Suomen kallioperä ei ole kaasuton

Metaania löytyy erityisesti mustaliuskealueilta. Kaasut esiintyvät pääosin veteen liuenneena, mutta siellä täällä havaitaan myös kuplintaa. Kalliokaasujen syntyyn vaikuttavat sekä geologiset että mikrobiologiset prosessit.

Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) vetämässä tutkimuksessa selvitettiin metaanin ja muiden hiilivetyjen esiintymistä ja ominaisuuksia viidessätoista kohteessa ympäri Suomen Loviisasta Tyrnävälle ja Eurajoelta Kuhmoon ulottuvalla alueella. Syvimmät näytteet otettiin liki 2,5 kilometrin syvyydestä. Metaania esiintyi selvästi eniten kallioperän alueilla, jotka ovat muodostuneet irtainten maalajien kivettyessä. Nykyisin näiden alueiden tunnusomaisia kivilajeja ovat erilaiset liuskeet ja gneissit. Erityisen paljon metaania löytyi alueilta, joilta tunnetaan eloperäisestä aineksesta syntyneitä kivilajeja, mustaliuskeita. Enimmillään yli 90 % kaasusta koostui hiilivedyistä. Graniittisilta ja muinaisilta tulivuoriperäisiltä alueilta metaania sen sijaan löytyi hyvin vähän.

Eloperäinen aines muodostaa merkittävimmän metaanin lähteen sekä maakaasuesiintymissä että soilla. Nyt julkaistun tutkimuksen mukaan tämä pätee myös Suomen ikivanhaan kallioperään. Muodostumistavat ovat kuitenkin erilaiset. Toisin kuin tutumpi maakaasu, jota muodostuu eloperäisen aineksen pilkkoutuessa pienemmäksi paineen ja lämpötilan vaikutuksesta, Suomen kalliokaasun hiilivedyt syntyvät todennäköisesti alhaisessa lämpötilassa – ja mutkan kautta. Muinaisesta eloperäisestä aineksesta on kallioperämme kehityshistorian takia useimmiten merkkinä vain grafiitti-mineraalia.

Syvältä kallioperästä on jo aiemmin tunnistettu metaania muodostavia mikrobeja. Mikrobien tuottaman metaanin osuus erottuu erityisesti kallion pintaosista aina 1,5 km syvyyteen asti. Etenkin tätä syvemmällä metaania näyttää muodostuvan myös kemiallisesti. Tähän viittaa muun muassa metaanin poikkeuksellisen raskas isotooppikoostumus.

Tiedolle kallioperän hiilivetyjen muodostumisesta on käyttöä kalliorakentamisessa. Esimerkiksi kaivoskaasujen muodostuminen on ollut jo kauan tunnettu ilmiö, jonka alueellista esiintymistä nyt julkaistu tutkimus valottaa. Tutkimus tukee myös ydinjätteiden geologisen loppusijoituksen turvallisuuden varmistamista. 

Tutkimuksessa hyödynnettiin aiemmin julkaistua aineistoa sekä tehtiin yli sata uutta analyysiä. Tutkimuksen rahoittivat Suomen Akatemia, Kansallinen ydinjätehuollon tutkimusohjelma ja Geologian tutkimuskeskus.

Geochimica et Cosmochimica Acta - lehdessä 1.4. julkaistava artikkeli on osajulkaisu tutkija Riikka Kietäväisen väitöskirjassa, jota hän puolustaa 31.3.2017 Helsingin yliopistossa järjestettävässä väitöstilaisuudessa.

Linkki artikkeliin: https://authors.elsevier.com/a/1UZYx3p4Z4x5T. Artikkeli on luettavissa jo verkossa oheisen linkin kautta 7.4.2017 asti.

Linkki väitöskirjaan: Deep Groundwater Evolution at Outokumpu, Eastern Finland: From Meteoric Water to Saline Gas–Rich Fluid

Lisätietoja: GTK