1/2011 Geologian tutkimuskeskuksen SIDOSRYHMÄLEHTI Tieto ja osaaminen viitoittavat GTK:n uraa s. 22 Pienestä alusta kansainväliseksi vaikuttajaksi s. 7 Kasvava kaivostoiminta kehittyy ekotehokkaaksi s. 12
sisältö Sisältö 1/2011 3 Pääkirjoitus 4 lyhyesti 6 uusia 7 Pienestä 10 12 15 16 18 20 22 24 25 26 29 30 31 julkaisuja alusta kansainväliseksi vaikuttajaksi GTK tuottaa tietoa yhteiskunnan tarpeisiin Kasvava kaivostoiminta kehittyy ekotehokkaaksi Geoenergia on kasvanut suuriin rakennuskohteisiin länsimetro louhitaan erinomaiseen kallioperään Geotietokeskus tarjoaa asiakkaalle räätälöidyt geotiedot suomalainen geologi pärjää missä vain Tieto ja osaaminen viitoittavat GTK:n uraa merigeologia auttaa ennakoimaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia Koska kivet on niin hienoja! GTK 125 vuotta Svenska resuméer lyhennelmä Elinkeinoministeri Mauri Pekkarisen juhlapuheesta GTK:n 125-vuotisjuhlassa 11.1.2011 s.7 s.12 s.22 GEOFoorumi 1/2011 Julkaisija Geologian tutkimuskeskus Vaihde: 020 550 11 www.gtk.fi Päätoimittaja Sini Autio Ulkoasu Taina Lassila, BBM Oy Agnico-Eagle Talvivaara Mine PLC Etukansi xxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx Kuva: xxxxxxxxxxxxxxxx Toimitusneuvosto Sini Autio, Hannu Idman, Taina Järvinen, Jarmo Kohonen, Keijo Nenonen, Pekka Nurmi, Marie-Louise Wiklund Paino Tampereen yliopistopaino Oy Juvenes Print ISSN 1796-1475 Terhi Anttila, Nordkalk Erkki Halme, Oyj GTK Abp GTK 2 Geofoorumi 1/2011
pääkirjoitus GTK Green Mining turvaamaan kestävää kasvua Kaksi miljardia uuttaa ihmistä saavuttaa tämän vuosikymmenen loppuun mennessä 5 000 dollarin kansantulotason, joka mahdollistaa kulutustarpeiden monipuolistuvan tyydyttämisen. Samalla kaupungistuminen kiihtyy. Tuotantolaitokset, koneet, laitteet, kulkuneuvot, ICT-teknologia ja uudet energiaratkaisut perustuvat mineraalien hyödyntämiseen. Infrastruktuurin rakentaminen ei ole mahdollista ilman kiviainesta ja metalleja. Elintarviketuotanto edellyttää lisääntyvästi mineraalilannoitteita, koneita ja laitteita. Voidaankin sanoa, että kaikki mitä et voi kasvattaa pitää kaivaa. Yli puolet maapallon mineraalituotannosta tulee poliittisesti epävakailta alueilta. Kaupan esteet uhkaavat kasvaa ja hintaheilahtelut raaka-ainemarkkinoilla ovat entistä suurempia. Raaka-aineiden saatavuuden häiriötilanteet ovat Euroopalle merkittävä uhka. EU on tarttunut ongelmaan julkistamalla raaka-aineita koskevan aloitteensa vuonna 2008, joka pyrkii avoimuuden säilyttämiseen maailmanmarkkinoilla, raaka-aineiden kestävään käyttöön ja kierrätykseen, sekä edistämään omien raaka-ainevarojen hyödyntämistä. Raaka-aineet eivät ole nopeasti loppumassa. Hintojen nousu pakottaa kehittämään korvaavia ratkaisuja ja tehostamaan kierrätystä. Inventoitujen malmivarojen lisäksi tunnetaan huomattavia määriä mineraalirikastumia, jotka ovat tulevaisuuden varantoja. Useimpien alueiden malmipotentiaali tunnetaan puutteellisesti, ja jo pitkään tutkituillakin alueilla geologinen tieto rajoittuu maan pintaosiin. GTK:n keskeisenä tehtävänä on ollut koko 125-vuotisen historiansa aikana maankamaran geologian ja mineraalivarantojen kartoittaminen yhteiskunnan raaka-ainehuollon turvaamiseksi. Tämä toiminta on luonut tärkeän perustan Suomen meneillään olevalle kehitykselle erääksi Euroopan tärkeistä kaivosalueista. Maamme monipuoliset mineraalivarannot ovat merkittävä osa kansallisvarallisuuttamme. Green Mining -konsepti on mineraalialan vastaus tulevaisuuden haasteisiin. Siinä optimoidaan materiaali- ja energiatehokkuus koko tuotantoketjussa. Etsitään tehokkaasti uusia raaka-ainevarantoja ja edistetään niiden hyödyntämistä. Minimoidaan ympäristöön ja yhdyskuntiin kohdistuvat haitat. Parannetaan työturvallisuutta ja työviihtyvyyttä sekä pyritään palauttamaan kaivannaisalueet muuhun käyttöön toiminnan päättymisen jälkeen. Tekes on tarttunut haasteeseen valmistelemalla Green Mining -ohjelmaa, jonka on tarkoitus käynnistyä vielä vuonna 2011. Mineraalivarantojemme älykäs hyödyntäminen turvaa raaka-ainehuoltoamme ja luo edellytyksiä tasapainoiselle alueelliselle kehitykselle. Suomalaisella osaamisella voimme edistää globaalisti resurssitehokasta ja vastuullista mineraalitaloutta sekä luoda uutta kansainvälistä liiketoimintaa. Pekka Nurmi tutkimusjohtaja Geologian tutkimuskeskus - Geologiska forskningscentralen Etelä-Suomen yksikkö Betonimiehenkuja 4 PL 96, 02151 ESPOO Fax 020 550 12 Länsi-Suomen yksikkö Vaasantie 6 PL 97, 67101 KOKKOLA Fax 020 550 5209 Itä-Suomen yksikkö Neulaniementie 5 PL 1237, 70211 KUOPIO Fax 020 550 13 Pohjois-Suomen yksikkö Lähteentie 2 PL 77, 96101 ROVANIEMI Fax 020 550 14 GEOFoorumi on Geologian tutkimuskeskuksen sidosryhmille suunnattu lehti, joka ilmestyy kolme kertaa vuodessa. Lehden numerot 1 ja 2 ilmestyvät suomenkielisinä ja numero 3 englanninkielisenä vuonna 2011. Tilaukset ja osoitteenmuutokset tehdään sähköpostitse ja palautteen voi antaa osoitteella taina.jarvinen@gtk.fi. 1/2011 Geofoorumi 3
lyhyesti Jari Väätäinen, GTK Torronsuo on Etelä-Suomen suurin keidassuokompleksi. Pinta-alaltaan noin 3 000 hehtaaria. Suolla on turvetta parhaimmillaan 12,3 metriä ja vanhin turvekerrostuma on alkanut kerrostua 10 500 vuotta sitten. Kuvassa näkyy keidassuoalueen kitukasvuisia mäntyjä kasvavia kermejä ja niiden välissä märkiä kuljuja. Pitkospuut halkovat suomaisemaa. Suomesta älykkään luonnonvaratalouden edelläkävijä Työ- ja elinkeinoministeriö on jättänyt joulukuussa 2010 eduskunnalle selonteon Älykäs ja vastuullinen luonnonvaratalous Valtioneuvoston luonnonvaraselonteko eduskunnalle. Selonteon suosituksia toteuttamalla Suomella on erinomaiset mahdollisuudet olla globaali edelläkävijä luonnonvarakysymyksissä. Selonteon vision mukaan Suomi on vuonna 2050 älykkään luonnonvaratalouden vastuullinen edelläkävijä maailmassa. Strategisten tavoitteiden saavuttaminen edellyttää uutta ajattelua neljällä muutosalueella. n Luodaan talous- ympäristö- sekä ilmasto- ja energiapolitiikkaan kiinteästi nivoutunut, kokonaisvaltainen luonnonvarapolitiikan pitkäjännitteinen, mutta joustava hallinto- ja toimintamalli. n vahvistetaan monialaista luonnonvaraosaamista, tulevaisuuden ymmärrystä ja kehitetään niihin pohjautuvia innovatiivisia ratkaisuja. n Parannetaan kestävän luonnonvaroihin perustuvan liiketoiminnan edellytyksiä uudistamalla yhteiskunnan rakenteita ja toimintamalleja. Tarvitaan lainsäädäntö, maankäytön suunnittelu, ympäristövaikutusten arviointi, lupamenettelyt ja hallinnon käytännöt tukemaan selonteon tavoitteita. n valtavirtaistetaan kestävä luonnonvara-ajattelu osaksi arjen ratkaisuja. Selonteko perustuu mm. syksyllä 2010 julkaistuun mineraalistrategiaan, jossa todetaan mineraalialan olevan yksi kansantaloutemme perusta. Lue lisää: Älykäs ja vastuullinen luonnonvaratalous Valtioneuvoston luonnonvaraselonteko eduskunnalle, Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja 69/2010 2.12.2010 www.tem.fi/ 4 Geofoorumi 1/2011
Happikato vaivasi Itämerta jo keskiajalla Itämeren pintalämpötila oli tuhat vuotta sitten nykyistä lämpimämpi ja meren hapettomuus laaja-alaisempaa kuin tänä päivänä. Merenpohjan hapettomuus keskiajalla on luultavasti ollut kohonneiden Itämeren pintalämpötilojen sekä ilmakehän kiertoliikkeiden muutosten aiheuttamaa. Uudet alustavat tutkimustulokset Itämeren tilasta eri vuosisatoina on saatu tutkimalla meren pohjakerrostumia sekä mallinnuksen avulla. GTK on mukana tutkimuksessa, joka on osa Itämeren maiden ja EU:n yhteistä BONUS-tutkimusohjelmaa. Ohjelmaa Suomessa rahoittaa Suomen Akatemia. Itämeren lämpötilan vaihtelu on tutkimusten mukaan ollut oletettua suurempaa. Pienen jääkauden aikana (1450 1850) Itämeren pintalämpötila oli jopa kaksi Celsius-astetta nykyistä viileämpi. Nämä pienen jääkauden aikaiset muutokset havaitaan sedimenttiaineistoissa sekä ekosysteemimallinnuksella tuotetuissa simulaatioissa. Lue lisää: www.bonusportal.org/inflow ja www.bonusportal.org GTK:lla runsaasti Internet-vierailuja GTK:n Internetsivujen kävijämäärä vuonna 2010 oli yhteensä xxx xxx käyntiä. Malminetsintäyhtiöille suunnattujen englanninkielisten Exploration-sivujen Exploration News ja Active Map Explorer -karttapalvelu keräsivät xxxxx vierailijaa. Exploration-sivujen kävijämäärä oli yhteensä xxx 000 käyntiä. Myös GTK:n julkaisut-sivukokonaisuus sekä uutissivut keräsivät runsaasti englanninkielisiä kävijöitä. Tapahtumakalenteri 2011 6. 9.3. PDAC (Prospectors and Developers Association of Canada), International Convention, Trade Show & Investors Exchange, Mining Investment Show. Toronto, Canada. 17. 18.3. Maanmittauspäivät, Pori 25. 26.3. Vuorimiespäivät - Bergsmannadagarna. Marina Congress Center, Helsinki. 26. 27.3. Lahden Jalo- ja korukivimessut sekä helmimessut. Jokimaan ravikeskus, Lahti 15.4. 11.9. Kultaa!-näyttely, Arktikum, Rovaniemi 3. 6.5. GeoHab 2011, Marine geological and biological habitat mapping. GTK, Sederholm-sali, Espoo 18. 20.5. Yhdyskuntatekniikan messut, teemana Liikenne ja väylät sekä jätehuolto ja ympäristö, Turun Messu- ja Kongressikeskus 21. 26.5. ITA-AITES World Tunnel Congress 2011, Finlandia-talo, Helsinki 15.7. 14.8. Asuntomessut Kokkolassa Bostadsmässan i Karleby 16. 17.7. Outokummun kivi-, koru- ja kädentaitomessut, Outokumpu 22. 26.8. 25th International Applied Geochemistry Symposium 2011, Rovaniemi 22.9. Ympäristöasiantuntijapäivä 2011, Kouvola 1. 3.11. FEM 2011 8th Fennoscandian exploration and mining, Levi, Lappi, Finland. 1. 2.11.Paikkatietomarkkinat, teemana ITC kuntatekniikka ja vesihuolto, Helsinki 18. 20.11. Kansainväliset kivi- ja korumessut, Tampereen messu- ja urheilukeskus, Tampere 13. 14.1.2012 Tekniikan päivät. Teemana Aristoteleen neljästä elementistä maa. Dipoli, Otaniemi, Espoo 33IGC 1. 3.7. Ylämaan kansainväliset jalokivi- ja mineraalimessut, Ylämaan jalokivikylä, Ylämaa 1/2011 Geofoorumi 5
uusia julkaisuja Uusia julkaisuja Geoscience for Society : 125th Anniversary Volume Nenonen, Keijo and Nurmi, Pekka A. (eds.) 2011. Geoscience for Society : 125th Anniversary Volume. Geological Survey of Finland, Special Paper 49. 358 p. Julkaisu on englanninkielinen. Hinta painettuna 40. (Elektroninen julkaisu) This 125th Anniversary Publication of the Geological Survey of Finland (GTK) aims at elucidating, through 33 short articles, the current focus of research and development at GTK. We have defined our current strategy to cover three areas of societal impact: (1) mineral resources and raw material supply, (2) energy supply and the environment, and (3) land use and construction, which also form the subsections of this anniversary publication, in addition to a section on geodata management and database development. Geotietoa Satakunnasta Korhonen, Riitta (toim.) 2010. Geotietoa Satakunnasta. GeoPori-, GeoSatakunta- ja InnoGeo-projektien loppuraportti. Summary: Geological data from the Province Satakunta in Finland. Report on the projects entitled GeoPori, GeoSatakunta and InnoGeo. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 183. 194 s. (Elektroninen julkaisu) Maankamaran geologisten ominaisuuksien tuntemus on järkevän yhdyskuntasuunnittelun peruslähtökohta. Satakunnan kallioperän monimuotoisuus asettaa haasteita kalliorakentamiselle ja voimakas, edelleen jatkuva jääkauden jälkeinen maannousu muuttaa maisemaa erityisesti Porin seudulla ja Kokemäenjoen suistoalueella, jossa joudutaan vaativat rakentamisolosuhteet. Geologisten luonnonvarojen hyödyntäminen Tuusjärvi, M.; Sarapää, O.; Tontti, M. et al. 2010. Geologisten luonnonvarojen hyödyntäminen Suomessa vuonna 2009. Summary: Geological resources in Finland, production data and annual report 2009. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 188. 55 sivua, 29 kuvaa, 17 taulukkoa ja 6 liitekarttaa. Hinta painettuna 15. (Elektroninen julkaisu) Yhteiskuntamme hyvinvointi ja vakaus perustuvat maa- ja kallioperästä saatavien raaka-aineiden hyödyntämiseen ja riittävyyteen. Näiden geologisten luonnonvarojen (metallimalmit, teollisuusmineraalit, kiviaines, luonnonkivet, jalokivet ja turve) käytöstä on koottu tähän julkaisuun lupaviranomaisten sekä alan toimijoiden antamia tietoja. Syötteen geologinen retkeilykartta valmistui Räisänen, Jukka; Hirvasniemi, et al. Väisänen, Ulpu (Opaskirja) 2010. Syöte: Geologinen retkeilykartta ja opaskirja 1 : 50 000 = Geological outdoor map and guidebook 1 : 50 000. 81. 1 map + guidebook (35 p.) ISBN 978-952-217-124-5. Painettu julkaisu 10. Pohjois-Suomen luonto ja sen monet nähtävyydet tarjoavat erinomaiset edellytykset luontomatkailuun. Syötekeskus tarjoavat upean mahdollisuuden retkeilyyn, vaellukseen ja talviurheiluun. Syötteen alueelta on tehty luonnossa liikkuvia varten geologinen retkeilykartta ja opaskirja alueen geologisista nähtävyyksistä. Elektroniset julkaisut ovat luettavissa: www.gtk.fi/geotieto/julkaisut/uusimmat/ GTK:n julkaisut ovat saatavana GTK:n kirjastoista www. gtk.fi/geotieto/kirjasto/ ja julkaisumyynnistä www.gtk.fi/ geotieto/julkaisut/julkaisumyynti.html 6 Geofoorumi 1/2011
GTK 125 vuotta Pienestä alusta kansainväliseksi vaikuttajaksi 125-vuotiaalla GTK:lla on mielenkiintoinen menneisyys. Juhlavuoden kunniaksi kootussa historiikissa on kuvattu GTK:n ja geologisen tutkimuksen kehitystä 1600-luvulta tähän päivään ja tuleviin vuosiin. TEKSTI Susanna Heikkinen Geologia on kautta aikain ollut yhteydessä valtiovaltaan. Jo 1600-luvun Ruotsi-Suomesta tuli suurvalta paljolti malmivarojensa ansiosta. Malmia alettiin etsiä myös Suomen puolelta, ja 1640-luvulla maksettiin löytäjille jo palkkioita, mikä vielä tänä päivänäkin on kansannäytetoiminnassa tapana. 