kraatterijärven syntyhistoriaa

Kraatterijärvi nimeltä Lappajärvi.

Lappajärvi on ainutlaatuinen järvi Suomessa, sillä se on suurin Euroopassa sijaitseva asteroiditörmäyksen muovaama kraatterijärvi ja samalla myös nuorin, sillä sen ikä on noin 78 miljoonaa vuotta. Se on myös vähiten kulunut, sillä sen reunat, keskellä oleva kumpu (Kärnänsaari?) ja impaktisulamakivi (Kärnäiitti) ovat säilyneet hyvin.

Järvi on ensimmäinen tunnistettu kraatteri ja sitä on tutkittu perusteellisesti. Lähes kaikki mahdolliset todisteet kraatterin syntymisestä on tutkittu, mukaan lukien Fennoskandian ensimmäisten impaktitimanttien löytö. Lappajärvi on Euroopan toiseksi suurin kraatteri, jonka halkaisija on noin 22 km, ja se on Suomen pisin kraatteri. Kärnäiitin kaukaisin löytö on tehty Myrskylässä noin 300 km päässä. Maailmanlaajuisesti hyvin säilyneitä kraattereita on vain vähän, ja maapallolla on tunnistettu vain noin 185 törmäyskraatteria. Suomessa on 11 kraatteria, mikä tekee siitä poikkeuksellisen maan kraatteritiheyden suhteen.

(Kokonaisuus perustuu kraatteritutkija, geologi Teemu Öhmanin aineistoon)

 

Kallioperä

Kraatterijärven alueen kallioperä kuuluu Suomen nuorempaan, svekofenniseen osaan, joka on iältään noin 1900 miljoonaa vuotta vanhaa. Alueen kallioperästä löytyy useita kivilajeja, joista tärkeimmät ovat kiilleliuske ja sen lähisukulaiset, graniittipegmatiitti, granodioriitti ja metavulkaniitti.

  • Kiilleliuske on pienirakeinen liuske, joka muodostuu muinaisen merenpohjan savesta ja hiekasta, joka puristui liuskeeksi vuorijonon poimutuksessa. Liuskeisuus ja poimuttuminen ovat normaalia peruskallion kehitystä alueella eivätkä liity törmäykseen. Kiilleliuskeessa esiintyy myös soikeita konkreetioita, jotka ovat kovempia kerrostumia hiekka- ja savikerroksen ympärillä.
  • Graniittipegmatiitti on vaaleaa karkearakeista kiveä, joka on hieman nuorempaa kuin kiilleliuske. Granodioriitti on tummempaa ja pienempirakeista kuin graniittipegmatiitti ja esiintyy etenkin Alajärven seudulla.
  • Metavulkaniitti on tulivuoritoiminnan synnyttämiä pienirakeisia vihreitä kiviä. Vaikka kraatterijärvi sijaitsee lähellä Raahe – Laatokka -linjaa, jossa on aikoinaan kulkenut korkea vuorijono, sen kallioperän kehitys liittyy normaaliin peruskallion kehitykseen eikä törmäystapahtumaan. Suomen kallioperä on monin verroin vanhempaa kuin Keski-Euroopan kallioperä, ja EU:n vanhin kallioperä sijaitsee Pudasjärvellä ja on iältään noin 3500 miljoonaa vuotta.
Törmäyksessä syntyneet kivilajit

Kraatterijärven muodostuessa syntyi kivilajeja, jollaisia mikään muu geologinen prosessi ei tuota. Lappajärveltä esiintyvät edelleen kaikki törmäyskivilajien eli impaktiittien päätyypit, mikä on hyvin harvinaista.

