Sisällysluettelo
Teemu Karlsson
Geologian historia
Ihminen on käyttänyt kiviä ja mineraaleja työkaluina, aseina ja rakennusmateriaalina ammoisista ajoista lähtien. Suomessakin louhittiin kvartsia jo kivikaudella Askolassa ja Satakunnassa muovattiin työkaluja paikallisesta diabaasista. Maapallon, kivilajien, fossiilien ja malmien synty askarrutti oppineita vuosisatojen ajan, mutta selitykset perustuivat pitkään enemmän vanhojen kirjoitusten tuntemiseen, filosofiseen päättelyyn ja taikauskoonkin kuin havaintojen järjestelmälliseen tutkimiseen. Tästä hyvä esimerkki on suomalaisen Sigfrid Aronus Forsiuksen (noin 1550–1624) vuonna 1643 ilmestynyt Minerographia, maamme ensimmäinen geologian, mineralogian ja malminetsinnän oppikirja.
Geologia kehittyy tieteeksi
Geologia ja mineralogia saavuttivat itsenäisen tieteen aseman vasta noin 200 vuotta sitten, kun kemia, fysiikka ja biologia olivat kehittyneet riittävän pitkälle tarjotakseen välineitä geologisten prosessien ymmärtämiseen. Mineralogian perustan loi ranskalainen René Haüy (1743–1822), joka otti kidejärjestelmät luokittelun pohjaksi. Geologiassa vaikuttivat saksalainen Abraham Gottlob Werner (1749–1817), neptunistisen koulukunnan oppi-isä, jonka mukaan kivet olivat syntyneet vedestä kerrostumalla tai saostumalla, sekä skotlantilainen James Hutton (1726–1797), jonka plutonistinen koulukunta katsoi kivien kiteytyneen kivisulasta ja joka esitti myös ajatuksen geologisten prosessien tasaisesta jatkuvuudesta (”uniformitarianismi” tai ”aktualismi”). Toinen skotti, Charles Lyell (1797–1875), vei lopullisesti läpi aktualistisen periaatteen: geologiset prosessit ovat toimineet menneisyydessä samalla tavalla kuin nykyisin. Lyellin teos Principles of Geology (1830–1833) kokosi yhteen aikansa geologisen tietämyksen ja loi tieteellisen geologian perustan.
Ratkaiseva harppaus tapahtui, kun englantilainen Henry Sorby (1826–1908) julkaisi 1858 periaatteet polarisaatiomikroskoopin käytöstä kivien tutkimisessa. Menetelmän pohjalta saksalaiset Ferdinand Zirkel (1838–1912) ja Harry Rosenbusch (1836–1914) kehittivät uuden tieteenhaaran, petrologian, jolla tuli olemaan aivan erityinen merkitys Suomen geologialle. Realistinen käsitys maapallon iästä saatiin vasta 1900-luvun alussa, kun radioaktiiviseen hajoamiseen perustuvat iänmääritysmenetelmät keksittiin.
Malminetsintää ja kartoitusta Suomessa
Suomen geologista tutkimusta ohjasivat pitkään taloudelliset tarpeet, ennen kaikkea malminetsintä. Ruotsin vallan aikana avattiin 1542 maamme tiettävästi ensimmäinen varsinainen kaivos, Lohjan Ojamon rautakaivos, ja 1638 Suomi sai oman vuorimestarin viran malmivarojen etsintää varten. Turun Akatemian perustaminen 1640 loi edellytykset korkeammalle opetukselle, ja 1700-luvun hyödyn aikakaudella laadittiin professorien Pehr Kalmin (1716–1779) ja Pehr Adrian Gaddin (1727–1797) johdolla lukuisia geologis-mineralogisia opinnäytteitä. Samoilta ajoilta ovat muun muassa Orijärven kuparimalmin ja Sillbölen rautamalmin löydöt.
Venäjän vallan alkuaikoina malminetsintää edisti kenraalikuvernööri Fabian Steinheil (1762–1831), jonka aloitteesta perustettiin 1821 vuorikonttori. Sen yli-intendentiksi tuli Nils Nordenskiöld (1792–1866), jota kutsutaan Suomen mineralogian isäksi. Etsinnän tulokset jäivät kuitenkin laihoiksi, ja pettymykset heijastuivat jopa kansallistunteeseen: Johan Ludvig Runebergin (1804–1877) Maamme-laulun säkeet ”on maamme köyhä, siksi jää, jos kultaa kaipaa ken” syntyivät Kemin kultatutkimusten tuotettua pettymyksen. Nordenskiöld teki vaatimattomasta menestyksestä kauaskantoisen johtopäätöksen: malminetsinnän tueksi koko maa oli kartoitettava geologisesti. Kartoitus käynnistyi 1860-luvulla, ja ensimmäinen kallioperäkartta, A. M. Jernströmin (1837–1877) Inarin ja Utsjoen kartta, julkaistiin 1874.
