SUOMEN MAAPERÄN KEHITYS Suomen maankamara koostuu ikivanhasta peruskalliosta eli kallioperästä ja sitä peittävistä maalajeista eli maaperästä. Maapeite ei ole yhtenäinen, vaan kallioperä on paikoin paljastuneena. Maapeitteen paksuus voi olla jopa 100 m, mutta keskipaksuus on vain 8,5 m. Maaperä on syntynyt maapallon kehityshistorian nuorimman kauden, kvartäärikauden aikana. Se alkoi 2-3 miljoonaa vuotta sitten ja ulottuu nykyaikaan asti. Kvartäärikaudella oli useita jääkausia, joiden aikana mannerjäätiköt peittivät laajoja alueita Pohjois-Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Jääkausien välisinä nk. interglasiaaliaikoina ilmasto oli nykyisen kaltainen tai jopa jonkin verran nykyistä lämpimämpi. Viimeisin jääkausi, jota kutsutaan Veiksel-jääkaudeksi, alkoi 120 000 vuotta sitten ja päättyi noin 10 000 vuotta sitten. Sen alkupuolella oli kaksi leudomman ilmaston jaksoa, interstadiaalivaihetta, joiden aikana mannerjäätiköt pienenivät. Pohjois-Euroopasta ne hävisivät lähes kokonaan. Suomen maaperä on pääosin syntynyt viimeisimmän jääkauden aikana ja sen jälkeen. Paikoin tavataan viimeistä jääkautta vanhempia jääkautisia sekä interglasiaalisia ja -stadiaalisia kerrostumia. Niitä tutkimalla on saatu kuva maamme kvartäärikautisesta kehityksestä. Mannerjäätikön toiminnan tuloksena, pääosin sen reunaosan alla, syntyi moreenia. Se on maamme yleisin maalaji, jota esiintyy kallioperää myötäilevänä peitteenä ja erilaisina moreenimuodostumina. Mannerjäätikön sulaessa valtavat vesivirrat eli jäätikköjoet koversivat erilaisia uomia. Ne myös kerrostivat lajittelemaansa soraa ja hiekkaa jäätikön alle harjuiksi (esim. Punkaharju) ja sen eteen suistoiksi eli deltoiksi (Salpausselät ovat sarja vierekkäisiä reunadeltoja). Mannerjäätikön sulaessa poistui maankuorta kuormittanut 2-3 kilometrin paksuinen jääkerros, jonka alas painama maankuori alkoi vähitellen kohota aiempaan asemaansa. Maankohoaminen oli aluksi nopeaa ja jatkuu yhä. Suurimmillaan maankohoaminen on Merenkurkussa, lähes metri ja pienimmillään Kaakkois-Suomessa, alle 20 senttimetriä sadassa vuodessa. Yli puolet maamme pinta-alasta oli painunut niin syvälle, että mannerjäätikön sulaessa vesi peitti alueita, jotka nykyään ovat kohonneet jopa yli 200 metriä nykyisen merenpinnan yläpuolelle. Tämän ns. ylimmän rannan alapuolelle kerrostui seisovassa vedessä muinaisissa Itämeren vaiheissa savea ja hiesua. Maankohoamisen vuoksi ylimmän rannan alapuolella esiintyy kohoumien rinteillä muinaisrantoja ja rantakerrostumia. Vedestä nousseella maalla joet kuluttivat ja kerrostivat hiekkaa ja hietaa jokivarsiin. Tuuli kuljetti ja kerrosti hiekkaa lentohiekkakinoksiksi eli dyyneiksi, joita esiintyy yleisesti jäätikköjoki- ja rantakerrostumilla. Alavilla veden vaivaamilla mailla alkoi soistuminen ja turpeen muodostuminen pian alueen vapauduttua jään tai veden peitosta. Näin kallioperää peittävä maakerros vähitellen saavutti nykyiset piirteensä, joita tällä hetkellä ihminen muokkaa voimakkaasti luonnonvoimien ohella.
