KIIVENNAI~SMAALAJIT Jari Nenonen POHJAVESI

KIIVENNAI~SMAALAJIT Jari Nenonen POHJAVESI Jari Nenonen

Kallioperaa peittava irtaimista maalajeista koostuva maapera on syntynyt nuorimman maailmankauden, kvartaarikauden aikana, joka alkoi noin 2 miljoonaa vuotta sitten ja ulottuu nykyaikaan saakka. Kvartaarikaudella on ollut useita jaakausia, joiden aikana mannerjaatikot ovat peittaneet laajoja alueita Pohjois-Euroopassa. Jaakausien valisina ns. interglasiaalikausina ilmasto on ollut nykyisen kaltainen tai jopa jonkin verran nykyista Iampimampi. Viimeisin jaakausi, jota kutsutaan Veiksel-jaakaudeksi, alkoi runsaat 100 000 vuotta sitten ja paattyi noin 9 000 vuotta sitten. Veiksel-jaakauden alkupuolella oli kaksi vahemman ankaran ilmaston jaksoa, interstadiaalivaihetta, joiden aikana mannerjaatikot pienenivat ja havisivat Pohjois-Euroopassa Iahes kokonaan. Suomen maapera on paaosin syntynyt viime jaakauden aikana, mutta paikoin tavataan myos kerrostumia, jotka ovat peraisin viime jaakautta vanhemmilta jaakausilta ja niiden valisilta ajoilta. Kerrostumia tutkimalla on saatu kuva maamme kvartaarikautisesta kehityksesta. Mannerjaatikon toiminnan tuloksena, paaosin sen reunaosan alla, syntyi maamme yleisin maalaji, moreeni, joka esiintyy joko kallioperan muotoja peittavana ja myotailevana kerroksena tai erilaisina moreenimuodostumina. Mannerjaatikon sulaessa valtavat sulamisvesivirrat, jaatikkojoet, kuluttivat alustaansa muodostaen sulamisvesiuomia ja kerrostivat lajittelemaansa ainesta jaatikon pohjalla harjuiksi tai jaatikon reunan eteen deltoiksi (esim. Salpausselat). Kun mannerjaatikko suli, vedenpeittamille alueille kerrostui hienorakeisia maalajeja, hiesua ja savea. Jaakaudella 2-4 km:n paksuinen jaakerros painoi maankuorta alas. Jaatikon sulamisen jalkeen maankuori alkoi kohota aikaisempaan asemaansa. Veden pinnan asemia osoittavat muinaisrannat, joita nakyy vaarojen rinteisiin syntyneina rantatormina ja -kivikkoina. Maankohoaminen, joka oli aluksi hyvin nopeaa, jatkuu edelleen hitaasti. Suurimmillaan se on Merenkurkussa, noin metri sadassa vuodessa ja pienimmillaan Kaakkois-Suomessa, alle 20 cm sadassa vuodessa. Rovaniemen seudulla maankohoaminen on 60-70 cm sadassa vuodessa. Veden alta paljastuneilla alueilla alkoi jokien toiminta, joka yhdessa maankohoamisen kanssa sai aikaan sarjan vahitellen maatuvia hiekkaisia ja hietaisia suistomaita jokivarsiin. Tuuli kuljetti ja kerrosti hiekkaa lentohiekkakinoksiksi eli dyyneiksi, joita esiintyy yleisesti jaatikkojoki- ja rantakerrostumien paalla. Alavilla alueilla alkoi soistuminen ja turpeen muodostuminen alueen vapauduttua jaan tai veden alta.

