Outokummun kallioperästä paljastui haiseva yllätys
Yli kahden kilometrin syvyisestä kairareiästä paljastui haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka yleensä yhdistetään huonoon sisäilmaan. Jo aiemmin reiästä on löydetty kymmeniä miljoonia vuosia vanhaa pohjavettä.
Haihtuvat orgaaniset yhdisteet eli VOC-yhdisteet tunnetaan teollisista prosesseista ja materiaaleista peräisin olevina epäpuhtauksina ja sisäilman heikentäjinä, mutta niitä muodostuu myös luonnossa kuten soilla, metsissä, tulivuorissa ja kuumissa lähteissä.
Helsingin yliopiston ja VTT:n tutkijat ottivat kaasu- ja mikrobinäytteitä syvältä reiästä, jonka Geologian tutkimuskeskus (GTK) on kairannut tieteellistä tutkimusta varten malmiesiintymistään tunnetulle alueelle Outokumpuun.
Kalliopohjavedestä löydettiin laaja kirjo erilaisia luonnon VOC-yhdisteitä 500-2300 metrin syvyydestä.
Kiteisen kallioperän ja sen pilaantumattomien pohjavesien VOC-yhdisteistä ei ollut juurikaan tietoa ennen tätä. Tulokset on äskettäin julkaistu Communications Earth & Environment –sarjassa.
Auttaa ymmärtämään hiilen kiertokulkua
Tutkimustuloksilla voi olla merkitystä niin globaalin hiilen kierron ymmärtämiseen kuin maanalaisten tilojen (esim. kaivokset) ilmanlaatuun.
Tutkimuksessa osoitettiin, että syväbiosfäärin mikrobeilla, erityisesti bakteereilla ja sienillä, on tärkeä rooli VOC-yhdisteiden tuottajina ja hajottajina. VOC-yhdisteiden pitoisuudet ja koostumus heijastavat kuitenkin myös paikallisen kallioperän ominaisuuksia, kuten hiili- ja rikkipitoisuutta sekä hapetus-pelkistysolosuhteita.
”VOC-yhdisteiden jäljille meidät johdatti haju”, kertoo tutkimuksen geokemiallisesta osuudesta vastannut Helsingin yliopiston apulaisprofessori Riikka Kietäväinen.
Useat yhdisteistä, kuten aromaattiset hiilivedyt ja rikkiyhdisteet haiskahtavat jo erittäin pieninä pitoisuuksina.
”Haistelijasta riippuen Outokummun syväreiän kalliopohjavesien tuoksua kuvailtiin merelliseksi tai viemäriksi, jopa hieman makeaksi. Hajun tarkempaa lähdettä selvitettiin analyyttisin menetelmin, käyttäen termodesorptio-kaasukromatografi-massaspektrometriaa”, Kietäväinen jatkaa.
Tutkimuksissa paljastui yli neljäkymmentä erilaista VOC-yhdistettä, yleisimpinä butaani, bentseeni ja dimetyylisulfidi. Yhdisteiden joukossa oli myös muita hiilivetyjä, alkoholeja, ketoneja ja aldehydejä.
”Tutkimme mikrobien mahdollista roolia näiden VOC-yhdisteiden muodostumisessa tai hajoamisessa analysoimalla mikrobiyhteisön geenitietoa”, kertoo VTT:n erikoistutkija Mari Nyyssönen.
”Syvässä kallioperässä mikrobeille on tarjolla vain vähän erilaisia ravinnon– ja hiilenlähteitä ja tutkimuksen tulokset osoittavat, että nämä VOC-yhdisteet tuovat uudenlaisia mahdollisuuksia mikrobien ruokapöytään”, Nyyssönen jatkaa.
Kymmeniä miljoonia vuosia vanhaa pohjavettä
Outokummun syväreiän kairaus valmistui tasan kaksikymmentä vuotta sitten, 31.1.2005. Helsingin yliopiston, VTT:n ja Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) tutkimusyhteistyö Outokummun syväreiällä on tähän mennessä paljastanut muun muassa kymmeniä miljoonia vuosia vanhaa pohjavettä sekä monipuolisen, kalliopohjavedessä ja kivipinnoilla elävän mikrobiyhteisön.
