Joulukuusen ainekset

joulukuusen-rakennusaineet.jpg

Yllä olevassa kuvassa on esitelty murto-osa aineista, jotka rakentavat joulukuusen. Joulukuusen oksille voisi ripustaa lisäksi vaikkapa kimmeltävää koristenauhaa. Nauha tehtiin alkujaan metalliyhdisteistä, jotka saattoivat sisältää lyijyä. Nykyisin nämä koristenauhat tehdään pääosin muovista.

Alla video siitä, miten käsintehdyt lasiset joulukoristeet matkaavat lasinpuhalluksesta hopeanitraattikylvyn kautta valmiiksi koristeiksi.

Rentouttavaa joulua! Jouluaattoon asti blogissa julkaistiin jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Viitteet:
Energiankulutus Suomessa 2015, Tilastokeskus.
Joulun raaka-aineista: USGS ja EGU blogs.
Metsälannoitusopas, Yara.

Olemme kaikki tähtipölyä!

https://i0.wp.com/www.nasa.gov/sites/default/files/images/596720main_PIA13844.jpg
Pohjois-Amerikka-sumu koostuu monesta nuorien tähtien ryhmästä. Kuva: NASA/JPL-Caltech

Sinä, minä ja kaikki asiat ympärillämme muodostumme erilaisista alkuaineista. Alkuaineiden yhdistelmät taas tuottavat erilaisia yhdisteitä. Esimerkiksi vesi on vedyn (H) ja hapen (O) yhdiste. Harvemmin kuitenkin tulee mietittyä sitä, mistä alkuaineiden atomit ovat peräisin.

Universumimme koostui syntymänsä jälkeen pääosin kahdesta alkuaineesta: heliumista (He) ja vedystä (H). Heliumin ja vedyn lisäksi alkuräjähdyksessä syntyi pieni määrä litiumia (Li). Universumin ikääntyessä näistä alkuaineista muodostui tiivistyviä kaasupilviä. Nämä tiheät ja tiivistyvät kaasupilvet ovat tähtien ja planeettojen hautomoita.

Jos kaasupilvestä tiivistyvän tähden massa kasvaa tarpeeksi, vety alkaa fuusioitua heliumiksi ja tähden ytimen lämpötila kasvaa. Fuusion edetessä heliumin lisäksi syntyy uusia, raskaampia alkuaineita. Tähden elinkaaren lopussa sen sisällä syntyy esimerkiksi happea (O) ja raskaita rauta-atomeja (Fe). Elinkaarensa lopussa tähti muuttuu epävakaaksi ja sen ydin alkaa luhistua kasaan. Tähden luhistuminen voi huipentua supernovaräjähdykseen. Näissä räjähdyksissä muodostuu rautaa raskaampia alkuaineita. Lisäksi räjähdykset levittävät tähden sisällä syntyneet alkuaineet avaruuteen kaasusumuna. Jäljelle jääneestä kaasusumusta voi myöhemmin muodostua uusia tähtiä ja planeettoja, mikäli hiukkasia kerääntyy tarpeeksi samaan paikkaan.

Oli kyse sitten punamultamaalin rautaoksidista, tai happea kuljettavan hemoglobiinisi raudasta, on rauta alkujaan syntynyt siis jossakin universumimme historian aikana eläneessä tähdessä!

https://i1.wp.com/www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/15-066.png
Kuvassa olevan tähtisumun sormimaisten kaasu-ulokkeiden ajatellaan olevan uusien tähtien hautomoita. Punaiset pisteet ovat nuorien (noin 1-2 miljoonaa vuotta vanhojen) tähtien tiivistymisalueita. Kuva: NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), and the Westerlund 2 Science Team

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Lue lisää tähtien synnystä ja kehityksestä Tähtitieteellisen yhdistyksen Ursa:n sivuilta.

Edit. 23.12.2015, klo 11.23, lisätty tieto siitä, että alkuräjähdyksessä syntyi myös pieni määrä litiumia.

 

Kenttätöissä Kanadassa

Maisema_MRantala
Kuva © Marttiina Rantala

Väitöskirjaansa Helsingin yliopistossa työstävä geologi Marttiina Rantala kertoo menettäneensä muutaman yön unet, kun kenttätöiden paluumatkalla rinkka, joka sisälsi valtaosan näytteistä, hävisi. Rinkka (ja näytteet) löysivät onneksi muutaman vuorokauden päästä ehjänä perille ja tutkimus Kanadasta arktisen alueen järvisedimenteistä pääsi jatkumaan.

Kartta_MRantala
Marttiinan tutkimusmatkan kohde oli Kanadan Victoria Islandin Cambridge Bay (punainen tähti). Kartta: Wikimedia Commons, Uwe Dedering, CC BY-SA 3.0

Pienestä asti kiviä kerännyt Marttiina haki kokeilumielessä geologiaa opiskelemaan ja yllättyi alan monimuotoisuudesta! Opintojen aikana kivien tutkiminen vaihtui järvisedimentteihin. Tällä hetkellä Marttiina tutkii hiilen pitkäaikaisvaihtelua arktisissa järvissä. Tutkimuksen tavoitteena on tarkentaa kuvaa ilmastoherkkien pohjoisten järviekosysteemeiden hiilen kierrosta ja ekologiasta viime jääkauden jälkeisenä 10 000 vuoden aikana. Tietoa voidaan soveltaa ihmistoiminnan vaikutuksen arvioimiseen herkkien alueiden järviympäristöissä, sekä antamaan tietoa muun muassa pohjoisten järvien merkityksestä globaalissa hiilen kierrossa.

Mönkijä_MRantalaTutkimusmatkan olennaisiin vaiheisiin kuului mönkijän ajon opetteleminen. Kuva © Milla Rautio.

Marttiinan tutkimusalueet sijaitsevat pohjoisen havumetsävyöhykkeen ja arktisten alueiden välillä Suomen Lapissa ja Kanadassa. Viime kesäkuussa Marttiina matkusti tutkimusmatkalle Kanadan pohjoisosassa sijaitsevaan Cambridge Bayhin. Tutkimusryhmä koostui Marttiinan lisäksi toisesta suomalaisesta tutkijasta, kanadalaisista kollegoista, sekä oppaana toimineesta inuiitista.

Marttiina kertoo, että kenttäpäivät Kanadassa olivat vaihtelevia, osittain johtuen tutkimusryhmän monitieteellisyydestä, joka vaikutti myös päivien aikana tehtävään näytteenottoon. Tutkimusmatkan aikana näytteitä kerättiin monipuolisesti järvisedimenteistä vesinäytteisiin. Matkan aikana lämpötila pysytteli muutamassa plusasteessa. Lähes siniseltä taivaalta paistava aurinko vauhditti jään sulamista kuitenkin siinä määrin, että toisinaan kenttämatkalta piti palata takaisin eri reittiä kuin aamulla oli kuljettu. Paikallisen inuiittioppaan tiedot ja taidot olivat korvaamattomia sulavesien purkautumisen ja turvallisten kulkureittien arvioimisessa.

Näytteenotto_MRantalaJääpeitteisille näytejärville kuljettiin mönkijöillä ja näytteet kairattiin jään läpi. Kuva © Marttiina Rantala.

 

Kairareiästä näytteiden lisäksi teevettä ja illallistarpeita

Tutkimusmatkan kenttäkulkupeleinä toimivat mönkijät, joilla saatiin kuljetettua raskaanpuoleinen kenttäkalusto järvien syvännealueille. Näytejärviä peitti lähes parimetrinen jääkerros, jonka läpi oli ensin kairattava pieni avanto. Sedimenttinäytteitä varten ryhmä joutui kairaamaan yleensä useamman avannon, sillä savipitoinen järvisedimentti osoittautui hankalaksi kerättäväksi. Paluumatka järveltä kenttälaboratorioon vaati tasaista mönkijäajoa, jotta näytteet eivät häiriintyisi. Ilta kului kenttälaboratoriossa, jossa näytteet ositettiin pienemmiksi ja pakattiin tiiviisti lopullista kuljetusta varten Suomeen.

Kokkausta harrastava Marttiina oli varautunut elämään tutkimusmatkan ajan yksinkertaisella kenttämuonalla. Geologi pääsi kuitenkin yllättymään, kun paikallinen opas kestitsi tutkimusryhmää joka päivä maistuvalla lounaalla. Illalliserikoisuutena tutkijat pääsivät maistamaan tuoretta kairareiästä kalastettu kalaa. Marttiina kertoo myös, että kentällä avannosta haalittu ja ulkoilmassa nautittu teevesi maistui herkulliselta!

koosteTutkimusmatkalla Marttiinan tavoitteena oli kairata Kanadan arktisista järvistä sedimenttikooreja, joita tutkimalla saadaan lisätietoa sitä miten herkät järviympäristöt ovat reagoineet menneisyydessä muuttuvaan ilmastoon ja ihmistoimintaan. Vasemmalla: jäähän kairattu reikä, jonka kautta kairataan järven pohjasta sedimenttinäyte; keskellä: näytteenotossa häiriintyneitä sedimenttikooreja; oikealla: onnistuneen kairauksen lopputuloksena siisti sedimenttikoori tarkempia laboratoriotutkimuksia varten. Kuva © Marttiina Rantala.

 

Marttiina lähtisi koska tahansa uudestaan Kanadaan. Luonnossa viihtyvänä ihmisenä hän kaipaa toimistolla ollessaan tutkimusmatkaltaan eniten karun kaunista ympäristöä, jossa riitti ihmeteltävää aina myskihärän raadosta suuriin jääkiteisiin. Kiehtovaksi kokemukseksi Marttiina mainitsee myös yöpymisen paikallisen miehen luona, jonka koti oli koristeltu lattiasta kattoon erilaisilla eläintenosilla (ensimmäinen kuva).

Kenttätöiden mieluisuudesta huolimatta Marttiina arvostaa työnsä vaihtelevuutta. Tutkimusongelman hahmottamisesta alkava polku johtaa kenttätöihin, sieltä laboratorioon ja lopulta tulosten selvittyä kirjoitustyön pariin. Tutkimuksensa parhaaksi puoleksi geologi mainitsee oivalluksen riemun siitä, kun järvestä kairattu sedimenttipötkö avautuu monien vaiheiden jälkeen eteen historian kirjana. Se mikä alkoi matkana kohti tuntematonta, päättyy laajempaan ymmärrykseen muuttuvasta ympäristöstämme!

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Glaukoniitti – vihreistä kuulista väriaineeksi

http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/micro/medium/greensand_pm13-30.jpg
Geologin vihreät kuulat ovat glaukoniittia. Tässä ne ovat kuvattu mikroskoopin kautta ohuthieestä. Kuva: OESIS, Oxford Earth Sciences Image Store*

Maanantaimineraalina on tänään glaukoniitti -mineraali, joka etäisesti voi joskus muistuttaa ulkomuodoltaan vihreitä kuulia. Glaukoniitti on mineraali, jota syntyy vain matalissa merellisissä ympäristöissä kerrostuviin hiekkoihin. Glaukoniittirakeita syntyy sedimentissa olevan orgaanisen aineen hajotessa, suoraan merivedestä saostumalla ja muiden mineraalien muuttumistuloksena. Paljon glaukoniittia sisältäviä sedimenttikiviä kutsutaan vihreiksi hiekoiksi (engl. greensand).

Yllä olevassa mikroskooppikuvassa glaukoniitin seurana olevat värittömät mineraalit ovat kvartsia. Mineraalirakeiden välissä näkyvä ruskehtava, hienorakeisempi aines on karbonaattia ja savimineraaleja. Kuva on otettu kivettyneestä sedimentistä tehdystä kivileikkeestä, eli ohuthieestä. Kuvan pitkä sivu on pituudeltaan 3,5 mm.

Glaukoniittia on hyödynnetty esimerkiksi pigmenttiaineena maalauksissa. Pigmentti nimeltä “Green earth” saa värinsä glaukoniitista ja toisesta samansävyisestä mineraalista nimeltä seladoniitti. Green earth -pigmenttiä on käytetty esimerkiksi Johannes Vermeerin noin vuonna 1659 maalaamassa taulussa “A Lady Reading a Letter“.

Glaukoniitin kemiallinen kaava on (K,Na)(Mg,Fe2+,Fe3+)(Fe3+,Al)(Si,Al)4O10(OH)2

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Kuva: OESIS, Oxford Earth Sciences Image Store

Päivitys 9.10.2018: päivitetty toista tekstikappaletta selkeämmäksi.

Piparitulivuoret // Gingerbread volcanoes

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Eikö tavallinen piparkakkutalo innosta? Leivo siinä tapauksessa piparitulivuoria! Tässä inspiraatiota tulivuorisaarikaaren ja tyynylaavan muodossa!

If you don’t want to make an ordinary gingerbread house, there is always an option to bake gingerbread volcanoes! Here is a gingerbread volcanic island arc and some pillow lava for inspiration!

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Sedimenttikivien huumaa Point Reyesillä, Kaliforniassa // Sedimentary rock happiness at Point Reyes, California

(English summary at the end, see also the figure captions!)