  • Kärnäiitti on Törmäyssulakivi, myös nimeä impaktilaava käytetään. Törmäyksen sulattamaa peruskalliota. Kova, tumma ja hienorakeinen kivilaji, jossa on sulaneen perusmassan seassa osittain sulaneita tai vain rikkonaisia peruskallion kivilaji- ja mineraalikappaleita. Sitä esiintyy Kärnänsaaressa sen eteläosia lukuun ottamatta. Kairausten perusteella kärnäiittikerroksen paksuus on noin 145 m. Kovuutensa ansiosta se on suojannut Kärnänsaarta myöhemmältä kulutukselta. Se sisältää häviävän pieniä määriä platinaryhmän jalometalleja, joiden perusteella törmänneen kappaleen tyyppi on voitu määrittää. Kärnäiittiä on kalliopaljastumissa Kärnänsaaren pohjoisosissa, samoin kuin eräillä lähisaarilla. Se vaihettuu sueviittiin. Kärnäiitti on Etelä-Pohjanmaan maakuntakivi. Nimitystä ”kärnäiitti” käytti ensimmäisenä Geologian tutkimuskeskuksen Hugo Berghell vuonna 1921.
  • Sueviitti on Toinen tärkeimmistä törmäyskivistä. Enimmäkseen murskaantunutta ja sekoittunutta peruskalliota, jonka joukossa on roiskeina törmäyssulakiveä. Kärnänsaaren eteläosan kairauksessa sueviittia tavattiin vähintään 65 m paksu kerros. Sueviittia ei ole löydetty kalliopaljastumissa, mutta sitä on runsaasti jäätikön kuljettamina lohkareina järven kaakkois- ja eteläpuolilla. Sueviitti sisältää varsin runsaasti törmäystimantteja, jotka ovat mikroskooppisen pieniä (enimmillään läpimitaltaan 0,1 mm) ja levymäisiä, mutta kovempia kuin teollisuus- tai jalokivitimantit. Taloudellista merkitystä niillä ei ole. Sueviitti vaihettuu niin kärnäiittiin kuin törmäysbreksiaankin.
  • Törmäysbreksia – Myös nimityksiä impaktibreksia ja räjähdysbreksia on käytetty. Sueviitin kaltainen murskautunut ja sekoittunut kivi, joka ei kuitenkaan sisällä sularoiskeita. Kärnänsaaren eteläosan kairauksessa törmäysbreksiaa tavattiin yli 70 m paksu kerros. Törmäysbreksia vaihettuu sueviittiin ja shokkimetamorfiseen kohdekiveen. Sitä on löydetty sueviitin tavoin kairanreikien lisäksi ainoastaan lohkareina.
  • Shokkimetamorfiset kohdekivet ovat törmäyksen paineaallossa kärsineitä peruskallion kiviä, joissa vielä näkyvät alkuperäisen kivilajin rakennepiirteet. Shokkimetamorfiset kohdekivet vaihettuvat törmäysbreksiaan. Niitäkin löydetään ainoastaan lohkareina.
Kraatterin reuna

Yksi Lappajärven erikoisuuksia Suomen ja Euroopan kraatterien joukossa on maastossa edelleen hyvin näkyvä kraatterin reuna. Nykyisin kraatterin reuna on korkeimmillaan Lakeaharjun ja Pyhävuoren alueella, ja kohoaa noin 100 m järven pinnan yläpuolelle. Järven suurin syvyys tätä nykyä on 38 m. Kraatterin alkuperäinen syvyys heti törmäyksen jälkeen reunanharjalta kraatterin pohjalle mitaten on tuntematon, mutta on suuruusluokaltaan ollut noin 500–750 m, eli vuosimiljoonien kulutus on madaltanut kraatteria tuntuvasti.

