Kivi- ja kasvimaailman välissä, osa 2: puut kullan ja timanttien perässä

Aikaisemmin julkaistussa Kivi- ja kasvimaailman välissä -tekstissä sivusin termiä indikaattorikasvi. Indikaattorikasvi, eli opaskasvi, on kasvi joka kasvaa rajatuissa kasvuolosuhteissa ja voi läsnäolollaan kertoa alla olevan kallio- tai maaperän kemiallisesta koostumuksesta. Indikaattorikasveja on käytetty apuna esimerkiksi malminetsinnässä ilmaisemaan tietyistä alkuaineista rikastuneita alueita. Vaikka sanotaan, että raha ei kasva puussa voivat puut antaa vihjeitä arvokkaista mineraaliesiintymistä!

Eucalyptuspuun lehdet kertovat missä kulta piileksii

Kaksi vuotta sitten julkaistun australialaisen tutkimuksen1 mukaan eucalyptyspuiden lehtiä analysoimalla voisi olla mahdollista kartoittaa kultaesiintymiä. Eukalyptuksen syvälle ulottuvat juuret pumppaavat maasta veden mukana myös pieniä kultahippusia. Nämä hippuset varastoituvat vierasaineina puun lehtiin. Lehtiin varastoituneet kultahippuset ovat kooltaan niin pieniä ettei niitä ei voi nähdä lehdestä paljain silmin. Lehdet voidaan kuitenkin analysoida käyttämällä röntgensäde fluoresenssi (XRF) -analytiikkaa.

Lintern_etal_2013_gold
Eucalyptuspuunlehdestä otettuja XRF-kuvia. Kupari näkyy kuavssa sinisenä, strontium vihreänä ja kulta nuolilla osoitettuina punaisina hippuina (kuva b). Mittakaavan pituus kuvassa a) 500 µm ja kuvassa b) 50 µm. Kuva: Lintern et al. 2013, CC BY-NC-SA 3.0

Kultapitoisuudet lehdissä ovat hyvin pieniä, mutta tutkimusmenetelmää voidaan käyttää kullanetsinnän helpottamisessa etenkin niillä alueilla joilla peruskallioita peittävät kymmenien metrien sedimenttikerrokset. Perinteinen tapa tutkia tällaisia alueita on ollut kairareikien poraaminen kallioperään. Eucalyptuspuiden lehtien tutkiminen voi tulevaisuudessa tarjoata kallioperän kairaamista halvemman vaihtoehdon kullanetsintään. Alla olevalla videolla  tutkimuksen johtaja Mel Lintern kertoo aiheesta lisää.

——

Kairapalmu voi vihjata timanttiesiintymästä

Kairapalmut (Pandanus) muodostavat kairapalmukasvien suvun johon kuuluu noin 750 lajia. Monia kairapalmulajeja hyödynnetään monin tavoin käsitöissä, esimerkiksi mattojen ja korien punomisen raaka-aineina, sekä ravintokasveina.  Toukokuussa uutisoitiin, että Pandanus candelabrun -lajin kasvupaikkoja etsimällä voidaan mahdollisesti löytää myös timanttiesiintymiä länsi-Afrikassa.

Pandanus candelabrum -kairapalmun käyttö timanttien etsimisessä pohjaa siihen, että valtaosa timanttiesiintymistä sijaitsee kimberliittipiippujen yhteydestä (joskaan kaikki kimberliittipiiput eivät sisällä timantteja). Yksittäisten timanttien löytäminen maastosta on vaikeaa ja siksi timanttien etsinnässä keskitytään niiden isäntäkivien eli kimberliittien etsintään.

Pandanus candelabrum MS4080
Pandanus candelabrum -kairapalmu. Kuva: Marco Schmidt, Wikimedia Commons CC BY-SA 2.5
Kimberliittipiiput ovat syntyneet nopeissa vulkaanisissa purkauksissa Maan menneisyydessä. Kimberliittipurkaukset ovat saaneet alkunsa noin 150–200 km syvyydessä Maan ylävaipassa. Purkautuessaan nopeasti kohti maanpintaa sula kiviaines  saattoi napata mukaansa myös timantteja. Nämä sammuneiden tulivuorten kivettyneet jäänteet koostuvat pääosin kiviaineksesta joka sisältää paljon magnesiumia, kaliumia ja fosforia. Länsi-Afrikassa kasvava Pandanus candelabrum -kairapalmu vaikuttaisi viihtyvän erityisen hyvin kimberliittipiippujen tarjoamien kasvualustojen päällä. Geologi Stephen Haggerty raportoi havainnostaan Economic Geology -julkaisussa ja artikkelin mukaan tutkimukset kasvin hyödyntämisestä kimberliittipiippujen etsinnässä jatkuvat.