Suomen maaperi-i 1:1 000 000, painettu 1984 (sisaltyy myos Suomen kartaston vihkoon 123-1 26), esittaa maaperaa varein ja symbolein syntytavan mukaan luokiteltuina geologisina muodostumina. Kartta on saatavissa myos numeerisena. Suomen ja Venajiiin Federaation luoteisosan maapera ja sen raaka-ainewarat 1:1 000 000, painettu 1993 kahtena karttalehtena. Kartassa esitetaan maaperageologisten muodostumien ohella tarkeimmat kvartaarikerrostumien hyodyntamiskohteet. Kartta on saatavissa myos numeerisena. Suomen geologinen yleiskartta. Maapergkartta 1:400 000. Painettu Etela- ja Keski-Suomen osalta vuosina 1906-1953 vanhan yleiskartan pohjalle (9 lehtea kantakartaston vanhan lehtijaon mukaan) ja Pohjois-Suomen osalta vuosina 1963-1986 uuden yleiskartan pohjalle (13 lehtea uuden lehtijaon mukaan). Monivarinen kartta esittaa maaperaa osin geologisina muodostumina ja osin maalajialueina ja antaa yleisluonteisen kuvan maaperan rakenteesta ja maalajien jakaumasta maakuntatasolla. Kartta puuttuu kapealta ita-lansisuuntaiselta vyohykkeelta, suunnilleen Oulun korkeudelta ja aivan maan etelaisimmasta osasta. Vanhimmissa maaperakartoissa on pohjakartasta ja tyomenetelmista johtuvia puutteellisuuksia. Suomen geologinen kartta. Maaperzkartta 1 :I00 000. Vuoteen 1997 mennessa karttoja on painettu Iahinna Etela-Suomesta 75 kpl. Monivarinen kartta esittaa geologisia muodostumia ja maalajeja yleiskarttaa yksityiskohtaisemmin. Useimmista kartoista on saatavina myos karttalehtiselostukset. Lahes kaikki karttalehdet ovat saatavissa myos numeerisessa muodossa. Maaperakartta 1:20 000 ja 1 :50 000. Vuoteen 1997 mennessa on maastamme kartoitettu yli kolmasosa. Moni- tai yksivarista, peruskarttapohjalle painettua maaperakarttaa kaantopuolelle painettuine selostuksineen on valmiina 552 kpl. Pohjois-Suomessa kartoista 10 on julkaistu mittakaavassa 1:50 000. Tyon alla olevat kartta-aineistot digitoidaan. Kartat ja niihin liittyvat tiedot ovat saatavissa erilaisina tulosteina tai siirtotiedostoina. Tietoja voidaan kayttaa pohjana mm. maankayton suunnittelussa, raaka-ainevarojen selvittelyssa ja ymparistonhuollossa. Maaper2~~airtoituspaIweSut. GTK tekee maksullisina palveluina temaattista maaperakartoitusta halutussa mittakaavassa (1:2 000-1 :10 000). Tilau ksena tehdyssa kartoituksessa huomioidaan tilaajan erityistarpeet ja toiveet. Kartoituksen yhteydessa tehdaan kairauksia seka seismisia ja maatutkaluotauksia tehtavan edellyttamassa tai tilaajan toivomassa laajuudessa. Etelg-Suomen alue- Vali-Suomen a8ue- Pohjois-Suomen aluetolmisto toimisto toimisto P% 06 Pk 6237 PL 77 (Betonimiehenkuja 4) (Neularniehentie 5) (Lghteentie 2) 02151 ESP00 707011 KUOPIB 96101 RBVARIBEMI Puh. 09-02555020 Puh. 0205 5030 Puh. 0205 5040 Fax 09-02055012 Fax 0205 5013 Fax 0205 5064

Taulukko 1. Maalajit hehtaareina ja prosentteina maa-alasta. ha YO ha YO Maa-ala yhteensa 6722 Vesi 175 Kartta-alueen pinta-ala 6879 Kartta-alue sijaitsee Rovaniemen maalaiskunnassa, noin 15 km Rovaniemen kaupungista lounaaseen. Alueen kaakkoiskulman halkaisee koillisesta lounaaseen virtaava Kemijoki. Kartta-alueen pohjoisosa on topografialtaan suhteellisen tasaista, itaan pain viettavaa suomaisemaa, jota puhkovat moreenikummut. Alueen keski- ja etelaosalle ovat tyypillisia jyrkat kallioiset maet seka korkeat kallioiset vaarat. Kartta-alueen korkeimpia kohtia ovat Merkkivaarat, joista korkeimmalle kohoaa Ulko-Merkkivaara ( 163 m). Alavin kohta on Kemijokilaakso, jossa vedenpinta on 63 mpy. KALLIOPERA (Jukka VGanZnen, GTK) Kartta-alueen kallioperalle on tyypillista vaihteleva topografia, joka johtuu kivilajien erilaisesta kulumisesta. Kovat, hyvin kulutusta kestavat kivilajit ovat koholla ja muodostavat ita-lansi -suuntaisia makia ja vaaroja, heikommin kulutusta kestavat kivilajit sijoittuvat maaston alaviin kohtiin ja ovat moreenin seka soiden peittamia. Kartta-alueella ovat yleisia sedimenttikivista koostuvat kerrokselliset liuskeet. Alueen pohjoisosassa, Ulko-Merkkivaaran pohjoispuolella, tyypillisia kivilajeja ovat kiilleliuskeel ja -gneissit. Alueen keskiosassa sijaitseva mustaliuske on Iahes taysin soiden peittama. Piima- ja Merkkiojan uomat noudattelevat tata mustaliuskekerrosta. Karttaalueen etelaosassa ovat vallitsevina kivilajeina hyvin kulutusta kestava kvartsiitti, arkoosi ja amfiboliitti. Linjan Jussilanvaara - Yli-Vinsanselka etelapuolella ovat diabaasijuonia sisaltavat kvartsiitit yleisimpia. Pohjoiseen pain kvartsiittikerrosten maara vahenee. Niiden sijaan tulee arkooseja, kiilleliuskeita ja amfiboliitteja, jota tavataan mm. Aita-Merkkivaaran ja Liikamaan alueilla. Kalliopaljastumia ja alle metrin paksuisen moreenikerroksen peittamia kallioalueita on 5,5 % kartta-alueesta. Ne sijaitsevat alueen keski- ja eteiaosassa. Laajin yhtenainen kallioalue on Aita-Merkkivaaran alueella, missa jaatikon kulutustyo ja myohemmin rantavoimat ovat paljastaneet kalliota laajoilta alueilta.

Kartta-alueen kalliopaljastumien uurteet seka moreenin kivien suuntaus osoittavat mannerjaatikon viime vaiheessaan virranneen alueella Iannesta itaan (suunnasta 27O0-280"). Mannerjaan mukaanaan kuljettama ja kalliosta irroittama aines kerrostui suurimpien vaarojen itapuolille jaatikon liikkeen suuntaa osoittaviksi moreeniselanteiksi (esim. Ulko- ja Keski- Merkkivaara seka Ulko-Merkkivaaran kummut). Vanhemmista jaatikon virtaussuunnista ei karttalehtialueella ole merkkeja. Mannerjaatikko peraantyi kartta-alueelta noin 9000 vuotta sitten kohti Iantta. Sulavan jaatikon reunaosissa muodostuivat kartta-aiueen pohjoisosassa olevat kumpumoreenialueet. Alueella ei ole havaittu jaatikon peraantymisen yhteydessa syntyneita harjuja. Sita mukaan kun jaatikko suli, maa-alueet peittyivat Itameren muinaisen jarvivaiheen eli Ancylus-jarven vesien alle (Saarnisto 1981). Taman jarvivaiheen aikana Itameri oli makeavetinen jarviallas, joka oli erillaan Atlantin valtameresta. Mannerjaatikon raskaan ikeen alta vapautunut maa kohosi nopeasti ja noin 8800 vuotta sitten karttaalueen keskiosan korkeimmat vaarat kohosivat karuina saarina vedenpinnan ylapuolelle. Litorina-vaiheen alkaessa noin 7000 vuotta sitten Ancylus-jarvesta aukeni yhteys Atlantin valtamereen ja makea jarvivesi muuttui suolaiseksi. Litorina-meren vedenpinta oli noin 90 metria nykyista merenpintaa