Kenttätöissä Venäjällä

Lapsesta asti luonnossa liikkunut ja luonnontieteistä kiinnostunut Niina Kuosmanen haki lukion jälkeen menestyksekkäästi lukemaan maantiedettä Helsingin yliopistoon. Maisteriksi valmistumisen jälkeen Niina aloitti väitöskirjatutkimuksensa silloisella geologian laitoksella (nyk. geotieteiden ja maantieteen laitos). Tutkimuksensa puitteissa Niina on ollut kahteen otteeseen kenttätöissä Venäjällä, yhteensä noin kolmen viikon ajan.

Niinan tutkimusmatkat kohdistuivat Äänisen ympäristöön Siperian lehtikuusen läntisimmälle luontaiselle esiintymisalueelle. Tutkimusmatkojen tavoitteena oli kairata alueelta maaperänäytteitä siitepölytutkimuksia varten. Niinan lisäksi tutkimusmatkoilla on ollut mukana matkasta riippuen kolmesta kahdeksaan henkeä, pääosin venäläisiä yhteistyökumppaneita.

Niinan tutkimusmatkat sijoittuivat Äänisen länsi- ja itäpuolelle (engl. Onega), jossa Niina keräsi näytteitä Äänisen itäpuolelta (kuvassa keltaiset pallot). Lehtikuusen nykyinen levinneisyysalue on merkitty karttaan vinoviivoilla. Kuva: Kuosmanen et al. (2014).

Siitepölyjen seurassa aikamatkustusta 10 000 vuoden taakse

Kenttätöiden arki koostui maaperänäytteiden kairaamisesta. Sopivien tutkimuspaikkojen etsiminen tarkoitti välillä reippaita kävelymatkoja metsässä, lämpötilan lipuessa yli 30 asteeseen. Näytteenottovälineet odottivat autossa tai leirissä, josta ne haettiin kun oikeanlainen suopainanne löytyi metsän keskeltä. Tärkeää näytteenoton kannalta oli myös se, että painanteen lähellä kasvoi lehtikuusta, sillä se on yksi Niinan tutkimuksen keskeisistä puulajeista.

Tutkimusmatkoillaan Niina yöpyi sekä telttamajoituksessa, että Äänisen rannalla sijainneessa vanhassa koulukeskuksessa. Ensimmäisellä matkalla tutkimusryhmällä oli mukanaan kokki, joka huolehti myös leiristä muiden ryhmäläisten ollessa kenttätöissä. Ruokiin lisättiin venäläiseen tapaan runsaasti smetanaa ja koska Venäjällä juomasta on epäkohteliasta kieltäytyä kokonaan, aterioiden päätteeksi pääsi maistelemaan muun muassa maarianheinällä maustettua vodkaa.

Ensimmäisen tutkimusmatkan telttatukikohta noin 100 km Äänisen itäpuolella sijainneen pienenjärven rannalla. Kuva © Niina Kuosmanen

Niinan väitöskirjatutkimuksen menetelmät sisältävät maaperästä kairattujen näytteiden sedimenttiaineksen sisältämien fossiilisten siitepölyjen ja hiilipartikkelien tutkimista. Jokaisella kasvisuvulla on omannäköisensä siitepöly. Sedimenttinäytteiden siitepölysisällöstä Niina pystyy päättelemään millaista kasvillisuutta paikalla on ollut aina nykypäivästä viimeiseen jääkauden loppumiseen asti. Siitepölysisällön vaihtelun kautta on mahdollista mallintaa menneitä ilmasto-olosuhteita. Hiilipartikkeleista puolestaan voidaan päätellä menneiden metsäpalojen esiintyminen tutkimusalueella.

Menneestä saatua tietoa voidaan hyödyntää tällä hetkellä käsillä olevan ilmastonmuutoksen vaikutusten ymmärtämisessä ja tämän asian Niina mainitsee omassa tutkimuskentässään kiehtovammaksi asiaksi. Kentällä näytteistä merkitään tarkasti muistiin näytteenottopaikka ja näytteiden syvyydet, mutta niiden tallentama geologinen tieto selviää vasta laboratoriotöiden jälkeen.

Maaperänäyte on kairattu ja Niina siirtää näytemateriaalia näytepussiin Gleb Subetton avustuksella. Kuva © Niina Kuosmanen.

