Tulivuoret puhaltavat savurenkaita ja hautovat munia

 

Panoramic view of Mt. Bromo, Mt. Batok, and Mt. Semeru
Tulivuoria Indoseniassa. Kuva: Wikimedia commons, Edwind Chayono Kusuma. CC BY-SA 4.0.

Tulivuoret näyttäytyvät monille etäisesti taivaanrannassa siintävinä kartioina tai laavaa syöksevinä tuholaisina. Mutta tiesitkö, että niiden rinteillä voi kasvaa salmiakkia? Tässä seitsemän asiaa, jotka todistavat, että tulivuoret ovat superkiinnostavia.

1. Ne voivat puhaltaa savurenkaita

Savurenkaiden puhaltelu ei ole jokapäiväinen ilmiö, mutta esimerkiksi italialainen Etna ja islantilainen Eyjafljallajökull ovat puhaltaneet niitä ajoittain. Savurenkaat syntyvät todennäköisesti silloin, kun tulivuoren sisuksissa olevaa kaasua purkautuu yksittäisenä tuprahduksena ja sopivalla nopeudella pienen purkausaukon kautta. Etnan savurenkaat ja vinkki siihen, miten savurenkaita voi yrittää tehdä itse on ollut esillä aikaisemmassa julkaisussa.

2. Purkauksesta saattoi seurata vallankumous

Kesäkuussa 1783 alkoi kahdeksan kuukautta kestävä Laki-tulivuoren purkaus Islannissa. Tällä purkauksella oli sekä paikallisesti että globaalisti tuhoisat seuraukset. Arvioiden mukaan purkauksen suoriin ja epäsuoriin vaikutuksiin kuoli kolmannes Islannin väestöstä.

Lakin purkaus aiheutti globaalin lämpötilan laskun seuraavan parin vuoden aikana. Lisäksi purkauksen seurauksena syntyi myrkyllistä rikkihappoa, joka vahingoitti Euroopan viljasatoja ja aiheutti nälänhätää myös Islannin ulkopuolella. Purkausta seuranneet nälänhädät ovat voineet olla osasyy Ranskan vallankumouksen puhkeamiseen vuonna 1789.

3. Kivisula voi muhia vuoren sisuksissa satoja tuhansia vuosia

Kivisula on sulamatonta kiveä kevyempää. Muun muassa tämä saa sen nousemaan hiljalleen ylöspäin maapallon kuoressa ja kivisula voi kerääntyä tulivuorten juuriosien magmasäiliöihin. Paineen noustessa magmasäiliössä riittävän suureksi tulivuori purkautuu. Purkausta ennen kivisula on saattanut muhia tulivuoren sisuksissa vuosista satoihin tuhansiin vuosiin. Jopa päivittäin aktiivisilla tulivuorilla, kuten Strombolilla, osa purkautuvasta aineksesta on saattanut viettää vuoren juuriosissa jopa tuhansia vuosia.

Pahoeoe fountain edit2
Pahoehoe suihku Havaijilla. Kuva: USGS. Public domain.

4. Purkautunut laavavirta ei kivety heti

Purkautuneen laavan lämpötila on yleensä noin 650–1000 astetta. Kun se joutuu kosketuksiin ilman tai veden kanssa, laavan pintaosa jäähtyy ja jähmettyy nopeasti. Laavavirran sisäosat voivat pysyä sulamaisena kivipuurona päiviä, kuukausia ja jopa vuosikymmeniä.

Yksiselitteistä aikaa laavan jäähtymiselle on vaikea antaa, sillä siihen vaikuttavat esimerkiksi purkautuneen laavan määrä ja kemiallinen koostumus. Kun tutkittiin Havaijilla vuonna 1959 tapahtunutta tulivuorenpurkausta, saatiin selville, että tulivuoren rinteen painaumaan virrannut laava muodosti yli 100 metriä paksun laavajärven. Sen kiteytyminen kiinteäksi kiveksi kesti noin 35 vuotta. Vasta noin 43 vuotta purkauksen jälkeen kiteytyneen laavajärven lämpötila oli laskenut alle 500 asteeseen. Hidas jäähtyminen johtuu kiven verrattain huonosta lämmönjohtavuudesta.

