Vanhimmat tulivuoriperäiset kallioalueet kertovat menneisyydestä

Itä- ja Pohjois-Suomen kallioperä on syntynyt valtaosin arkeeiseksi ajaksi kutsutulla ajanjaksolla yli 2,5 miljardia vuotta sitten. Arkeeinen aikakausi on tärkeä vaihe maapallon kehityksessä. Sen aikana Maan ensimmäiset mantereet kasvoivat, elämä syntyi ja hapellinen ilmakehä kehittyi.

Arkeeisen kauden merkit näkyvät edelleen Suomenkin kallioperässä, jonka vanhimmat tulivuoriperäiset kivet tunnetaan arkeeisina vihreäkivivyöhykkeinä.

Nyt julkaistujen tutkimusten mukaan Itä-Suomessa sijaitsevien vihreäkivivyöhykkeiden kallioperän muodostavat tulivuoriperäiset kivet syntyivät useassa vaiheessa ja vanhimmat löydetyt vulkaniitit Kuhmon ja Tipasjärven alueilta ovat noin 2,84 miljardia vuotta vanhoja.

– Uudet tutkimukset vahvistivat aiemmat viittaukset siitä, että kallioperässä jäänteinä olevien tulivuoriperäisten kivien historia on monivaiheinen, kertoo tutkija Elina Lehtonen Luomuksesta.

Tuoreissa tutkimuksissa keskityttiin selvittämään sellaisten tulivuoriperäisten pintakivien eli vulkaniittien muodostumisikää, jotka sisältävät zirkonimineraalia. Näytteitä kerättiin kalliopaljastumilta ja kallioperästä kairatuista kairasydämistä.

Kivien iänmäärityksissä pääosaa näyttelee pikkuruinen zirkoni-mineraali. Zirkonit soveltuvat erinomaisesti hyvin vanhojen kivien tutkimiseen, sillä ne ovat luonteeltaan hyvin kestäviä. Lisäksi ne sisältävät radioaktiivista uraania ja sen hajotessaan tuottamaa lyijyä.

– Kiteeseen vangittu radioaktiivinen uraani ja stabiili eli pysyvä lyijy toimivat geologisena kellona. Mittaamalla näiden isotooppien suhteet on mahdollista laskea zirkonin kiteytymisestä kulunut aika, eli tulivuorenpurkauksen ikä, Lehtonen selventää.

– Tarkempien iänmääritystutkimusten tekeminen näiltä vyöhykkeiltä on tärkeää, jotta kuvamme maapallon esihistoriasta voisi tarkentua entisestään. Ilman tarkkoja ikätietoja vyöhykkeiden sisältämiä kivikerrostumia on vaikea vertailla keskenään, puhumattakaan vertailuista muihin samankaltaisiin vyöhykkeisiin esimerkiksi Venäjällä ja Kanadassa, Lehtonen jatkaa.

Suomen kallioperän vanhimpien alueiden tutkimus lisää paloja tietopankkiin planeettamme varhaisesta kehityksestä. Tutkimukset on julkaistu arvostetuissa Precambrian Research ja Lithos -tiedejulkaisuissa.

Lisätietoa:

Tutkija Elina Lehtonen
Helsingin yliopisto
Luonnontieteellinen keskusmuseo LUOMUS
Geologia
elina.lehtonen@helsinki.fi
p. 02 9412 8744

Tutkimuksen alkuperäisartikkelit:

• Lehtonen, E. and Käpyaho, A. 2016, A small Archaean belt – diverse age ensemble: A U-Pb study of the Tipasjärvi greenstone belt, Karelia Province, central Fennoscandian Shield, Finland. Lithos 246-247; 31–47.
• Lehtonen, E., Heilimo, E., Halkoaho, T., Käpyaho, A., Hölttä, P. 2016, U-Pb geochronology of Archaean volcanic-sedimentary sequences in the Kuhmo greenstone belt, Karelia Province – Multiphase volcanism from Meso- to Neoarchaean and a Neoarchaean depositional basin? Precambrian Research Vol 275; 48–69