Kiertotalouden tarvitsemia uusia materiaaleja tutkitaan Otaniemeen perustettavassa yhteislaboratoriossa

GTK:n lehdistötiedote

Suomi voi olla maailman kärkeä epäorgaanisten raaka-aineiden sekä kiertotalouden uusien materiaalien tutkimuksessa ja innovaatioissa.

Aalto-yliopisto, Geologian tutkimuskeskus GTK ja Teknologian tutkimuskeskus VTT perustavat yhdessä uuden kiertotalouden haasteita ratkaisevan laboratoriokeskittymän Otaniemen kampusalueelle. Circular Raw Materials Hub -yhteislaboratorio keskittyy ratkaisemaan epäorgaanisten materiaalien ja mineraalien tutkimushaasteita.

Otaniemeen perustetaan Aalto-yliopiston, Geologian tutkimuskeskus GTK:n ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n yhteinen kiertotalouden haasteita ratkaiseva laboratoriokeskittymä. Kuva: J-P Kärnä / Wikimedia Commons.

Jatka lukemista ”Kiertotalouden tarvitsemia uusia materiaaleja tutkitaan Otaniemeen perustettavassa yhteislaboratoriossa”

Geologian opiskelijaksi?

Geologiaa voi opiskella neljässä suomalaisessa yliopistossa; Helsingin yliopistossa, Oulun yliopistossa, Turun yliopistossa ja Åbo Akademissa. Geofysiikkaa voi opiskella Helsingin ja Oulun yliopistoissa.

Opiskelupaikkoja voi hakea korkeakoulujen yhteishauissa. Yliopistojen koulutustarjontaan kannattaa tutustua hyvissä ajoin ennen hakuajan päättymistä.

Geologia.fi –sivulle ”Geologian opiskelu” on koottu tietopaketti geotieteiden opiskelusta ja opiskelijaksi hakemisesta.

Geologian opiskelijoita kallioperägeologian kenttäkurssilla Ahvenanmaalla. Kuva: Teemu Karlsson

Geologian opiskelu

Geologiaa voi opiskella neljässä suomalaisessa yliopistossa; Helsingin yliopistossa, Oulun yliopistossa, Turun yliopistossa ja Åbo Akademissa. Geologin perustutkinnon aloituspaikkoja on yhteensä noin 60. 

Lisäksi geofysiikkaa voi opiskella Helsingin ja Oulun yliopistoissa. Geologiaan liittyviä aloja voi opiskella lisäksi Teknillisessä Korkeakoulussa ja Tampereen Teknillisessä Yliopistossa, joista valmistuu kaivostoiminnan, kaivosprosessien ja georakentamisen diplomi-insinöörejä.

Geologian opinnot koostuvat alkuvaiheen luonnontieteiden kandidaatin (LuK) opinnoista, jotka kestävät tyypillisesti 3 vuotta. Yleensä LuK-tutkinnon jälkeen suoritetaan vielä noin 2 vuotta kestävä maisterin tutkinto (FM), jonka aikana perusopintoja syvennetään ja tehdään pro gradu-tutkielma. Opintoihin kuuluu paljon harjoitus-, laboratorio- ja kenttätöitä luentojen ja kirjatenttien lisäksi. FM-tutkinnon laajuus on 300 opintopistettä.

Geologian opiskelijoita kallioperägeologian kenttäkurssilla Ahvenanmaalla. Kuva: Teemu Karlsson

Maisterin tutkinnon jälkeen on vielä mahdollista jatkaa jatko-opintojen parissa, ja suorittaa filosofian tohtorin (FT) tutkinto. Jatko-opinnot kestävät tyypillisesti 3-5 vuotta, jonka aikana kirjoitetaan tieteellisiä artikkeleita, jotka kootaan väitöskirjaksi.

Geoalan opiskelijaksi haluava voi tutustua esimerkiksi Geologi-lehden 6/2017 artikkeliin ”Miten pääsee opiskelemaan geologiaa tai geotieteitä?”.

Alle on koottu linkkejä geologian opiskelusta ja opiskelijaksi hakemisesta eri yliopistoihin:

Kuinka koko maailmaan vaikuttavia ilmastonmuokkausmenetelmiä pitäisi tutkia?