Vuonna 1877 vuorihallituksen yhteyteen perustettiin geologinen toimisto, ja 1886 aloitti toimintansa itsenäinen Geologinen komisioni, nykyisen Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) edeltäjä. Samana vuonna perustettiin myös Suomen Geologinen Seura, mikä teki vuodesta merkittävän suomalaiselle geologialle.
Suomalainen geologia nousee maailmanmaineeseen
Suomen alava, pääosin gneisseistä ja granitoideista koostuva kallioperä oli 1800-luvun alkupuolen menetelmille haastava tutkimuskohde. Maasta puuttuivat toimivat tulivuoret, korkeat vuorijonot ja fossiilipitoiset sedimenttisarjat, joiden tulkintaan ajan kirjallisuus olisi antanut eväitä. Tilanne muuttui, kun mikroskooppinen petrografia teki mahdolliseksi kivilajien tarkan tutkimisen. Suomessa polarisaatiomikroskoopin otti ensimmäisenä käyttöön professori F. J. Wiik (1839–1909) 1870-luvulla, ja hänen lahjakkaimmat oppilaansa jatkoivat opintojaan Rosenbuschin luona Heidelbergissä. Tulokset näkyivät nopeasti. J. J. Sederholm (1863–1934), Geologisen komisionin pitkäaikainen johtaja vuosina 1893–1933, sovelsi aktualistista periaatetta Suomen ikivanhan kallioperän syntyyn ja loi kokonaiskuvan maamme kallioperästä. Hänen migmatiittitutkimuksensa ovat prekambrigeologian klassikoita, ja monet petrologian yleiset termit, kuten migmatiitti ja anateksis, ovat hänen käsialaansa. Wilhelm Ramsay (1865–1928), Sederholmin opiskelutoveri, loi käsitteen Fennoskandia ja tunnetaan erityisesti Kuolan niemimaan alkalikivien tutkimuksistaan.
Pentti Eskola (1883–1964) saavutti maailmanmaineen metamorfisella fasiesopillaan, joka on edelleen metamorfisen petrologian perusteemoja. Myöhemmin geokemistit Th. G. Sahama (1910–1983) ja Kalervo Rankama (1913–1995) nousivat alansa kansainvälisiksi johtohahmoiksi; Rankama antoi nimen kokonaiselle tieteenhaaralle, isotooppigeologialle. Eskolan oppilaisiin kuului myös Anna Hietanen (1909–1994), joka väitteli Suomen ensimmäisenä naisena geologian alalta vuonna 1938 Suomen kvartsiittien petrologiasta. Hän siirtyi pysyvästi Yhdysvaltoihin 1946 ja kartoitti Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksessa (USGS) valtavia alueita Idahon ja Kalifornian vuoristoseuduilla sekä johti tutkimuskeskuksen petrologian yksikköä eläkkeelle jäämiseensä 1983 saakka. Tieteen rinnalla kehittyi vuoriteollisuus. Vuonna 1908 Geologinen komisioni sai Rääkkylästä kansannäytteen, rikkaan kuparimalmilohkareen, jonka emäkallio paikannettiin 1910 Kuusjärveltä Outokumpu-nimisen mäen kupeelta. Löydöstä kasvoi Eero Mäkisen (1886–1953) johdolla menestyvä kaivos- ja metallialan suuryritys, jonka merkitys Suomen taloudelle ja geologiselle tutkimukselle on ollut valtava. Petsamon nikkelimalmilla oli jopa maailmanpoliittisia seurauksia toisen maailmansodan vaiheissa.