1700-luvulle tultaessa kirkosta tuli merkittävä malmivihjeiden kanavoija, ja niin löytyi Orijärven kupariesiintymä, joka oli suomalaisen kaivostyön uranuurtaja lähes 200 vuoden ajan. Suomen siirryttyä 1809 Venäjän vallan alaisuuteen maamme kaivostoiminta tyrehtyi, ja kotimainen teollisuus oli järvimalmien varassa, kunnes malminetsintä annettiin vuonna 1823 Suomen Kaivoskonttorin vastuulle. Varsinainen ryntäys koettiin 1860-luvun lopulla, kun Lapista löydettiin kultaa ja Kaivoshallitukseksi muuttunut virasto joutui kullanhuuhdonnan valvontatehtäviin. Tuolta ajalta on peräisin Suomen ensimmäinen varsinainen kallioperäkartta, joka kuvaa Inarin ja Utsjoen aluetta. Kun Helsingin yliopistoon perustettiin geologian ja minerologian professuuri, alan opetuksen taso nousi merkittävästi. Vuonna 1877 Kaivoshallituksen Geologinen osasto ryhtyi koko maan kattavaan J.J. Sederholm toimi Geologisen komisionin johtajana vuosina 1893 1934. geologiseen kartoitustyöhön. Euroopassa oli jo aiemmin perustettu geologisia tutkimuslaitoksia, ja Suomi sai vihdoin oman geologisen komissionsa vuonna 1885 tsaari Aleksanteri III:n asetuksella. Suomi geologiselle maailmankartalle Geologisen komisionin ensimmäiset vuodet menivät tiiviissä kartoitustyössä. Vuonna 1893 johtajaksi tullut Jakob Johannes Sederholm uudisti kallioperägeologisen luokituksen ja terminologian, ja pyrki työssään suuntaamaan kartoitustyöt kallioperän kannalta tärkeimmille GTK alueille. Uusi luokitus otettiin käyttöön peruskallioalueilla eri puolilla maailmaa. Sederholmin näkökulma oli tieteellinen, ja hän korosti tutkimuksen merkitystä kartoituksen ja käytännön työn pohjana. Hänen aikanaan komisioni ryhtyi myös julkaisemaan aluksi ranskankielistä uutiskirjettä, joka tänä päivänä tunnetaan Geological Survey of Finland Bulletinina. Suomen nousu vuorialan kärkikaartiin tapahtui Sederholmin ollessa komisionin johdossa. Vuonna 1908 Rääkkylästä lähetetty kansannäyte osoittautui rikkaaksi kuparimalmilohkareeksi, jonka emäkallio Geologisen tutkimuksen aikajana 1539 Carta Marina: ensimmäiset tiedot luonnonvaroistamme. 1643 Sigfrid Aronus Forsius julkaisee Minerographian. 1757 Orijärven kupariesiintymä löytyy. 1835 Ensimmäinen geologian tutkimuslaitos, British Geological Survey. 1875 Helsingin yliopistoon geologian ja minerologian professuuri. 1885 Suomeen oma geologinen tutkimuslaitos. 1/2011 Geofoorumi 7
GTK 125 vuotta kaukopartion johtajana kunnostautunut Mikko Pöllä nimitettiin Mannerheimristin ritariksi vuonna 1943. GTL:n palvelukseen Pöllä tuli vuonna 1964 työnjohtotehtäviin, joista hän jäi myös eläkkeelle. Geologisen komisionin valtiongeologit Pentti Eskola ja Heikki Väyrynen sekä apulaisgeologi Aarne Laitakari lähdössä Orijärven kaivokseen vuonna 1913. löytyi kallioperä- ja maaperägeologisen tiedon sekä sähköisten luotausmenetelmien avulla Outokumpu-nimisen kukkulan kupeelta Kuusjärven pitäjästä kaksi vuotta myöhemmin. Sittemmin teknologian kehitys Outokummun kaivos- ja rikastustekniikassa ja metallurginen osaaminen edistivät Suomen kansantaloutta laajasti. Malminetsintä sotien jaloissa Venäjän vallankumous ja Suomen julistautuminen itsenäiseksi 1917 toivat jälleen muutoksia Geologiseen komisioniin. Resurssit moninkertaistuivat, sillä tarve luonnonvarojen löytämiseksi ja hyödyntämiseksi oli suuri. Ensimmäisen maailmansodan päätyttyä Tarton rauhansopimus toi Suomelle Petsamon alueen, josta ryhdyttiin 1920- ja 30-luvuilla etsimään malmeja. Apuna käytettiin nyt myös geofysikaalisia menetelmiä, ja tuntureilta onnistuttiinkin löytämään pitkä nikkelipitoinen vyöhyke. Sen louhintakelpoisiin osiin perustettiin, GTK englantilais-kanadalaisin voimin kaivos, joka kiinnosti naapurimaita niin paljon, että toisen maailmansodan alkaessa Neuvostoliitto lupasi Saksalle Petsamon nikkeliä osana Molotov-Ribbentrop -sopimusta. Vuonna 1925 komisionista oli tullut Geologinen toimikunta, joka ennen sotaa keskittyi malminetsintään. Sederholmin seuraajaksi tullut Aarne Laitakari suosi kansannäytetoimintaa, jota tuettiin kouluille lähetetyin kivinäytekokoelmin, järjestämällä esitelmiä monenlaisissa yleisötilaisuuksissa ja julkaisemalla lehtiartikkeleita sekä kansantajuisia kirjoja. Geologisen toimikunnan työ keskeytyi loppuvuonna 1939, kun kaikki sen geologit joutuivat talvisotaan. Menetykset pienelle organisaatiolle olivat raskaat, sillä isänmaan puolesta sodissa kaatui kaikkiaan kolme geologia ja seitsemän kesäapulaista tai opiskelijaa. Sodan käyneistä geologeista moni liittyi laitoksen henkilökuntaan vasta rauhan tultua. Esimerkiksi jatkosodan aikana kaukopartiomiehenä ja Jälleenrakennus vauhditti tutkimusta ja kartoitusta Sodan jälkeen teollisuus tarvitsi metalleja, ja yleinen puute raaka-aineista sai valtion lisäämään panostusta malminetsintään. Vuonna 1946 annetun uuden asetuksen myötä toimikunta-nimitys vaihtui Geologian tutkimuslaitokseksi (GTL) ja henkilötyövuosien määrä lisääntyi kolmestakymmenestä seitsemäänkymmeneen. Organisaatio jakautui kallioperäosastoon, malmiosastoon, maalajiosastoon ja kemian osastoon. Uudet menetelmät ja laitteet nopeuttivat ja tarkensivat kartoitustyötä. Aerogeofysikaalinen kartoitus alkoi 1950-luvun alussa, kun GTL:n käytössä olleeseen lentokoneeseen asennettiin laitteisto, jolla pystyttiin mittaamaan maan magneettikenttä, sähkönjohtavuus ja radioaktiivinen säteily 150 metrin korkeudelta. Geofysiikan kenttäryhmille annettiin käyttöön uudet magnetometrit ja sähkömagneettiset mittauslaitteet, gravimetrit ja radiometriset mittavälineet. Malminetsinnässä sovellettiin kansainväliselläkin mittapuulla uusia menetelmiä, kuten geokemiallista moreenitutkimusta ja malmikoiria. Samaan aikaan yrityssektorilla perustettiin omia malminetsintäorganisaatioita. Malminetsijöiden uutteruuden ja aktiivisen kansannäytetoiminnan seurauksena Suomesta tuli 1960-luvulla pinta-alan ja väkiluvun suhteen maailman viidenneksi malmirikkain valtio. Lisää vaikuttavuutta 1970-luvulle tultaessa GTL oli kasvanut 250 henkilön organisaatioksi, jossa tutkijoita oli vajaat sata. Jo parikymmentä 1904 Komisionin laboratorion laitekanta vahvistuu. 1935 Toimikunnan johtoon Aarne Laitakari. 1946 Toimikunnasta Geologinen tutkimuslaitos (GTL). 1954 Toini Mikkola ensimmäinen naisgeologi GTK:ssa. 1973 Aluetoimistot Kuopioon ja Rovaniemelle. 1893 J.J. Sederholm Geologisen komisionin johtajaksi. 1910 Outokummun kuparimalmi. 1941 Turvevarojen kartoitukset alkavat. 1954 Aerogeofysikaalinen kartoitus mullistaa kallioperäkartoituksen ja malmitutkimuksen. 1960 GTL:n johtoon Vladimir Marmo. 1976-77 Kehitysyhteistyöhanke Tansaniassa. 8 Geofoorumi 1/2011
Ikuisesti nuori : Geologian tutkimuskeskuksen 125-vuotishistoriikki Erkki Halme, GTK Kauranne, L. K.; Gustavsson, Nils; Hyvärinen et al. 2010. Ikuisesti nuori: Geologian tutkimuskeskuksen 125-vuotishistoriikki. Geologian tutkimuskeskus, Espoo. 185 s. Hinta painettuna 20. www.gtk.fi/ geotieto/julkaisut/uusimmat/ Julkaisut/EJ77.html ja http://www.gtk.fi/gtk125 Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) 125-vuotishistoriikki kuvaa geologisen tutkimuksen ja tutkimuskeskuksen kehitystä vuoteen 1980 asti suppeasti ja hiukan laveammin sitä, mitä tapahtui GTK:ssa siitä eteenpäin aina nykyhetkeen saakka. GTK:n geokemialliset tutkimukset tuottavat tietoa alkuaineiden pitoisuuksista maankamarassa. Kuvassa vuonna 1992 julkaistu kartta arseenin levinneisyydestä moreenissa. 1980 Nordkalott -ohjelma alkaa. 