Pelkästään kasvihuonepäästöjen vähentäminen ei välttämättä riitä hillitsemään ilmaston lämpenemistä ja siitä seuraavia ongelmia. Lisäksi saatetaan tarvita menetelmiä ilmaston muokkaamiseksi. Ilmastoa voitaisiin viilentää esimerkiksi stratosfääriin levitettävien auringonvaloa heijastavien hiukkasten avulla. Koko maailmaan vaikuttavien ilmastonmuokkausmenetelmien käyttö ja jopa niiden tutkiminen herättävät kuitenkin epäilyjä.

Ilmastoa voitaisiin muokata esimerkiksi yläilmakehään vapautettavien auringonvaloa heijastavien hiukkasten avulla. Mutta jo koko maapalloon vaikuttavien ilmastonmuokkausmenetelmien tutkiminen epäilyttää. Kuva: SPICE -projekti.

Jatka lukemista ”Kuinka koko maailmaan vaikuttavia ilmastonmuokkausmenetelmiä pitäisi tutkia?”

Teheran vajoaa pohjaveden pinnan laskiessa

Satelliittimittausten perusteella Iranin pääkaupunki Teheran vajoaa paikoin jopa 25 cm vuosivauhdilla. Teheranin alueen vajoamista tutkittiin InSAR (Interferometric Synthetic Apertutre Radar) metodin avulla, hyödyntäen useiden eri satelliittien keräämää dataa vuosilta 2003 – 2017.

Satelliittimittausten perusteella Teheranin alue vajoaa paikoitellen jopa 25 cm vuosivauhdilla. Kuva: M. Haghighi & M. Motagh / GFZ Potsdam.

Syynä maan vajoamiseen on pohjaveden pinnan aleneminen. Vuosien 1984 ja 2011 välillä pohjaveden pinta on laskenut jopa 12 metrillä. Pintaa on alentanut kasvava veden käyttö.

Pohjaveden kulutus on lisääntynyt erityisesti maatalouden investointien ja kasteluveden käytön lisäämisen seurauksena. Lisäksi Teheranin kasvava kahdeksan miljoonainen väestö käyttää yhä enemmän vettä; vuonna 1968 alueella arveltiin olevan noin 4 000 kaivoa, vuonna 2012 noin 32 000.

Pohjavesi myöskin uusiutuu aiempaa hitaammin, sillä valuma-alueiden yläjuoksuille on rakennettu runsaasti patoja veden varastoimiseksi. Patoja on pidetty syynä myös Urmiajärven, joka on maailman toiseksi suurin suolajärvi, kutistumiseen.

Vaikka pohjavesivarastoja saataisiinkin täydennettyä, eivät painuneet maakerrokset enää pysty varastoimaan yhtä paljon vettä kuin aikaisemmin. Tutkijoiden mukaan tilannetta voisi kuitenkin helpottaa pohjaveden kestävän käytön rajojen määrittäminen, sekä käytön tarkempi valvonta viranomaisten taholta.

Lähde: GFZ Potsdam

Suomi ensi kertaa geotieteiden olympialaisissa

Kansainväliset geotieteiden olympialaiset (International Earth Science Olympiad, IESO 2018, Earth Science For All) järjestettiin 8.17.8.2018 kahdennettatoista kertaa, tällä kertaa Thaimaassa. Lukiolaisille tarkoitetussa kilpailussa oli kaikkiaan 154 alle 19-vuotiasta 38 maasta. Tänä vuonna Suomi osallistui kisoihin ensimmäistä kertaa.

Kisassa kilpailtiin sekä yksilötasolla, että kansainvälisissä joukkueissa. Yksilötesteissä kilpailtiin rakennegeologiassa, kivilajien tunnistamisessa, ilmastonmuutoskysymyksissä, jäätikködynamiikassa, hydrogeologiassa, planetaarisessa geologiassa ja paleontologiassa. Kansainväliset joukkueet laativat suullisen esityksen Kwai-joen ympäristöön liittyen, johon tutustuttiin kenttätöitä sisältävillä retkillä. Lisäksi joukkueet tekivät Bangkokin alueen maan vajoamiseen ja sen syihin ja seurauksiin liittyvän projektityön verkkoaineiston perusteella.