1 KAINUUNKYLÄN KARTTA-ALUEEN MAAPERÄ Sisällys KIVENNÄISMAAT (Peter Johansson) 2 Yleistä 2 Kallioalueet 3 Moreenikerrostumat 3 Karkearakeiset kerrostumat 3 Hienorakeiset kerrostumat 3 POHJAVESI (Ulpu Väisänen) 3 Pohjaveden esiintyminen 3 Pohjaveden laatu 4 MAAPERÄÄN LIITTYVIÄ LUONTOKOHTEITA 4 KIRJALLISUUTTA 4
2 KIVENNÄISMAAT (Peter Johansson, GTK) Taulukko 1. Maalajit hehtaareina ja prosentteina maa-alasta. Metrin syvyydessä kuvattu pohjamaa ja sen päällä oleva pintamaa on merkitty kaksoistunnuksella, esim. Ht/Mr tarkoittaa, että karkeaa hietaa on alle 1 m hiekkamoreenin päällä. ha % Ka Kallio 9 0,7 Mr Hiekkamoreeni 212 17,4 Ki Kivikko 3 0,2 Hk Hiekka 10 0,8 Ht/Hk 12 1,0 HHt/Hk 16 1,3 Ht Hieta 106 8,7 HHt Hieno hieta 849 69,9 Maa-ala yhteensä ha Vesi Kartta-alueen pinta-ala 4 212 ha 454 ha 4 666 ha Yleistä Kainuunkylän alue sijaitsee Peräpohjolassa, Tornionjokilaaksossa. Valtakunnanraja kulkee alueen länsireunassa, Tornionjoessa. Pinnanmuodoiltaan alue on vaara-aluetta, jossa suhteelliset korkeudet vaihtelevat 50 ja 210 metrin välillä. Pienimmillään korkeuserot ovat Tornionjoen laaksossa olevissa tulvasaarissa, jossa ne ovat alle viisi metriä. Korkein kohta, 145 metriä, sijaitsee Riisperin vaaran etelärinteellä. Matalin kohta, 44 metriä, sijaitsee Tornionjoen rannalla. Jokilaakso on melko tiheään asuttua ja viljeltyä. Kainuunkylän kartta-alueen pohjoispuolelta on löydetty ristiuurteita, joiden suunnat ovat 340 o ja 290 o. Niistä edellinen on vanhempi ja tulkittu syntyneen viimeistä jäätiköitymistä edeltäneen jäätiköitymisen aikana, jolloin mannerjää virtasi Länsi-Lapissa pohjoisluoteesta etelä-kaakkoon. Jälkimmäinen uurresuunta on nuorempi ja vastaa viimeisimmän jäätiköitymisen aikaista mannerjään virtaussuuntaa. Uusimpien tutkimusten mukaan mannerjään reuna perääntyi Kainuunkylän alueelta länsiluoteeseen noin 10 000 vuotta sitten. Mannerjään hävittyä alue peittyi muinaisen Itämeren, Ancylusjärven peittoon. Silloin syntyi ylin ranta 208 metrin korkeudelle (Saarnisto 1981), mikä on näkyvissä kartta-alueen pohjoispuolella olevien Aavasaksan, Ainiovaaran ja Reväsvaaran rinteillä. Maankohoamisen seurauksena ranta on siirtynyt sieltä yli 40 kilometriä etelään, Tornioon. Tällä hetkellä maankohoaminen on noin 7 mm vuodessa. Jäätikön häviämistä seuranneina vuosisatoina se lienee ollut yli kymmenkertainen. Maankohoamisen seurauksena ranta aleni ja kartta-alueen korkeimmat kohdat nousivat veden alta kuivaksi maaksi noin 8
3 800 vuotta sitten. Noin 7 500 vuotta sitten Itämeren altaassa alkoi Litorinameri-vaihe, jolloin vesi alkoi muuttua lievästi suolaiseksi. Vedenpinta oli silloin noin 90 metrin korkeudella. Noin 3 800 vuotta sitten jokilaakso oli syntynyt, ja Tornionjoen suu sijaitsi kartta-alueella (Saarnisto 1991). Kallioalueet Kallioperä on näkyvissä avokalliona Riisperin rinteellä, jossa on Peräpohjolan liuskealueeseen kuuluvia kiilleliuskeita. Ne ovat syntyneet noin 2 000 miljoonaa vuotta sitten meren pohjalle kerrostuneista savista. Noin 1 900 miljoonaa vuotta sitten