Lähikuva sedimenttikoorista. Valokuvassa näkyy hyvin sedimenttiaineksen värin vaihtelu kerrostumisajasta riippuen. Näytteiden sisältämä siitepölyjakauma selviää vasta laboratoriossa. Kuva © Niina Kuosmanen.

Alla oleva kaavakuva havainnollistaa maaperänäytteiden käyttöä menneisyyden tutkimisessa. Maaperään kairatut sedimenttikoorit ulottuvat pääosin 1,5–2 metrin syvyydelle. Paikasta ja sedimenttien kerrostumisnopeudesta riippuen tämän paksuisen näytteen avulla voi päästä käsiksi aina sedimenttiainekseen joka kerrostui noin 10 000 vuotta sitten viimeisimmän jääkauden jälkeen. Erilaisten työvaiheiden avulla sedimenttimateriaalista erotetaan sen sisältämät siitepölyt ja niiden määrät näytteessä lasketaan mikroskoopin alla kasvisuvuittain.

Niinan tutkimusten perusteella noin 10 000 vuotta sitten koivun ja männyn siitepölyjen osuus oli suurempi kuin kuusen. Noin 7000 vuotta sitten tutkimusalueen puusto alkoi muuttua hiljalleen kuusivaltaisemmaksi. Kaavakuvassa on esitetty selkeyden vuoksi vain kuusen ja koivun siitepölyt, mutta näytteet voivat sisältää kymmenittäin eri määrän kasvilajeja, joiden kaikkien osuus lasketaan. Yhdestä näytteestä lasketaan siis sadoittain yksittäisiä siitepölyhiukkasia.

 Kaavakuva sedimenttikoorin siitepölysisällön vaihtelusta. Koivun siitepölyt ovat halkaisijaltaan noin 0,15–0,20 mm ja koivun 0,04 mm. 

Liftaamassa suokairan kanssa

Helteet ja runsas määrä ajokilometrejä koituivat tutkimusryhmän auton turmioksi toisen paluumatkan aikana. Niina kertoo, että auton hyytyessä tienposkeen ei auttanut muu kuin napata noin kymmenkiloinen suokaira ja isoon kassiin pakatut näytteet kainaloon ja yrittää päästä Vologdan juna-asemalle liftaamalla. Vologdasta oli nimittäin saman päivän iltana lähtemässä yöjuna Pietariin, jonne osan tutkimusryhmästä oli tarkoitus jatkaa. Seikkailu sai onnellisen päätöksen, sillä tutkijat, suokaira, ja näytteet mahtuivat paikalle sattuneen pakettiautoilijan kyytiin. Ryhmä ehti myös suunniteltuun yöjunaan, vaikka aikataulu hieman tiukaksi menikin.

Molemmat tutkimusmatkat olivat kokonaisuudessaan Niinan mielestä mielenkiintoisia ja matkoiltaan hän kaipaa eniten yleisesti luonnossa olemista, sen havainnointia ja mukavia ihmisiä. Venäjän puolella olevat metsät ovat paikoin Suomeen verrattuna luonnontilaisempia ja rauhaa tuli myös siitä, että Äänisen itäpuolella matkapuhelimien kenttä oli olematon. Niina itse ei puhu venäjää ja tämän hän mainitsee olevan yksi matkojen harvoista huonoista puolista. Paikallisten ihmisten kanssa olisi ollut mielenkiintoista keskustella, mutta monet heistä eivät puhuneet lainkaan englantia.

Tulevaisuuden tutkimusprojekteissa Niina haluaisi mm. tutkia tarkemmin lehtikuusen levinneisyyttä ja siihen viime jääkauden jälkeen vaikuttaneita tekijöitä. Tämä tieto auttaisi arvioimaan yleisesti sitä, miten pohjoisen havumetsät ovat kehittyneet. Luonnosta ja sen tarkkailusta vapaa-ajallakin innostunut tutkija haluaisi kuuluisten tutkimusmatkailijoiden jalanjäljistä seurata Charles Darwinin Beaglelle tekemää tutkimusmatkaa maailman ympäri – nähdäkseen samat kiehtovat kasvi- ja eläinlajit kuin Darwin aikanaan!

Viite:

Kuosmanen et al. 2014. Role of forest fires in Holocene stand-scale dynamics in the unmanaged taiga forest of northwestern Russia. The Holocene 24(11): 1503–1514.

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

 

Snifsnif, haistanko malmin?

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.

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 huumeita^4,5. 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? (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.