Suomestakin on löytynyt useita kimberliittipiippuja. Nuorimmat kallioperäämme muodostavista kimberliiteistä purkautuivat noin 600 miljoonaa vuotta sitten. Myös suomalaisista kimberliittipiipuista on löydetty timantteja, mutta kooltaan ne ovat kansainväliseen tasoon verrattuna melko pieniä. Suurin Suomesta löydetty kokonainen timantti on ollut halkaisijaltaan noin 5 millimetriä. Suomessa piippujen etsimisessä on käytetty esimerkiksi kimberliiteille tyypillisten mineraalien etsimistä irtonaisen maa-aineksen, kuten jääkauden kerrostaman pohjamoreenin, seasta.

Kimberliittipiiput ovat myös geologisen tutkimuksen kannalta tärkeitä, sillä ne ovat kuin kurkistusikkunoita maapallon syvempiin kerroksiin joihin emme pääse muuten käsiksi!

Tiesitkö, että kasvien lisäksi myös eläimiä voidaan hyödyntää mineraaliesiintymien etsimisessä? Esimerkiksi termiittien pesien rakennusaineita tutkimalla on mahdollista löytää viitteitä syvemmällä olevista mineralisaatioista. Eikä unohdeta malmikoiria joista on ollut aiemmin juttua täällä!

Viite:

1Lintern, M., Anand, R., Ryan, C. ja Paterson, D. 2013. Natural gold particles in Eucalyptus leaves and their relevance to exploration for buried gold deposits. Nature Communications, 4.

Snifsnif, haistanko malmin?

koirakupla
Kuvan koira ei varsinaisesti liity hajutunnistukseen.

Malmikoirat kuuluvat vahvasti Suomen geologiseen perinteeseen. Tiettävästi maailman ensimmäinen malmikoira koulutettiin Suomessa vuonna 1962. Ensimmäisen malmikoiran Rajan Larin koulutti pitkän linjan palveluskoirakouluttaja Pentti Mattson joka sai koulutusmateriaaliksi kiisulohkareita Geologian tutkimuskeskukselta. Jo vuonna 1964 hajutunnistekoiraa käytettiin lohkare-etsintään ja seuraavana vuonna malmikoiratoiminta sai valtion tunnustuspalkkion.

Kaiken kaikkiaan vuosien 1962–1994 aikana Geologian tutkimuskeskuksessa työskenteli 16 malmikoiraa, joista parhaimmillaan samanaikaisesti työskenteli kahdeksan. Koulutus oli kaksivuotinen, joka aloitettiin perustottelevaisuudesta ja päättyi eri vaiheiden kautta sulfidipitoisten kivien ilmaisemisen opetteluun. Malmikoiran työuran pituus oli noin kuusi vuotta ja vuositasolla koirat pystyivät työskentelemään noin 6–7 kuukautta keväästä syksyyn. Geologian tutkimuskeskuksen tekemien vertailevien tutkimusten mukaan malmikoira peittosi ihmisen moninkertaisesti mineralisaatioita sisältävien lohkareiden löytäjänä.

Geologian tutkimuskeskuksen vuonna 1966 tekemä lyhyt dokumentti Larista, Suomen (ja maailman) ensimmäisestä malmikoirasta.

Malmikoirien koulutus levisi Suomesta myös ulkomaille ja malmikoiria koulutettiin aina Kanadassa asti. Suomen viimeinen malmikoira oli saksanpaimenkoira Fussel, joka työskenteli geologi Juhani Alasen kanssa.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Koiran hajumuisti on erittäin hyvä. Koirilla on suurempi aivojen hajualue ja näin ollen koira tarvitsee pienemmän määrän hajumolekyylejä kuin ihminen tunnistaakseen hajun. Koirien etu malminetsinnässä oli erityisesti se, että koira pystyi haistamaan sulfidimineralipitoisia mineralisaatioita myös irtomaa-aineksen, jään tai veden alta. Tällaisesta malmikoiran löytämästä ”näkymättömästä” mineralisaatiosta esimerkkinä on Pielaveden sulfidipitoinen mineralisaatio joka on haistettu esiin kahden metrin irtomaakerroksen alta. Merkittävää löydössä oli se, että irtomaakerroksesta noin 0,5 m koostui tiiviistä saviaineksesta. Parhaimmillaan suomalaisten malmikoirien on raportoitu haistavan sulfideja noin 15 metrin syvyydeltä.