savikerrokset kokivat perusteellisen muodonmuutoksen eli metamorfoosin, jolloin syntyi kiilleliuske. Samalla tunkeutui syvältä maan kuoresta sulaa kiviainesta eli magmaa, joka näkyy kiilleliusketta leikkaavina graniittijuonina. Moreenikerrostumat Moreenia on yli 17% maa-alasta. Se on synnyltään pääasiassa pohjamoreenia. Ainekseltaan pohjamoreeni on hiekkamoreenia. Suurimmat yhtenäiset moreenialueet sijaitsevat karttaalueen koillisosassa, missä se on maanpinnalla. Tornionjokilaaksossa moreenia on myös hienorakeisten maalajien alla. Moreenimuodostumia alueella ei ole. Karkearakeiset kerrostumat Kartta-alueella ainoa karkearakeinen kerrostuma on Riisperin vaaran kaakkoisrinteellä oleva rantakerrostuma, joka alkaa 135 metrin korkeudelta ja jatkuu noin 120 metrin korkeudelle asti. Ainekseltaan se on kivistä soraa. Jokikerrostumat peittävät suurimman osan maa-alasta. Niissä maalaji on hiekkaa, hietaa ja hienoa hietaa. Ne ovat tasaisia tai loivasti jokeen viettäviä alueita, jotka ovat yleisiä varsinkin suvantopaikoissa. Kainuunkylän kohdalla Tornionjoessa sijaitsee yksi jokilaakson laajimmista jokikerrostuma-alueista, ns. Hietaniemen suvanto. Se koostuu neliökilometrien laajuisista matalista tulvasaarista, kuten Niittysaari, Lammassaari ja Puittamonsaari sekä niitä erottavista joenhaaroista. Jokikerrostumien aines on kerrostunut alunperin joen suuhun suistomaaksi, joka maankohoamisen johdosta on jäänyt kuiville. Myöhemmin joki on kuluttanut, kuljettanut ja kerrostanut niiden ainesta moneen kertaan. Sitä on tapahtunut varsinkin kevättulvien aikaan toukokuussa, jolloin veden virtaus on nopeaa ja mukana kulkevat jäälohkareet kuluttavat rantapenkkoja. Kulutus- ja kerrostamistoiminnasta ovat todisteena joen uomassa alati muotoaan muuttavat särkät ja matalat saaret. Jokikerrostuma-alueet on aikoinaan raivattu pelloiksi tai niityiksi. Viljelyn ja laidunnuksen vähentyessä raivatut alueet ovat kasvaneet uudelleen umpeen ja muuttuneet pensaikoiksi viimeisten vuosikymmenien aikana. Hienorakeiset kerrostumat Hienorakeisia kerrostumia, kuten hiesua esiintyy ohuina kerrostumina jokikerrostumien alla. Niitä on löydetty muutamin paikoin alueelle tehdyissä näytteenottokairauksissa. POHJAVESI (Ulpu Väisänen, GTK) Pohjaveden esiintyminen Pohjavettä syntyy, kun sade- ja sulamisvesiä imeytyy maaperään. Pohjaveden muodostumiseen vaikuttavat eniten sateen määrä ja voimakkuus, haihdunta, lumen osuus sadannasta ja roudan kesto. Pohjavedeksi imeytyvän veden määrään vaikuttavat kasvillisuus, maanpinnan
4 muodot, pintakerroksen kosteus, maalajien raekoko, kerrosrakenne ja tiivistyneisyys. Pohjavettä varastoituu eniten huokoisiin ja paksuihin maakerroksiin, kallioperässä ruhjeisiin ja rakoihin. Parhaat pohjavesiesiintymät ovat hiekka- ja soramuodostumissa. Niiden maaperä on hyvin vettä läpäisevää ja kerrostumien paksuus yleensä riittävä pohjaveden runsaalle varastoitumiselle. Pohjamoreenin hienoainespitoisuus on yleensä niin suuri ja rakenne tiivis, että sen pohjavesi riittää vain talokohtaiseen käyttöön. Pohjamoreenin vedenläpäisevyydessä on kuitenkin suuria eroja sekä alueellisesti että eri kerrosten välillä. Hienoainesmoreenin vedenläpäisevyys on erityisen pieni. Huonoimpia maalajeja pohjaveden muodostumisen kannalta ovat savi ja hiesu. Myös hienon hiedan vedenläpäisevyys on huono, vaikkakin hieman parempi kuin hiesun. Kartta-alueella ei esiinny pohjaveden muodostumisen kannalta merkittäviä hiekka- tai soramuodostumia. Yleisin maalaji on hieno hieta, jonka merkitys pohjaveden muodostumisen kannalta on vähäinen. Kartta-alueen koillisosassa on pohjamoreenikerrostumia, joissa todennäköisesti on riittävästi pohjavettä yksityistalouksien käyttöön. Pohjaveden laatu Pohjaveden laatuun vaikuttavat maaperään imeytyvän veden sisältämät suolat, maa- ja kallioperän rakenne ja koostumus. Pohjaveteen liuenneiden aineiden määrä kasvaa viipymän pidetessä. Moreenissa virranneessa pohjavedessä liuenneiden aineiden määrä on yleensä suurempi kuin vettä hyvin johtavien, lajittuneiden ja karkearakeisten maalajien pohjavedessä. Suomessa luonnontilainen pohjavesi täyttää yleensä talousveden laatuvaatimukset. Tavallisimmat haitat ovat korroosiota aiheuttava veden liiallinen happamuus sekä liian suuri rauta- ja mangaanipitoisuus. Luonnonperäisten tekijöiden lisäksi maatalouden, liikenteen ja teollisuuden päästöt saattavat huonontaa pohjaveden laatua. Kartta-alueelta on analysoitu vain yksi vesinäyte kaivosta, joka sijaitsee hiekka-alueella. Vesi on lievästi hapanta (ph 6,6). Väri- ja KMnO 4 -luku sekä rauta- ja nikkelipitoisuudet ylittävät hyvän talousveden laatuvaatimusten ja -suositusten mukaiset enimmäispitoisuudet. Väriluku oli 40 Pt mg/l, KMnO 4 -luku 36 mg/l, rautapitoisuus 0,46 mg/l ja nikkelipitoisuus 30 μg/l. Talousvedelle suositellut enimmäispitoisuudet ovat: väriluku <20 Pt mg/l, KMnO 4 -luku 20 mg/l, rautapitoisuus 0,2 mg/l ja nikkelipitoisuus 20 μg/l. Kaivon veden laatuun vaikuttavat todennäköisesti sinne pääsevät pintavedet. MAAPERÄÄN LIITTYVIÄ LUONTOKOHTEITA Kartta-alueen huomattavin luontokohde on Tornionjoen uomassa sijaitseva Hietaniemen suvanto. Sen kymmenistä tulvasaarista ja niiden välisistä jokiuomista muodostuva tasanko näkyy parhaiten läheisten vaarojen, kuten Riisperin ja Huitaperin laelta. KIRJALLISUUTTA Alalammi, Pentti (toim.) 1992. Suomen kartasto, Vihko 123-126, Geologia. 5. laitos. Helsinki: Maanmittaushallitus ja Suomen Maantieteellinen Seura. 58 s., 3 liitekarttaa.. Haavisto, Maija (toim.) 1983. Maaperäkartan käyttöopas 1 : 20 000, 1 : 50 000. Geologinen tutkimuslaitos. Opas 10. 80 s. Huurre, M. (1983) Pohjois-Pohjanmaan ja Lapin esihistoria. Kuusamo.
5 Saarnisto, M. (1981) Holocene emergence history and stratigraphy in the area north of the Gulf of Bothnia. Annales Academiae Scientiarum Fennicae A III 130. Helsinki. 42 s. Saarnisto, M. (1991) Tornionlaakson geologiset kehitysvaiheet. Teoksessa: Hederyd O., Alamäki Y. ja Kenttä, M. (toim.) Tornionlaakson historia I. Jääkaudelta 1600-luvulle. Malung, Ruotsi: Malungs Boktryckeri AB, 11-44.