1986 GTK kartoittaa Tshernobylin ydinvoimalasta maahamme levinneen säteilysaasteen. vuotta Espoon Otaniemessä sijainnutta toimitaloa laajennettiin, ja sen seinien sisään saatiin monia huippututkimuslaitteita sekä kansainvälisen tason iänmäärityslaboratorio. Merkittävämpi kansainvälistyminen alkoi esittelemällä suomalaista aerogeofysiikkaa ja moreenigeokemiaa kanadalaisille. Virastojen hajasijoitusperiaate johti GTL:n aluetoimistojen perustamiseen Kuopioon ja Rovaniemelle 1973. Paikallistuntemuksen ja kenttätyön vuoksi alueellinen jakautuminen oli laitokselle luontevaa, ja 1980-luvulle tultaessa Pohjois- ja Itä-Suomen malminetsintä, turvetutkimukset ja geokemiallinen kartoitus saivat runsaasti lisävahvistusta. Pohjoismaiden ja läntisen Euroopan tutkimuslaitosten johtajat pitivät säännöllisiä kokouksiaan 1970-luvulta lähtien. Yhteistyö Neuvostoliiton Tiedeakatemian ja Geologian ministeriön kanssa sai aikakaudelle tyypillisiä muotoja, mutta johti myös tieteellis-teknis-taloudelliseen yhteistyöhön pienten SEV-maiden kanssa. Vuonna1976 käynnistyi GTL:n ensimmäinen kehitysyhteistyöprojekti ulkoasiainministeriön rahoituksella Luoteis- Tansaniassa. Tiedeyhteisöstä avoimeksi palveluorganisaatioksi Toiminnan laajuutta ja merkitystä paremmin vastannut nimi Geologian tutkimuskeskus (GTK) otettiin käyttöön vuonna 1983. Tutkimuslaitosta alettiin 1980-luvulla kehittää yhteiskuntaa ja kansalaisia palvelevaan suuntaan, ja GTK:lla olikin erinomaiset suhteet esimerkiksi maan kaivosteollisuuteen. Avoimuutta pyrittiin lisäämään myös muihin sidosryhmiin, kuten voimateollisuuteen, yliopistoihin, kuntainliittoihin, valtion laitoksiin ja eri ministeriöihin. GTK alkoi myydä analyysipalvelujaan, atk-ohjelmia sekä tulosten visualisointipalvelua kotimaisille ja ulkomaisille yrityksille ja laitoksille. Päätehtävänä oli kuitenkin edelleen pitkäjänteinen luonnonvarojen tutkimus ja geologinen kartoitus. 1990-luvun alussa alettiin korostaa maa- ja kallioperän järkevän ja kestävän 1995 EU:n myötä GTK korostuu geologisen perustiedon ja uusien aiheiden tuottajana. 2001 GTK ottaa käyttöön Internetpohjaisen karttapalvelun. käytön edistämistä. 2000-luvulle tultaessa GTK oli siirtynyt tulosohjaukseen ja -budjetointiin, jolloin myös palvelututkimuksen rooli vahvistui. Sitä edesauttoivat osaltaan tekniset edistysaskeleet, kuten maa- ja kallioperäkarttojen piirtämisen automatisointi, GIS-tekniikka, verkkopalvelun kehittäminen ja monet muut ratkaisut. Tällä vuosikymmenellä talouden globalisaatio, luonnonvarojen kasvava kysyntä ja ympäristönäkökohdat ovat keskeisiä tekijöitä GTK:n toiminnan kannalta. Samaan aikaan väestönkasvu ja lisääntyvä kaupungistuminen luovat haasteita yhdyskuntien rakentamiselle. Ilmasto- ja energiapolitiikan vahva kytkeytyminen kaikkeen päätöksentekoon vaatii teknologiaa ja asiantuntemusta. Tässä toimintaympäristössä GTK tähtää keskeiseksi asiantuntijaksi sekä Suomen että Euroopan mittakaavassa. Lähde: L K Kauranne ym.; Ikuisesti nuori Geologian tutkimuskeskuksen 125-vuotishistoriikin perusteella koonnut Susanna Heikkinen. 1983 Nimi muuttuu Geologian tutkimuskeskukseksi (GTK). 1991 Toimintoja suunnataan palvelututkimuksiin. 2006 Länsi-Suomen yksikkö Kokkolaan. 2010 Toiminta keskittyy kolmeen muutostekijään: raakaaineiden riittävyys ja mineraalihuolto, yhdyskuntien rakentaminen sekä ilmasto- ja energiapolitiikka sekä kestävä kehitys päätöksenteossa. 1/2011 Geofoorumi 9
GTK tänään GTK tuottaa tietoa yhteiskunnan tarpeisiin GTK on kansainvälisesti suuntautunut valtion sektoritutkimuslaitos, jonka tehtävänä on tuottaa ja levittää geologista tietoa edistämään maankamaran hallittua ja kestävää käyttöä. GTK tuottaa yhteiskunnan tarvitsemaa geoalan asiantuntemusta ja luo innovatiivisia ratkaisuja luonnonvarojen kestävän käytön, kaivannaistoiminnan, energiahuollon, ympäristöalan, rakentamisen ja maankäytön tarpeisiin. TEKSTI Taina Järvinen GTK toimii kansallisena geotietokeskuksena ja aktiivisena osaajana kansainvälisessä tutkimus- ja projektitoiminnassa sekä eurooppalaisena huippuosaajana maankamaran luonnonvarojen ja niiden hyötykäytön tutkimuksessa. GTK kehittää yhteistyötä sektoritutkimuslaitosten, yliopistojen ja muiden tutkimusorganisaatioiden kanssa tuomalla geotieteellisen osaamisen ja sovellukset monitieteelliseen tutkimustyöhön. Kansainväliset rekrytoinnit, tutkijavaihto, kansainvälisissä tieteellisissä työryhmissä tehtävä työ ja yhteistyösopimukset sisarlaitosten kanssa edistävät GTK:n kansainvälistymistä. GTK on osa työ- ja elinkeinoministeriön TEM-konsernia. Elinkeinopolitiikan toimijana GTK toteuttaa ministeriön asettamia tutkimus-, innovaatio-, energia- ja ympäristöpoliittisia linjauksia. GTK toimii valtakunnallisesti GTK on valtakunnallinen toimija, jonka alueyksiköiden toiminta on profiloitunut alueellisen kysynnän mukaisesti. GTK:lla on vahva yhteys alueiden suunnitteluun ja elinkeinoelämään. Etelä-Suomen yksikön vahvuuksia ovat kasvukeskuksia palveleva toiminta ja kansainväliset projektit. Länsi-Suomen yksikön toiminta palvelee maankäyttöä ja energiahuoltoa. Itä-Suomen yksikössä keskitytään kaivannaisteollisuutta sekä ympäristöhuoltoa palvelevaan toimintaan ja Pohjois-Suomen yksikössä kaivosteollisuutta palvelevaan toimintaan. Vaikuttavuusalueet ohjaavat toimintaa Mineraalivarat ja raaka-ainehuolto -vaikuttavuusalueella luodaan edellytyksiä Suomen mineraalivarojen kestävälle käytölle ja mineraalialan pitkäjänteisille investoinneille, työllisyydelle ja hyvinvoinnille. GTK tuottaa eurooppalaista ja kansallista mineraalipolitiikkaa tukevia tutkimustuloksia sekä päätöksenteon tarvitsemaa tietoa mineraalivarojen saatavuudesta, laadusta ja riittävyydestä. GTK toimii aktiivisesti Suomen mineraalistrategian ja hallituksen luonnonvaraselonteon mineraalialaa koskevien kehittämistoimenpiteiden edistämiseksi. GTK kehittää menetelmiä ja teknologiaa malmiesiintymien ekotehokkaaseen hyödyntämiseen, tutkii ja edistää vuoriteollisuuden jätteiden ja sivutuotteiden hyötykäyttöä sekä kehittää ja soveltaa geotieteellisiä menetelmiä kaivosympäristökysymyksiin. Energiahuolto ja ympäristö -vaikuttavuusalueella edistetään tuontia korvaavien ja hiilidioksidipäästöjä alentavien energiamuotojen hyödyntämistä. GTK:lla on merkittävä tehtävä kotimaisten, uusiutuvien energialähteiden tutkimisessa ja kehittämisessä. GTK tutkii maa- ja kalliolämmön mahdollisuuksia ja käyttösovelluksia yhdyskuntien suunnittelussa ja rakentamisessa tavoitteena geoenergian monipuolisten käyttömahdollisuuksien lisääminen. GTK tuottaa käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusyhtiöille ja viranomaisille niiden tarvitsemaa geologista ja geofysikaalista tutkimustietoa loppusijoituksen toteutukseen ja sen turvallisuuden arviointiin. Lisäksi vaikuttavuusalueen toimintaan kuuluvat mm. soiden hiilenkertymänopeuden tutkimus, turvevarojen kartoitus sekä merialueiden kestävään käyttöön ja merien tilan parantamiseen suuntautuva merigeologinen tutkimus. Maankäyttö ja rakentaminen -vaikuttavuusalueella edistetään geotieteellisen tutkimuksen ja tiedonkeruun sekä niihin pohjautuvien palvelujen avulla maankäytön suunnittelun ja yhdyskuntarakentamisen taloudellisia ja ympäristönäkökohdat huomioon ottavia ratkaisuja sekä edistetään alaan liittyvää yritystoimintaa. GTK kehittää maakairauspalveluja ja yhdyskuntarakentamista palvelevia rakennusgeologisia maa- ja kallioperämalleja sekä vahvistaa asemaansa yhdyskunnan vesi- ja kiviaineshuollon kestävien ratkaisujen asiantuntijana. Vaikuttavuusalueen toimintaan kuuluvat mm. pohjavesitutkimukset, maaperäkartoitus ja merigeologinen kartoitus. 10 Geofoorumi 1/2011
Kalliohavainnot tallennetaan paljastimella. Jari Väätäinen, GTK GTK:lla on vahva yhteys alueiden suunnitteluun ja elinkeinoelämään. 1/2011 Geofoorumi 11
