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.

Advertisements

Kivibongausta Uutelassa, Helsingissä

Uutelan Skatanniemi on hyvä paikka kiviretkelle. Skatanniemen kärjestä löytyy mielenkiintoisia kalliopaljastumia ja niemen itäpuolen rannalta löytyy useita erilaisia kivilajilohkareita.

kärki
Lähes 1,9 miljardin vuoden takaiseen tulivuoritoimintaan liittyy Skatanniemen tummanharmaa kivi.

Skatanniemen kärki koostuu pääosin tummasta kivestä, jota halkoo vaaleanpunaiset raidat. Tumma kivi on syntynyt alunperin noin 1,9 miljardia vuotta sitten saarikaarityypin tulivuoritoimintaan liittyen. Kallioperäkartan mukaan kivi on luokiteltu vulkaniitiksi, mutta itse kivessä ei kuitenkaan ole näkyvissä selkeästi vulkaniiteille ominaisia piirteitä. Tämä niemenkärkeä muodostava tumma kivi ei välttämättä ole päässyt purkautumaan aivan maanpinnalle asti, vaan kiteytynyt niin kutsuksi puolipinnalliseksi kiveksi maankuoren sisään. Joka tapauksessa ylläolevan tumman kiven syntytarina liittyy muinaiseen tulivuoritoimintaan.

Tulivuoritoimintaan liittyvän kiven synnyn jälkeen siihen on tunkeutunut graniittisia juonia, jotka ovat paikoitellen katkeilleet linssimäisiksi osueiksi kallioperän puristuksessa. Juonet liittyvät todennäköisesti Svekofenniseen poimuvuoriston syntyyn noin 1,9-1,8 miljardia vuotta sitten. Tällöin vulkaaniset saarikaaret törmäilivät toisiinsa ja vanhempaan mantereeseen, muodostaen hiljalleen nykyistä Himalajaa muistuttavan poimuvuoriston. Maankuoren paksuuntuessa poimuvuoriston juuriosia muodostavat kivet lämpenivät, uudelleen muokkaantuivat ja alkoivat osittain sulaa.

 

Kaksi graniittia, kaksi eri syntytarinaa

kiviserkut

Skatanniemen itäpuolen rannoilta voi löytää myös kiviserkukset vierekkäin, Ikäeroa näillä tyypeillä on noin 200 miljoonaa vuotta. Graniiteista nuorempi, vasemmalla oleva isompi rapakivigraniittilohkare on kiteytynyt muinaisen supertulivuoren uumenissa noin 1,6 miljardia vuotta sitten, paljastunut vuoren uumenista eroosion myötä ja kuljetettu nykyiselle paikalle jääkauden toimesta. Oikealla puolella oleva graniittinen kivi on syntynyt aiemmin mainitun Svekofennisen vuorijononmuodostuksen aikana.

Rapakivigraniitin wiborgiittimuoto on helposti tunnistettavissa ja erotettavissa muista graniiteista sille ominaisten maasälpäovoidien perusteella. Rapakivigraniitti on seikkaillut blogissa useasti: Sipoosta löytyy erikoisesti rapautunut rapakivilohkare, Roihuvuoresta iso siirtolohkare ja kannattaa myös lukea siitä millaista rapakivien tutkimus Brasilian sademetsissä on. Espoosta löytyy varsin valtava rapakivilohkare.

moroutuminen
Rapakivigraniitin rapautumispintaa.
ovoidit_uutela
Rapakivigraniitin wiborgiittimuodolle ominaisia pyöreitä maasälpäovoideja.

 

Muistoja muinaisista tulivuorista

Samaiselta rannalta graniittiserkkujen seurasta löytyy useita mustia lohkareita, joissa on havaittavissa yksittäisiä isompia kiteitä, jotka kimmeltävät auringossa. Tämä kivi on syntynyt kun magmasäiliön kivisulasta kiteytyneet raskaammat kiteet ovat laskeutuneet magmasäiliön pohjalle. Tällaisia kiviä kutsutaan kumulaateiksi. Kivi liittyy todennäköisesti samaan tulivuoritoimintaan kuin aiemmin mainittu Skatanniemen kärjen tumma kallioalue, sekä Vuosaaren vulkaaniset kerrostumat ja tyynylaavat.

kumulaatti
Kumulaatti.

Skatanniemestä löytyy myös tulivuoren purkauksen kerrostamaa materiaalia. Itäpuolen kalliopaljastumassa on selkeästi näkyvissä erilaisia kerroksia. Kallion keskivaiheilla kulkee kidetuffikerros, joka on syntynyt tulivuoren räjähdyspurkauksessa materiaalin kerrostuessa tulivuoren rinteelle. Kun kerrosta seuraa kalliopaljastuman halki huomaa sen taipuvan poimulle, joka viittaa taas tulivuoritoiminnan jälkeiseen vuorijonon rytinään.

kidetuffi-uutela-poimutus
Poimuttunutta tulivuorisyntyistä kiveä, eli vulkaniittia. Keltaisilla katkoviivoilla on rajattu kidetuffikerros. Vaaleat kohdat oikeassa yläkulmassa ovat samankaltaista graniittista sulaa kuin Skatanniemen kärjen kallioissa.
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Lähikuva kidetuffikerroksesta. Huomaa kerroksen poimuttuminen.

Oletko vieraillut Uutelan tai Vuosaaren geologisilla kohteilla? Löysitkö näitä kiviä?

Blogissa on jo aikaisemmin seikkailtu Vuosaaren tulivuorten jäljillä, lue kirjoitus täältä. Maisemakuvien perässä kannattaa suunnata Vaellusjutut-blogiin, jossa myös juttuja Vuosaareen liittyen. Blogin Metromatka menneisyyteen –sarja esittelee geologiaan liittyviä pääkaupunkiseudun retkikohteita metrolinjan varrelta ja hieman sen ulkopuolelta. Suosittelen myös käymään Geologia.fi -sivuilla, jossa on julkaistu videon Etelä-Suomen kallioperän kehityksestä (kesto noin puoli tuntia).

Muokattu 11.9.: tarkennettu Svekofennisen orogenian ikää.

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.

Pahoehoe ja a’a – basalttinen parivaljakko

Ilmanalaisissa purkauksissa basalttinen laava voi vyöryä tulivuoren rinnettä pitkin kahdessa eri olomuodossa: pahoehoe (lausutaan pa-hoi-hoi) ja a’a (lausutaan aa-aa). Vinkeiden sanojen takana ei ole (tiettävästi) geologien yritys keksiä mahdollisimman hankalasti lausuttavia termejä, vaan termit juontuvat havaijin kielestä. Pahoehoe merkitsee sileää tai rikkoutumatonta. A’a-sanalla on monia merkityksiä ja se voi tarkoittaa esimerkiksi kivistä.

Pahoehoe-tyyppinen basalttilaava liikkuu sulavasti ja sen pintakerros jäähtyy nopeasti muodostaen sileän, köysimäisen pinnan.   Suomenkielinen vastine pahoehoe-laavalle on köysilaava. Köysilaavan jäähtymistä voi verrata itse tehtyyn kiisseliin, jonka päälle syntyy jäähtymisen aikana paksumpi kuori. Jos kuoren alla oleva kiisselimassa liikahtaa, voi kiisselin kuori mennä samalla tavalla ruttuun, kuin köysilaavan pintaosa. Alla on video pahoeho-tyyppisestä laavavirtauksesta Havaijilta.

 

A’a-laava virtaa köysilaavaa paksumpana kerroksena ja rikkoutuu jäähtyessään irrallisiksi kappaleiksi, muodostaen muhkuraisen lopputuloksen. Alla olevalla videolla näkyy a’a-tyyppinen laavavirtaus, myös Havaijilta. Kannattaa kiinnittää huomiota  laavavirrasta kuuluvaan ääneen.

Se, millaisessa muodossa laava virtaa, riippuu muun muassa purkautuvan laavan määrästä, laavan viskositeetista ja rinteen jyrkkyydestä. Lisäksi laavavirran edetessä alunperin köysilaavavirtana alkanut purkaus voi vaihettua rikkonaiseksi a’a-laavaksi.

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

Postikortti Etnalta // Postcard from Etna

“Ja Etnanpa kaukaa mä kauniina nään,
ah, tää kaikki hurmaa ja huumaapi pään” -Topelius 1853

Viime viikkoina Etna on purkautunut varsin voimakkaasti. Vuosi sitten syksyllä tulivuori oli rauhallinen ja pääsin vierailemaan aivan sen kraattereiden reunoilla. Tervetuloa mukaan virtuaalimatkalle kohti Euroopan korkeinta ja yhtä aktiivisinta tulivuorta!