”Tämän tutkimuksen myötä olemme ottaneet seuraavan askeleen kohti elollisen ja elottoman maailman vuorovaikutusten ymmärtämistä. Tutkimus syväreiällä jatkuu edelleen”, Kietäväinen ja Nyyssönen kertovat.
Tarkka suurennos kiviaineksen pinnan mikrobeista
Outokummun ICDP-projektissa on tutkittu myös syväreiästä kerättyjen bakteerien ja sienien kiinnittymistä kivien pinnalle. Elektronimikroskooppikuvassa näkyy syvältä Outokummun kallioperästä peräisin olevista pitkulaisista mikrobisoluista serpentiniitti-kiven pinnalle. kts. kuva.
Outokummun syväreikä
- Kairattu Outokummun kaupungin kaakkoispuolelle, Sysmäjärven vanhan aseman läheisyyteen vuosina 2004-2005
- 2516 m syvä, halkaisijaltaan 22 cm, pystysuora kurkistusikkuna 1,9 miljardia vuotta vanhaan kiteiseen kallioperään
- Lämpötila reiän pohjalla noin +40°C
- Osa kansainvälistä tieteellistä mantereiden kairausohjelmaa (International Continental Scientific Drilling Program, ICDP). Lisää tietoa Outokummun ICDP-projektista: https://www.icdp-online.org/projects/by-continent/europe/outo-finland/
Julkaisu: Kietäväinen, R., Nyyssönen, M., Nuppunen-Puputti, M. & Bomberg, M., 2025. Naturally occurring volatile organic compounds in deep bedrock groundwater. Communications Earth & Environment 6:64, https://doi.org/10.1038/s43247-025-02053-2
Lisätietoa: Apulaisprofessori, Riikka Kietäväinen, riikka.kietavainen@helsinki.fi, p. 0504444997
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiRiitta-Leena InkiViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 448 5770riitta-leena.inki@helsinki.fiKuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Se sijoittuu kansainvälisissä yliopistovertailuissa maailman sadan parhaan yliopiston joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Missä ovat pääkaupunkiseudun monimuotoisimmat ja saavutettavimmat viheralueet?9.5.2025 06:50:00 EEST | Tiedote
Tuoreen tutkimuksen tulokset osoittavat, että viheralueet, jotka ovat tärkeitä luonnon monimuotoisuuden kannalta, eivät aina ole samoja kuin ne, jotka ovat tärkeitä saavutettavuuden kannalta. Uudet menetelmät auttavat tunnistamaan viheralueiden merkittävyyden eri näkökulmista.
Preeria laajeni ja kutistui – uusi tutkimus paljastaa muinaisen ilmastonmuutoksen syyt8.5.2025 07:57:06 EEST | Tiedote
Pohjois-Amerikan pitkä kuivuuskausi heti jääkauden jälkeen on ollut tiedossa jo pitkään. Uusi tutkimus osoittaa, että ankaran ilmaston aiheutti maapallon kiertoradan muutos.
Helsingin yliopisto palkitsi neljä ansiokasta väitöskirjaa6.5.2025 20:00:00 EEST | Tiedote
Mattia Cordiolin, Paavo Huotarin, Ita Puuseppin ja Ina Satokankaan väitöskirjat käsittelivät biopankkeja, Vanhaa Testamenttia, koululaisten matematiikan taitojen kehitystä ja luonnon monimuotoisuutta.
KUTSU 7.-9.5.2025: Kansainväliseen vammaistutkimuksen konferenssiin 700 osallistujaa6.5.2025 10:37:32 EEST | Kutsu
Nordic Network on Disability Research (NNDR), Helsingin yliopisto, Suomen vammaistutkimuksen seura sekä Kehitysvammaliitto järjestävät kansainvälisen vammaistutkimuksen konferenssin 7.–9. toukokuuta Helsingin yliopistossa (Fabianinkatu 33 ja yliopistonkatu 3).
Ovatko maataloudessa käytettävät kasvinsuojeluaineet uhka myös ympäröivälle luonnolle?5.5.2025 12:29:02 EEST | Tiedote
Helsingin yliopiston tutkimus osoitti, että kasvinsuojeluaineilla voi olla negatiivisia vaikutuksia maatalousympäristöissä eläviin lajeihin, jotka eivät ole aineiden varsinaisia kohteita. Vaikutukset kuitenkin vaihtelivat suuresti riippuen testatusta kasvinsuojeluaineesta.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme