Lämpötilan ja kosteuden vaihtelua, vähän ravinteita sekä altistumista UV-säteilylle. Hautakivet eivät äkkiseltään vaikuta elämän tyyssijalta.
Kolmelta mantereelta ja yhdeksältä eri hautausmaalta tutkittujen hautakivien pintojen perusteella hautakivissä vipeltää kuitenkin joukko erilaisia mikrobeja (Brewer & Fierer, 2018).
Brewerin ja Fiererin tutkimuksen mukaan mikrobien esiintymiseen vaikutti eniten hautakivien maantieteellinen sijainti: lauhkean ilmastovyöhykkeen hautakivet erosivat mikrobilajistoltaan selvästi trooppisessa ja subtrooppisessa ilmastovyöhykkeessä sijaitseviin verrattuna.
Samoilta hautausmailta tutkittujen graniitti- ja kalkkikivihautakivien perusteella myös kivilaji vaikutti siihen, millaisia mikrobeja hautakiven pinnalla elää. Tutkijat toteavat artikkelissaan, ettei ole kuitenkaan vielä täysin selvää, vaikuttaako mikrobien mieltymyksiin eniten kiven fysikaaliset ominaisuudet, kuten huokoisuus, vai kemialliset ominaisuudet, kuten koostumus ja pH.
Hautakiven iän, eli koska hautakivi on pystytetty, ei sen sijaan huomattu merkittävästi vaikuttavan siihen, millainen mikrobilajisto hautakiven pinnalla eli.
Kuollut, vai elävämpi kuin uskoisikaan? Kuva: aitoff/Pixabay.
Hautakivien pinnoilla viihtyvät erilaiset eliölajistot voivat vaikuttaa myös siihen, kuinka erilaiset hautakivet rapautuvat (esim. Warscheid & Braams, 2000). Rapautumiseen liittyen kannattaa lukea aikaisemmin kirjoittamani artikkeli aiheesta.
Brewerin ja Fiererin tutkimus ei ole ensimmäinen, joka keskittyy kivimonumenttien pinnan eliöihin: varhaisimmat tutkimukset tästä aiheesta on julkaistu 1990-luvulla. Eliöiden vaikutus kivien rapautumiseen on kuitenkin edelleen huonosti tunnettu asia (Scheerer et al., 2008).
Hautakivien pinnalla elävät mikrobit ovat yksi mainio esimerkki geodiversiteetin ja biodiversiteetin suhteesta. Lisääntynyt käsitys hautakivien, ja muilla kivestä rakennettujen monumenttien, pinnalla elävien eliöiden mieltymyksistä ja lajien vaikutuksesta kivien rapautumiseen voi auttaa tulevaisuudessa suojelemaan arvokkaita monumentteja.
Richard Yuretich, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön edustaja, on todennut eliöihin liittyvän hautakivitutkimuksen tuovan myös uuden näkökulman kysymykseen: ”Mitä sinä haluat hautakiveesi?”
Brewer, T. E. & Fierer, N. 2018. Tales from the tomb: the microbial ecology of exposed rock surfaces. Environmental Biology 20(3), 958–970. https://doi.org/10.1111/1462-2920.14024
Scheerer, S., Morales, O. O. & Gaylarde, C. 2008. Chapter 5, Microbial deterioration of stone monuments – An updated overview. Advances in applied microbiology 66, 97–139. https://doi.org/10.1016/S0065-2164(08)00805-8
Pallokivet muodostuvat nimensä mukaisesti monikehäisistä palloista. Syntyperältään pallokivet ovat magmakiviä, mutta kivien tarkka syntytapa on vielä osittain arvoitus.
Kallioperämme pallokiviesiintyvät ovat pääosin melko pieniä, noin kymmenen neliömetrin kokoisia. Upean ulkomuotonsa vuoksi pallokiviä on hyödynnetty koristekivinä, mutta osa esiintymistä on rauhoitettuja.
Suomessa ensimmäisenä pallokivilöytönä pidetään piispa Herman Röbergin tekemää havaintoa Virvikistä Porvoosta vuonna 1889.* Geologi Benjamin Frosterus kiinnostui Virvikin löydön myötä pallokivien tutkimuksesta ja hänen väitöskirjansa pallokivistä valmistui melko pian ensimmäisen löydön jälkeen vuonna 1892.
Virvikin pallokiveä voi ihailla esimerkiksi Helsingin Hietaniemen hautausmaalla kiven löytäjän piispa Röbergin ja hänen vaimonsa Alinan haudalla. Harmahtavien ja punertavien, melko tasalaatuisten kivien keskellä, pallokivestä tehty hautakivi on helppo tunnistaa. Haudan tarkempi paikka on korttelissa 15, käytävällä 30 ja hauta on numero 410.
Jos olet oikeassa korttelissa ja käytävällä, on haudan havaitseminen melko helppoa. // If you are on the right quarter and row, the tombstone is quite easy to spot.
Virvikin pallokivessä näkyy monimuotoisia rakenteita. Pallot muodostuvat useista, väriltään vaihtelevista ja hieman puun kasvurenkaita muistuttavista kehistä. Värieron kehissä saa aikaan mineraalien määräsuhteiden vaihtelu: tummissa kerroksissa on enemmän biotiittia kuin vaaleissa. Palloissa näkyy myös niiden kiteytymisen jälkeisiä rakenteita, kuten plastisen deformaation aiheuttamaa kappaleiden venymistä tai litistymistä.
Lisäksi paikoin pallot näyttävät siltä kuin niiden reunasta olisi haukattu pois pala – tämän on arvioitu johtuvan siitä, että kivipallosten muodostumisen jälkeen samaan magmasäiliöön tunkeutunut nuorempi kivisula on syövyttänyt aikaisemmin muodostuneita palloja.
Virvikin pallokiven monimuotoisia rakenteita. Huomioi esimerkiksi pallojen sivuilta puuttuvat palaset. // Plastically deformed and eroded orbiculars of Virvik orbicular rock.
Vaikka pallokivet ovat kivimaailman harvinaisuuksia on Suomi tehtyjen löytöjen perusteella pallokivien luvattu maa. Tällä hetkellä maapallon vajaasta kahdesta sadasta pallokivihavainnosta lähes puolet on tehty Suomesta. Peruskalliostamme on tiedossa noin 50 pallokivialuetta, muut havainnot on tehty irtonaisista lohkareista, joiden emäkalliota ei välttämättä ole vielä löydetty.
*Virvikin pallokivilöydön jälkeen huomattiin, että 1700-luvulla rakennetun riihen kivijalkaan asetettu pallokivilohkare.
Aavemainen pallokivisilmä toivottaa hyvää Halloweenia! // Spooky orbicular eye wishes you a happy Halloween!
—In English:
Finland is the promised land of orbicular rocks (at least based on the observations made so far). From the two hundred orbicular rock finds, approximately almost half of those are from Finland. About 50 of those have been made from the bedrock and the rest from loose boulders. Orbicular rocks are magmatic in origin, but the exact process producing these beautiful rocks are still a little bit of a mystery.
Virvik orbicular rock in Porvoo, ca. 70 km from Helsinki, is considered to be the first orbicular find from Finland*. Rock was found by bishop Herman Röberg. After this find, geologist Benjamin Frosterus got interested about orbicular rocks and his PhD thesis from this topic was published quite soon after the first discovery, in 1892.
If you are visiting Helsinki, you can admire Virvik orbicular rock in the Hietaniemi graveyard, located ca. 2 km from the Central railway station. The orbicular rock was specifically used for making of the tombstone for the bishop Röberg and his wife Alina. In the middle of the grayish and reddish, mostly quite homogeneous tombstones, the one made from the orbicular one is quite easy to spot. The exact location for the grave is quarter 15, route 30 and grave number 410.