5. Vulkaaninen maaperä on luonnollinen hautomo

Vasarapääkana on Indonesiassa elävä lintulaji, joka ulkoistaa muniensa hautomisen esimerkiksi tulivuoriperäiselle maalle. Lintu munii munansa vulkaaniseen hiekkaan kaivettuun kuoppaan noin 32–35 asteen lämpötilaan ja antaa maasta huokuvan geotermisen lämmön hoitaa tehtävän. Kun vasarapääkananpoikaset kuoriutuvat, ne kaivautuvat esiin hiekasta lentokykyisinä ja jatkavat elämäänsä täysin itsenäisesti.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Macrocephalon_maleo_-_Muara_Pusian_%282%29.JPG
Vasarapääkana Indonesiassa. Kuva: Wikimedia commons, Ariefrahman, CC BY-SA 4.0.

6. Tulivuoret ovat luonnon salmiakkitehtaita

Teollisesti valmistettu ammoniumkloridi (NH4CL) antaa salmiakkikarkille tyypillisen suolaisen maun. Luontaisesti ammoniumkloridia, eli salmiakki-mineraalia, voi syntyä tulivuorten rinteillä olevien vulkaanisten kaasujen purkausaukkojen ympärille. Purkautuvat kaasut voivat kiteytyä suoraan kiinteäksi aineeksi muodostaen salmiakin lisäksi esimerkiksi rikkiä. Lue lisää tulivuorisyntyisestä salmiakista aikaisemmasta julkaisusta.

salmiakki
Luonnontieteellisen museon geologisista kokoelmista löytyy tulivuorisyntyistä salmiakkia.

7. Muinaiset tulivuoret saattoivat toimia elämän alkulähteinä

Nykyisten tulivuorten purkausaukoissa elää hyvin äärimmäisiin olosuhteisiin mukautuneita mikrobeja. On ehdotettu, että Maan, Marsin tai Jupiterin kuun, Europan, muinaiset tulivuoret ja niiden purkauskaasut ovat toimineet elämän synnyn laboratoriona miljardeja vuosia sitten. Vanhimmat säilyneet merkit elämästä maapallolla ovat yli 3 miljardia vanhat, muinaisten sinibakteerien jälkeen jättämät kerrostumat.

 

Tämä artikkeli on kirjoitettu yhteistyössä Skolarin kanssa. Artikkeli on julkaistu ensimmäisen kerran keväällä 2016.

Päivitys: Juttua on täsmennetty 19.6.2018 kohdan 3 osalta.

Viisi (+1) mielenkiintoista näytettä!

Päivitys (26.6.2017): Luonnontieteellisen keskusmuseon geologiset kokoelmat avautuvat myös kesän 2017 mittaan useampana ajankohtana yleisölle, lisätietoa täällä.

Olen kerännyt tähän omista suosikkinäytteistäni viisi (+1) joihin kannattaa näyttelyssä tutustua! Tekstin terminologiasta lyhyesti: mineraali on alkuaineista koostuva kiteinen aine ja kivilajien rakennusosa. Kivilajit koostuvat yleensä 3–5 eri mineraalista.

1) Tsaroiitti – kivimaailman liitukautinen punakaali

Tsaroiitti on harvinainen mineraali, sillä sitä on löydetty vain yhdestä paikkaa maapallolta. Esiintymä sijaitsee Venäjällä. Tsaroiitti on syntynyt kalkkikiven kemiallisen muuttumisen kautta, kun kalkkikiveen on tunkeutunut kuumaa kivisulaa. Mineraaliesiintymä on syntynyt liitukaudella, noin 134–131 miljoonaa vuotta sitten1. Geologisissa kokoelmiessa olevan näytteen hauska ulkoasu johtuu mineraalin kuitumaisesta rakenteesta ja tuo mieleeni punakaalin! Näytteessä olevat oranssit alueet ovat toista harvinaista mineraalia, tinaksiittia. Tsaroiittinäytteen löydät mineraalihuoneesta silikaattimineraalien hyllystä. Tsaroiitin kemiallinen kaava on K5Ca8Si18O46•H2O ja tinaksiitin K2Na(Ca,Mn2+)2Ti[OSi7O18(OH)].

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Tsaroiitti (violetti) ja tinaksiitti (oranssi).

2) Zirkoni – mineraali joka kertoo kivien iän

Zirkoni kuuluu silikaattimineraalien ryhmään. Tutustumisen arvoinen se on siksi, että geologisessa tutkimuksessa ja erityisesti kivien iän määrittämisessä se on hyvin tärkeä mineraali. Ominaisuuksiltaan se on kestävä eikä pelästy sitä, jos kiveä myöhemmissä kallioperän kehitysvaiheissa kuumennetaan tai muokataan uudelleen. Zirkoni kestää hyvin myös mekaanista kulutusta esimerkiksi rapautuessaan sedimentin kiertokulkuun. Zirkoneja voit löytää näyttelystä useammasta paikasta. Mineraali on esillä niin kidemallien yhteydessä kidehuoneessa, kuin mineraalivitriineissä. Näyttelyssä olevat zirkonit ovat kooltaan melko isoja kiteitä, omassa tutkimuksessani käyttämäni kiteet ovat juuri ja juuri paljain silmin nähtäviä. Tästäkin syystä zirkonikiteiden etsintä näyttelystä kannattaa! Lisää zirkonin käytöstä kivien iänmäärityksessä voit lukea täältä ja täältä. Zirkonin kemiallinen kaava on ZrSiO4.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Zirkonikiteitä (kolme rusehtavaa kidettä) Siilinjärveltä.

3) Eklogiitti – vieras maapallon syvyyksistä

Eklogiitti on kivilaji, jota syntyy korkeassa paineessa ja lämpötilassa maapallon vaipassa yli 100 kilometrin syvyydessä. Se koostuu punaisesta granaatista ja vihreästä amfibolimineraalista. Syntymisolosuhteidensa vuoksi eklogiitti on harvinainen kivilaji maapallon kuoressa, mutta sitä voidaan löytää kimberliittipiippujen yhteydestä. Kimperliittipiiput ovat syntyneet nopeissa vulkaanisissa purkauksissa. Sinkoutuessaan syvyyksistä kohti maankamaraa, kimberliittipurkaukset voivat napata mukaansa kiviainesta niin eklogiiteista aina timantteihin. Viimeisimmät kimberliittipurkaukset tapahtuivat Suomessa noin 600 miljoonaa vuotta sitten. Eklogiitin löydät Fennoskandia-huoneesta jossa on esillä Suomesta, Ruotsista, Norjasta ja länsi-Venäjältä löytyviä kivilajeja. Kokoelman eklogiitti on peräisin Norjasta.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Eklogiitti

4) Konglomeraatti – geologinen arkisto

Konglomeraatti on sedimenttikivilaji, joka koostuu pyöristyneistä kivilajikappaleista ja hienorakeisesta välimassasta. Konglomeraattien ulkonäkö vaihtelee paljon riippuen siinä olevien kivilajikappaleiden koosta, muodosta ja koostumuksesta, sekä välimassan koostumuksesta. Konglomeraatteja syntyy monissa ympäristöissä, esimerkiksi jokisoran tai mannerjalustojen turbidiittivyöryjen kivettyessä. Fennoskandia-huoneessa esillä oleva konglomeraatti on peräisin Itä-Suomesta, ja se on kerrostunut yli 2000 miljoonaa vuotta sitten. Siinä olevat pyöristyneet kivilajikappaleet ovat vaaleita kvartsi- ja maasälpärikkaita kohtia. Sedimenttikiviä käytetään geologisessa tutkimuksessa eräänlaisina arkistoina joiden avulla voidaan tutkia sedimenttien muinaisia kerrostumisympäristöjä, sekä sedimenttiaineksen lähtöalueiden koostumusta ja ikää.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Konglomeraattia Kontiolahdelta, Itä-Suomesta

5) Haliitti – keittiöstäkin tuttu

Haliitti eli natriumkloridi (NaCl) on mineraali joka muodostaa yleensä kuutiollisia kiteitä. Tutummalla nimellä haliitti tunnetaan keittiöstäkin tuttuna suolana. Haliitti esiintyy usein värittömänä tai valkoisena, mutta pienet määrät epäpuhtauksia tai virheet kiderakenteessa voivat saada aikaan myös muun värisiä haliittikiteitä joista näyttelyssä on esillä muutama esimerkki. Haliitti on vesiliukoinen mineraali ja sitä muodostuu esimerkiksi meriveden haihtuessa. Omien suolakiteiden kasvattamiseen löydät ohjeet täältä.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Kuutiollinen haliittikide Saksasta.

