eteläisen lapin ja koillismaan jäätikkösyntyiset...
TRANSCRIPT
Eteläisen Lapin ja Koillismaan jäätikkösyntyiset maaperämuodot ja niiden
syntyolosuhteet
LuK-tutkielma
Oulu Mining School
Oulun yliopisto
Vesa Sarajärvi 2018
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö kuvaa Suomen glasigeenisiä maaperämuodostumia, ja niiden
syntyolosuhteita. Esimerkkialueena ja esimerkkeinä on käytetty pääasiassa Koillismaan
ja eteläisen Lapin alueilla Veiksel-jäätiköitymisen aikaan syntyneitä muodostumia. Ne
edustavat hyvin vastaavia muodostumia koko Suomessa. Tarkastellulla alueella on
runsaasti kaikkien Veiksel-jäätiköitymis- ja peräytymisvaiheiden tuloksena syntyneitä
maaperämuodostumia, joita edustavat mm. alueen drumliinikentät ja
kumpumoreenijonot, sekä Pudasjärveltä Hossaan ulottuva jäätikkökielekkeiden
saumavyöhyke, jossa on runsaasti glasifluviaalisesta aineksesta koostuvia harju- ja
kumpumuodostumia. Alueen moreenistratigrafia kuvastaa hyvin Veiksel-aikaisen
jäätikön dynamiikkaa ja sitä tukevat alueella havaitut muodostumien morfologiset
suuntaukset, sekä virtauskielekkeiden uurresuunnat.
Post- ja periglasiaalisten prosessien tuloksena syntyneet routa-, tuuli- ja
aaltomuodostumat, sekä glasigeeniset meri- ja järvisedimentit on rajattu tarkemman
tarkastelun ulkopuolelle, koska post- ja periglasiaaliset prosessit eivät ole vaatineet
jäätikön välitöntä vaikutusta, eivätkä siten tässä yhteydessä katsota olevan glasigeenisiä.
Avainsanat: glasigeeniset maaperämuodot, harju, drumliini, saumamuodostumat,
Veiksel-vaihe
Sisällysluettelo
1. Johdanto…………………………………………………………………………1
2. Jäätikköprosessit…………………………………………………………………2
2.1 Jäätikön synty-ympäristö ja dynamiikka……………………………………….2
2.2 Jäätikön liike……………………………………………………………………3
2.3 Jäätikön sulamisvedet…………………………………………………………..4
2.4 Glasiaalieroosio…………………………………………………………………6
3. Jäätikkösyntyiset muodostumat…………………………………………………..7
3.1 Drumliinit ja flutingit……………………………………………………………7
3.2 Kumpumoreenit…………………………………………………………………8
3.3 Suppamaasto…………………………………………………………………….11
3.4 Harjut…………………………………………………………………………….11
3.5 Reunamuodostumat……………………………………………………………...13
3.6 Puskumoreenit………………………………………………………………..….14
4. Veiksel-vaiheen jäätiköitymishistoria eteläisessä Lapissa ja Koillismaalla……....15
5 Yhteenveto………………………………………………………………..……..…19
Lähdeluettelo…………………………………………………………………………20
1
1. Johdanto
Tämä opinnäytetyö keskittyy jäätiköiden yleisten ominaisuuksien kuvaukseen edeten
eteläisen Lapin ja Koillismaan maaperämuotojen ja niiden syntyolosuhteiden
kuvaamiseen. Tarkastelualueen maaperämuodot ovat pääasiassa mannerjäätikön, ja sen
eri osien aikaansaamia Veiksel-kauden jäätiköitymisolosuhteissa.
Kvartäärikaudella, eli viimeisen noin 2,6 miljoonan vuoden aikana on pohjoisella
pallonpuoliskolla ollut mannerjäätiköitä toistuvasti. Maapallolla on tälläkin hetkellä
mannerjäätikön peittämiä alueita, joten nytkin eletään ns. jääkausiaikaa (Taipale ja
Saarnisto 1991). Kvartäärikauden viimeisin jäätiköityminen oli ns. Veiksel-glasiaatio,
joka alkoi noin 115 000 vuotta sitten ja oli laajimmillaan noin 22 000 vuotta sitten.
(Mangerud ym., 2004). Mangerudin ym. (2004) mukaan interglasiaali- ja
glasiaalivaiheiden aikana esiintyi useita kylmempiä stadaali-, ja lämpimämpiä
interstadiaalivaiheita, jotka vaikuttivat oleellisesti jäätikön etenemiseen ja dynamiikkaan.
Jäätikön vetäytymisestä on saatu luotettava kuva tutkimalla jäätiköitymisprosesseja ja
maaperämuotojen morfologiaa.
Skandinavian mannerjään deglasiaatiovaiheen virtausvaiheita on selvitetty tulkitsemalla
mm. Landsat-sateliittikuvissa näkyviä maaperämuotoja ja yhdistämällä näistä tulkittuja
glasigeenisiä maaperäassosiaatioita kenttätutkimustuloksiin sekä aikaisempiin Euraasian
mannerjäätiköiden virtaustutkimuksiin (esim. Punkari, 1980).
Muun muassa Punkarin (1980) mukaan Laurentide-jäätiköityminen Wisconsin-vaiheessa
oli Pohjois-Euroopan Veiksel-aikaista jäätiköitymisvaihetta vastaava jäätiköityminen
Pohjois-Amerikassa ja siten käyttäytymiseltään joltain osin verrattavissa Veiksel-
vaiheessa esiintyneisiin Euraasian mannerjäätiköihin. Laurentide-jäätiköitymistä ovat
tutkineet jo varhain viime vuosituhannella mm. Zumberge (1960), Zoltai (1961, 1965,
1967) ja Wright (1962, 1971).
Jäätikköjää vetäytyy sulaessaan suurin piirtein päinvastaiseen suuntaan kuin edetessään
(Johansson ja Kujansuu, 2005).
2
Johanssonin ja Kujansuun (2005) mukaan tästä johtuen nuorimpia jään virtaussuuntia
voidaan hyödyntää arvioitaessa jään vetäytymisreittiä.
Viimeisen deglasiaatiovaiheen aikana mannerjäätikkö suli Nuoremman Dryaskauden
aikaiselta Kuittijärven ja Pääjärven alueelta Vienan Karjalasta Koillismaalle ja siitä
Perämeren alueelle 1 500 vuoden aikana 11 500-10 000 vuotta sitten (Johansson ja
Kujansuu, 2005). Taipaleen ja Saarniston (1991) mukaan subakvaattiset muodostumat
Koillismaalla syntyivät Itämeren altaan Ancylus-järvivaiheen aikana ja ne ovat
paljastuneet maan kohoamisen seurauksena postglasiaalisten prosessien työstettäviksi.
Ylimmät Ancylus-rantaviivan merkit näkyvät eteläisen Lapin ja Koillismaan alueella
noin 200 m nykyisen merenpinnan yläpuolella (Taipale ja Saarnisto, 1991).
2. Jäätikköprosessit
Jäätiköiden muodostuminen ja väheneminen ovat yksi merkittävimmistä ympäristöön ja
luonnon ekosystemiin vaikuttavista tekijöistä maapallolla (Benn & Evans, 2010).
Kryosfäärillä, jonka muodostavat jäätiköt, lumipeite, merijää ja jää vesistöissä, on välitön
yhteys biosfääriin, litosfääriin ja atmosfääriin, jotka kaikki yhdessä vaikuttavat
ratkaisevasti globaaliin ilmastoon ja sen myötä koko ihmiskunnan olemassaoloon ja
hyvinvointiin. Benn & Evansin (2010) mukaan jäätiköillä on kiistämätön yhteys ilmaston
muutokseen ja sen myötä paljon keskusteltuun mahdolliseen tulevaisuuden
ekokatastrofiin.
2.1 Jäätikön synty-ympäristö ja dynamiikka
Jäätikön massan kertyminen ja häviäminen tunnetaan käsitteenä massabalanssi. Massa
lisääntyy sateen ja tuulen tuomasta lumesta, suoraan kosteasta ilmasta jääksi tiivistyen,
sekä jäätikön yläpuolisista lumivyöryistä kertyen. Kertynyt massa kuljettuu jäätikön
mukana sen liikkuessa kohti jäätikön reuna-asemaa, jolloin massaa häviää sulamalla,
haihtumalla ja murtumalla jäävuoriksi. Jäätikkö kasvaa siellä, missä korkeussuhteet ja
ilmasto sallivat massan kertymän ylittävän poistuman. Vastaavasti massaa häviää
poistuman ylittäessä kertymän. Energiavaihto jäätikön, sen yläpuolisen ilman ja
3
alapuolisen maan välillä vaikuttavat jäätikön lämpötilaan. Näin ollen jäätikön
kokonaisenergiavarasto voi ajan myötä muuttua, vaikka jäätikön massa säilyisi vakiona.
Häviöalueen ja kertymäalueen erottaa linja, jossa häviö vastaa täsmälleen kertymää.
Tasapainolinja tunnetaan nimellä ELA (Equilibrum line altitude). Linjan sijainti on
riippuvainen paikallisesta ja alueellisesta topografiasta ja ilmastosta (Benn & Evans,
2010).
2.2 Jäätikön liike
Jäätikkö virtaa kertymäalueelta poistuma-alueelle muovautumalla sisäisesti, muovaten
alustaansa, tai liukuen ja ryömien alustallaan. Samalla lunta ja jäätä kuljettuu
kertymäalueelta poistuma-alueelle. Jäätikkö voi myös liikkua yhtäkkisesti ns. surge-
ilmiön tuloksena, jonka laukaisee paikallinen järistys, tai esim. poikkeama jäätikön
vedenpoistojärjestelmässä, joka saa sisäistä tasapainoa hakevan jäätikön nopeaan
muutostilaan. Massa ja energia pienenenevät merkittävästi myös poistuvan sulamisveden
muodossa.
Sulamisvesi on tärkeä jäätikön liikkeen ylläpitämiseksi sen toimiessa väliaineena jäätikön
ja alustan välissä. Jään sulamispiste laskee paineen kasvaessa 0,072 astetta/Mpa, joten
sulamis-jäätymisprosessia ohjaa jäätikön paikallinen painesulamispiste (Benn & Evans,
2010). Benn & Evansin (2010) mukaan esimerkiksi 2 km paksun jään alla paine on n.1,6
Mpa, mikä saa jään sulamaan jo -1,27 celsiusasteessa. Jäätikön liikenopeuteen vaikuttaa
ennen muuta muiksi energiamuodoiksi vaihtuva potentiaalienergia, eli massan ja
korkeusaseman lisäksi maan vetovoiman kiihtyvyys. Nopeutta lisää kitkaa pienentävä
vesi jään alla ja mahdollinen alamäki. Liikenopeutta hidastavat puolestaan kitkan lisäksi
ylämäet, sekä viereisten jäätikkökenttien dynamiikka aiheuttaen jäätikköön samalla
lämpötilaa nostavaa lateraalista leikkausrasitusta.
Jäätikön lämpötilan ollessa painesulamispisteessä vastustavien voimien aiheuttama
ylijäämälämpö kuluu jään lämmittämisen sijaan sen sulattamiseen. Lämpötilaa nostaa
myös alkuaineiden hajoamistuloksena syntyvä alustan geoterminen lämpö, jonka teho on
4
noin 0,04-0,09 W neliömetrille riippuen alustan kuoren vahvuudesta (Benn & Evans,
2010). Jään lämpötila vaihtelee jäätikön sisällä. Yleisesti on eroteltavissa kolme eri
jäätikkötyyppiä; kylmäpohjainen, ja lämminpohjainen sekä polyterminen jäätikkö, jossa
lämpötila vaihtelee pohjan lisäksi jäätikön eri osissa.
Jäätikköjää jakaantuu aktiivisen jään kielekevirtoihin, jotka rajautuvat joko toisiin
aktiivisiin kielekevirtoihin, tai liikkumattomiin passiivisen jään alueisiin. Kielekevirtojen
syntyminen ja muoto johtuvat topografiasta, muodostumisalueiden sijainnista ja jään
muodostumismäärien eroista, sekä viereisten kielekevirtojen dynamiikasta (Punkari
1977, 1979; Kuva 2). Jäätikkökielekkeet virtaavat useisiin suuntiin.
Kuva 2 Veiksel-jäätiköitymisen virtauskielekkeet sulamisvaiheessa Suomessa. Piirros: Harri
Kutvonen© GTK. Kielekkeet virtaavat useisiin eri suuntiin.
5
2.3 Jäätikön sulamisvedet
Jäätikön sulamisvesiä syntyy jäätikön pohjalla, pinnalla ja sisällä. Huomattava osa
sulamisvesistä viipyy purkautumistunneleiden lisäksi jäätikön pinnalla olevassa lumessa,
kunnes lisääntyvä vesikuorma ja painovoima voittavat pidätyskyvyn ja vesi valuu jään
pinnalla ja sisällä kulkevia uomia ja tunneleita pitkin kohti jäätikön reunaa (Benn &
Evans, 2010). Veden virtaus noudattaa hydraulisen potentiaalin gradienttia.
Pintavirtauksen (vesiuoman) hydraulinen potentiaali on riippuvainen pelkästään veden
massasta ja korkeusasemasta (Kaava 1).
U = wgz + Pw (Kaava 1), missä U = hydraulinen potentiaali, w = veden tiheys, g =
gravitaatiovakio, z = tarkasteltavan veden korkeusasema, Pw = veden paine.
Veden virratessa jään sisällä tunnelissa, tilanne on monimutkaisempi, koska potentiaali
riippuu veden massan lisäksi sekä korkeuden (z), että paineen (Pw) vaihtelusta. Tunnelissa
virtausta vastustaa veden viskositeetista johtuva tunnelin seinämän aiheuttama kitka,
mikä saa aikaan painehäviön. Jos jää on painesulamispisteessä, ylijäämälämpö kuluu
tunnelin seinämän sulattamiseen, mikä synnyttää lisää vettä. Samalla kun tunnelin
tilavuus kasvaa, veden paine tunnelissa alenee pienentäen tunnelin seinämän
painevaikutusta. Tunnelin seinämän paine (Pi ) johtuu tunnelia ympäröivästä jäämassasta,
ja sen liikkeestä jäätikön muovautumisen seurauksena. Jos ilmiön tuloksena veden
lämpötila laskee alle painesulamispisteen, tunneli voi kuroutua ja jopa jäätyä hetkellisesti
umpeen, kunnes lisääntyvä paine ja lämpötila saavat sen taas sulamaan ja aukeamaan.
Tätä jään ryömimisestä ja muovautumisesta johtuvaa ilmiötä kutsutaan cut and closure-
ilmiöksi (Benn & Evans,2010). Tunneli kuroutuu, kun tunnelin ympärillä olevan jään
paine tunnelin seinämään (Pi) on suurempi kuin tunnelissa olevan veden paine (Pw).
Jäätyminen puolestaan vapauttaa ympäristöönsä piilevää, ns. latenttia lämpöä, joka kuluu
joko veden tai jään lämmittämiseen, tai sitten jään ollessa painesulamispisteessä, sen
sulattamiseen. Tämän tuloksena tunneli avautuu, paine laskee, vesimäärä lisääntyy ja
tunneli saavuttaa tasapainotilan (Pi = Pw), jolloin aiempaa suurempi vesimäärä kulkee
6
kanavassa kohti jäätikön reunaa (Benn & Evans,2010). Benn & Evansin (2010) mukaan
kenttätutkimukset ovat osoittaneet, että tunneleita eristävä debrispinta nostaa veden
lämpötilaa, mikä johtuu energian vaihdon rajoittumisesta tunnelin seinämän ja veden
välillä.
Sulamisesta, uudelleenjäätymisestä ja supistumis-laajenemisominaisuudesta johtuen jään
sisäinen tunneliverkosto näin ollen muuttuu koko ajan ympäristön vaikutuksesta etsien
tasapainoa ja mukautuen vallitseviin olosuhteisiin. Jäätikön sisällä tunnelit kasvavat
yleensä pienempien tunnelien kustannuksella ja muodostavat puumaisen
tunneliverkoston jään sisään. Lopulta veden purkautumiskohdassa on yksi suuri ulos
johtava tunneli.
2.4 Glasiaalieroosio
Jäätikkö kuluttaa alustaansa abraasion ja louhimisen tuloksena. Jäätikön erodoima aines
kulkeutuu jäätikön alla subglasiaalisessa asemassa pohjakuormana, jäätikön sisällä
englasiaalisessa asemassa sisäkuormana ja jäätikön päällä supraglasiaalisessa asemassa
pintakuormana ennen kerrostumistaan (Kuva 3).
Kuva 3. Kaavakuva jäätikköeroosiosta ja jäätikön kuljettamasta ja kerrostamasta aineksesta;
jäätikkö kuluttaa alustaansa abraasion ja louhimisen tuloksena (= glasiaalieroosio). Abraasiota
tapahtuu esteen etupuolella ja louhimista esteen suojapuolella. Piirros: Harri Kutvonen© GTK.
7
Glasiaalieroosiossa abraasiotuotteena muodostuu jauhaantunutta kiviainesta ja
louhimisen tuloksena kivifragmentteja. Jäätikön kiviainespitoisuus lämpimän jäätikön
pohjaosissa voi olla jopa 55% jäätikön tilavuudesta (Benn & Evans, 2010).
3. Jäätikkösyntyiset muodostumat
Jäätikön alla eri osissa jäätikön pohjaa muodostuu kallion topografiaa myötäilevää ja sitä
tasaavaa tiivistä pohjamoreenia, jonka päälle laskeutunutta jäätikön eri osista sulanutta
löysempää kiviainesta, ablaatiomoreenia, jota kutsutaan peitemoreeniksi (Mäkinen ym.
(2007). Mäkisen ym. (2007) mukaan moreenimuodostumat ovat pääosin
moreeniaineksesta koostuvia kumpuja ja selänteitä, jotka erottuvat maanpinnan
korkokuvassa itsenäisinä kohomuotoina.
Kohomuodot ovat joko jäätikön virtaussuuntaa myötäileviä tai sen vastaisia.
Tyypillisimpiä niistä ovat kumpumoreenit, drumliinit ja erilaiset
reunamoreenimuodostumat.
3.1 Drumliinit ja flutingit
Drumliinit ja flutingit ovat koostumukseltaan pääasiassa pohjamoreenia ja muodostuvat
aktiivisen lämminpohjaisen jäätikön alla sen virratessa. Muodostumien suuntaus
myötäilee jään virtaussuuntaa (Johansson ja Kujansuu, 2005) (Kuva 4). Drumliinien
muoto vaihtelee soikeista pisaranmuotoisiin. Drumliinien proksimaaliosassa on usein
kallioydin, jonka distaalipuolen paineminimiin moreeniaines (debris) on kasautunut ja
lajittunut proksimaalipuolta paremmin. Drumliinien koko vaihtelee paljon, leveyden
ollessa normaalisti noin 10 – 100 m, ja pituus sadoista metreistä kilometriin. Drumliinien
korkeus on tyypillisesti 5 – 100 m.
8
Flutingien syntytapa on samankaltainen kuin drumliinien, mutta niiden koko on pienempi
ja ne esiintyvät usein drumliinikenttien sisällä (Johansson ja Kujansuu, 2005).
Johanssonin ja Kujansuun (2005) mukaan drumliinit ja flutingit ovat kasautumismuotoja,
mutta voivat olla paikoin myös eroosiomuotoja.
Kuva 4. Kaavakuva, jossa on piirrettynä kolme drumliiniselännettä. Jäätikön liikesuunta on
osoitettu mustalla nuolella. Kallioperä on kuvattu tumman harmaalla värillä ja pohjamoreenista
koostuva maaperä vaaleanharmaalla värillä. Drumliinien proksimaaliosassa esiintyy yleensä
kalliokynnäs, jonka suojapuolelle drumliiniaines kerrostuu, Piirros: Harri Kutvonen© GTK.
3.2 Kumpumoreenit
Kumpumoreenien kaksi päätyyppiä ovat; 1) varsinaiset kumpumoreenit (Kuva 5), jotka
ovat syntyneet ylimmän rannan yläpuolisilla alueilla tai matalan veden oloissa jään
sulaessa paikalleen sekä 2) jäätikön pohjalla syntyntyneet jään liikesuuntaan nähden
poikittainen juomumoreenit (Mäkinen ym., 2007) (Kuva 6).
9
Kuva 5. kaaviokuvassa suuntautumattomia kuolleen jään moreenikumpuja, joiden välissä
painanteet ovat soistuneet, Piirros: Harri Kutvonen© GTK.
Kuva 6. Kaaviokuva juomumoreeniselänteistä, jotka ovat kerrostuneet poikittain jään
liikesuuntaan nähden, Piirros: Harri Kutvonen© GTK.
Edellä mainittujen kumpumoreenien lisäksi tunnetaan joukko muita morfologialtaan
vaihtelevia kumpumaisia moreenimuodostumia, kuten esim. jäätiköitymisen eri vaiheissa
muodostuneet rengasmaiset Puljumoreenit (Kuva 7) ja jäätikön reunan ja alustan
kontaktissa muodostuneet De Geer -moreenit (Kuva 8).
10
Kuva 7. Puljumoreenileikkaus. löysät ja tiivit moreenikerrokset vaihtelevat. päällimmäisenä
muodostumassa on usein turvekerros(www.gtk.fi).
Kuva 8. De Geer moreeneja Perämeren rannalla(www.gtk.fi).
11
3.3 Suppa ja suppamaasto
Jäätiköstä irtoaa jäälohkareita, jotka hautautuvat edustalla olevaan sedimenttiin, joko
kokonaan tai osittain. Sulaessaan ne muodostavat suppakuopan. Jäätikön reunan ollessa
riittävän etäällä sulamiskohdasta, uudet sulamisvedet sedimentteineen eivät ehdi täyttää
sulamiskuoppaa. Kun osa jäätiköstä jää aineskasauman alle, jään sulaessa tilalle
muodostuu epätasainen suppamaasto. Kumpumoreenikenttiin liittyy usein hajanainen
kumpujen ja kuoppien täyttämä suppamaasto (Johansson ja Kujansuu 2005) (Kuva 9).
Kuva 9. Kumpumoreenikenttiin usein liittyy hajanainen kumpujen ja kuoppien täyttämä
suppamaasto. Jäätiköstä irtoaa lohkareita, jotka sulaessaan muodostavat suppakuopan, Piirros:
Harri Kutvonen© GTK.
3.4 Harjut
Harjut muodostuvat jäätikön sisällä olevasta sedimenttiaineksesta, joka kulkeutuu
tunneliverkostoissa jäätikön reuna-asemaa kohti. Tunnelin koosta ja virtauksen
12
voimakkuudesta riippuen raekoon mukaan lajittunut sedimentti kasautuu harjuksi joko
tunnelin pohjalle sulavesieroosion kuluttamalle pinnalle tai esim. deltaksi vasta jäätikön
reunalle (Johansson ja Kujansuu, 2005).
Harjujen ydinosat koostuvat karkeimmasta aineksesta, joka laskeutuu alustalleen ensin ja
sen päälle reunaosat hienommasta aineksesta virtausnopeuden ja raekoon mukaisessa
järjestyksessä. Harjun kerrostumissedimentaatio kuvastaa vallitsevia kasautumisvaiheita
(Kujansuu, 1995).
Johanssonin ja Kujansuun (2005) mukaan subglasiaalisessa tunnelissa voi muodostua
jatkuva pitkittäisharju, eli harjuselänne, tai harju voi katkeilla muodostumisprosessin
aikana ja ohjautua alkuperäisen harjun vierelle tytärharjuksi. Toisinaan harjuselänteissä
yksittäisiä selänteitä voi yhdistää samansuuntaiset uomamaiset eroosiomuodot
(Johansson ja Kujansuu, 2005) (Kuva 10).
Kuva 10. Jyrkkärinteinen teräväharjainen pitkittäisharjujakso, jossa yksittäiset harjuosat voivat
yhdistyä ja leikkautua poikittaisuoman johdosta erilleen. Lähde: Johansson ja Kujansuu (2005).
13
3.5 Reunamuodostumat
Reuna- ja päätemoreenit syntyvät jäätikön reunassa ja ovat sen suuntaisia (Johansson ja
Kujansuu, 2005). Johanssonin ja Kujansuun (2005) mukaan reunamuodostumien korkeus
vaihtelee muutamasta metristä yli 50 metriin ja pituusvaihtelu on lyhyistä pätkittäisistä
muodostumista 100 km pitkiin yhtäjaksoisiin selänteisiin. Esim. Suomen Salpausselät
ovat sekä reunamuodostumia, että päätemoreeneja (Taipale ja Saarnisto, 1991).
Päätemoreenien koostumukseltaan vaihteleva aines voi olla peräisin monesta osasta
jäätikköä. Johanssonin ja Kujansuun (2005) mukaan muodostuma voi koostua sekä
tiiviistä pohjamoreenista, että glasifluviaalisesta aineksesta. Reunamuodostuma koostuu
tasaisesta reunadeltasta tai sandurideltasta, jonka jäätikkökontaktissa ollut osa on
epätasainen (Johansson ja Kujansuu, 2005) (kuva 11).
Drumliinit, kumpumoreenit ja päätemoreenit syntyvät etenevän tai vetäytyvän jäätikön
dynamiikan tuloksena jäätikön alustan ja etureunan kontaktissa. Varsinaisia kuolleen jään
kumpumoreeneja muodostuu jäätikön sulaessa ja peräytyessä (kuva 11).
Päätemoreeneihin liittyy lisäksi keskeneräisiä deltoja, jotka eivät ehtinet kasautua veden
pinnan tasoon asti (Taipale ja Saarnisto, 1991). Kerrostumien rakenteeseen vaikuttaa
aineksen koostumus ja määrä, sulavesien määrä ja kuljetusvoimakkuus. Taipaleen ja
Saarniston (1991) mukaan reuna- ja päätemoreenien aines on yleensä lajittunutta soraa ja
hiekkaa.
14
Kuva 11. Drumliinin, kumpumoreenien ja päätemoreenien muodostuminen jäätikön
liikesuuntaan nähden. Jäätikön peräytyessä ja sulaessa syntyy varsinaisia kumpumoreeneja,
Piirros: Harri Kutvonen© GTK.
3.6 Puskumoreenit
Puskumoreenit ovat eräs päätemoreeniryhmä. Ne muodostuvat pienistä vuotuisista
jäätikön työnnöistä (Johansson ja Kujansuu, 2005). Kesällä jäätikön sulaessa reuna-
asema perääntyy ja talvella jäätikön lisääntyessä se etenee. Edestakainen liike muodostaa
puskumoreenin, jonka proksimaalisivu on loiva ja suojasivu jyrkkä (Johansson ja
Kujansuu, 2005).
15
4 Veiksel-vaiheen jäätiköitymishistoriaa eteläisessä Lapissa ja Koillismaalla
Tutkielman tarkastelualue sijaitsee napapiirin eteläpuolella Koillismaalla ja eteläisessä
Lapissa (Kuva 14). Alueella on runsaasti Veiksel-aikaisia maaperämuodostumia, kuten
drumliini-, ja kumpumoreenikenttiä, sekä glasifluviaalisesta aineksesta koostuvia harjuja
ja saumamuodostumia.
Muodostumisajankohtia ja jäätikön virtaussuuntia määritettäessä on hyödynnetty
morfologia- ja uurresuuntien lisäksi moreenistratigrafiaa, eli pohjamoreenikerroksia,
joiden moreeni -stratotyypit ovat ominaisia kunkin jäätikkövirtauksen vaikutusalueilla.
Stratigrafisten tutkimusten perusteella Koillismaan ja eteläisen Lapin
maaperämuodostumien muodostumisajankohdilla on ajallinen yhteys Oulun
jäätikköloobin vaikutusalueelle reunamoreenimuodostumiin niin Venäjän puolelle
Kuittijärvelle ja Pääjärvelle, kuin Etelä-Suomeen Salpausselille, ja Pohjois-Karjalaan
Jaamankankaalle asti.
Kuva 14. Tutkielman tarkastelualue sijaitsee napapiirin eteläpuolella Koillismaalla ja
Lapissa (Aario & Forsström,1979).
16
Eem interglasiaalivaiheen jälkeen Skandinavian mennerjäätikkö eteni Etelä- Lappiin ja
Koillismaahan todennäköisesti jo varhais-Veikselin Rederstall stadiaalin aikana noin 93-
85 ka sitten (Lunkka ym., 2015). Alue jäätiköityi uudelleen Odderade interstadiaalin
jälkeen luultavasti noin 74 ka sitten (Sarala, 2005). Keski-Veikselin aikana noin 50 ka -
35 ka Etelä-Lapissa ja Koillismaalla oli todennäköisesti jäättömiä vaiheita (Johansson
ym., 2011). Tämän jälkeen Skandinavian mannerjäätikkö eteni alueen yli
maksimiasemaansa Luoteis-Venäjällä, josta deglasiaatio alkoi noin 17-18 ka sitten.
Skandinavian mannerjäätikkö alkoi vetäytyä, ja saavutti Suomen etelärannikon n. 13.000
vuotta sitten (Lunkka ym., 2004, Mangerud ym., 2004). Etelä-Suomen Salpausselät
syntyivät Nuoremman Dryaskauden aikana 12 700 – 11 700 vuotta sitten. Jäätikön reuna
Luoteis-Venäjällä sijaitsi Nuoremman Dryaskauden lopulla Kuittijärven ja Pääjärven
reunamuodostumien alueella (Johansson&al (2011), Aario& Forsström (1979). Aarion &
Forsströmin (1979) mukaan Koillismaan ja Etelä-Lapin alueen peitti aluksi yksittäinen
lännestä virrannut jääkieleke, nk. Tuoppajärvi-kieleke (Kuva 15).
kuva 15. (Glacial Stratigraphy of Koillismaa and North Kainuu
(Aario&Forsström1979). Tuoppajärvi-vaiheen virtaus, jolloin pohjoiset ja läntiset
jäämassat sulautuivat yhtenäiseksi lännestä itään suuntautuvaksi jäätikkövirraksi
peittäen Etelä-Lapin itäosan ja Koillismaan. (Aario & Forsström, 1979).
Tuoppajärvi-kieleke eriytyi luultavasti toisen Salpausselän muodostumisen aikoihin
kolmeksi erilliseksi kielekkeeksi. Tämän tuloksena muodostuivat aktiiviset Kuusamon ja
Oulun kielekkeet, sekä passiiviset Ranuan ja Pudasjärven jääkielekkeet (Kuva 16).
17
kuva 16. Oulu-, Kuusamo- ja Ranua-kielekkeiden jakauma tarkastelualueella
Aario & Forsströmin (1979) mukaan.
Maaperämuotojen esiintymisalueina on nähtävissä virtausten synnyttämät
drumliinikentät, kumpumoreenijonot ja glasifluviaalisten elementtien muodostuma-alue
saumavyöhykkeellä. Kielekkeiden erkaantumisalueella sijaitsee Pudasjärvi-Hossa-
saumakompleksi(interloobi), eli passiivisen jäätikön alue, joka muodostui Koillismaan
etelä-/kaakkoisosaan niin ikään passiivisen Ranua-kielekkeen reuna-asemaan, sivuten
aktiivista Oulu-kielekettä (Aario & Forrström, 1979). Oulu -kieleke rajautuu Venäjän
puolella idässä Kuittijärjen reunamuodostumaan ja Kuusamo-kieleke vastaavasti
Pääjärven reunakompleksiin.
Aarion & Forrströmin (1979) mukaan kunkin jääkielekkeen vaikutusalueella on
havaittavissa ominaiset moreenityypit ja -stratigrafiat, jotka kuvaavat
muodostumisajankohtien olosuhteita ja aikajärjestystä (Kuva 17). Neljästä eri moreeni-
tyypistä kaksi vanhinta on havaittavissa vain rajatuilla alueilla. Niistä vanhempi edustaa
läntistä virtausvaihetta. Sen sijaan kaksi nuorempaa virtausvaihetta ovat laajalle
levinneitä. Niistä läntinen virtaussuunta on vanhempi ja luoteinen nuorempi. Näistä
nuoremman virtausvaiheen seurauksena kerrostui mm. Kuusamon drumliinikenttä ja
moreenikumpujonot (Aario & Forrström, 1979). Ranuan luode-kaakko-suuntainen
drumliinikenttä on jäänne edellisen glasiaation jäljiltä ja se on oletettavasti säilynyt
18
kylmäpohjaisen jäätikön alla (Sarala, 2005). Aarion & Forrströmin (1979) mukaan
vanhimmat moreenit on paikallistettu alueelle, joka muodostui ennen Perä-Pohjolan
interstadiaalia.
Tuoppajärvi-kielekkeen reuna-alueelle kerrostui harmaata hiekkamoreenia. Kielekkeen
keskiosassa esiintyy toinen fasies, tummanharmaa plastinen moreeni.
Koillismaan jäätikkövirtausten synnyttämät uurresuunnat korreloivat hyvin jään
virtaussuuntien kanssa. Uurresuunnat ovat yhtäpitäviä maaperämuodoista tehtyjen
lineaatiohavaintojen kanssa (Aario & Forrström, 1979).
Jäätikön virtausdynamiikkaa tukevat myös eri moreeniyksiköiden jakauma ja järjestys,
jotka heijastavat neljän pääkielekkeen virtausten alueellista jakaumaa ja peräkkäisiä
vaiheita (Aario & Forrström, 1979) (kuva 17).
Kuva 17. Kuvassa nähdään jääkielekkeiden muodostamien moreeniyksiköiden kerrosjärjestys
ja korrelaatio. Alueen luoteisosa on Ranua-loobin, itä-/koillisosa Kuusamo-loobin ja kaakkois-
/eteläosa Oulu-loobin vaikutusaluetta. Peitemoreeniyksiköiden (tummennettu alue) ja aktiivisen
jään synnyttämien maaperämuotojen (valkoinen alue) jakauma ja järjestys heijastavat neljän
päävirtauksen jakaumaa ja perättäisiä vaiheita. (Aario & Forsström, 1979)
19
5 Yhteenveto
Tarkastelualue osoittautui erinomaiseksi valinnaksi Suomen glasigeenisten
maaperämuotojen tarkasteluun ja kuvaamiseen. Alueella on runsaasti kaikkien Veiksel-
jäätiköitymis- ja peräytymisvaiheiden tuloksena syntyneitä jäätikön kielekevirtauksien
suuntaa noudattavia maaperämuodostumia, kuten alueen drumliinikentät ja
kumpumoreenijonot. Lisäksi alueella on Pudasjärveltä Hossaan ulottuva
jäätikkökielekkeiden saumavyöhykkeen interlobaalimuodostuma, jossa on runsaasti
glasifluviaalisesta aineksesta koostuvia harju- ja kumpumuodostumia. Erityisen
kiinnostavaa oli havaita tarkastelualueen jäätikkövirtausten ja maaperämuodostumien
ajallinen ja dynaaminen yhteys Suomen muihin jäätikkövirtauksiin ja niiden synnyttämiin
muodostumiin. Myös moreenistratigrafian on alueella todettu vastaavan
jäätikkökielekkeiden virtaussuuntia, mikä osaltaan todistaa paitsi tarkastelualueen, myös
koko Suomen Veiksel-aikaisten kielekevirtausten ajallista ja dynaamista yhteyttä
toisiinsa.
20
Lähdeluettelo:
Aario, R. (1990). Glacial heritage of northern Finland: An excursion guide. Nordia tiedonantoja
49 s.
Aario, R. & Forsström, L. (1979). Glacial Stratigraphy of Koillismaa and North Kainuu. Fennia
157:2, 1-49.
Aario, R.& Forsström, L., Lahermo, P. (1974). Glacial Landforms with special reference to
drumlins and flutings in Koillismaa, Finland. Bull. 273
Aario, R. (1977): Associations of flutings, drumlins, hummocks and transverse ridges.
GeoJournal 6 pp. 65-72
Benn&Evans (2010). Glaciers&Glaciation 802s Published 2013 by Routledge
Johansson, P., Lunkka, J. P., Sarala, P. (2006). Late Pleistocene Glacigenic Deposits in the
Scandinavian ice sheet: an excursion guide., P.
Johansson, P., Lunkka, J. P., Saarnisto, M., Sallasmaa, O. (2004). Glaciation of Finland.
Teoksessa: Ehlers, J. & Gibbard, P. L. (toim.): Quaternary Glaciations-Extend and Chronology.
Elsevier.
Johansson, P., Lunkka, J. P. ja Sarala, P. (2011). The Glaciation of Finland. Teoksessa:Ehlers,
J., Gibbard, P. L. ja Hughes, P.D. (Toim.). Quartenary Glaciations-Extent and Chronology-A
Clocer Look. Developments in Quartenary Sciences 15. Elsevier B.V., 105-116.
Johansson, P.& Sarala, P.(ed.) (2006). Applied Quaternary research .in the central part of
glaciated terrain.
Johansson ja Kujansuu(2005). Pohjois-Suomen maaperä. GTK:n julkaisu.
Kujansuu, R., Kurkinen, I.& Niemelä, J. (1995). Glacio. fluvial deposits in Finland. Teoksessa
Ehlers, J., Kozarski, S. & Gibbard, P. (toim.): Glacial deposits in north-east Europe.
A.A.Balkema Publishers.
Kurimo, H. (1974): Virtaviivaiset muodot jään liikuntojen kuvastajana Posion-Kuusamon
alueella. Terra 86, 52-61.
Kurimo, H. (1978): Late-Glacial ice flows in northern Kainuu and Peräpohjola , North-East
Finland. Fennia 156 11-43
Mangerud, J., Svendsen, J.I., Astakhov, V.I. (1999). Age and extend of the Barents and Kara ice
sheets in northern Russia. Boreas 28, 46-80.
Mangerud, J., Jakobsson, M., Alexandersson, H., Astakhov, V., Clarke, G.K.C., Henriksen, M.
Hjort, C., Krinner, G., Lunkka, J-P., Murray, A., Nikolskaya, O., Saarnisto, M., Svendssen, J.I.
(2004). Ice dammed lakes and rerouting of the drainage of the northern Eurasia during Last
Glaciation. Quartanary Science Reviews 23, 1313-1332
Mäkinen, Palmu, Teeriaho, Rönty, Rauhaniemi, Jarva (2007). Teoksessa: Valtakunnallisesti
arvokkaat moreenimuodostumat. Ympäristöministeriön julkaisu 14/2007.
21
Punkari, M. (1978): Suomen glasiflufiaalisten ja muiden glasigeenisten suurmuotojen tulkinta
Landsat-sateliitikuvista. Unpublished Ph. cand. thesis, University of Helsinki. 71 pp.
Punkari, M. (1979a): Glasiaalimorfologinen kartoitus Landsat-sateliittikuvista. Papers of
engineering- Geol.soc. of Finland 12. 12 pp.
Punkari, M. (1979b): Skandinavian jäätikön deglasiaatiovaiheen kielekevirrat Etelä-Suomessa.
Geologi 31, 22-28.
Punkari, M. (1980): The ice lobes of the Scandinavian ice sheet during deglaciation of Finland.
Boreas 9 pp. 307-310.
Sarala, P. (2005): Glacial morphology and dynamics with till geochemicals exploration in the
ribbed moraine area of Peräpohjola, Finnish Lapland
Sarala, P. (2007): Glacial morphology and ice lobation in southern Finnish Lapland.
Taipale, K., Saarnisto, M. (1991) Tulivuorista jääkausiin 416s., WSOY, Porvoo
Virkkala, K. 1960: On the striation glacier movements in the Tampere region, Southern-
Finland. Bull. Comm. Geol. Finlande 188, 159-176.
Wright, H. E., Jr. 1962: Role of Wadena Lobe in the Wisconsin Glaciation of Minnesota. Geol.
soc. Am. Bull. 73, 73-100.
Wright, H. E., Jr. 1962: Retreat of the Laurentide ice sheet from 14,000 to 9,000 years ago,
Quaternary Res. 1, 316-330.
Zoltai, S. C. 1961: Glacial history of part of northwestern Ontario. Proc. Geol. Assoc. Can. 13,
61 pp.
Zoltai, S. C. 1965: Glacial Features of Quentico- Nipigon area, Ontario. Can. J. Earth Sci. 2,
247 pp.
Zoltai, S. C. 1967: Glacial Features of the North-Central Lake Superior region, Ontario. Can. J.
Earth Sci. 4, 515-528.
Zumberge, j. H. 1960: Correlation of Wisconsin drifts in Illinois, Indiana, Michigan and Ohio.
Bull. Geol. Soc. Am. 71, 1177-1188.