mineraalivarat ja ekotehokas kaivostoiminta Kasvava kaivostoiminta kehittyy ekotehokkaaksi Kaivostoiminta Suomessa kasvaa huomattavasti lähivuosikymmenten aikana. Tämä visio on syntynyt muutamassa vuodessa, kun sekä meillä että muualla on herätty huomaamaan varsinkin high-tech-metallien nopeasti kasvavaa tarve. Mineraalipotentiaalinsa hyödyntämisessä Suomi pyrkii eturintamaan ekotehokkaalla kaivostoiminnalla. TEKSTI Harriet Öster Suomen kiteisen kallioperä arvioidaan olevan varsin suotuisa monenkin metallin esiintymille ja siihen viittaavat myös useat uudet kaivosprojektit. Aikaisemmin on etsitty ja hyödynnetty tavanomaisten metallien esiintymiä, mutta niiden lisäksi on lyhyessä ajassa ruvettu etsimään huipputekniikassa tarvittavia metalleja. Niillä on kysyntää etenkin elektroniikassa ja energiatekniikassa, ja niiden hintatason odotetaan nousevan jyrkästi. Kaksi vuotta sitten GTK aloitti hankkeen, jossa kartoitetaan high-tech-metallien potentiaalia Suomen kallioperässä. Hanke on osa GTK:n mineraalipotentiaali-tutkimusohjelmaa. Tutkimusohjelman tarkoitus on tuottaa uutta ja tarkentuvaa tietoa Suomen mineraalipotentiaalista. Tieto on tärkeä niin teollisuudelle ja yhteiskunnan päättäjille kuin maankäytön suunnitteluun, sanoo mineraalipotentiaali-tutkimusohjelman vetäjä, GTK:n tutkimusprofessori Raimo Lahtinen. Kymmenen vuotta sitten teollisuusmaissa ajateltiin, että perusmetallien kokonaistuotanto vähenisi ja tilalle tulisi kierrätystä ja korvaavia aineita. Sitten huomattiin, että teollisuusmaiden ulkopuolella on viisi miljardia ihmistä, joilla on kasvava kysyntä perusmetalleista. Lisäksi teollisuudella on kova tarve uusista metalleista, joita tuotetaan hyvin rajoitetusti. EU kuluttaa monta kertaa enemmän metalleja, kuin mitä tuottaa ja on esimerkiksi harvinaisten maametallien osalta hyvin riippuvainen Kiinasta ja maan kauppapolitiikasta. Näistä lähtökohdista syntyi EU:n raaka-ainealoite vuonna 2008. Sen mukaan jäsenmaiden on edistettävä omien raaka-ainevarojen hyödyntämistä, Lahtinen toteaa. EU:n tavoitteena on luoda jäsenmaille yhdenmukainen mineraalipolitiikka alan edistämiseksi. Halutaan luoda uusia työpaikkoja ja tuottaa teollisuudelle strategisia raaka-aineita EU:n sisällä. LAAJOJA ALUEITA TUTKITTU PUUTTEELLISESTI Kallioperä Suomessa on jääkauden jäljiltä lähes kokonaan moreenin ja muiden maalajien peittämä, vain neljä prosenttia kalliosta on paljaana. Tutkittaessa kallioperää pitää siis pystyä katsomaan maapeitteen läpi. Moreeninäytteet antavat usein osviittaa siitä, ovatko jokin alueen esiintymät kiinnostavia. Koko maa on tutkittu geofysikaalisella lentokartoituksella, jolla kivilajimuodostumat ja tarkemmin tutkittavat paikat erottuvat. Missä kallio ei ole laajasti paljaana, joudumme tekemään tulkintoja pistemäisten havaintojen ja geofysiikan perusteella. Suomen kallioperäkartta pohjautuu enemmän tai vähemmän pistetietoihin ja antaa siksi jossain määrin vääristyneen kuvan siitä, mitä oikeasti tiedämme, Lahtinen sanoo. On mahdotonta sanoa, että Suomi olisi katettavasti tutkittu. Laajojen alueiden mineraalivarantoja joka puolella maata on tutkittu puutteellisesti. Uusia geofysikaalisia tutkimusmenetelmiä on otettu käyttöön, mutta tarkkoja tietoja varten joudutaan aina ottamaan kohdennettuja näytteitä maastossa. Seismisellä heijastusluotauksella pystytään tutkimaan kallioperää syvemmältä ja saamaan siitä pystysuoria poikkileikkauskuvia. Yhdistämällä toisiaan leikkaavia mittauslinjoja voidaan mallintaa kallioperä kolmiulotteisesti. Viime vuonna loppuneessa seismisen heijastusluotauksen tutkimushankkeessa GTK yhdessä 11:den kaivosyhtiön kanssa kartoitti tärkeitä malmialueita. Seisminen heijastusluotaus on kallis tutkimusmenetelmä. Sitä käytetään vain alueilla, joilla tiedetään olevan malmipotentiaalia, Lahtinen toteaa. High-tech-metallit tuovat uusia haasteita malminetsintään: meidän pitää ymmärtää, missä näitä metalleja on. Syvägeofysikaalisin menetelmin tutkimme ja kartoitamme maankuoren rakenteita koko Fennoskandian kilven alueella. Esimerkiksi Keski-Lapissa yritämme selvittää kullan esiintymistä mallintamalla kolmiulotteisesti kallioperää viiden kilometrin syvyyteen. Fennoskandian kilven tutkimuksissa tehdään yhteistyötä Ruotsin, Norjan ja Venäjän kanssa aina 1990-luvulta lähtien. Menossa olevassa hankkeessa keskitytään high-tech-metalleihin. Kilpi on iältään ja rakenteeltaan samantyyppinen kuin tärkeät kaivosalueet Australiassa, Kanadassa ja Etelä-Afrikassa. Näissä maissa talous 12 Geofoorumi 1/2011
Yhdistämällä erilaisia geofysiikan aineistoja saadaan kallioperästämme enemmän tietoa. Kuvassa on esitetty tulos seismiseltä linjalta (FIRE4B) sekä kallioperän sähkönjohtavuusmalli. Sähkönjohtavuusmalli pohjautuu alueella tehtyihin sähkömagneettisiin (MT) luotauksiin ja tulosten 2-D -inversioon. nojautuu suurelta osin raaka-ainetuotantoon. EKOTEHOKKUUTTA TULEE KOKO TUOTANTOKETJUUN Metallien kysynnän kasvaessa kaivostoiminta kohtaa uusia haasteita. Malmiesiintymät ovat heikompia tai sijaitsevat syvemmällä, joten niitä on vaikeampaa sekä löytää että hyödyntää. Lupa-asiat ovat monimutkaisia, prosessit pitkiä ja alueiden muu käyttö rajoittaa kaivannaistoimintaa. Alan yleistä hyväksyvyyttä on parannettava. Vastauksena tähän kaivostoimintaa halutaan kehittää mahdollisimman ekotehokkaaksi. Siihen on lanseerattu käsite Green Mining. Teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus Tekes valmistelee Kullan esiintymistä selvitetään mallintamalla kallioperää kolmiulotteisesti viiden kilometrin syvyyteen. laajempaa tutkimusohjelmaa tästä aiheesta. Myös EU-tasolla ajatukset käyvät tähän suuntaan. Pyrkimyksenä on kehittää kaivostoiminta ekotehokkaaksi koko tuotantoketjussa etsinnästä louhinnanjälkeiseen maisemanpalauttamiseen. Näin minimoidaan ympäristölle aiheutuvat haitat. Lisäksi otetaan huomioon niin työterveys kuin vaikutukset ympäröivään yhteiskuntaan, sanoo GTK:n tutkimusjohtaja Pekka Nurmi. Ekotehokkuuteen kuuluu, että metalleja kierrätetään, mutta siitä huolimatta 1/2011 Geofoorumi 13
mineraalivarat ja ekotehokas kaivostoiminta Agnico-Eagle Talvivaara Mine PLC Kierrätyskupari ei pysty kattamaan kuin pienen osan kasvavasta kysynnästä. Kairasydäntiedot täydentävät mallinnustuloksen kallioperässä. kaivostoimintaa tarvitaan lisää. Esimerkiksi kuparista kierrätetään globaalitasolla jo lähes 90 prosenttia. Silti kierrätyskupari ei pysty kattamaan kuin pienen osan tarpeesta, koska kysyntä kasvaa koko ajan. Nyt kierrätykseen menevät kuparituottet otettiin käyttöön keskimäärin 30 vuotta sitten, jolloin käytössä oli huomattavasti vähemmän kuparia kuin tänään. Green Mining -konseptiin kuuluu myös alalle entistä tärkeämpi vuorovaikutus yhteiskuntaan ja sen pitää alkaa jo malmin etsintävaiheessa. Kaivostoiminnalla on yleisesti ollut huono imago, kun ihmiset eivät oivalla, miten riippuvaisia metalleista me olemme, Nurmi sanoo. NÄKYMÄTÖNTÄ JA ÄLYKÄSTÄ KAIVOSTOIMINTAA Green Mining -kokonaisuuteen kuuluvat uudet kaivostekniikkaa kuvaavat käsitteet. Näkymätön kaivostoiminta tarkoittaa, että koko toiminta voitaisiin toteuttaa maanalaisesti, mukaan lukien murskaus ja rikastus. Koska maan pinnalla ei näy paljon mitään, tekniikkaa voisi käyttää vaikkapa taajama- tai luononsuojelualueella. Kaivos täytetään ja paikka ennallistetaan toiminnan loputtua. Nurmen mukaan