Haistellaan sitä muutakin kuin kiviä!

Koiran hajuaistia on toki käytetty ihmisen apuna pitkään ennen ensimmäisiä malmikoiria. Metsästykseen koiraa on käytetty tuhansia vuosia ja merkintöjä jälkikoirien käytöstä löytyy jo antiikin Kreikasta. Rikollisten sekä kadonneiden ihmisten etsimiseen koiraa on käytetty Englannissa keskiajalta1. Ensimmäiset poliisikoirat hankittiin Suomeen 1909 ja vuonna 1912 koirien avulla saatiin ratkaistua 1263 rikosta aina viinatrokareista murhapolttoihin. Sotilaallisessa käytössä räjähteitä ilmaisevien koirien käyttö yleistyi toisen maailmansodan aikana 1940-luvulla.

Maailmassa toimii tällä hetkellä laaja hajutunnistekoirien ammattikunta, aina ruumiskoirista homekoiriin. Geologialla on sormensa pelissä – ainakin osittain – myös tässä asiassa. Suomen malmikoirakoulutuksen perusteella englantilaiset kouluttajat saivat mieleensä kokeilla oppisiko koira ilmaisemaan malmin lisäksi huumeita4,5. Suomessa ensimmäisen huumekoiran pestiin pääsi Karhukorven Mamselli, Mami, vuonna 1969. 1970-luvulla poliisikoirien tehtävänsarka laajentui myös Suomessa, jolloin koirien peruskoulutuksen ja huumekoirien lisäksi aloitettiin myös pommikoirien koulutus kansainvälisten esimerkkien jalanjäljissä.

Eikä hajutunnistekoirien työsarka tunnu nykyaikana loppuvan, päinvastoin. Kansainvälisesti koirien hajuaistin hyödyntämistä on tutkittu esimerkiksi erilaisten sairauksien ilmaisemisessa. Myös Suomessa on tämän vuoden alusta alkaen ollut toiminnassa monitieteinen tutkimus Helsingin yliopiston, HUS:n syöpäklinikan ja Suomen Hajuerotteluyhdistyksen yhteistyönä. Tutkimuksessa selvitetään tarkemmin hajutunnistekoiran kykyä erottaa opetettujen sairauksien hajuja. Tutkimus on aloitettu syöpänäytteillä ja sitä laajennetaan tulevaisuudessa mahdollisesti borrelioosin ja kilpirauhasen vajaatoiminnan ilmaisemiseen. Syöpähajukoirien tutkimusta Suomessa voit tukea äänestämällä hanketta Hyviä tekoja –kampanja sivulla 31.3. mennessä.

Piileskeleekö puskassa kilpikonna tai kenties laiton pontikkatehdas? Miettii Amanda.
Piileskeleekö puskassa kilpikonna tai kenties laiton pontikkatehdas? (Kuvan koira ei varsinaisesti liity hajutunnistukseen.)

Koiran hajuaistia käytetään hyväksi myös ympäristön tutkimisessa ja suojelemisessa. Esimerkiksi Tampereen teknillisessä korkeakoulussa tehdyssä diplomityössä aiheena oli koiran käyttö pilaantuneiden maa-alueiden tutkimisessa (Juppi 2003). Tutkimuksen mukaan koiran avulla on mahdollista rajata tehokkaasti tarkempaa tutkimusta vaativa alue. Hajutunnistekoiran käytön etuna oli myös se, että koira saattaa ilmaista myös pistemäisiä alueita jotka saattaisivat muilla tutkimustavoilla jäädä havaitsematta. Myös Suomen puolustusvoimissa on testattu hajutunnistekoiraa ympäristöön päätyneen öljyn etsimisessä harjoitusalueilla3.

Koirien nenä on johdattanut tutkijat lisäksi kohti valaiden ulosteita, jotka kerätään valaiden terveydentilaa koskevia tutkimuksia varten. New Mexicossa tiimi koiria on jäljittänyt muun muassa harvinaista salamanterilajia tarkoituksenaan kartoittaa lajin tarkemmat esiintymisalueet, jotta uhanalaista liskoa voidaan suojella paremmin. Salamantereiden lisäksi Concervation Canines -tiimin koirat ovat jäljittäneet myös muita uhanalaisia eläimiä aina kaloista jättiläisvyötiäisiin. Saman ryhmän hajutunnistekoiria on käytetty hiljattain myös Banhinen luonnonpuistossa, Afrikassa, jossa käynnissä oleva projekti, kartoittaa uhanalaisten petoeläinten levinneisyyttä. Tähän mennessä hajutunnistekoiran kanssa projektin puitteissa käveltyjä kilometrejä on kertynyt jo yli 600! Kuvia projektin hajutunnistekoirista työn touhussa löytyy mm. projektin Facebook-sivulta.

