Itämeren alainen kallioperä kertoo miljardien vuosien takaisesta mantereiden kehityksestä (Väitös: MSc Evgenia Salin, 20.8.2021, geologia)
Kahden miljardin vuoden takaisessa Pohjois-Euroopassa nykyiset mantereet puuttuivat kokonaan. Pohjoinen ja itäinen Suomi olivat osa pientä mannerta, mutta suurin osa Pohjois-Eurooppaa oli tulivuorisaaria, joita ympäröi hyvin matala meri – ei kuitenkaan Itämeri. Laattatektoniikan myötä nämä osat yhdistyivät kasvattaen asteittain pientä itäistä mannerta Fennoskandian mantereeksi. Väitöstutkimuksessaan MSc Evgenia Salin selvitti Fennoskandian mantereen kehitystä aiemmin tutkimattomista Itämeren alta kerätyistä kallioperänäytteistä.
Geologit ovat jo pitkään ja ansiokkaasti tutkineet prekambrista, yli puoli miljardia vuotta vanhaa, kallioperää Itämerta ympäröivissä maissa, mutta tutkimus on keskittynyt maalle, koska merenalaiseen kallioperään on työlästä päästä käsiksi. Väitöskirjassaan MSc Evgenia Salin tutki Itämeren keskiosaa, jossa prekambrista kallioperää peittää jopa 2600 metrin paksuinen kerros sedimenttikiviä ja merivettä.
1980-luvulta lähtien Itämeren alaisen prekambrisen kallioperäkehityksen tulkinnat ovat pohjautuneet geofysiikan menetelmiin, joihin ei kuulu kivinäytteiden tutkimista. Tutkimuksen päätavoitteet ovat muinaisen Fennoskandian mantereen jäänteiden löytäminen keskiseltä Itämereltä sekä Pohjois-Euroopan vähiten tutkitun alueen paleomaantieteen selvittäminen kivinäytteiden perusteella. Tämä onnistuu vertaamalla Itämeren alta peräisin olevia kivinäytteitä aiempien kallioperätutkimusten tuloksiin Ruotsista, Latviasta ja Liettuasta.
– Tätä tutkimusta ei olisi ollut mahdollista toteuttaa ilman apua yhtiöiltä, jotka etsivät öljyä ja maakaasua Itämereltä viime vuosisadalla. Öljyä tai kaasua ei alueelta löytynyt, mutta tutkimuksista kertyi satoja kairasydämiä, joita säilytettiin vuosikymmeniä kairasydänarkistoissa. Suurta osaa tästä kiviaineistosta ei ole tutkittu lainkaan ennen väitöskirjatutkimustani, sanoo Salin.
– Löysimme 3,3 miljardia vuotta vanhan zirkonin sedimenttikivestä 310 metrin syvyydestä Pohjois-Gotlannissa. Saman kiven nuoremmat zirkonit kiteytyivät 2,5–2,3 miljardia vuotta sitten. Zirkonikiteet toimivat usein geologisena kellona, mutta tämän ikäiset zirkonit ovat erittäin harvinaisia niin Suomessa kuin Ruotsissakin (Fennoskandian mantereella). Siksi zirkonien alkuperän tulisi olla nykyisessä lännessä tai etelässä, Salin kertoo.
Salinin mukaan Sarmatian mantereelta etelästä (nykypäivän Ukrainasta) on löytynyt vastaavan ikäisiä kiviä, mutta Sarmatia ja Pohjois-Gotlanti liikkuivat lähelle toisiaan vasta 1,82 miljardia vuotta sitten. Sitä ennen niitä erotti valtameri, jonka yli sedimentit tuskin olisivat voineet kulkeutua.
Samanikäisiä kiviä on löytynyt myös pieneltä alueelta Kaakkois-Ruotsista, joka vaikuttaa olleen siihen aikaan Fennoskandian mantereen reuna-alue. Salinin mukaan tässä tapauksessa vanhat zirkonikiteet voisivat olla peräisin samalta paleomantereelta rannikon varrelta, mutta lännestä (nykyisestä Kanadasta).
Gotlannin keski- ja länsiosien prekambrinen kallioperä on tulivuoriperäistä: Keski-Gotlanti muodostui tulivuorisaarista ja Etelä-Gotlanti sisämaa- tai rannikkotulivuorista. Samanlaisia kiviä löytyy myös Kaakkois-Ruotsista, mutta korrelaatiota Latvian ja Liettuan kallioperän kanssa vaikeuttaa kivilajien voimakas muuntuminen Fennoskandian ja Sarmatian myöhemmässä törmäyksessä.
– Gotlannin eteläisin kärki syntyi 1,80 miljardia vuotta sitten, kun merellinen laatta Fennoskandian mantereen lounaispuolella alkoi työntyä mannerlaatan alle muodostaen tulivuoria maankuoren pinnalle ja graniittia kuoren sisälle. Tämä magmaattinen aktiivisuus kesti lähes 200 miljoonaa vuotta luoden pitkän vyöhykkeen, jota voimme nyt seurata Norjan ja Ruotsin pohjoisosista Itämeren läpi Liettuaan ja Puolaan.
***
MSc Evgenia Salin esittää väitöskirjansa ”Palaeoproterozoic crustal evolution in SW Fennoscandia, Baltic Sea region” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 20.8.2021 klo 12.00.
Väitöstilaisuutta voi seurata etänä
Vastaväittäjänä toimii professori Ulf Söderlund (Lund University, Ruotsi) ja kustoksena professori Krister Sundblad (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on geologia.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
Väittelijän yhteystiedot: evgenia.salin@gmail.com