MAAPERÄKARTAT Suomen maaperä 1 : 1 000 000, painettu 1984 (sisältyy myös Suomen kartaston vihkoon 123-126, Geologia) esittää maaperää värein ja symbolein syntytavan mukaan luokiteltuina geologisina muodostumina. Kartta on saatavissa myös numeerisena. Suomen ja Venäjän Federaation luoteisosan maaperä ja sen raaka-ainevarat 1 : 1 000 000, painettu 1993 kahtena karttalehtenä. Kartassa esitetään maaperägeologisten muodostumien ohella tärkeimmät kvartäärikerrostumien hyödyntämiskohteet. Kartta on saatavissa myös numeerisena. Suomen Geologinen Yleiskartta 1 : 400 000. Maaperäkartta. Painettu Etelä- ja Keski-Suomen osalta vuosina 1906-1953 vanhan yleiskartan pohjalle (9 lehteä kantakartaston vanhan lehtijaon mukaan) ja Pohjois-Suomen osalta vuosina 1963-1986 uuden yleiskartan pohjalle (13 lehteä uuden lehtijaon mukaan). Monivärinen kartta esittää maaperää osin geologisina muodostumina ja osin maalajialueina ja antaa karkean kuvan maaperän rakenteesta ja maalajien jakaumasta maakuntatasolla. Kartta puuttuu kapealta itä-länsisuuntaiselta vyöhykkeeltä, suunnilleen Oulun korkeudelta ja aivan maan eteläisimmästä osasta. Vanhimmissa maaperäkartoissa on pohjakartasta ja työmenetelmistä johtuvia puutteellisuuksia. Suomen Geologinen kartta 1 : 100 000. Maaperäkartta. Vuoteen 2000 mennessä karttoja on painettu lähinnä Etelä-Suomesta 77 kpl. Monivärinen kartta esittää geologisia muodostumia ja maalajeja yleiskarttaa yksityiskohtaisemmin. Useimmista kartoista on saatavina myös karttalehtiselostukset. Lähes kaikki karttalehdet ovat saatavissa myös numeerisessa muodossa. Maaperäkartta 1 : 20 000 ja 1 : 50 000. Vuoteen 2000 mennessä on maastamme kartoitettu kolmasosa. Moni- tai yksiväristä, peruskarttapohjalle painettua maaperäkarttaa kääntöpuolelle painettuine selostuksineen on valmiina 552 kpl ja sen lisäksi yksinomaan digitoituna noin 300 kpl. Pohjois-Suomen kartat on pääosin julkaistu 1 : 50 000 mittakaavassa. Työn alla oleva kartta-aineisto numeeristetaan, samoin tehdään myös painetutulle kartta-aineistolle. Maaperäkartat ja niihin liittyvät tiedot ovat saatavissa erilaisina tulosteina tai siirtotiedostoina. Tietoja voidaan käyttää maankäytön suunnittelussa, maankamaran raaka-ainevarojen selvittelyssä yms. MAAPERÄKARTOITUSPALVELUT Geologian tutkimuskeskus tekee maksullisena palveluna suurimittakaavaisia ja temaattisia (1 : 2 000 1 : 10 000) maaperäkartoituksia, joissa otetaan huomioon tilaajan erityistarpeet. Kartoituksen yhteydessä tehdään kairauksia ja geofysikaalisia mittauksia tilaajan toivomassa laajuudessa. Yksityiskohtaisia tietoja maa-aineksista, turvevaroista ja pohjavesitutkimuksista voi tiedustella Geologian tutkimuskeskuksesta. Numeerisia perustietoaineistoja on saatavissa paikkatietojen yhteiskäytön kautta tai suoraan GTK:sta erilaisina siirtotiedostoina. Teemakarttoja pystytään tuottamaan alueilta, missä geologisen kartoitustiedon määrä on riittävän kattavaa ja monipuolista. GTK:n yhteyshenkilöt selvittävät edellytykset teemakarttojen tuottamiseen. Lisätietoja maaperäkartoista Etelä-Suomen aluetoimisto PL 96 (Betonimiehenkuja 4) 02151 ESPOO Puh. 020 550 20 Fax. 020 550 12 Väli-Suomen aluetoimisto PL 1237 (Neulaniementie 5) 70211 KUOPIO Puh. 020 550 30 Fax. 020 550 13 Pohjois-Suomen aluetoimisto PL 77 (Lähteentie 2) 96101 ROVANIEMI Puh. 020 550 40 Fax. 020 550 14 Internet: karttaluettelot: www.gsf.fi/info/maps paikkatietopalvelut: www.gsf.fi/domestic/paikkati.htm