Point Reyesin niemimaan kärki sijaitsee noin 90 kilometriä San Fransiscosta pohjoiseen. Alueelle kuljettaessa on mahdollista hypätä mannerlaatalla toiselle, sillä lähellä kulkee San Andreaksen siirrosvyöhyke. Point Reyesin alue kuuluu Tyynenmeren laattaan ja siirroslinjan itäpuoli on osa Pohjois-Amerikan laattaa. Laattojen siirrosraja näkyy kartalla painaumana esimerkiksi Tomales-lahden ja Bolinas-laguunin kohdalla.

Kartta_PR
Karttapohja: NASA

Point Reyesin kärki on erinomainen paikka tutustua geologiaan ja ihailla maisemia. Niemimaan kärjessä paljastuneena olevat kivet ovat pääosin sedimenttikiviä. Ne syntyivät, kun vanhemmat kivet rapautuivat irralliseksi sedimentiksi. Tämä sedimenttiaines uudelleen kerrostui ja lopulta kivettyi sedimenttikiveksi. Point Reyesin sedimenttikivikerroksista löytyy niin hiekkakiveä, konglomeraattia, kuin hyvin hienorakeisia savikivikerroksia. Konglomeraatti on sedimenttikivi, joka sisältää hienorakeisen väliaineksen, sekä isompia pyöristyneitä kivilajikappaleita. Nämä sedimenttikivet kerrostuivat alunperin merenpohjaan noin 50 miljoonaa vuotta sitten.

Hienoja geologisia yksityiskohtia, jotka kannattaa paikalta bongata ovat kallioseinämästä löytyvät painauma- ja liekkirakenteet, turbidiittivyöryille ominainen raekoon vaihtelu ja tafonirapautuminen.

Painauma- ja liekkirakenteet syntyvät sedimenttiin sen kerrostumisen jälkeen, mutta ennen sedimenttiaineksen kivettymistä. Alla olevassa kuvassa on näkyvissä tumma, hyvin hienorakeinen raita, sekä sen ylä- ja alapuolella vaaleanruskeat hiekkaiset raidat. Tumman kerroksen yläreuna on aaltoileva ja mittakaavan alla on näkyvissä vaalean hiekkakiven ja tumman savikerroksen aaltomainen rajapinta ja se kuinka tumma aines paikoitellen tunkeutuu yläpuoliseen kerrokseen kapeina ulokkeina. Rakenne on syntynyt sedimenttikerroksiin, jotka olivat alunperin vaakasuoria ja suorareunaisia. Tällainen rakenne voi syntyä esimerkiksi maanjäristyksen tai voimakkaiden aaltojen tärisyttäessä vedellä kyllästettyä sedimenttipatjaa. Sedimenttipatjaan kohdistunut tärinä saa raskaamman hiekkaisen aineksen uppoamaan alla olevaan hienojakoiseen saveen.

Liekkirakenteita. // Load cast and flame structures.
Painauma- ja liekkirakenteita. // Load cast and flame structures.

Turbidiittivyöryt ovat meressä tapahtuvia sedimenttiaineksen massavyöryjä. Massavyöryissä runsas määrä vaihtelevaa sedimenttiainesta vierii merenalaista rinnettä pitkin alaspäin. Kerrostuessaan sedimenttiaines lajittuu painon mukaan, jolloin isot ja raskaammat kappaleet kerrostuvat ensin ja hienojakoisempi aines laskeutuu tämän jälkeen. Näin syntyy turbidiittivyöryille ominainen raekoon hienoneminen, joka näkyy myös alla olevassa kuvassa. Kuvan alaosassa erottuu runsas määrä isoja, pyöreitä kivilajikappaleita, joiden määrä ja koko pienenee kuvan yläosaan mentäessä ja hienorakeisen aineksen osuus kasvaa.

Raekoonvaihtelua Point Reyesin konglomeraatissa. // Variation in the grains size of the Point Reyes conglomerate.

 

Tafonirapautuminen, eli hunajakennomainen rakenne, on helppo löytää Point Reyesin kivistä. Tafonirapautumisen lopputuloksena kiveen syntyy jännittävän näköisiä onkaloita. Yhdeksi syyksi erikoisen rapautumisen taustalle on esitetty kivelle pirskoutuneen suolaisen meriveden kuluttava vaikutus.

Tafoni- eli hunajakennorapautumista. // Honeycomb weathering.
Tafoni- eli hunajakennorapautumista. // Honeycomb weathering.

Kivien lisäksi kannattaa tutustua myös niemimaan kärjessä olevaan majakkaan. Askelmia riittää, mutta visiitti on askelmien arvoinen! Majakka täytti tämän vuoden joulukuussa 145 vuotta! Point Reyes on yksi sumuisimmista ja tuulisimmista Tyynenmeren alueista ja niemimaan edustalle on haaksirikkoutunut historian saatossa yli 70 laivaa.

