Sääksjärven ikä varmistui
Maaliskuussa kirjoittelin Sääksjärven törmäyskraatterin tutkimushistoriasta ja Tukholman kuninkaallisessa luonnonhistoriallisessa museossa (Naturhistoriska riksmuseet) työskentelevän Gavin G. Kennyn johdolla tehdyistä uusista analyyseistä. Tuo juttu kannattanee lukaista tämän tekstin taustaksi, ellei se satu olemaan kirkkaana mielessä.
Heikki Papusen jo vuonna 1969 törmäyskraatteriksi tunnistama Sääksjärvi sijaitsee Satakunnassa Kokemäellä, viitisentoista kilometriä Harjavallasta koilliseen. Sen syntyiän määrittäminen on osoittautunut yllättävän vaikeaksi, vaikka tarjolla on runsaasti törmäyksessä sulanutta ja sitten nopeasti uudelleenkiteytynyttä kiveä. Yleensä tällaisista törmäyssulakivistä saadaan tehtyä luotettavimmat kraatterien ikämääritykset. Sääksjärven tapauksessa eri radiometrisin menetelmin on kuitenkin määritetty ”ikiä”, jotka vaihtelevat korkeintaan reilun 300:n, noin 500:n ja noin 600:n miljoonan vuoden välillä. Kellään ei ole ollut oikein hyvää perustetta sille, miksi joku näistä tuloksista olisi parempi kuin joku toinen.
Nyt alkaa näyttää erittäin vahvasti siltä, että Sääksjärven ikä on noin 600 miljoonaa vuotta. Suomen kraattereiden ikiä perusteellisesti tutkineiden Gavin Kennyn, Irmeli Mänttärin ja Martin Schmiederin yhdessä kollegojensa kanssa kirjoittama artikkeli The age of the Sääksjärvi impact structure (Finland): reconciling the timing of small impacts in crystalline basement with that of regional basin development on juuri hyväksytty julkaistavaksi Journal of the Geological Society -julkaisusarjassa. Maksumuurin takana olevassa artikkelissa esitellyn tutkimuksen mukaan Sääksjärven törmäyskraatteri syntyi 608 ± 8 miljoonaa vuotta (Ma) sitten.
Virherajojen puitteissa tämä on sama kuin Mänttärin vetämän suomalaisryhmän jo vuonna 2004 määrittämä ikä. Uudet, vertaisarvioinnin läpäisseet tulokset ovat kuitenkin aiempaa luotettavammalla pohjalla ja niiden virherajat ovat pienemmät.
Molemmissa tutkimuksissa iänmääritykseen käytettiin sekundääri-ionimassaspektrometrilla zirkoni-mineraalista (ZrSiO4) määritettyjä uraanin ja lyijyn isotooppeja. Osin käytössä olivat jopa samat näytteet. Analyysimenetelmien kehitys viimeisen parin vuosikymmenen aikana on kuitenkin mahdollistanut entistä pienempien kiteiden osien tutkimisen ja osaltaan täten taannut aiempaa tarkemmat ja luotettavammat tulokset.
Uusiakin tuloksia tarkastellessa täytyy muistaa, etteivät ne tietenkään mikään lopullinen totuus asiasta ole. Ne ovat tämän hetken paras ikäarvio, joka perustuu neljään analyysiin. Toki Sääksjärven mineraalien analyysejä kaikkiaan tehtiin kymmenittäin, mutta tuo parhaana totuuden likiarvona pidetty 608 ± 8 Ma on peräisin yhdestä ainoasta zirkonikiteestä, jota töhäytettiin ioneilla neljästä eri kohdasta. Jossain vaiheessa tämäkin ikäarvio tulee väistämättä muuttumaan.
Kennyn ja kumppaneiden mukaan aiemmat argon/argon-menetelmällä määritetyt nuoremmat iät ovat seurausta Sääksjärven kivien kuumenemisesta niiden hautautuessa syvälle sedimenttikerrosten alle. Nuo paksut sedimentit olivat peräisin Skandeilta eli Kölivuoriston rapautumisesta.