Komisionista Geologian tutkimuskeskukseksi
Geologinen komisioni on nimenmuutosten myötä kehittynyt nykyiseksi Geologian tutkimuskeskukseksi: nimi vaihtui 1925 Geologiseksi toimikunnaksi, 1945 Geologiseksi tutkimuslaitokseksi ja 1984 Geologian tutkimuskeskukseksi. Henkilökunta pysyi pitkään muutaman hengen suuruisena, mutta itsenäistymisen jälkeen laitos kasvoi tasaisesti ja oli suurimmillaan 1980-luvulla noin tuhannen työntekijän organisaatio. Nykyisin työntekijöitä on GTK:lla hieman yli 400. Sotien jälkeisinä vuosikymmeninä GTK:lla tehtiin pitkäjänteistä perustyötä. Koko maan kattava geologinen kartoitus vietiin läpi, ja 1951 aloitettiin geofysikaalinen kartoitus lentokoneesta käsin; ensimmäinen koko maan kattava aerogeofysikaalinen aineisto valmistui 1972. Maaperän järjestelmällinen geokemiallinen kartoitus käynnistyi 1973, ja suomalainen geokemiallinen kartoitus nousi kansainväliselle huipputasolle. Malminetsinnän pitkän aikavälin tulokset ovat olleet komeita: GTK ja kaivosyhtiöt löysivät 1900-luvulla yli 30 kaivostoimintaan johtanutta metallimalmiesiintymää, muun muassa Outokummun, Otanmäen, Vihannin, Pyhäsalmen ja Kemin malmit.
Yliopistot geologian opettajina
Helsingin yliopistoon perustettiin geologian ja mineralogian oppituoli kansainvälisestikin katsoen varhain, jo 1852, joskin ensimmäinen varsinainen viranhaltija F. J. Wiik nimitettiin vasta 1877. Wiikin seuraajat Wilhelm Ramsay ja Pentti Eskola nostivat yliopiston geologisen tutkimuksen ja opetuksen korkealle kansainväliselle tasolle, jolta myöhemmät viranhaltijat ovat voineet jatkaa. Ruotsinkielinen Åbo Akademi sai geologian ja mineralogian oppituolin heti perustamisensa yhteydessä 1918, ja sen tutkimus on perinteisesti keskittynyt Ahvenanmaan ja Lounais-Suomen kallioperään. Turun yliopistossa geologian oppituoli on ollut vuodesta 1958 ja Oulun yliopistossa vuodesta 1961. Vuoriteollisuuden tarpeita palvelemaan perustettiin lisäksi Teknilliseen korkeakouluun, nykyiseen Aalto-yliopistoon, taloudellisen geologian oppituoli 1937. Nykyisin geologiaa voi opiskella pääaineena neljässä yliopistossa: Helsingin, Turun ja Oulun yliopistoissa sekä Åbo Akademissa. Laitokset ovat kansainvälisesti pienehköjä, mutta niiden panos Suomen geologisessa tutkimuksessa on ollut kokoaan suurempi. Lue lisää geologian opiskelusta ja opiskelijaksi hakemisesta sivulta Geologian opiskelu.
Kunniakas historia, jatkuva työ
Harvalla tieteenalalla suomalaisten tutkijoiden panos kansainväliseen kehitykseen on ollut yhtä mittava kuin geologiassa. Tämä ei johdu siitä, että Suomen kallioperä olisi erityisasemassa maapallon kuoren tutkimuksessa, vaan suomalaisten geologien ammattitaidosta, jonka perustana ovat aina olleet vahva kenttägeologian osaaminen, kemia ja mikroskooppisen petrografian hallinta. Isotooppigeologiset, geokemialliset ja geofysikaaliset menetelmät ovat nostaneet tietämyksen Suomen kallioperän kehityksestä tasolle, josta Sederholmin ja Eskolan aikaan voitiin vain arvailla. Suomen kallioperä lienee maailman parhaiten tutkittuja prekambrisia kilpialueita, mutta uutta löytyy silti jatkuvasti. Geologin työlle ei loppua näy.
Lähteet
- Haapala, I.: Suomen kallioperän tutkimuksen historia. Teoksessa Suomen kallioperä: 3000 vuosimiljoonaa, luku 1. CH 1 10.11.05.indd
- Isaksson, E.: Anna Hietanen. Tiedenaisia – Vetenskapskvinnor – Women of Learning. https://www.mv.helsinki.fi/home/eisaksso/tiedenaiset/english/hietanen.html
- Kauranne, L. K. ym. 2010: Ikuisesti nuori. Geologian tutkimuskeskuksen 125-vuotishistoriikki. Geologian tutkimuskeskus, Espoo. https://hakku.gtk.fi/fi/publications?id=1367
- Virkkala, K. 1986: Geologian tutkimuskeskuksen 100-vuotishistoriikki. Geologian tutkimuskeskus. https://hakku.gtk.fi/fi/publications?id=611