Hauskana yhteensattumana mainittakoon, että tämän tekstin ollessa viimeistelyvaiheessa esiintyi eilisen (16.3.2015) MTV3:n Kymmenen uutisten loppukevennyksessä kaksivuotias Jekku-koira, joka nuuskii esiin kaukolämpöputkien vuotokohtia etenkin kesäaikaan. Jekku on yksi Koiravalmennus-yrityksen koirista, jotka ovat olleet menestyksekkäästi myös etsimässä kotitarhasta karannutta kilpikonnaa.

Kadonnutta kansanperinnettä – vai tulevaisuuden nuuskijatoivoja?

Suomessa ei tiettävästi ole vuoden 1994 jälkeen koulutettu malmikoiria edes harrastusmielessä. Vuonna 2013 kuitenkin uutisoitiin Ruotsissa aloittaneesta Oredog  yrityksestä, jonka tavoitteena oli kouluttaa malmikoiria ammattimaiseen malminetsintään yhteistyössä Hund Campus -tiimin kanssa. Oredog-yhtiön kouluttamilla malmikoirilla oli artikkelin mukaan kysyntää aina Australiaa ja Afrikkaa myöten. Hund Campus on ollut mukana myös Ruotsissa hiljattain tehdyssä pilottitutkimuksessa, jossa tutkittiin systemaattisesti sitä kuinka pienistä pitoisuuksista malmikoira voi tunnistaa etsittävän hajun6. Tutkimuksessa on ollut testimateriaalina esimerkiksi wollastoniitti.

Koirien käyttö säästää usein tutkimuskustannuksissa, sillä koiran avulla näytteenottokohta voidaan esimerkiksi ympäristöntutkimuksessa rajata tarkemmin. Sairauksien tutkimuksessa on huomattu koiran pystyvän ilmaisemaan sairaudet jo varhaisvaiheessa jolloin sairaus saattaisi lääketieteellisillä mittareilla vielä jäädä huomaamatta. Vaikka hajutunnistekoiran käyttöön liittyy aina epävarmuustekijöitä, useat esimerkit kuitenkin havainnollistavat että ammattitaitoisella koira-koirankouluttaja-parilla on paljon annettavaa tieteessä ja tutkimuksessa. Yhdyn Valkaman sanoihin siitä, että toivottavasti myös Suomessa nähtäisiin tulevaisuudessa taas koiran ja geologin tiivistä yhteistyötä!

Tiesitkö? Malmikoira seikkaili myös Heurekan geologia- ja kaivosaiheisen Maan alle –näyttelyn maskottina (näyttely oli auki 20.9.2015 asti).

Teksti Suomen malmikoiria koskien pohjautuu pitkälti Geologian tutkimuskeskuksen raportteihin ”Koirien käyttö malminetsinnässä” (Valkama 2008, 2011). Kiitokset Poliisikoiralaitoksen henkilökunnalle poliisikoirien historiaa koskevasta informaatiosta!

 

Päivitys: 4.10.2019: poistettu toimimaton linkki Heurekan kuvaan, muutettu yksittäisiä aikamuotoja ja yliviivattu linkki äänestykseen, joka ei ole enää ajankohtainen.

 

Viitteet:

1Ensminger, J.J. 2012. Police and military dogs: criminal detection, forensic evidence, and judicial admissibility.
2Juppi, M. 2003. Pilaantuneiden maa-alueiden tutkiminen koiran hajuaistin avulla. Tampereen teknillinen yliopisto. 59 s.
3Tenhu, H. ja Helkala, T. 2013. Canine scent detection in use of locating contaminated sites in Finnish Defence Force. European Conference of Defence and the Environment.
4Valkama, J. O. 2008. Koirien käyttö malminetsinnässä, Geologian tutkimuskeskus, M16/2008/1.
5Valkama, J. O. 2011. Koirien käyttö malminetsinnässä, Dogs in exploration in Finland. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 190.
6Wetterholm, L., Hellingwerf, R., Anderson, Y., ja Lundin, Y. Hundsök efter mineral. Ett pilotprojekt i samarbete mellan Hundcampus i Hällefors och Bergsskolan i Filipstad med stöd av Leader Värmlands BergsLAG. Journalnr. 2015-5173.