During the last few weeks Etna has been erupting quite dramatically. I visited Etna about a year ago. During that time the volcano was quite calm and I was able to hike up to the main craters. Join the virtual tour to the highest and one of the most active volcanoes in Europe!

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Etnan huippu ja kuu! // Etna ‘s peak and the Moon.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Matkalla ylöspäin! // On our way to up!

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Melkein kuin kuussa. // Almost like on the Moon.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Kurkistus kraatteriin! Huomaa mittakaavaksi käyvät ihmiset kraatterin vastareunalla. // Peak into the crater! Notice the people for scale on the other side of the crater.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Tulivuoren puhinaa! // Huff and puff!

Etna on aikaisemmin puhallellut blogissa savurenkaita ja tulivuorelta löytyy myös salmiakkia. Jos olet kiinnostunut Etnan geologiasta tarkemmin, lue kirjoittamani juttu Geologi-lehteen.

If you are interested more of Etna’s geology, I have written an article about it to the Geologi -magazine.

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

 

Kivi, joka kelluu

hohkakivi
Kippis, sanoi hohkakivi!

Löytyykö sinunkin kylpyhuoneen kaapistasi palanen tulivuorta?

Maapallolta löytyy yksi kivilaji, joka kelpaa (ainakin geologin) kylpyleluksi. Tulivuorenpurkauksissa syntyvä hohkakivi on niin huokoista, että se kelluu vedenpinnalla. Hohkakiven rakenteesta noin 90 % on ilmaa. Huokoista kiveä syntyy purkauksissa, joissa paljon kaasuja sisältävä sula kiviaines räjähtää nopeasti ja jäähtyy vulkaaniseksi lasiksi.

Hohkakiveä hyödynnetään monella tavalla esimerkiksi rakentamisessa, vaatteiden kivipesussa, sekä jalkojen ja käsien kovettumien poistoon hohkakiviraspilla. Jauhettua hohkakiveä voidaan lisätä kuorivaksi ainesosaksi esimerkiksi pala- ja nestesaippuoihin. Kaupoista voi löytää myös teollisesti lasista synteettistä valmistettua hohkakiveä. Suurin osa maailman tulivuorisyntyisestä hohkakivestä tuotetaan Italiassa.

hohkakivi2
Blublub! Uimassa sekä tulivuoren juurelta kerätty hohkakivi, että tuliaiseksi saatu värjätty ja muotoiltu hohkakivi.

Kun hohkakiven huokoset täyttyvät vedellä, tämäkin kivilaatu kyllä ajan myötä uppoaa! Testieni mukaan pienen, halkaisijaltaan noin viiden senttimetrin kokoisen, hohkakivipalan kellumiskyky kestää yli vuorokauden. Isommat hohkakivikappaleet ja -lautat voivat kellua paljon pidemään, jopa vuosia! Hohkakivi saa kellusmiskykynsä takaisin, jos se pääsee välillä kuivumaan.

hohkakivi_Japani

Kokeellista geologiaa! Jos olet tulivuoren lähettyvillä, etsi rannalta suurin löytämäsi hohkakiveltä vaikuttava murikka ja heitä se mereen. Tarkkaile jääkö kimpale kellumaan! Kuvassa näkyvä hohkakiven kellumiskykyä havainnollistava koe suoritettiin Japanissa, Sakurajima-tulivuoren juurella.

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

Tulivuorisyntyisiä savurenkaita

Etna – tuo tulivuorimaailman Gandalf, on puhallellut useaan otteeseen historiassaan savurenkaita, joita on ikuistettu niin videoille kuin valokuville. Savurenkaat eivät ole tulivuorimaailmassa jokapäiväinen ilmiö, mutta Etnan lisäksi myös muutamien muiden tulivuorten tiedetään niitä tuprutelleen. Savurenkaita ilmestyi taivaalle esimerkiksi islantilaisen Eyjafjallajökull-tulivuoren purkauksen yhteydessä vuonna 2010.

Vulkaanisten savurenkaat syntyvät todennäköisesti kun vuoren sisältä purkautuva kaasu kulkee ulos yksittäisenä tuprahduksena ja sopivalla nopeudella pienen purkausaukon kautta. Alla video Etnan puhaltamista savurenkaista.

Savurenkaiden tekemistä voi kokeilla myös itse. Skotlantilaisen matemaatikon Peter Guthrie Taitin tiedetään rakentaneen samaan periaatteeseen pohjautuvan savurengaskoneen jo 1800-luvun lopulla tieteellisiä kokeita varten.

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