Rikkonaisten rakenteiden tutkimus ennustaa kallioperän käyttäytymistä tulevaisuudessa (Väitös: FM Jussi Mattila, 10.4.2015, geologia ja mineralogia)

Mattila tutki väitöskirjassaan Olkiluodon sekä Etelä-Afrikan Namaquamaan kallioperän rikkonaisten rakenteiden kehitystä modernien rakennegeologisten menetelmien avulla. Kerätystä aineistosta voidaan Mattilan mukaan päätellä, että niin Olkiluodon kuin Namaquamaankin kallioperän rikkonaiset rakenteet muodostuivat kohtuullisen varhaisessa vaiheessa kallioperän kehitystä.

 

– Eteläisen Suomen kallioperä ikä on pääosin 1,8–1,9 miljardia vuotta. Tutkimuksen perusteella Olkiluodon alueen kallioperän rikkonaiset vyöhykkeet muodostuivat noin 600 miljoonan vuoden ajanjaksolla kallioperän synnyn jälkeen, eli nykyisin nähtävät rikkonaiset rakenteet olivat olemassa jo noin 1,2 miljardia vuotta sitten. Tämän jälkeen ei uusia rikkonaisia rakenteita ole enää juurikaan muodostunut vaan kallioperän myöhempi deformaatio tapahtui jo olemassa olevia rikkonaisia rakenteita pitkin, Mattila sanoo.

 

Hän havaitsi samankaltaisen kehityskulun myös Namaquamaan kohdalla.

 

– Tutkimuksen perusteella vanhan kallioperän alueilla, kuten Suomessa ja Namaquamaassa, seismiset tapahtumat keskittyvät kallioperän jo olemassa oleviin rikkonaisiin rakenteisiin eikä näin ollen ole odotettavissa, että uusia rikkonaisia rakenteita muodostuisi kallioperään. Kallioperän mahdollisen seismisyyden arviointi voidaan siis perustaa jo olemassa olevien rakenteiden tutkimukselle, Mattila sanoo.

 

Kallioperän rikkonaisten rakenteiden tutkimus on ollut aikaisemmin Suomessa hyvin vähäistä, joten Mattilan tutkimus antaa merkittävää uutta tietoa Etelä-Suomen kallioperän kehityksestä.

Mattila tutki työssään myös Olkiluodon alueen kallioperän vettä johtavien rakojen suhdetta kallioperän nykyiseen jännitystilaan.

 

– Tutkimuksen perusteella Olkiluodon kallioperässä on havaittavissa selkeä korrelaatio kallioperän vettä johtavien rakojen ja nykyisin vallitsevan jännitystilan välillä. Pohjavesi esiintyy pääasiassa raoissa, joihin kohdistuu jännitystilan vaikutuksesta vähiten puristusta, Mattila kertoo.

Tulosten perusteella on mahdollisuus luoda malleja pohjavesien virtauksista kallioperässä, jos tutkittavan kohteen rakoilu ja jännitystila tunnetaan kohtuullisen hyvin, kuten esimerkiksi Olkiluodon alueella.

– Luomalla lisäksi malleja tulevaisuuden jännitystiloista, on mahdollista myös arvioida pohjaveden virtauksia kallioperässä tulevaisuuden olosuhteissa, Mattila sanoo.

Väitöstyön tuloksilla on näin ollen merkitystä monissa rakennusgeologian kehitteillä olevissa sovelluksissa, kuten esimerkiksi hiilidioksidin varastoinnissa kallioperään sekä ydinjätteiden loppusijoituksen pitkäaikaisturvallisuuden arvioinnissa.

***

Perjantaina 10. huhtikuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Yliopistonmäki, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Jussi Mattilan väitöskirja ”Genesis and evolution of brittle structures in southwestern Finland and western South Africa - insights into fault reactivation, fluid flow and structural maturity in Precambrian cratons” (Kallioperän hauraiden rakenteiden synty ja kehitys Lounais-Suomessa ja läntisessä Etelä-Afrikassa - näkemyksiä siirrosten uudelleenaktivoitumiseen, pohjaveden virtaukseen sekä kallioperän rakenteelliseen kypsyyteen Prekambrisilla kratonialueilla). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Paul Bons Tübingenin yliopistosta Saksasta ja kustoksena professori Krister Sundblad Turun yliopistosta.

FM Jussi Mattila on syntynyt 1978 ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1997 Turun Klassikon lukiosta. Filosofian maisteriksi Mattila valmistui 2004 Turun yliopistosta. Parhaillaan hän toimii geologina Posiva Oy:ssä. Väitös kuuluu geologian ja mineralogian alaan.

 

Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/