Virvik orbicular rock has diverse structures. Dark and light layers of the orbiculars are formed from the variating mineral composition of the layers – darker ones are richer in biotite. Some orbiculars are plastically deformed and some seems to be missing some of the outer parts of the orbiculars. It has been interpreted, that the pulse of new magma in the magma chamber was eroding the orbicules.
*Later on, it was found out that the base of kiln build in the early 18th century contained an orbicular rock boulder, but there is no written record from this find.
If you know examples of orbicular rock finds made outside of Finland before 1889, please let me know!
Teksti on kirjoitettu pääosin käyttämällä lähdettä // Text was written mainly based on this reference:
Lahti, S. (ed.); Raivio, P. & Laitakari, I. (with contributions by). 2005. Orbicular rocks in Finland. Erikoisjulkaisut – Special Publications, vol. 47. Geological Survey of Finland. Online version of the publication can be downloaded from here: http://tupa.gtk.fi/julkaisu/erikoisjulkaisu/ej_047.pdf
Tuuli, vesi ja jää ovat esimerkkejä voimista, jotka nakertavat ja hiovat väsymättömästi planeettamme ulointa pintaa ja hajottaen sitä pienemmäksi kappaleiksi. Kivien ja kallioiden rapautuminen on yksi osa kivisen kuoren kiertokulkua. Kallioista jyrsityt kiven kappaleet hajoavat ajan saatossa yhä pienemmiksi murusiksi ja osa niistä saattaa joskus tulla kierrätetyksi takaisin maapallon sisuksiin.
Samalla tavalla kuin kalliot kuluvat, rapautuvat myös hautakivet. Hautausmaat ovat rapautumisen tutkimisen aarreaitta siinä mielessä, että rajatulta alueilta löytyy runsaasti erilaisista kivistä tehtyjä ja iältään* vaihtelevia hautakiviä. Hautakivistä saatua tietoa voidaan soveltaa muihin rakennuskiviin.
Hautakivien rapautumiseen vaikuttaa edellä mainittujen voimien ja ajan lisäksi esimerkiksi hautakiven kivilaji, hautausmaan sijainti ja ympäristö, hautausmaan pinnanmuodot ja hautakiven sijainti hautausmaalla sekä ilmansaasteet. Myös ilmansuunnat voivat vaikuttaa siihen, mikä sivu hautakivestä alkaa rapautua tai rapautuu eniten. Lisäksi eliöt, kuten hautakiven pinnalla kasvavat jäkälät ja sammaleet tai kiviä kohti kurkottavat puunjuuret, tekevät oman osansa hautakivien rapauttamiselle.
Hautakivien päällä kasvavat sammalet ja jäkälät rapauttavat kiveä. // Mosses and lichens growing on the tombstone will enchance the weathering of the rock.
Hautakivien rapautumisen tutkiminen juontaa juurensa ainakin 1800-luvun lopulle (Morgan 2018). Vuonna 1875 Skotlannin geologisessa tutkimuskeskuksessa työskennellyt geologi John George Goodchild julkaisi jäätikköeroosioon liittyvän artikkelin, joka sivusi myös hautakivien rapautumista. Tämän jälkeen Skotlannissakin vaikuttanut geologi Archibald Geikie julkaisi vuonna 1880 artikkelin liittyen Edinburghin hautausmailta tekemiinsä tutkimuksiin.
Hautakivien rapautumista voidaan tutkia usealla eri tavalla. Jos hautakivien tekstit on tehty lyijyvaluilla, voidaan rapautumista arvioida mittaamalla valun pinnan ja hautakiven pinnan etäisyyttä toisistaan. Lisäksi alun perin tasapaksun hautakiven muodonmuutoksesta voi saada tietoa rapautumisesta. Näitä keinoja on käytetty esimerkiksi kansalaistiedettä hyödyntäneessä Earth Trek –projektissa Amerikassa.