Bonusnäyte: Ammoniumkloridi – tulivuoren oma salmiakki

Kun olet löytänyt haliitin, kannattaa samasta vitriinistä etsiä luontaisen salmiakin, eli ammoniumkloridin, kiteitä. Salmiakkikarkin suolainen maku tulee teollisesti valmistetusta ammoniumkloridista (NH4Cl). Se on luonnostaan väriltään valkoista ja salmiakit ovat yleensä värjätty mustiksi esimerkiksi lääkehiilen avulla. Luontaisesti salmiakkia muodostuu muun muassa Vesuvius-tulivuorella Italiassa. Salmiakin löydät mineraalihuoneesta, halogenidi/haliittiryhmän hyllyn yläriviltä. Salmiakki on esiintynyt aikaisemmin blogissa täällä josta löydät myös näytteen kuvan.

Kerro kommenttikenttään mitkä olivat sinun vierailusi kohokohtia?

Viite:
1Wang Y., He H., Ivanov a.V., Zhu R., Lo C. (2014): Age and origin of charoitite, Malyy Murun massif, Siberia, Russia. International Geology Review 56, 1007-1019.

Editoitu 4.6., klo 15.15: lisätty tsaroiitin, tinaksiitin ja zirkonin kemialliset kaavat.

Salmiakkihuumaa!

Kotileipureiden keittiössä vallitsee tällä hetkellä salmiakkihuuma. Kinuskikissan leivontablogissa julkaistu resepti mustavalkoiseen salmiakkiseeprakakkuun on aiheuttanut apteekkien hyllyjen tyhjenemisen nestemäisestä salmiakista. Uutta salmiakkierää odotellessa kannattaa tutustua siihen mitä tekemistä salmiakilla on geologian kanssa!

Salmiakille tyypillinen suolainen maku tulee teollisesti valmistetusta ammoniumkloridista (NH4Cl) jota salmiakkikarkissa on pieni määrä. Ammoniumkloridi on väriltään valkoista ja salmiakkituotteet ovat värjätty mustiksi esimerkiksi lääkehiilen avulla.

Salmiakki-mineraalia, eli ammoniumkloridia, muodostuu esimerkiksi vulkaanisilla alueilla. Sitä on löydetty useilta tulivuorilta kuten Italian Vesuviukselta, Strombolilta ja Etnalta, Haivaijin Kilauealta ja Islannin Heklalta. Vulkaanista salmiakkia syntyy tulivuoren rinteillä olevien kaasujen purkausaukkojen ympärille, kun niistä purkautuva höyry kiteytyy suoraan kiinteäksi aineeksi. Kaasujen purkausaukkoja kutsutaan fumaroleiksi. Salmiakki kuuluu samaan mineraaliryhmään toisen keittiöstä tutun aineksen eli suolan (toiselta nimeltään haliitti) kanssa. Kotikeittiön ainekset eivät riitä kasvattamaan salmiakkikiteitä, mutta suolakiteiden kasvattamista kannattaa kokeilla vaikkapa kakun leipomisen ohessa (ohjeet täällä)!

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Vesuviuksella syntynyttä salmiakkia (valkoinen). Salmiakki on kiteytynyt vulkaanisen kiven päälle tulivuoresta purkautuneesta höyrystä. Näyte kuvattu Luonnontieteellisen keskusmuseon geologisista kokoelmista.

Tulivuoriperäistä salmiakkia pääset ihastelemaan Luonnontieteellisen keskusmuseon geologisissa kokoelmissa Kumpulan historiallisessa kartanossa. Kartano sijaitsee Kumpulan kasvitieteellisessä puutarhassa.

Päivitys (13.5.2016): Luonnontieteellisen keskusmuseon geologiset kokoelmat avautuvat myös kesän 2016 mittaan useampana ajankohtana yleisölle, lisätietoa täällä.

Lähteet:

Roberts, W.L., Campbell, T.J., Rapp, Jr. G.R. 1990. Encyclopedia of Minerals. Van Nostrand Reinhold, toinen painos.