maanalainen näkymätön kaivos -konsepti on mietinnässä. Reijo Lampela, GTK Nollajätekaivoksessa kaikki louhittu käytetään hyödyksi. Sivukivi käytetään kaivoksen täyttämiseen toiminnan loputtua. Älykäs kaivos puolestaan viittaa pitkälle vietyyn automaatioon. Maan pinnalta kauko-ohjattava poraus ja lastaus ovat jo käytössä. Urbaani kaivostoiminta tarkoittaa, että kaupunkiympäristön kierrätettävät materiaalit ja rakennusjätteet otetaan talteen; niin kiviaines rakennuksista ja teistä kuin betoniraudoitus ja muu metalliromu. JOKAISELLE MALMILLE RÄÄTÄLÖITY RIKASTUS Kun aikaisemmin on hyödynnetty vain muutama arvoaine, Green Mining -konseptiin kuuluu, että louhittava materiaali hyödynnetään mahdollisimman hyvin, joten jätevirrat pienentyvät, sanoo erikoistutkija Päivi Kauppila GTK:n Itä-Suomen yksiköstä. Hän tutkii kaivosympäristöjä ja on erityisesti tutkinut rikastushiekkoja. Tähän asti ei ole mietitty kaikkia mahdollisia hyödynnettäviä aineita. Esimerkiksi high-tech-metallien talteenottoa ei ole tarvinnut miettiä, kun niistä ei ole ollut kysyntää. Nykyisin tutkitaan jopa mahdollisuukisa tuottaa jätevirroista nanomittakaavan tuotteita, Kauppila sanoo. Hän toteaa, että materiaalin tehokas hyödyntäminen vaatii uuden ajattelumallin: Pitää arvioida kaivoksesta saatavat materiaalivirrat mahdollisimman hyvin jo ennen tuotannon aloittamista. Toinen keskeinen asia on, että vesien kierrätysaste nostetaan kaivoksilla Kun vesiä kierrätetään, raakaveden tarve vähenee, ja samoin kaivoksen vesipäästöt. Jokainen malmilöydös on yksilöllinen ja vaatii oman räätälöidyn rikastusprosessinsa. Kun malmista lisäksi halutaan ottaa kaikki hyödynnettävät materiaalit talteen, prosessin kehittäminen on hankala ja aikaa vievä työ. GTK:n Outokummussa sijaitseva Mineraalitekniikan laboratorio myy asiakkailleen tällaisia prosessikehityksen kokonaispalveluja. Pyrkimyksistä huolimatta voi toisaalta olla, ettei pystytä ratkaisemaan rikastusta tarpeeksi hyvällä saannolla. Keskimäärin uudet esiintymät ovat vaikeampia rikastaa, koska helpommat on jo otettu käyttöön, Nurmi toteaa. Yleisesti ottaen ekotehokas kaivostoiminta tarkoittaa, että käytetään parasta saatavilla olevaa tekniikkaa. Suomi on eturintamassa kehittämässä kaivostoimintaa siihen suuntaan. Jos ajatellaan globaalisti, on parempaa, että kaivostoimintaa tehdään täällä, eikä jossain muualla, Nurmi toteaa. 14 Geofoorumi 1/2011
geoenergia Geoenergia on kasvanut suuriin rakennuskohteisiin Hartela Oy Geoenergia on Suomessa lyömässä itsensä läpi suurissa kohteissa, yleensä hybridiratkaisuna yhdessä toisen energiamuodon kanssa. Geoenergiakenttien mitoitus ja niiden käytön optimointi vaatii paljon erikoisosaamista ja tähän GTK on kehittänyt omaa metodiikkaansa. TEKSTI Harriet Öster Maa- ja kallioenergian käyttöä yhdyskunnan suurissa kohteissa on edistetty juuri päättyneessä Tekesin kaksivuotisessa Geoener-tutkimusprojektissa. GTK toimi siinä yhteistyössä Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen VTT:n, Turun kauppakorkeakoulun ja suomalaisten yritysten kanssa. GTK:n suunnittelemia ja mitoittamia suuria geoenergiakenttiä on tässä vaiheessa yli 20. Suurin osa niistä on ostoskeskuksia ja asuinalueita, mutta joukosta löytyy myös huoltoasema, koulurakennuksia ja Kuopion palo-opiston sammutustalo. Asuinalueita on suunnitteilla useampia, korttelipientaloja Espoon Painiittyyn ja kerrostaloja Perkkaan alueelle, sanoo toimialapäällikkö Jarmo Kallio GTK:n Länsi-Suomen yksiköstä. Suurin yksittäinen hanke on S-ryhmän logistiikkakeskus, joka on rakenteilla Sipooseen. Ensi vuonna valmistuva logistiikkakeskus on kymmenen eduskuntatalon kokoinen ja Euroopankin suurimpia hybridi-geoenergiahankkeita. Rakennusyhtiön havainnekuva Espoon Painiityn pientaloalueesta, joka lämpiää maalämmöllä. Talojen lämpö tulee tontin kokoisesta geoenergiakentästä. Hybridiratkaisulla geoenergian käyttö optimaalinen Logistiikkakeskuksen lämmityksen ja viilennyksen energiatarpeesta yli 95 prosenttia katetaan uusiutuvalla energialla. Lämpöenergiasta puolet on geoenergiaa ja puolet bioenergiaa, lähinnä puupellettejä. Jäähdytykseen käytetään yksinomaan geoenergiaa. Energialaitoksen rakentaa ja jakelun hoitaa Fortum. GTK:n logistiikkakeskukseen suunnittelema geoenergiakenttä koostuu 150 kaivosta, syvyydeltään 300 metriä. Kesäisin tarvittavaan jäähdytykseen käytetään lämpökaivoja ilman lämpöpumppua. Lämmennyt jäähdytysliuos pumpataan takaisin kaivoihin, missä se luovuttaa ylimääräisen lämpönsä kallioperään, joka näin toimii lämpövarastona. Keskuksen energiakenttään on asennettu monitorointijärjestelmä, jolla voidaan seurata, miten kenttä käyttäytyy. Järjestelmällä ohjataan lämmitystä niin, että geoenergiaa käytetään optimaalisesti. Tulemme ehdottamaan, että tällaista monitorointijärjestelmää käytettäisiin kaikissa suurissa energiakentissä, Kallio sanoo. Geoenergian käyttö hybridiratkaisuissa yleistyy kansainvälisesti, koska yhdistelmä toisen energialähteen kanssa on optimoitavissa ja kustannustehokas. Suomessa geoenergiaa käytetään sekä yksinään että hybridiratkaisuissa, joista yleisin on sen yhdistäminen bioenergiaan. Jonkin verran on myös hybridiratkaisuja, missä aurinkolämpö käytetään kallioperän lämpölataukseen. Yhdistäminen kaukolämpöön on kokeiluasteella. GTK:n kehittämä metodiikka energiakenttien mitoitukseen poikkeaa jonkin verran muiden käyttämästä tekniikasta. Tutkimme ja kehitämme sekä mittaustekniikkaa että mittaukseen käytettäviä ohjelmistoja. Meillä on kumppanuuksia yritysten kanssa, joten tästä syntyy liiketoimintaa Kallio sanoo. Aivan uusi tutkittavana oleva sovellus on rakennusten perustuspaalujen käyttö energiapaaluina lämmitykseen ja viilennykseen. Tutkitaan voidaanko lämmönkeräysputkisto rakentaa perustuspaalujen sisään. 1/2011 Geofoorumi 15
maankäyttö Kuva: SRV, SARC Havainnekuva Keilaniemen metroaseman sijoittumisesta Espoossa Fortumin pääkonttorin kohdalle. Metroaseman yhteyteen suunnitellaan neljän asuintornitalon rakentamista. Fortumin toimitalo näkyy vaaleana kuvan keskellä. Keilaniemen asema sijoittuu lähimmäksi GTK:n Espoon toimipaikkaa Länsimetron asemista. Länsimetro louhitaan erinomaiseen kallioperään GTK on koonnut geologista tietoa Espoon kallioperästä jo vuosikymmeniä. Kun päätös Länsimetron rakentamisesta syntyi, se käynnisti laajan tutkimusohjelman metrotunneleiden rakennettavuuden selvittämiseksi. Kallioperästä löytyi ongelmallisia kohtia, mutta sen laatu on silti pääosin erinomainen. TEKSTI Marja Saarikko Länsimetron louhintaurakka käynnistyi viime keväällä 2010. Paikoittain metroreitin varrella voi havaita merkkejä maan alla tapahtuvasta työskentelystä. Metrotunneli tarvitsee esimerkiksi noin 600 metrin välein maan pinnalle ulottuvan poistumistie- ja ilmanvaihtokuilun. Metroasemien louhinnasta kertovat valtaisat huputetut työmaat. Louhittu kiviaines kuljetetaan kuorma-autoilla jatkokäyttöön. Pystyssä törröttävät mittakepit ovat merkkeinä lukuisista kairauksista, joita suunnittelijat teettävät varmistaakseen kallioperän laadun. Suomessa kallio-olosuhteet ovat erinomaiset metrotunnelin rakentamiselle. Kallioperä on noin 1,8 miljardia vuotta vanhaa, iältään prekambrista kallioperää, joka koostuu pääasiassa erilaisista graniiteista, gneisseistä ja seosrakenteisista kivistä eli migmatiiteista. Lujastakin kallioperästä löytyy silti rapautuneita ja rikkoutuneita vyöhykkeitä, 16 Geofoorumi 1/2011
Länsimetro vuosilukuina 2002 tarve- ja toteuttamiskelpoisuusselvitys 2005 ympäristövaikutusten arviointi 2006 liikennejärjestelmäpäätös Espoon valtuustossa 2007 hankesuunnitelma 2008 rakennussuunnittelu käynnistyi 2009 asemakaavojen käsittely Espoossa ja Helsingissä 2009 alkupamaus marraskuussa Ruoholahdessa Helsingissä 2010 tunnelilouhinta aloitetaan Lauttasaaressa ja Espoossa 2015 Länsimetro valmis Lähde: www.lansimetro.fi jotka yhdessä muodostavat vaikeat olosuhteet rakentamiselle, erityisesti silloin kun tunnelia tehdään meren alla. Rakentamisen näkökulmasta tärkeintä onkin selvittää heikkojen kohtien sijainti. GTK on kerännyt systemaattisesti tietoa Suomen kallioperästä koko olemassa olonsa ajan, kaikkiaan 125 vuotta. Espoon kallioperästä on saatu hyvin paljon tietoa, mikä auttaa Länsimetron rakentajia varautumaan kallion heikkoihin kohtiin, kiertämään tai vahvistamaan niitä niin, että rakentaminen on turvallista ja yllättäviltä kustannuksilta vältytään, GTK:n johtava tutkija Ossi Ikävalko kertoo. Kalliolaadun selvittäminen on vaikeaa Kallioperä on usein syvällä erilaisten maalajien alla ja vain harvoin täysin paljaana. Kalliolaadun selvittäminen ilman näköhavaintoja on vaikeaa. Geologi ei näe maaperän alle, millaista siellä on, mutta lukuisat syväkairaukset yhdistettynä olemassa olevaan geologiseen tietoon auttavat arvioinnin tekemisessä. Eri vaiheissa Länsimetron alueella on tehty kairauksia kaikkiaan parikymmentä kilometriä, Ikävalko selvittää. Helsingin ja Etelä-Espoon kallioperästä saatiin paljon geologista tietoa erityisesti 2000-luvun taitteessa, kun kalliorakentaminen oli vilkasta. GTK on myös Geologi kerää tietoja kivilajeista ja arvioi kallion kestävyyttä. koonnut useissa kartoitus- ja tutkimushankkeissa paljon lisätietoa kallioperän koostumuksesta, rakenteesta ja rikkonaisuusvyöhykkeistä. Merkittävimpiä hankkeita oli GTK:n insinööritoimistojen kanssa yhteistyönä tekemä taajamien rakennettavuusmalli vuonna 2000. Kun päätös metron rakentamisesta syntyi, alueilla käynnistyi laaja tutkimusohjelma tunneleiden tarkemman rakennettavuuden selvittämiseksi. Vuonna 2009 GTK laati Länsimetro Oy:lle päivityksen Espoon alueen rikkonaisuuskuvasta huomioiden uusien kallioperätutkimusten tulokset. Selvitystä päivitettiin edelleen loppuvuodesta 2010. Geologi menee maan alle Nyt metroalueen kallioperän kartoittaminen on edennyt kolmanteen vaiheeseen, jossa geologi pääsee viimein maan alle katsomaan, miltä tunnelissa näyttää. Ensimmäisiä näköhavaintoja kivilajeista on päästy tekemään sitä mukaa, kun louhintatyö on edennyt. Ossi Ikävalko odottaa mielenkiinnolla, kuinka hyvin tulkinnat ja mallinnukset pitävät paikkaansa. Mitään merkittäviä poikkeamia ei ole luvassa, mutta yllätyksiä voi aina sattua. Lähinnä ne koskevat kalliolaatua: rikkonainen vyöhyke onkin hieman ennakoitua suurempi tai pienempi. -Geologisen tiedon kerääminen ja kartoittaminen tunneleissa on melkoinen operaatio, sillä siellä on pimeää, kosteaa ja likaista. Likaisuus vaikeuttaa työskentelyä, sillä tunnelin seinä pitää pestä ennen kuin kivilajeja voi nähdä. Geologin tehtävä on kerätä tietoja kivilajeista ja kalliolaadusta, mitata rakojen suuntia ja arvioida, kuinka tiheästi niitä esiintyy. Lisäksi usein otetaan näytteitä tarkempiin tutkimuksiin. -GTK:ssa on paljon henkilöstöä, jolla on pitkä kokemus tunnelityöskentelystä. Itse kävin viimeksi joulukuussa Länsimetron ajotunnelissa Lauttasaaressa, vaikka nykyisessä työssäni johtavana tutkijana ehdin tunneleihin enää harvoin. Asema sijoitetaan kallioon Metroasemat pyritään yleensä sijoittamaan paikkoihin, joissa kalliolaatu on hyvä. Ne halutaan myös rakentaa mahdollisimman lähelle maan pintaa, sillä syvällä olevaan tunneliin on hankala kulkea ja rullaportaista tulee hyvin pitkiä. Liikenne- ja kaupunkisuunnittelijat haluaisivat hallin mahdollisimman pintaan, geologit ja kalliorakennussuunnittelijat puolestaan mahdollisimman syvälle. Rakentamisessa on huomioitava kuitenkin se, että tunnelin kalliokatto ei puhkea ja että se on joka kohdassa riittävän paksu, Ikävalko kertoo. Kalliopinnan korkeuden määritys onkin ollut yksi kallioperätutkimusten tärkeimmistä tehtävistä. Sen vuoksi esimerkiksi Tapiolassa toteutettiin viime kesänä paljon kairauksia. Suunnittelija halusi varmistaa kalliopinnan tarkan korkeusaseman. Tunneleita rakennetaan usein pohjaveden pinnan alle, näin on myös Espoossa. Erityisesti savikkomaalla on oltava tarkkana, ettei pohjaveden pinta rakentamisen vuoksi laske, sillä se voi aiheuttaa talojen ja pihojen painumista. Länsimetron alueella Espoossa ei ole runsaasti merkittäviä pohjavesialueita, mutta metroradan alueelle asennetaan silti useita pohjavesiputkia, joiden avulla veden pinnan korkeutta voidaan tarkkailla. Tunnelirakentamisen vaikutus pohjaveteen pyritään minimoimaan. Tavoitteena on, ettei veden pinta laske, Ikävalko sanoo. Merkittävä riski pohjaveden vuotamisesta tunneliin on esimerkiksi Tapiolassa, sillä siellä maaperässä on paljon hyvin vettä johtavia hiekkoja. Usein kalliorakentamisen laadulliset vaikutukset pohjaveteen ovat kuitenkin pieniä. Kun pohjaveden käyttäytyminen ja riskit tunnetaan, ongelmiin pystytään varautumaan. 1/2011 Geofoorumi 17
kansallinen geotietokeskus Geotietokeskus tarjoaa asiakkaalle räätälöidyt geotiedot Asiakas voi jatkossa verkon kautta ladata itselleen räätälöidyn geologisen tietoaineiston pohjaksi omaan työhönsä. Tämän mahdollistaa kehitteillä oleva kansallinen geotietokeskus, jossa GTK:n tietovarantojen lisäksi muutakin geologista tietoa tulee yleiseen käyttöön. Tavoitteiden mukainen jo yli viisi vuotta rakennettu geotietokeskus on peruspalvelujen osalta valmis vuonna 2015. TEKSTI Harriet Öster GTK on tehnyt kartoitustyötä ja kerännyt tietoja 125 vuoden ajan. Parinkymmenen vuoden urakan jälkeen pääosa aineistosta on tässä vaiheessa digitoitu ja tallennettu tietokantoihin. Nyt täydennetään digitaalinen tietovaranto ja kehitetään sen pohjalta palveluja. GTK:n lisäksi moni muu taho tutkii esimerkiksi pohjarakenteita, mutta aineistot ovat toistaiseksi olleet hyvin hajallaan. Organisaationa GTK pystyy ottamaan geotiedot haltuunsa ja rakentamaan niistä palveluja vaikkapa kunnille ja suunnittelutoimistoille, sanoo ohjelmajohtaja Hannu Idman, joka vastaa GTK:n kartoitustoiminnasta. Valtakunnan kaikki merkittävät julkiset geotietovirrat on tarkoitus suunnata geotietokeskuksen tietovarantoihin, joita GTK ylläpitää ja hoitaa. Tässä vaiheessa keskeiset aineistot ovat varsin hyvässä vaiheessa, Idman sanoo. SUORA ASIAKASYHTEYS TIETOIHIN Ylivoimaisesti suurin osa geotietokeskukseen tulevista tiedoista on GTK:n itse keräämiä. Ulkopuolelta tulevia tietovirtoja pyritään kuitenkin yhä enemmän voimistamaan. Viitisen vuotta sitten saatiin mukaan Outokumpu Oy:n ja Rautaruukki Oy:n kokoamat malminetsintäaineistot. Myös yliopistojen eri projekteista syntyneet aineistot liitetään kansalliseen geotietovarantoon. Idman toteaa, että ohjaamalla muiden keräämät tiedot geotietokeskukseen, hajanaiset aineistot saadaan järjestykseen ja sellaiseen muotoon, että ne ovat kaikkien käytettävissä. Kasvava osa tiedoista esitetään verkossa saumattomien karttojen ja niihin kytkettyjen tiedostojen avulla. Id- Harri Kutvonen, GTK Liikennevirastolle annettavassa pohjatutkimusrekisteripalvelussa toteutuu geotietokeskuksen ajatus. 18 Geofoorumi 1/2011