korkeammalla. Jaatikon peraantymista seuranneiden jarvi- ja merivaiheiden aikana veden alta kohonneiden vaarojen rinteisiin muodostui aallokon synnyttamia muinaisrantoja; rantahietikoita, -kivikoita ja huuhtoutuneita kalliorinteita. Nopean maankohoamisen ja vedenpinnan vaihtelun vuoksi muinaisrannat eivat ole kovin huomattavia eika niissa olevilla hiekka- tai soravaroilla ole taloudellista merkitysta. Moreenikerroslumat Yleisin maalaji kartta-alueella on moreeni, joka peittaa maa-alasta 58,O %. Siita 50,4 % on pohjamoreenia ja 7,6 % kumpumoreenialueita (taulukko 1). Raekoostumukseltaan pohjamoreeni on hiekkamoreenia. Se verhoaa kallioperaa keskimaarin 1-2 metrin paksuisena kerroksena. Suurimpien vaarojen itapuolille moreeni on kerrostunut jaatikon virtaussuntaa osoittaviksi selanteiksi. Kartta-alueen laajin kumppumoreenikentta sijaitsee Ulkomerkkivaaran pohjoispuoleisella, laajalla suoalueella, missa turpeen Iapi kohovat kummut ovat selvasti nahtavissa. Suuntautumattomat moreenikummut ovat syntyneet jaatikon peraantymisvaiheessa, jaatikon rikkoutuneesta reunasta irronneiden jaalohkareiden sulaessa. Kummut ovat pintaosastaan kivisia ja niiden moreeniaines on raekoostumukseltaan hiekkamoreenia. Kummuissa moreeniaines sisgltas yleensii hiekkaisia osueita on kokonaisuudessaan hiekkaisempaa kuin pohjamoreeni. Rantakerrostumat ovat ainekseltaan hiekkaa ja karkeaa hietaa, paikoin moreenimakien reunat ovat huuhtoutuneet soraisiksi. Rantakerrostumat syntyivat muinaisen Itameren rantavyohykkeessa, aaltojen huuhtovan tyo tuloksena. Kartta-alueella rantakerrostumia esiintyy suurimpien vaarojen rinteilla, esim. Ulko-Merkkivaara.

Hienorakeisel: kerrostumat Alueen jokikerrostumat sijoittuvat Kemijokivarteen. Ne muodostuvat paaosin hiekasta ja hiedasta, jota virtaava vesi on kuljettanut mukanaan. Esimerkiksi Rautiosaari on Iahes yhtenaisen hiekkalhietakerrosken peittama. Paikoin jokivarren peltoalueilla tavataan myos tulvakerrostumana syntynytta hiesua (Hirvasoja). Jokikerrostumien paksuus on keskimaarin 3 m. ELOPERA~SEB KERWOSTLIIMAT (Tapio Muurinen, GTK) Kartta-alueella on eloperaisia kerrostumia yhteensa 1974 ha eli noin 29 % maa-alasta, mika on keskimaarainen suhde Etela-Lapissa. Topografiasta johtuen turvekerrostumat ovat suhteellisen pienia ja rikkonaisia alueen etelaosassa. Turvekerrostumien paksuus saattaa kuitenkin olla 3-4 m. Soistuneimmat seudut ovat karttalehden keski- ja pohjoisosassa, Merkkivaarojen itapuolella, jossa mm. alueen suurin suo Merkkiaapa sijaitsee. TaIIa alueella suot ovat suhteellisen viettavia, paikoitellen Iahes rinnesoita. Turvekerrostumat ovat kuitenkin ohuita laajoilla alueilla. Kartoituksen yhteydessa ei tehty yksityiskohtaisia turvetutkimuksia, joten turvekerrostumien laadusta ja rakenteesta ei ole tietoja. Suot kuuluvat alueellisesti Pohjanmaan aapasoihin, jotka ovat tyypillisesti keskiosiltaan puuttomia ja reuna-alueiltaan erityyppisia rameita. Turvekerrostumat on kartoitettu saravaltaisiksi (Ct). Rahkaturvevaltaisia rameita saattaa paikoitellen esiintya. Soiden iasta ei ole tietoa, mutta teoriassa soistuminen on ollut mahdollista jo Ancylusvaiheen aikana maan kohoamisen myota, jolloin alavia rantoja paljastui vedesta ja peittyi suokasvillisuuteen. Tallainen soistuminen on primaarista. Luonnolliset kosteikot, kuten purojen varret ja lampien suojaiset rannat ovat soistuneet yleisesti. Vesistojen umpeenkasvusta kertovat turpeen alaiset jarvimuta- ja liejukerrostumat. Soiden laajeneminen on jatkunut heikosti vetta lapaisevilla alustoilla ja painanteissa ymparoivan metsamaan soistumisena. Turpeen kerrostumisnopeus on kuitenkin ollut hidasta. Matalia soita on monin paikoin ojitettu puuston kasvun parantamiseksi. Sellaisia paksuturpeisia alueita, joilla on teolliseen turvetuotantoon soveltuvia kayttokelpoisia turvevaroja, on mahdollisesti olemassa, mutta niiden selvittaminen edellyttaa tarkempia tutkimuksia. Pohjavetta syntyy, kun sade- ja sulamisvesi suotautuu maahan. Sen muodostumiseen vaikuttavat eniten sateen maara ja voimakkuus, haihdunta, lumen osuus sadannasta ja roudan kesto. Pohjavedeksi suotautuvan veden rngargan vaikuttavat kasvillisuus, maanpinnan muodot, pintakerroksen kosteus, maalajien raekoko, kerrosrakenne ja tiivistyneisyys. Pohjavetta varastoituu eniten huokoisiin ja paksuihin maakerroksiin, kallioperassa ruhjeisiin ja rakoihin. Parhaat pohjavesiesiintymat ovat hiekka- ja soramuodostumissa. Niiden maapera on hyvin vetta Iapaisevaa ja kerrostumien paksuus yleensa riittava pohjaveden runsaalle varastoitumiselle. Kartta-alueella ei ole pohjaveden muodostumisen kannalta merkittavia hiekka- ja soraesiintymia. Hiekkaa esiintyy vaarojen rinteissa rantakerrostumina, mutta pohjaveden muodostumisen kannalta ne eivat ole riittavan paksuja. Kemijoen hietaiset rantakerrostumat voivat niiden paksuudesta riippuen olla pohjaveden varastoitumisen kannalta kayttokelpoisia etenkin yksityistalouksille.

Kartta-alueen yleisin rnaalaji on moreeni, ja siita suurin osa vetta huonosti Iapaisevaa pohjamoreenia. Pohjarnoreenin rakenne on yleensa niin tiivis, etta sen pohjavesi riittaa vain talokohtaiseen kayttoon. Alueen moreenikerrosturnat ovat ohuita, joten niiden merkitys veden hankinnan kannalta on vahainen. Pohjaveden iaatu Pohjaveden laatuun vaikuttavat maaperaan suotautuvan veden sisaltamat suolat, maaja kallioperan rakenne ja rnineraalikoostumus. Pohjaveteen liuenneiden aineiden rnaara kasvaa viipyman pidetessa. Moreenissa virranneessa pohjavedessa liuenneiden aineiden maara on yleensa suurempi kuin hyvin vetta johtavien, lajittuneiden ja karkearakeisten rnaalajien pohjavedessa. Alueelta on analysoitu 6 pohjavesinaytetta, jotka on otettu hiekka- ja moreenialueilta kaivosta ja Iahteesta. Vesi on keskimaarin lievasti hapanta ja elektrolyyttipitoisuudet ovat pienia, myos raskasmetallipitoisuudet ovat hyvin pienia. Kaikkien analysoitujen naytteiden vesi tayttaa fysikaalis-kemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvalle taiousvedelle asetetut laatuvaatimukset ja -tavoitteet. Taulukko 2. Pohjaveden laatu MAAPERAN RAKENNETTAVUUS (dari Nenonen GTK) Maaperan rakennettavuuteen vaikuttaa ensisijaisesti maalajien raekoosturnus. Silla on suuri rnerkitys maaperan routivuuteen, kantavuuteen ja kaivettavuuteen. Muita rakennettavuuteen vaikuttavia tekijoita ovat mm. maapeitteen paksuus ja kerrosjarjestys, pohjaveden pinnan taso seka topografia. Kallioalueet ovat rakennusalustana kantavia, rnutta rakentamisen yteydessa suoritettavat louhintatyot nostavat tyon hintaa. Moreenimaat ovat yleensa kantavia, rnutta niiden soveltuvuutta rakennusalustaksi heikentaa moreenin routivuus. Sen rnaara on riippuvainen moreeniaineksen sisaltamasta hienoainespitoisuudesta. Hienoainesrnoreenit ovat hyvin routivia, kun taas hiekkaisissa moreeneissa routiminen on vahaista. Paaosa kartta-alueen rnoreenimaista on hiekkarnoreenia. Lajittuneista rnaalajeista hiekka ja sora ovat kantavia ja routimattornia, ja soveltuvat nain ollen hyvin rakennusalustaksi. Topografialla ja pohjaveden pinnan tasolla voi olla heikentava vaikutus lajittuneiden alueiden rakennettavuudelle. Hienorakeiset rnaalajit kuten hienohieta, hiesut ja savet seka turve soveltuvat huonosti rakennusalustaksi. Ne ovat routivia ja heikosti kantavia. Hienorakeisilla maalajialueilla rakenusten perustusten laatimiseen on kiinitettava erityista huomiota. Kartta-alueella hienorakeisia rnaalajeja esiintyy Kemijokilaaksossa. Jokilaaksojen rnaaperan kerrosjarjestykselle ovat yleisia rakentamiselle hyvin soveltuvien rnaalajien alla olevat routivat heikosti kantavat hienorakeiset kerrostumat.

HOREENI KEMTTAMAARITYKSET ph Sahkonj. ms/m, 25 C LantDijti La C ~ a o mv x LABORAT.M##RI TYKSET ph Lab Sahkonj. ms/m, 25 C VariLuku Pt mg/l KMn04-Luku mg/l SiO mg/l Alkgli teetti m L / L HC03 mg/ 1 SO4 mg/l CL mg/l Br mg/l F mg/l NH4 mg/l MO-j mg/l PO4 mg/l Ca mg/l Mg mg/t KokonaiskovuusadH Ma mg/l K mg/l Ag fig/[ AL pg/l As pg/l ~rg/l Ba pg/l Be pg/l Bi pg/l Cd pg/l co pg/l Cr pg/l cu pg/l Fe mg/l Li lrg/l Hn pg/l Ho pg/l Mi pg/l Pb pg/l Rb p9/1 Sb pg/l Se pg/t Sr pg/l Th pg/l TI pg/l u pg/l v fig/l Zn pg/l Rn Bq/L Nayttei ta kpl **I Savenalainen hiekka ja moreeni Keskiarvo=ka. ja diaani=med.

I HIEKKA I MOREENI Ka i vot Lahteet Kaivot Talousveden laatuvaatirwkset KENTTAMAAR I TYKSET ph Sahkiinj. ms/m, 25 C Lampoti la0c LABORAT.MAARITYKSET DH Lab KMn04- Luku mg7 L SiO mg/l Alkzliteetti mol/l I Niyttei ta kpl l 2 l 2 l 2-1- 1 Sosiaali- ja terveysministerion paatos talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksesta Paatos nurnero 74. 1994

Perttunen, \I., Hanski, E., VaanGnen, J., Eilu, P. & Lappalainen, M. "196. Rovaniemen kartta-alueen kalliopera. Summary: Pre-Quaternary rocks of the Rovaniemi map-sheet area. Suomen geologinen kartta 1 :I00000, kallioperakarttojen selitykset, lehti 3612. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 63 s. Saarnisto, M., 1983. Holocene emergence history and stratigraphy in the area north of the Gulf of Bothnia. Annales Academiae Scientiarum Fennicae. Ser. A 111. Geologica-Geographica 130. 42 s. Saatinen, R. 6992. Glacial deposits, their electrical properties and surveying by image interpretation and ground penetrating radar. Geological Survey of Finland, Bulletin 359. 123 s. Vaananen, J., Hanski, E. & Perttunen, V. "1997. Rovaniemi. Suomen geologinen kartta 1 :I00000. Kallioperakartta, lehti 361 2. Espoo: Geologian tutkimuskeskus.