Tie majakalle. // Way to the lighthouse.
Tie majakalle. // Way to the lighthouse.
Majakan sisällä. // Inside the ligthouse.
Majakan sisällä. // Inside the lighthouse.

Teksti perustuu pääosin luonnonpuistosta saatuun tietoon. Ajantasaiset tiedot esimerkiksi aukioloajoista ja puiston tiedotuksista kannattaa tarkistaa puiston kotisivuilta! Mikäli haluat matkustaa alueelle virtuaalisesti, suosittelen vierailemaan paikassa Google Maps:n Street View-palvelun kautta.

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa.

Point Reyes peninsula is situated ca. 90 km from San Fransisco to the North. The western tip of the peninsula is a magnificent place to see some sedimentary rocks and enjoy the view! During the trip around the peninsula one can also hop from a lithospheric plate to another, because the western tip is part of the Pacific plate and the eastern part of the peninsula belongs to the North American plate. At the tip of the peninsula one can see a variety of sedimentary rocks. The sedimentary material of these rocks deposited ca. 50 millions of years ago into the bottom of the sea. Very nice geological details are load cast and flame structures, grain size variation of the conglomerate rocks, and honeycomb weathering.  In addition to the amazing rocks, visiting the lighthouse is worth of all the steps. Lighthouse turned 145 years this December! The detailed and up-to-date information for example about operating hours and park alerts can be checked from the home page of the National park! If you want to take a virtual trip to the place, Google Maps Street View offers quite nice glimpse even to the rocks!

Top 3 näytettä Luonnontieteellisessä museossa

Oletko suuntaamassa joululomalla Luonnontieteelliseen museoon? Tässä kolme näytettä, joihin minun mielestäni siellä kannattaa ainakin tutustua!

1. Suomen vanhin kivi – Siuruan gneissi

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Varsin vaatimattomalta näyttävä kivenlohkare seisoo puisen laatikon päällä Suomen luonto -näyttelyosiossa. Ikää tällä kivivanhuksella on 3 500 miljoonaa vuotta. Se on Suomen ja koko Fennoskandian vanhin kivi. Kiven emäkallio sijaitsee Pudasjärven kunnassa. Siuruan gneissin vieressä nököttää muuten palanen Suomen muinaisen tulivuoren laavakiveä!

 

2. Kalliosta kiukaalle – diabaasi

Lähellä Siuruan gneissiä sijaitsee diabaasi-lohkare. Se nököttää yhdessä hiekkakiven ja rapakivigraniittilohkareen kanssa lähellä karhuja. Diabaasi on niin kutsuttu puolipinnallinen kivilaji, eli juonikivi. Diabaasijuonet ovat muinaisten tulivuorten syöttökanavia, joihin kiteytyvä kivisula ei päässyt purkautumaan aivan maanpinnalle asti. Diabaasille ominaista on ofiittinen rakenne, jossa vaaleat ja levymäiset maasälpäkiteet sulkevat sisäänsä lomittain tummempia mineraaleja. Tämä rakenne tekee diabaasista kestävän ja sitkeän. Rakenteensa vuoksi se on suosittu kiuaskivi!

 

3. Stromatoliittit – elämän ensihetket

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Yllä olevassa kuvassa näkyy poikkileikkaus muinaisen stromatoliittiyhdyskunnan jälkeen jättämästä muodostumasta. Noin 2000 miljoonaa vuotta sitten Tervolan kohdalla liplatti meri, jonka vuorovesialtaissa eli nykyisten sinilevien sukulaisia syanobakteereita. Tämä kerroksellinen stromatoliittimuodostuma löytyy Elämän historia -näyttelyosiosta. Vanhimmat säilyneet ja tunnistetut elämänmerkit maapallolla ovat samankaltaisia stromatoliittirakenteita ja ne ovat noin 3 500 miljoonaa vuotta vanhoja. Näissä yhdyskunnissa eläneiden syanobakteerien ansiosta maapallolle syntyi aikoinaan hapellinen ilmakehä! Tervolan stromatoliitteja voit bongata myös Kaisaniemessä, Porthanian aulassa.

Jouluaattoon asti blogissa julkaistaan jokaisena päivänä geologiaan enemmän tai vähemmän liittyvä juttu tai kuva. Kaikki joulukalenteri-päivitykset löydät tämän linkin takaa. Lue myös Muutosta ilmassa -näyttelykatsaus.