Ollakseen ensikertalainen, suomalaiset sijoittuivat kisoissa hienosti. Eelis Junnila Olarin lukiosta saavutti pronssimitalin yksilökilpailussa ja Espoon yhteislyseon lukiolaisen Kasperi Laineen kansainvälinen ryhmä ylsi kolmannelle sijalle maastoprojektin suullisessa esityksessä. Suomen joukkueeseen kuuluivat myös Jutta Jokela Padasjoen lukiosta, sekä Sandra Toikka Olarin lukiosta. Joukkueen huoltajina toimivat Raija Teider Espoon yhteislyseon lukiosta ja Pirjo Tuominen Padasjoen lukiosta.

Thaimaasta palaava Suomen nelihenkinen geotieteiden olympialaisjoukkuen: vasemmalta lukien, Eelis Junnila , Kasperi Laine, Jutta Jokela ja Sandra Toikka. Kuva: Raija Teider.

Ensi vuonna kilpailu järjestetään 26.8.-3.9.2019 Daegussa, Korean tasavallassa. Suomen joukkueen valinta on jatkossa tarkoitus toteuttaa valtakunnallisen geotieteiden kokeen avulla. Olympiajoukkueeseen valitut saavat suoraan opinto-oikeuden Helsingin yliopiston geotieteiden kandiohjelmaan saavutettuaan korkeakoulukelpoisuuden.

Lue yksityiskohtaisempi kuvaus Geologi-lehdestä 6/2018!

Aiheuttiko supernova suurten merieläinten sukupuuton?

Noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten pleistoseenikauden taivaalla loisti oudon kirkas valo. Viikkoja tai kuukausia kestänyt valoilmiö oli peräisin supernovasta noin 150 valovuoden päässä Maasta. Muutaman sadan vuoden kuluttua valon sammuttua Maahan saapui kosmisen energian tsunami, joka muutti ilmastoa ja saattoi aiheuttaa suurten merieläinten sukupuuton.

Supernovan jäänne. Kuva: NASA.

Jatka lukemista ”Aiheuttiko supernova suurten merieläinten sukupuuton?”

Suomessa on valtava puhtaan energian varasto

GTK

GTK:n tutkijat käyttivät ensimmäisinä maailmassa tekoälyä maalämpöpotentiaalin arvioimiseen

Suomen maankamaraan on varastoitunut energiaa noin tuhat kertaa koko maan energiantuotannon verran. Suomen maankamaran ylimmän 300 metrin yhteenlaskettu teoreettinen energiapotentiaali on noin 300 miljoonaa GWh. Eniten maalämpöä eli geoenergiaa on Etelä- ja Lounais-Suomessa, joissa parhaimmilla alueilla yhden maalämpökaivon energiavarasto on suuruudeltaan noin 4,5 GWh. Maalämpö on peräisin maapallon sisältä tulevasta lämmöstä ja auringon säteilystä. Maalämpö on uusiutuvaa ja päästötöntä energiaa. Tiedot ilmenevät Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) uudesta geoenergiatutkimuksesta.

Suomen maankamaraan varastoitunut energiamäärä. Kuva: GTK

Tekoäly tutkimusmenetelmänä

GTK:n tutkijat käyttivät ensimmäisenä maailmassa maalämpöpotentiaalin tutkimiseen syväoppimista, hyödyntämällä neuroverkkolaskentaa koko Suomen geoenergiapotentiaalin laskemiseksi.
Tulokset on esitetty kartoissa, joista ilmenee maalämmön määrän alueellinen vaihtelu Suomessa. Kartat ovat käytettävissä GTK:n digitaalisessa Hakku-palvelussa osoitteessa: https://hakku.gtk.fi/
Nyt valmistuneet kartat kuvaavat maalämmön potentiaalia maankamarassa 300 metrin syvyyteen saakka. Kyseessä on geologinen arvio energiamäärästä ja maankamaran tuottamasta jatkuvasta lämmitystehosta Suomessa. LVI-suunnittelusta riippuu, miten paljon energiaa saadaan maankamarasta siirrettyä käyttöön. Alkuvuodesta 2019 valmistuu arvio Suomen geotermisen energian potentiaalista kalliossa 10 kilometrin syvyyteen saakka. Geoterminen energia on maan sisältä tulevaa lämpöä, joka on varastoitunut syvälle maankuoreen.

Geoenergian avulla voidaan vähentää hiilidioksidipäästöjä

Geoenergiaa saadaan käyttöön poraamalla kallioperään energiakaivoja, jotka tuottavat jatkuvaa energiaa rakennusten käyttötarpeisiin. Geoenergian hyödyntäminen mahdollistaa fossiilisten polttoaineiden käytön vähentämisen ja siten hiilidioksidipäästöjen pienentämisen.

GTK on tutkinut myös pohjaveden lämmityspotentiaalin. Tutkimuksessa laskettiin jokaisen pohjavesialueen kaavoitetulta osalta purkautuvan pohjaveden lämmitysteho. Pohjavedestä hyödynnettävissä oleva jatkuva teho on noin 110 MW. Vuodessa kyseisellä teholla tuotettu energia on 68,5 kertainen vuonna 2016 tuotettuun kaukolämmön erillistuotantoon.

GTK:n tekemällä kartalla jokainen piste kuvaa alueellisesti hyödynnettävissä olevaa pohjavesienergiaa. Pohjavesienergian käytön ongelmana on alueellisuus, joka rajaa tuotantopotentiaalia.

Kartat ja kuvat

Lisätietoja: GTK

Uusi teoria Maan veden alkuperälle

Aivan kaikki Maan vesi ei olekaan peräisin asteroideilta. Kuva: NASA

Yleisesti on uskottu, että Maan kaikki vesi on peräisin asteroideilta. Tähän on päädytty, koska valtamerten ja asteroidien vedellä on havaittu olevan paljon yhtäläisyyksiä. Maan veden alkuperälle on kuitenkin esitetty uusi teoria. Sen mukaan osa vedestä tuli Auringon muodostumisen jälkeen jääneestä kaasu- ja pölypilvestä.

Veden sisältämän tavallisen vetyatomin ja deuterumin, joka on vedyn raskaampi isotooppi, määrien suhteella voidaan arvioida veden alkuperää. Valtamerten tapauksessa vedyn ja deuteriumin suhde on lähellä asteroideilta löydetyn veden vastaavaa suhdetta.

Valtamerten vesissä esiintyvä vety ei kuitenkaan edusta kaikkea planeetalla esiintyvää vetyä. Maan vaipan ja ytimen rajalta peräisin olevan vedyn on havaittu sisältävän paljon vähemmän deuteriumia, jonka perusteella kaikki vety ei olisi peräisin asteroideilta.

Havaittujen vedyn isotooppierojen selittämiseksi Maan muodostumiselle luotiin uusi malli. Siinä suuret vesipitoiset asteroidit alkoivat kasaantua yhteen muodostaen Auringon ympärillä olevassa kaasu- ja pölypilvessä liikkuvan protoplaneetan, joka kasvoi nopeasti. Törmäysten voimasta protoplaneetan pinta oli sulaa magmaa.

Kaasu- ja pölypilvestä protoplaaneetta keräsi itseensä esimerkiksi vetyä, joka yhdessä muiden kaasujen kanssa muodosti varhaisen ilmakehän. Kaasupilven vety, joka sisälsi vähemmän deuteriumia, liukeni sulan magmameren rautaan. Aikojen saatossa ns. differentiaatioksi kutsutussa prosessissa, tämä kevyempi vety painui kohti Maan ydintä ja raskaampi deuterium rikastui Maan pintaosiin.

Mallin perusteella voitiin myös arvioida kuinka suuri osa vedystä tuli mistäkin lähteestä. Uudessakin teoriassa ylivoimaisesti suurin osa vedestä on edelleen peräisin asteroideilta; jokaista sataa vesimolekyyliä kohden vain yksi tai kaksi on peräisin kaasu- ja pölypilvestä.

Lähde: American Geophysical Union