maanantai 29. huhtikuuta 2013

Lappajärven ikä tarkentui

Lappajärven törmäyskraatteri on Suomen tunnetuista kraattereista nuorin ja parhaiten säilynyt. Niinpä se on myös tieteellisesti merkittävin, ja on jo pitkälti toista sataa vuotta kiinnostanut geologeja. Onneksi se kiinnostaa edelleen.

Suomen geologian suurmies Pentti Eskola (1883–1964) piti viime vuosisadan alkupuolella Lappajärveä muinaisena tulivuorena, koska Lappajärvellä tavattava kärnäiitti muistutti lähinnä vulkaanisia laavakiviä, eikä törmäyskraattereista vielä tuolloin ymmärretty tuon taivaallista. Vasta 1970-luvulla ruotsalainen Nils-Bertil Svensson ja etenkin väitöskirjatyössään kivitohtori Martti Lehtinen osoittivat Lappajärven olevan törmäyskraatteri, ja kärnäiitin olevan kiteytynyttä törmäyssulaa. Useat muutkin Eskolan tutkimista Fennoskandian oudoista ”laavoista” osoittautuivat myöhemmin törmäyssulakiviksi.

Nykyään Lappajärven kraatterin tiedetään olevan läpimitaltaan noin 22–23 km, ja että sen synnyttänyt kappale oli koostumukseltaan todennäköisimmin H-tyypin kondriitti, eli hyvin tavallinen kivimeteoriitti. Suomen kraattereita vuosikymmenten saatossa erittäin ahkerasti tutkineista saksalaisista Elmar Jessberger ja Uwe Reimold selvittivät varsin tarkoin Lappajärven iän jo yli kolmekymmentä vuotta sitten, ja toistakymmentä vuotta sitten Irmeli Mänttäri ja Marjatta Koivisto Geologian tutkimuskeskuksesta vahvistivat Lappajärven todellakin olevan myöhäisliitukautinen. Tarkemmin sanottuna Jessbergerin ja Reimoldin argon–argon (40Ar–39Ar) -menetelmään perustuva määritys antoi iäksi 77,3 ± 0,4 miljoonaa vuotta (Ma), kun Mänttäri ja Koivisto saivat uraani–lyijy (U–Pb) -menetelmällä iäksi 73,3 ± 5,3 Ma. Virherajojen puitteissa eri isotooppimenetelmiin perustuvat ikämääritykset olivat keskenään siis hyvin sopusoinnussa. 

Edistys kuitenkin edistyy, ja uudet analyysimenetelmät mahdollistavat entistä tarkemmat iänmääritykset. Tuoreessa Geochimica et Cosmochimica Acta -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa saksalainen, Australiassa nyttemmin vaikuttava Martin Schmieder ja ranskalainen, mutta myös australisoitunut ajoitusvelho Fred Jourdan tarkentavat huomattavasti Lappajärven ikää. Heidän Ar–Ar-ikämäärityksensä mukaan Lappajärven kraatteri syntyi 76,20 ± 0,29 miljoonaa vuotta sitten. Tämä on siis kolmisen miljoonaa vuotta enemmän kuin Mänttärin ja Koiviston määrittämä ikä, mutta on Mänttärin ja Koiviston (melko suuren) virhemarginaalin sisässä. Lappajärven uusi ikä jatkaa Jourdanin ja etenkin Schmiederin erittäin merkittävää panosta useiden suomalaisten kraatterien, kuten Paasselän ja Keurusselän tutkimisessa.

Perspektiivikuva Lappajärven törmäyskraatterista Aster ja Landsat 7 -satelliittiaineistojen pohjalta, sekä tutkittujen näytteiden löytöpaikat. Kuva: Schmieder & Jourdan (2013) / Geochimica et Cosmochimica Acta / Elsevier 

Mielenkiintoinen sivujuonne Schmiederin ja Jourdanin tutkimuksessa on Lappajärven kokoisten kraatterien mahdollinen merkitys varhaisen elämän kehittymisen kannalta. Tarkimman ikämäärityksensä Schmieder ja Jourdan tekivät kärnäiitistä, mutta kun he samalla menetelmällä tutkivat törmäyksessä kärsineen graniittiskoostumuksisen kohdekiven sulaneita ja uudelleenkiteytyneitä kalimaasälpärakeita, he saivat tulokseksi sarjan ikiä, jotka yltävät törmäyshetkestä noin miljoona vuotta nuorempiin ikiin. Mahdollinen selitys tälle voi olla, että törmäyksessä sulanut (ja muutenkin kuumentunut) kivimassa piti noin miljoonan vuoden ajan Lappajärven kallioperän niin lämpimänä, että kallioperässä oleva vesi ja vesihöyry (tarkemmin ottaen pitäisi puhua fluidista, joka ei ole oikein nestettä eikä kaasua, vaan lähinnä sekä että) kiersi ympäriinsä, muuttaen samalla kallioperän kemiallista ja mineraalikoostumusta.

Noin miljoonan vuoden kesto on kertaluokkaa pidempi aika, kuin aiemmin on tämän kokoisten kraatterien niin sanotun hydrotermisen vaiheen oletettu voivan kestää. Koska parikymmenkilometrisia kraattereita syntyi muinoin hyvin runsaasti, ja hydrotermisten systeemien oletetaan olevan elämän kehittymisen kannalta erittäin suotuisia paikkoja, oli Schmiederin ja Jourdanin ajatuksen mukaan muutamia miljardeja vuosia sitten niin Maapallolla kuin Marsissakin huomattavasti enemmän pitkäkestoisia hydrotermisiä systeemeitä, joissa varhaisten elämänmuotojen oli hyvä asustella, kuin on tähän asti luultu. Ajatus on kiehtova, mutta sitä puoltavista todisteista huolimatta ei täysin välttämättä pidä paikkaansa, vaan Lappajärven shokkimetamorfisten kalimaasälpien havaitulle ikäjakaumalle voi löytyä muitakin selityksiä. Tästä huolimatta on erittäin hienoa nähdä, kuinka Suomen surkuteltavan huonosti ymmärrettyjä kraattereita tutkimalla voi saada merkittäviä uusia oivalluksia tieteen keskeisimmistä peruskysymyksistä.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti