Carita Äärelä

1. Hiertovyöhykkeet

1.1. Mikä on hiertovyöhyke?

Hiertovyöhyke muodostuu noin 10–20 km syvyydessä, kun siirrokseen liittyvä deformaatio vaihettuu syvemmällä maankuoressa kohoavan paineen ja lämpötilan seurauksena hauraasta duktiiliksi (kuva 1).

Hiertovyöhykkeissä deformaatio on kohdentunut tiettyyn alueeseen, jossa deformaatio on voimakkaampaa kuin ympäröivillä alueilla ja siksi niihin muodostuu tietyntyyppisiä rakenteita ja kivilajeja. Hiertovyöhykkeet vaihtelevat kooltaan muutamasta millimetristä useita kilometrejä leveisiin hiertovyöhykkeisiin (kuva 2).

Carita Äärelä

1. Litosfäärilaattojen rajat muuttuvat ajanmyötä

Kallioperän muodonmuutosta eli deformaatiota tapahtuu lähinnä litosfäärilaattojen rajoilla. Erityyppisillä laattarajoilla muodostuu erilaisia rakenteita. Koska litosfäärilaatat liikkuvat jatkuvasti, eivät niiden rajat ole aina sijainneet samoissa kohdissa kuin nykyisin. Laattatektoniset prosessit ovat olleet käynnissä aina siitä lähtien, kun maapallon differentoituminen oli edennyt niin pitkälle, että ne ovat olleet mahdollisia (ks. Laattatektoniikka). Suomessa näkyvät kallioperän rakenteet ovat syntyneet siis aiemmissa laattatektonisissa tapahtumissa, jotka eivät enää ole aktiivisia. Fennoskandian kilven kivet ovat siis deformoituneet ja metamorfoituneet useissa menneissä vuorijonon muodostuksissa eli orogenioissa. Tällaisia eri-ikäisiä orogeniavyöhykkeitä on maapallolla useita. Tämän vuoksi mannerlaattojen sisällä havaittavia aiemmissa vuorijonon muodostuksissa syntyneitä rakenteita on mahdollista nähdä myös Suomen kallioperässä.

Carita Äärelä

1. Kallioperän rakoilu

Hauraita rakenteita ovat kallioperän raot ja siirrokset. Kallioperän raot ovat kiviin muodostuneita murtumispintoja. Kallioperän jännityksen aiheuttamana kiveen voi muodostua heikkouspinta, jota pitkin kivi lohkeaa osiin ja siihen muodostuu rako (kuva 1).

Carita Äärelä

1. Mitä ovat primaarirakenteet?

Primaarirakenteilla tarkoitetaan kiven syntyyn liittyviä rakenteita, kuten esimerkiksi sedimenttikivien kerrostumisen aikaisia rakenteita tai magmakivien kiteytymiseen liittyviä rakenteita, jotka eivät liity suoranaisesti laattatektonisiin prosesseihin. Jotta voimme ymmärtää ja erottaa deformaatiossa muodostuneita rakenteita alkuperäisistä, on tiedettävä millaisia kivet olivat ennen deformaatiota.

Carita Äärelä

1. Mitä deformaatio tarkoittaa?

Deformaatio tarkoittaa geologiassa kivien muodon, paikan ja asennon muuttumista. Deformaatiossa kivien alkuperäinen rakenne muuttuu ja niihin syntyy uusia geologisia rakenteita, kuten rakoilua, siirroksia, poimuja, lineaatioita ja liuskeisuutta. Deformaation aiheuttamat muutokset voivat näkyä myös mikroskooppisessa mittakaavassa (kuva 1).

Carita Äärelä

1. Mitä rakennegeologia on ja mihin sitä tarvitaan?

Rakennegeologia tutkii kallioperän geologisia rakenteita ja niiden kolmiulotteista esiintymistä kallioperässä. Kivissä esiintyviä rakenteita ovat esimerkiksi siirrokset, raot, poimut, lineaatiot ja liuskeisuus. Rakenteet muodostuvat litosfäärilaattojen liikkeistä johtuvien kallioperän heterogeenisten jännitystilojen seurauksena. Kallioperän jännitystila aiheuttaa kivien alkuperäisten rakenteiden muuttumista eli kivet deformoituvat. Rakenteita esiintyy monessa mittakaavassa vaihdellen millimetrin kokoisista useiden kilometrien laajuisiin rakenteisiin. Tarkasteltavana saattaa siis olla yksittäisestä kivestä tehty ohuthie, laaja kallioalue tai vaikkapa usean eri valtion alueelle ulottuva vuorijono. Geometrisen analyysin lisäksi, rakennegeologisen tutkimuksen avulla voidaan selvittää tietyn alueen kallioperän rakenne-evoluutiota. Yhdistelemällä eri alueista saatua tietoa, voidaan selvittää laajemmin maankuoren syntyä ja kehitystä.