2024 tietokirjan ”Suomen muinaiset tulivuoret — Kallioidemme salaisuuksia”. Heidän työnsä on tehnyt vihreäkivivyöhykkeistä ja kerrosintruusioista tieteellisesti tunnetuksi laajalle yleisölle.
Ajoitusmenetelmät
Vanhojen tulivuorten iänmääritys perustuu radiometriseen ajoitukseen. Yleisimmin käytetään uraani-lyijy-menetelmää, jossa mitataan zirkonimineraalien sisältämän uraanin radioaktiivisen hajoamisen tuottamaa lyijyä. Tämä menetelmä toimii erinomaisesti vanhimmillekin kiville, koska zirkoni säilyy lähes ikuisesti vaikka ympäröivä kivi muuttuisi. Sen avulla on määritetty muun muassa Pudasjärven 3,5–3,7 miljardin vuoden ikä ja Suomussalmen vyöhykkeen 2,94 miljardin vuoden vulkaniittien ikä.
Muita menetelmiä ovat rubidium-strontium, samarium-neodyymi ja kalium-argon, joista jokainen sopii eri tilanteisiin ja kivilajeihin. Yhdistämällä useita menetelmiä tutkijat saavat luotettavia ja tarkkoja ikätietoja Suomen kallioperän muodostumisvaiheista.
Malminetsintä ja talous
Suomen kallioperä ei ole vain tieteellinen tutkimuskohde, vaan myös taloudellisesti merkittävä. Kemin kromikaivos, Outokummun kuparikaivos, Harjavallan nikkeliesiintymät ja Kittilän kultakaivos ovat kaikki suoraan yhteydessä muinaisiin vulkaanisiin tapahtumiin. Geologian tutkimuskeskuksen mukaan maamme kallioperässä on yhä paljon hyödyntämättömiä mineraalivaroja, ja niiden etsintä on jatkuvaa.
Suomen kallioperän alueet ja niiden erityispiirteet
Suomen kallioperä jakautuu useaan geologisesti erilaiseen vyöhykkeeseen. Tunnetuimmat ovat Karjalan kratoni (arkeeinen pohja Itä- ja Pohjois-Suomessa), Svekofenninen vyöhyke (paleoproterotsoinen Etelä- ja Keski-Suomi) sekä rapakivigraniittialueet (Ahvenanmaa, Kymenlaakso ja Satakunta, ikä noin 1,65–1,54 mrd v). Jokaisella vyöhykkeellä on omat ominaiset tulivuorityyppinsä ja kallioperärakenteensa.
Karjalan kratoni — arkeeinen ydin
Karjalan kratoni on maamme vanhin osa ja kattaa Itä-Suomen sekä Pohjois-Karjalan, Kainuun ja Lapin alueita. Sen ikä on 2,5–3,5 miljardia vuotta. Karjalan kratonin sisällä ovat tärkeimmät arkeeiset vihreäkivivyöhykkeet — Suomussalmi, Kuhmo, Tipasjärvi ja Ilomantsi. Vyöhykkeen kallioperässä on myös myöhempiä paleoproterotsoisia muodostumia, kuten Outokummun ofioliitti ja Tornio-Näränkävaara-vyöhyke. Karjalan kratoni on osa laajempaa Fennoskandian kilpeä, joka ulottuu Norjasta ja Ruotsista Venäjälle saakka.
Svekofenninen vyöhyke — nuoremman Etelä-Suomen pohja
Svekofenninen vyöhyke syntyi noin 1,9 miljardia vuotta sitten, kun useat mannerlaatat törmäsivät ja muodostivat Svekofennisen orogenian — valtavan vuoristojonon. Tähän vyöhykkeeseen kuuluvat Tampereen liuskevyöhyke, Pirkanmaan ja Hämeen migmatiittialueet, Etelä-Pohjanmaan ja Keski-Suomen granitoidit. Vyöhykkeen vulkaaniset kivet liittyvät saarikaarivulkanismiin — saman tyyppiseen, jota nykyään esiintyy Indonesian ja Japanin tulivuorten yhteydessä.
Rapakivigraniitit ja niiden ympäristöt
Rapakivigraniitti on tunnusomainen suomalainen kivilaji, joka muodostui noin 1,65–1,54 miljardia vuotta sitten. Rapakivigraniittiprovinsseja ovat Ahvenanmaa, Kymenlaakso, Satakunta ja Vehmaa-Laitila-alue Varsinais-Suomessa. Rapakivigraniittien synty liittyy mannerlaatan repeämiseen — se on yksi merkittävimpiä geologisia tapahtumia maamme kallioperässä mesoproterotsoisella aikakaudella. Vaikka rapakivet eivät ole tulivuoria, ne edustavat samanaikaista magmatismia ja antavat tärkeää tietoa Suomen kallioperän historiasta.
Voiko maahamme syntyä uusia tulivuoria?
Lyhyt vastaus: ei lähitulevaisuudessa. Olemme keskellä vakaata Euraasian mannerlaattaa, ja lähimmät aktiiviset tulivuorialueet sijaitsevat Islannissa noin 2 000 kilometrin päässä. Geologisten ennusteiden mukaan tilanne pysyy ennallaan vähintään seuraavat kymmeniä miljoonia vuosia.
Tilanne voi kuitenkin muuttua hyvin pitkällä aikavälillä. Mannerlaatat liikkuvat noin 2–5 cm vuodessa, ja sadan miljoonan vuoden kuluttua maailmankartta voi näyttää hyvin erilaiselta. Jos Atlantin valtameren keskiselänne muuttaa muotoaan tai uusia vaippapulppauksia ilmestyy Fennoskandian alle, vulkaaninen toiminta voisi periaatteessa palata alueellemme. Tämä on kuitenkin geologisesti äärimmäisen pitkän aikavälin spekulaatiota.
