Suomen soiden turvekerrostumista ja järvien pohjasedimenteistä on löytynyt paljaalle silmälle näkymättömiä tuhkahorisontteja, jotka paljastavat, että Suomeen kantautuu tulivuoren tuhkaa sekä Islannin että Alaskan tulivuorten purkauksista. Löytyneitä tuhkakerroksia voidaan käyttää sekä ajoitushorisontteina ympäristötutkimuksessa että tuhkapilvien levinneisyyden ja liikkeiden kartoittamiseen.
Turun yliopistossa väittelevä FM Maarit Kalliokoski on tarkastellut maaperägeologian alaan kuuluvassa väitöstutkimuksessaan Suomen soiden turvekerrostumista ja järvien pohjasedimenteistä löytyviä tuhkakerroksia.
Tuhkan geokemiallisen koostumuksen perusteella Islannin ja Alaskan tulivuorenpurkausten tuhkaa on levinnyt Suomeen saakka ainakin 22 kertaa viimeisen 7 000 vuoden aikana.
– Nuorin löytyneistä tuhkahorisonteista on peräisin Islannin Askja-tulivuoren vuoden 1875 purkauksesta, kun taas vanhin tuhka on purkautunut Islannin Hekla-tulivuoresta noin 7 000 vuotta sitten, Kalliokoski kertoo.
Islannin tulivuorilla on omat geokemialliset sormenjälkensä
Tulivuoren tuhka eli tefra on erittäin hienojakoista vulkaanista lasia, jota muodostuu kivisulan nopeasti jäähtyessä ja pirstaloituessa tulivuorten räjähdyspurkauksissa. Vulkaaninen lasi on kevyttä sisältämiensä kuplien ansiosta, joten se voi kulkeutua ilmakehän virtausten mukana useita tuhansia kilometrejä ennen laskeutumistaan maanpinnalle.
– Islannin tulivuorilla on omat geokemialliset sormenjälkensä, joiden perusteella eri tulivuorista ja usein jopa saman tulivuoren eri purkauksista lähtöisin olevan tuhkan alkuperä voidaan selvittää. Suomesta löytyneiden mikroskooppisten pienten tefrahiukkasten alkuainekoostumusta tutkimalla on siis mahdollista jäljittää, missä ja milloin tuhka on vapautunut ilmakehään, Kalliokoski avaa.
Tulivuoren tuhkalla ajoitetaan ympäristönmuutosta
Tulivuorenpurkauksessa ilmakehään vapautuva tuhka leviää nopeasti kauas purkauspaikalta ja laskeutuu maanpinnalle yleensä päivien tai korkeintaan parin viikon sisällä muodostaen horisontin, joka edustaa samaa ajankohtaa koko levinneisyysalueellaan. Jos purkauksen ajankohta on tiedossa, muodostunutta tefrakerrosta voidaan käyttää ajoitushorisonttina ympäristötutkimuksessa.
– Suomen soiden turvepatjat ja järvien paksut pohjasedimentit ovat ympäristöarkistoja, joihin on kerrostunut biologisia, kemiallisia ja fysikaalisia jälkiä muinaisista ympäristöoloista ja ilmastosta. Näistä ympäristötietoa sisältävistä kerrostumista voidaan ottaa useita metrejä pitkiä kairanäytteitä, joiden syvimmät osat edustavat vanhinta ajanjaksoa ja pintaosat nykypäivää, Kalliokoski kertoo.
Jos kairanäytteestä löytyy tuhkahorisontteja, joiden ikä on tiedossa, voidaan näyte ja sen sisältämät ympäristöarkistot ajoittaa horisonttien avulla hyvin tarkasti. Jos kyseessä on historiallinen tulivuorenpurkaus, voidaan tefrahorisontin ikä määrittää joskus jopa päivän tarkkuudella.
– Esimerkiksi Askjan vuoden 1875 tulivuorenpurkaus tapahtui 28. maaliskuuta, ja Tukholmassa satoi silminnäkijöiden kertomusten mukaan tuhkaa 30. maaliskuuta. Suomesta löytyneen Askja 1875 tuhkahorisontin kerrostumisajankohta on siis mitä todennäköisimmin joko 30. tai 31. maaliskuuta 1875, joten se muodostaa hyvin tarkan ajoitushorisontin Suomen soissa ja järvissä, tutkija avaa.
Tefratutkimuksilla kartoitetaan tuhkapilvien liikkeitä
Tefran esiintymistä on tutkittu useissa Pohjois-Euroopan maissa jo vuosikymmenien ajan, ja eri alueiden tuhkahavaintoja yhdistelemällä voidaan kartoittaa tuhkan levinneisyysalueita. Suomesta löytyneet tuhkahorisontit kertovat, että Alaskan tulivuorenpurkauksista on kulkeutunut tuhkaa ilmakehän virtausten mukana huomattavasti kauemmaksi kuin aiemmin on tiedetty.
Islannin tulivuorenpurkauksista peräisin olevat tuhkapilvet puolestaan saapuvat Suomen ilmakehään sekä suoraan lännestä että monimutkaisia Pohjois-Norjan tai Irlannin ja Iso-Britannian kautta kulkevia reittejä pitkin.
– Tulivuoren tuhkan levinneisyysalueiden kartoittaminen auttaa arvioimaan räjähdyspurkausten lentoliikenteelle aiheuttamien haittojen laajuutta. Lisäksi tuhkan levinneisyyden tutkiminen mahdollistaa muinaisten tulivuorenpurkausten kokoluokan ja voimakkuuden aiempaa tarkemman mallintamisen, Kalliokoski kertoo.
***
FM Maarit Kalliokoski esittää väitöskirjansa ”An outline for Finnish Holocene tephrochronology - volcanic ash as a dating method in Finland” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 20.11.2020 klo 17.00. Väitöstilaisuus tapahtuu Islannin yliopistossa. Tilaisuutta voi seurata etäyhteydellä.
Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Nicholas Balascio (College of William & Mary, Yhdysvallat) ja kustoksena professori Jukka Käyhkö (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on maaperägeologia.
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