Se, että Sääksjärven iäksi varmistui noin 600 Ma eikä esimerkiksi aiemmin esitetty noin 330 Ma on hyvä uutinen näistä sedimenteistä kiinnostuneiden tutkijoiden kannalta. Jos Sääksjärven ikä olisi ollut muutaman sata miljoonaa vuotta nuorempi, ja jos ajatukset hyvin paksuista Suomea tuolloin peittäneistä sedimenttikerroksista pitävät paikkansa, ei nykyisenkaltaista kovaan peruskallioon muodostunutta kraatteria olisi mitenkään voinut syntyä: pienehkö rauta-asteroidi ei vaan millään pysty runttaamaan kilometrin paksuisista sedimenteistä läpi. Tämä ongelma vaikuttaa nyt poispyyhkäistyltä, joten sen osalta on valtakunnassa kaikki hyvin.
Yhtä sedimenttikiviongelmaa Kennyn ryhmän tutkimus ei kuitenkaan pystynyt selvittämään. Sääksjärven törmäyssulakiven koostumuksen perusteella on päätelty, että alueen peruskalliota peitti törmäyshetkellä jonkinmoinen ohuehko kerros noin 1400 Ma:n ikäistä Satakunnan hiekkakiveä. Sen kappaleita ei kuitenkaan ole koskaan löydetty Sääksjärven törmäyssulakiven tai kairauksin tavoitetun törmäyksessä murskaantuneen kiven joukosta. Eipä niitä kyllä järin tarkasti ole tiettävästi etsittykään.
Satakunnan hiekkakivi on peräisin alueen peruskallion rapautumisesta, joten sen sisältämät zirkonikiteet olisivat saman ikäisiä, noin 1850 Ma, kuin peruskallion zirkonitkin. Niinpä näitä hiekkakivessä olleita zirkoneja saattoi kukaties ollakin mukana nyt analysoiduissa näytteissä. Niitä vain ei näillä tutkimuksilla pysty erottamaan suoraan peruskalliosta törmäyssulakiveen päätyneistä zirkoneista. Tältä osin Sääksjärven kohdekallioperän koostumus törmäyshetkellä jää siis vielä avoimeksi. Tutkittavaa Sääksjärvessäkin riittää myös jatkossa, vaikka ikäkysymys pääpiirteissään vaikuttaakin nyt ratkaistulta.
Sääksjärven noin 600 Ma:n ikä on kiinnostava paitsi Suomen geologisen historian ymmärtämisen kannalta, myös hieman laajemmasta näkökulmasta. Fennoskandian alueella Sääksjärvi on nimittäin ensimmäinen tarkasti ajoitettu ediakarakaudella (noin 635–541 Ma) syntynyt törmäyskraatteri. Sääksjärven törmäyssulakivet lienevät Suomen ainoat kivisulasta kiteytyneet ediakarakautiset kivet. Koko maapalloltakaan muita kohtalaisella varmuudella ediakarakautisiksi tulkittuja kraattereita ei tunneta kuin yksi, Australiassa sijaitseva mahdollisesti noin 40–90-kilometrinen Acraman.
Maapallo reilut 600 miljoonaa vuotta sitten oli hyvin erilainen paikka kuin nykyään. Ediakarakausi tunnetaan kryogeenikauden (noin 720–635 Ma) lumipallomaata seuranneen kiihkeän evoluution villeistä kokeiluista. Tuolloin syntyivät ensimmäiset monimuotoiset ja kookkaat monisoluiset eliöt. Niiden kukoistus jäi kuitenkin verraten lyhytaikaiseksi, kun kambrikauden (noin 541–485 Ma) alussa valtaosa nykyisten eläinten pääjaksoista kehittyi. Samalla ediakarafauna katosi.
Esimerkiksi Hailuodon sedimenttikivien tutkimuksten perusteella on päätelty, että Suomessa olosuhteet olivat kuutisensataa miljoonaa vuotta sitten lauhkeat, vaikka luultavimmin melko korkealla leveysasteella oltiinkin. Vastikään UNESCOn Geopark-statuksen saaneen Lauhanvuoren kivien perusteella puolestaan tiedetään, että ainakin nivelmatoja (annelideja) suunnilleen noihin aikoihin aluetta peittäneen matalan meren pohjahiekassa ryömi. Sen verran rajoittuneet aistit muinaisilla sääksjärveläisillä otuksilla kuitenkin oli, että tuskinpa ne silmänräpäystä ennen höyrystymistään kykenivät toteamaan, ettei 60 000 km/h lähestyvän 250-metrisen rautamöykyn alle jääminen taida olla ollenkaan hyvä juttu.
Sääksjärven törmäysolosuhteet ovat siis edelleen osin oletusten ja hypoteesien varassa. Törmäyskraatterin kivien ikä, šokkimetamorfoosi ja geologinen historia tunnetaan kuitenkin nyt merkittävästi paremmin kuin aiemmin. Tästä on hyvä jatkaa.