Reijo Lampela, GTK GTK:n vastaa keskeisesti kansallisen geotietokeskuksen rakentamisesta. Kuvassa vasemmalta geologi Virve Heilimo, geologi Katja Lalli, johtava tutkija Vesa Nykänen, johtava geologi Jouni Vuollo, suunnittelija Timo Pitkänen ja toimialapäällikkö Hannu Kairakari. manin mukaan missään päin maailmaa ei olla yhtä pitkällä geotietojen esittämisessä tässä muodossa. Nyt mietimme, miten verkkopalveluja pitäisi kehittää eri asiakasryhmille ja minkälaisilla tuotteilla palvelemme parhaiten. Tunnistettuja asiakaspalvelujen kokonaisuuksia ovat esimerkiksi mineraalivarat ja kaivostoiminta, maankäyttö ja rakentaminen, energia, tutkimus sekä kansalaisille suunnattu populaaritieto, sanoo GTK:n toimialapäällikkö Mikko Eklund, joka kehittää verkkopalveluja. Aiomme tarjota suoria yhteyksiä tietoihimme: GTK:n palvelimelta asiakas saa suoran liittymän aineistoon ja pääsee tarvitsemaansa tietoon. Liikenneviraston kanssa on tehty asiakassopimus, jonka mukaan virasto toimittaa meille väylien suunnittelusta kerätyt kairauspistetiedot ja GTK hoitaa tietojen tallennuksen. Kyse on sadoistatuhansista mittauspisteistä. GTK siirtää ne tietokantaan ja pystyttää verkkopalvelun, jonka avulla asiakas voi ladata tiedot käyttöönsä, Eklund sanoo. Tämä projekti on vasta aloitettu, mutta tulevaisuudessa voimme mahdollisesti ottaa vastaan geotietoja muiltakin vastaanvanlaisilta tahoilta ja siirtää ne osaksi kansallisen geotietokeskuksen tietovarantoja. Liikennevirasto halusi ostaa tämän palvelun ja GTK:n intressi oli saada tiedot omaan ja yhteiskunnan käyttöön. TIETOKANNAT YHDISTETÄÄN EU-TASOLLA Rajapintayhteyden kautta asiakas voi suoraan käyttää tarvitsemiaan aineistoja työasemallaan yhdistettyinä muualta saatuihin tarvitsemiinsa tietoihin. Esimerkiksi Maanmittauslaitoksen kansallinen Paikkatietoikkuna-verkkopalvelu kokoaa rajapinta- ja muita paikkatietopalveluja. Siinä ovat tarjolla parinkymmenen valtakunnallisen julkishallinnon organisaation paikkatietoaineistot, esimerkkeinä Maanmittauslaitoksen pohjakartta-aineistot tai ympäristöön ja merenkulkuun liittyvät tiedot. Paikkatietopalvelujen kehitys on saanut vauhtia EU:n paikkatieto- eli niin sanotusta Inspire-direktiivistä. Direktiivin tavoitteena on, että ympäristönsuojelun kannalta tärkeät julkiset paikkatiedot ovat helposti saatavilla verkossa, aineistojen käyttöehdot ovat yhteneväiset ja niihin liittyvät palvelut vakioituja. Viranomaisvastuut on määritelty, jotta jokainen tieto tulee kerätyksi vain kerran ja ylläpidetyksi yhdessä paikassa. Pidemmän päälle kansalliset tietokannat aiotaan yhdistää EU:n suureen paikkatietojärjestelmään, jonka tietosisältö suunnitellaan valmistuvan vuonna 2019. Jotta tiedostot olisivat kansainvälisesti yhteensopivia, kehitetään paitsi tietokantarakenteet myös sanastot ja luokitukset yhteensopiviksi. Inspire määrittelee hyvin tarkasti, että kaikkien on tuotettava yhteismitallista tietoa. Geotietokeskus on ajatuksena vanhempi kuin Inspire, mutta direktiivi on tukenut kehitystä, kun vastuualueet ja lainsäädäntö sen myötä tulivat selviksi. Keskeistä tietojärjestelmää, geotietoydintä, GTK on rakentanut jo kymmenen vuotta, sanoo GTK:n tietohallintopäällikkö Antti Kahra. GTK:n ydintehtävänä on palvella yhteiskuntaa ja on kaikkien etu, että saamme muutkin aineistot käyttöön. Tietotekniikan osalta suurin haaste on jatkuva muutos. Pitää pysyä ajan tasalla ja elää asiakkaiden kysynnän mukaan. Kokonaisuutta katsoen Suomi on edelläkävijä Inspiren soveltamisen suhteen, Kahra toteaa. 1/2011 Geofoorumi 19
kansainvälinen toiminta Suomalainen geologi pärjää missä vain Verkostoituminen muiden geologian tutkimuslaitosten kanssa, yhteiset tutkimushankkeet yli rajojen ja asiantuntijuus vientiprojekteissa ovat GTK:n kansainvälisyyden kulmakivet. TEKSTI Susanna Heikkinen Euroopan geologiset tutkimuslaitokset ovat vuodesta 1971 lähtien kuuluneet yhdistykseen, jonka tarkoituksena on tuottaa asiantuntevaa, puolueetonta tietoa päätöksenteon tueksi. EuroGeoSurveys iin eli EGS:ään kuuluu 33 kansallista geologian tutkimuslaitosta, niiden joukossa myös GTK. Tehtäväalueet, joilla EGS toimii, ovat luonnonvarojen kestävä käyttö, EU:n vesidirektiivin toimeenpano, luonnonkatastrofien, kuten maavyörymien, maanjäristysten ja vulkaanisten purkausten tutkiminen, ympäristön ja maankäytön ohjaaminen, ilmastotutkimus sekä geotieteellisen tiedon harmonisointi Euroopan tasolla. Yksi EGS:n merkittävimmistä yhteistyökohteista on EU:n yhtenäiseen mineraalipolitiikkaan suuntautuva raakaainealoite, RMI. Sen osana kartoitetaan Euroopan mineraalivaroja GTK:n koordinoimassa laajassa Promine-hankkeessa. Tavoitteena on arvioida Euroopan mineraalivarat ja niiden todellinen arvo. Huipputason kumppaneita maailmalla GTK on vuosien varrella toteuttanut lukuisia yhteishankkeita maailman johtavien tutkimuslaitosten kanssa. Yksi kansainvälistymisen avaimista on ollut lentogeofysiikan asiantuntijuus. GTK ja British Geological Survey sopivat vuonna 2004 laajasta yhteistyöstä, joka kohdentui lentomittauksen kehittämiseen. Pohjois- Irlannissa ja Skotlannissa ja toteutettiin mittavat hankkeet. GTK toimi yhteistyön johtajana ja asiantuntijana. Vuonna 1835 perustettu British Geological Survey (BGS) on maailman vanhin geologian alan tutkimuslaitos. GTK:n yhteistyö Ruotsin SGU:n ja Norjan NGS:n kanssa on ollut luontevaa Fennoskandian kilven ja osittain yhteisten vesialueiden vuoksi. Yhteistyö alkoi jo 1980, jolloin Nordkalott-ohjelma käynnisti yhteisen kartoitusohjelman napapiirin pohjoispuolisten alueiden geologisten luonnonvarojen kartoittamiseksi. Mukaan tuli Grönlannin osalta myös Tanska. Sittemmin Suomesta, Ruotsista ja Norjasta on laadittu muun muassa yhteinen malmitietokanta, Fennoscandian Ore Deposit Database eli FODD. Työ jatkuu metallogeenisen kartan laatimisella. Kansainvälisistä yhteisprojekteista tähän mennessä laajin on ollut Länsi- Euroopan geokemiallinen kartoitus, joka antaa yhtenäisen kuvan EU:n alueen GTK toimitti ulkoministeriön IKI-hankkeen myötä uutta laitekantaa Mongolian Central Geological Laboratoryn (CGL) mineraalitekniikan rikastuslaboratorioon UlaanBatoriin. Kuvassa CGL:n ja GTK:n Itä-Suomen yksikön henkilökuntaa. Ylärivissä kolmas vasemmalta tutkija Tomi Maksimainen vieressään laboratoriopäällikkö Kauko Ingerttilä. Oikealla ylärivissä aluejohtaja Mika Räisänen ja kolmas oikealta tutkimusassistentti Reijo Kalapudas. Eturivissä vasemmalla tutkimusassistentti Heikki Aaltonen. Tauluissa lukee mongolian kielellä henkilön nimi. Taustalla Suomessa valmistetut vaahdotuslaitteet. maaperän ja pintavesien kemiallisesta koostumuksesta. GTK:n koordinoimaan kymmenvuotiseen projektiin osallistuivat kansalliset geologian tutkimuslaitokset 26 maasta, jotka ovat myös mukana vuonna 2006 julkaistussa Euroopan Geokemiallisessa Atlaksessa. Itäisen naapurimaan kanssa on toteutettu useita hankkeita. Varsinkin viime vuosina toteutetut ovat olleet taloudelli- 20 Geofoorumi 1/2011