Vuonna 1971 geologi Perry Rahn esitti Rahnin indeksiksi kutsutun tavan arvioida hautakiven kulumista siihen kaiverretun tekstin luettavuuden perusteella. Indeksin perusteella hautakivet jaetaan havaintojen perusteella kuuteen luokkaan. Luokka 1 sisältää rapautumattomat kivet, joiden kaiverrus on hyvin selkeä. Luokka 6 sisältää erittäin rapautuneet hautakivet, joiden kaiverrusten kirjoitus on lukukelvotonta, mutta joiden vuosiluvusta saa juuri ja juuri selvää. Hautakiven vuosiluvun luettavuus on olennainen tieto hautakiven ikämäärityksen kannalta.
Luokituksen ja hautakivien iän perusteella voidaan vertailla esimerkiksi eri-ikäisten hautakivien, tai saman ikäisten mutta eri kivilajia olevien hautakivien rapautumista.
Kuinka nopeasti hautakivet voivat rapautua? Koska rapautumiseen vaikuttavat monet, osittain paikalliset, asiat, yksittäistä nopeutta eri kivilajien rapautumiselle on vaikea antaa. Eri alueilta tehtyjen tutkimusten perusteella nopeus voi vaihdella esimerkiksi sadassa vuodessa 0,1–2 mm välillä.
*Hautakivien iällä tässä tapauksessa tarkoitetaan sitä hetkeä, jolloin hautakivi on asetettu haudalle. Kiven ikämääritys perustuu oletukseen, että hautakivi on pystytetty haudalle henkilön kuolinvuotena. Tämä on eri kuin kiven varsinainen geologinen muodostumisikä.
Wind, water and ice are examples of forces that shape our planet’s outer, rocky layer. Weathering is one part of the great cycle of material on Earth.
Graveyards offers a window to weathering with large selection of datable* and variating rock types. In addition to time and forces mentioned in the beginning, things that affect to the weathering of tombstones are for example rock type, location and environment of the cemetery and air pollution. In addition, biological things, such as moss or lichen growing on the stone, will do their part to enhance the weathering process.
The oldest literature related to the weathering of the tombstones extends at least in the end of 19th century (see Morgan 2018). For example, in the article focusing on glacial erosion published in 1875, geologist John George Goodchild described also how he used limestone tombstones for studying weathering rate. After this, in 1880, geologist Archibald Geikie published an article related to the weathering of the tombstone in Edinburg’s graveyards. In Morgan (2018) Geikie’s article is described as “…the first comprehensive scientific study of rock weathering published in English.” (If you know older references than these, please let me know.)
In 1971 geologist Rahn published Rahn’s index, which can be used for evaluating degree of weathering. Index is divided in six classes. Class 1 contains unweathered tombstones with very clear inscription. Class 6 contains tombstones that are extremely weathered, with illegible inscription (but year just possible to read). Unfortunately, I could not get the original article describing the Rahn’s index (Rahn, 1971), however, for example Dove (2010) and Tymon (2012) contains more detailed description of the index.
How fast can tombstone then weather? Because the weathering rate is affected by many things, the one exact rate for certain rock type is hard to give. However, based on the research in can vary for example from ca. 0,1 to 2 mm per hundred years.
*Datability is based on the assumption that the tombstone is of the same age as the year of death in the rock. Geological age of the rock is not considered now.
This was the second part of the Tales from tombstones -series. First one you can read from here: Charnockite – rock type described from a tombstone. The third blog post will concern mysterious orbicular rocks and what bishop Röberg has to do with those.
Viitteet ja lisätietoa // References and more information:
Inkpen, R.J. & Jackson, J. Contrasting weathering rates in coastal, urban and rural areas in Southern Britain: Preliminary investigations using gravestones. Earth Surface Processes and Landforms. 25, 229–238.
Morgan, N. 2018. Geikie’s science in the cemetery. In: Betterton, J. et al. (eds.): Aspects of the Life and Works of Archibald Geikie. Geological Society, London, Special Publications, 480.
Tymon, A. 2012. Weathering processes on headstones and monuments. Acquired from: http://www.wyorksgeologytrust.org/resources.html (23.10.2018, see the end of the page “Teaching weathering in West Yorkshire).
Vihreäkiven arvoitus 