Tämä juttu ilmestyy myös hieman pidempänä ja aavistuksen enemmän šokkimetamorfista mineralogiaa sisältävänä versiona Suomen kraatterit -blogissa.
Kiinnostava tieto ja karttakuvassa törmäyskraatterin Sääksjärvi näyttää valuneen laajemmalle etelään – ehkä jääkausien ja jokivirtausten kuljettaman poistomaan vuoksi.
Ulvila siinä lähellä, josta syntyjään isäni äiti muutti Salon seudulle.
Elämän keitaita blogissa Kirsi Lehto: Oi aikoja… Hyvä linkki, josta linkin etusivulta – Lisätietoja: Aikavaellus – vuosimiljoonien aikajanana, esim. 1800 miljoonaa vuotta sitten; ”Lohkoliikuntoja Etelä-Suomessa: Salon eteläpuolella oleva Halikonlahti sijaitsee 1,8 miljardia vuotta vanhalla murrosvyöhykkeellä.” Ja 660 miljoonaa vuotta sitten; ”Ensimmäiset eläimet jääplaneetalla: Suuri osa Maapallosta jäätiköitynyt.”
Aikajanan nettilinkissä noin 86 sivua ja esittelyt, joista saisi tehtyä hyvän tietokirjankin – Ursan tai jonkun muun kustantamana.
Kiva kuulla, että asia kiinnosti.
Juu, etenkin jääkauden kulutus on noita kraattereita täyttäviä järvialtaita muokannut. Samassa rytäkässä sitten kulkeutuvat törmäyksessä syntyneet kivilajit lohkareina yleensä likimain kaakkoon, niin Sääksjärvelläkin.
Nuo aikavaellukset ovat hienoja. Kollega Jarmo Korteniemi sai vastikään valmiiksi Arktisen aikavaelluksen Utsjoelle:
http://aikavaellus.fi/fi/reitit/utsjoki/?noredirect=fi_FI
Voi vain kysyä, kuinka monta jääkautta Sääksjärvi on 600 miljoonan vuoden aikana nähnyt.
Toinen mielenkiintoinen kysymys on, että kun mantereet ovat liikkuneet ja vuoret kohonneet ja rapautuneet jne., tästä seuraa, että jäävirrat eivät eri jääkausilla ole aina kuljettaneet soraa ja maamassoja samaan suuntaan. Onkohan tätä vaihtelua eri jääkausien välillä tutkittu lainkaan, vai onko vaan niin että seuraava jääkausi pyyhkii kaikki tällaiset edellisen jääkauden jäänteet pois näkyvistä?
Kyllähän noita jääkausia/jäätiköitymisvaiheita on riittänyt. Pelkästään viimeisen 2,5 miljoonaan vuoden aikana eli kvartäärikaudella (jota voi myös kutsua jääkausiajaksi), meillä on ollut Elster-, Saale- ja Veiksel-jääkaudet. Yleensä ”jääkaudella” tarkoitetaan Veiksel-jääkauden viimeisintä jäätiköitymisvaihetta eli myöhäis-Veikseliä. Suomestakin kuitenkin löytyy todisteita yli kahden miljardin vuoden takaisesta jääkaudesta, eli eivät kaikki merkit niin vain katoa. Toki kuitenkin on niin, että ylivoimaisesti suurin osa maastossa näkyvistä jääkauden merkeistä on peräisin viimeisimmästä jäätiköitymisvaiheesta.
Eri jäätiköitymisvaiheiden kuljetussuuntia on tutkittu kovastikin. Siellä täällä on säilynyt useita moreenipatjoja, joiden kivien suuntauslaskuilla voidaan määrittää jäätikön liikesuunta. Joistain silokallioista löytyy ristiuurteita, eli kahden eri jäätiköitymisvaiheen aiheuttamia uurteita. Joissain tapauksissa ristiuurteilla voi ikäeroa olla melkoisesti, esimerkiksi Norjasta löytyy ristiuurteita, joista vanhemmat ovat peräisin Varangin jääkaudelta 650 Ma sitten, tuoreemmat taas myöhäis-Veikselistä 10 000 vuotta sitten. Tieteellisen kiinnostuksen lisäksi eri liikesuunnilla on myös käytännön merkitystä etenkin malmilohkareiden emäkalliota etsittäessä.