Mielenkiintoinen yksityiskohta on, että Pohjois-Saksassa on tunnistettu alle 50 000 vuotta vanhoja tulivuoria (Eifel-alue). Se osoittaa, että jopa keskellä Eurooppaa voi syntyä uusia purkauspaikkoja, jos vaippapulppaus aktivoituu sopivasti.
Yhteys paleontologiaan ja dinosaurusten aikaan
Vaikka Suomesta ei ole löytynyt yhtään dinosauruksen fossiilia, maamme geologinen historia liittyy tiiviisti planeettamme suurempaan tarinaan. Suomalaiset paleontologiset löydöt ovat valtaosin paljon vanhempia kuin dinosaurusten aikakausi (252–66 mvs) — esimerkiksi Tervolan stromatoliitit (2,0–2,1 mrd v) ja Hailuodon ediakara-kambri-kaivannot (570 mvs) edustavat varhaista mikrobielämää.
Maamme meteoriittikraatterit liittyvät myös tähän kertomukseen. Erityisesti Lappajärven kraatteri Etelä-Pohjanmaalla syntyi 77,85 miljoonaa vuotta sitten — keskellä dinosaurusten aikakautta. Sen synnyttäneellä iskulla oli vaikutuksia jopa globaaliin mikrobielämään, kuten Helsingin yliopiston tutkimukset ovat osoittaneet.
Lisäksi maailmanlaajuiset tulivuoritapahtumat olivat osa dinosaurusten sukupuuttoa 66 miljoonaa vuotta sitten. Intiassa purkautunut Deccan Traps -laakiobasaltti oli yksi liitukauden lopun ekokatastrofeista, joka heikensi ekosysteemejä jo ennen Chicxulubin asteroidi-iskua. Suomen kallioperä ei ollut tämän tapahtuman epikeskuksessa, mutta sen vakaa rakenne säilytti todisteet vanhemmista vulkaanisista ilmiöistä erinomaisesti.
Yhteenveto — geologisen historian aikajana
Kallioperämme alla on yksi planeetan vanhimpia geologisia arkistoja. Vulkaaninen historia ulottuu 2,94 miljardin vuoden takaa nuorimpaan Soklin purkaukseen 365 miljoonaa vuotta sitten — yhteensä yli 2,5 miljardin vuoden ajanjakso. Tärkeimmät kohteet ikäjärjestyksessä ovat:
- 2,94 mrd v — Suomussalmen vihreäkivivyöhyke (vanhin tulivuori)
- 2,80–2,79 mrd v — Kuhmon (Pahakangas, Siivikkovaara) ja Tipasjärven vyöhykkeet
- 2,75 mrd v — Ilomantsin, Kiihtelysvaaran ja Nurmeksen vyöhykkeet
- 2,61 mrd v — Siilinjärven karbonatiitti (yksi maailman vanhimmista karbonatiiteista)
- 2,44 mrd v — Tornio-Näränkävaara-vyöhykkeen kerrosintruusiot (Tornio, Kemi, Penikat, Portimo, Suhanko, Koillismaa, Näränkävaara, Salla)
- 2,05–2,01 mrd v — Sodankylän Nuttiot ja Kittilän alloktoni
- 1,95 mrd v — Outokummun ja Jormuan ofioliitit
- 1,90 mrd v — Tampereen liuskevyöhyke, Hämeen liuskealue, Helsingin vulkaniitit
- 1,89–1,88 mrd v — Ylöjärvi, Orivesi, Harjavalta
- 1,85 mrd v — Inkoon graniitit, Maskun migmatiitit
- 1,64–1,57 mrd v — Rapakivigraniitit (Ahvenanmaa, Kymenlaakso, Satakunta)
- 1,2 mrd v — Kuhmon kimberliitit (Seitaperä)
- 600 milj v — Kaavin ja Kuopion kimberliitit
- 397 milj v — Iivaaran karbonatiitti
- 365 milj v — Soklin karbonatiitti (nuorin tulivuori)
Suomen kallioperä on yksi maailman parhaita paikkoja tutkia maapallon varhaista historiaa, juuri siksi että alueemme on ollut tektonisesti vakaa miljardeja vuosia. Vanhimmat tulivuoret ovat säilyneet erinomaisesti, vaikka kallioperä onkin metamorfoitunut. Suomen geologinen tarina on samalla maapallomme tarina sen ensimmäisistä mantereista nykyhetkeen.
Suomen kallioperä tarjoaa siten ainutlaatuisen mahdollisuuden ymmärtää sitä, miten planeetastamme tuli sellainen kuin se nykyään on. Vanhojen tulivuorten jäänteistä voi lukea kuin avoimena oppikirjana mannerten muodostumista, valtamerien syntyä ja ensimmäisten elämänmuotojen evoluutiota. Suomen kallioperä on tieteellinen aarrekammio, jonka tutkimus jatkuu yhä uusien menetelmien avulla. Yhdistämällä geologian löydökset paleontologisiin tutkimuksiin saamme yhä tarkemman kuvan siitä, miten maapallo ja sen elämä ovat kehittyneet miljardien vuosien aikana.
Tutustu myös: Lappajärven kraatteri ·Dinosaurusten historiaan · Suomen ilmastohistoriaan · Tunnetuimpiin tutkijoihin · Kattava dinosaurusopas · DinojenMaailma Youtubessa