Nimestään huolimatta Lakeaharju ei siis ole harju (eli viimeisimmän jääkauden lopun jäätikköjokitoiminnan synnyttämä hiekka- ja soramuodostuma), vaan osa kraatterin törmäyksessä kohonnutta reunaa. Lappajärven itä- ja kaakkoispuolilla reunaa pystyy suurella varmuudella seuraamaan Vimpelin kaakkoispuolen Vatpakalta Lakeaharjun ja Pyhävuoren kautta järven eteläpäähän Uudenvainionkalliolle saakka. Koillispuolella Neerpakka ja Itäkylän Ammeskallio, sekä Pietilänkalliot järven pohjoispäässä voivat myös olla osa reunaa, mutta aivan varmaksi asiaa ei voi sanoa. Kraatterin länsipuolella reuna on huomattavasti heikommin näkyvissä. Tämä johtunee viimeisimmän jääkauden aiheuttamasta voimakkaammasta kulutuksesta länsipuolella, mutta perimmäinen syy on ainakin toistaiseksi tuntematon. Vuorten alue (golfkentältä luoteeseen) voi hyvin olla reunaa, mutta esimerkiksi Vuorenkuru Purmojärventien eteläpuolella tuskin enää sitä on.

 

Hirvikallion alue Peuranevalta luoteeseen on melko kaukana järvestä, mutta saattaa silti olla osa kraatterin aivan läntisintä reunaa. Varmuutta asiasta on kuitenkin hyvin vaikea saada. Kauhavan suunnasta Karvalaa lähestyttäessä todennäköinen reunan vaihtuminen ns. terassivyöhykkeen alimpiin osiin näkyy hyvin maantien laskeutumisena kohti Karvalaa.

 

Lounaassa Kärmeskallio ja Tapolanvuori lienevät aitoa kraatterin reunaa.

Kärnänsaari ja kraatterin keskuskohouma

Kärnänsaari on yksi silmiinpistävimpiä piirteitä Lappajärven kraatterissa, mutta sen alkuperästä ei täyttä varmuutta ja yksimielisyyttä ole. Lappajärven kokoisilla kraattereilla on ainakin alun perin täytynyt olla keskuskohouma. Kärnänsaaren epäkeskinen sijainti järveen ja muuhun kraatteriin nähden ei suoraan osoita juuri mitään saaren alkuperästä. Kraatterin geometrinen keskikohta sijaitsee suunnilleen Kyrönsaaren ja Ammessaaren välillä.

Kovana, hyvin kulutusta kestävänä kivenä kärnäiitti on suojellut alapuolellaan olevia pehmeämpiä kerroksia kulutukselta. Samoin se on suojellut Kärnänsaaren eteläosaa ja Kärnänsaaren itäpuolella olevia pienempiä saaria luoteesta virranneen mannerjäätikön kulutukselta. Tämän mukaisesti Kärnänsaari olisi ”vain” ns. eroosiojäänne, eikä kraatterin aito keskuskohouma. Syväkairauksissa ja painovoimamittauksissa on kuitenkin näkynyt vahvoja viitteitä myös aidosta keskuskohoumasta. On hyvin mahdollista, että Kärnänsaaressa on kyse molempien yhdistelmästä. On myös esitetty, että Kärnänsaari voisi olla korkein osa katkonaisesta kraatterin keskusrenkaasta. Tätä ajatusta on toistaiseksi hyvin vaikea sen paremmin kumota kuin todistaa oikeaksikaan, mutta erityisen todennäköiseltä se ei vaikuta (Teemu Öhman 18/10/2016).

Lappajärven törmäystapahtuma ja sen synnyttänyt asteroidi Kraatterijärven synnyttäneestä törmäystapahtumasta tiedetään varsin paljon, mutta eräistä seikoista ei voida esittää muita kuin todennäköisyyksiin perustuvia arveluja.

Törmäyksen tapahtuessa ilmasto oli maailmanlaajuisesti nykyistä lämpimämpi. Lappajärvi sijaitsi tuolloin varsin kaukana merestä, sillä Atlantin valtameri ei pohjoisosiltaan ollut vielä avautunut. Leveysasteeltaan Lappajärvi oli tuolloin vain muutaman asteen etelämpänä kuin nykyisin, eli suunnilleen Tukholman korkeudella. Dinosaurukset hallitsivat maailmaa, ja todennäköisesti niitä eli Lappajärvenkin alueella. Suomesta ei kuitenkaan ole löydetty dinosaurusten fossiileja, sillä täältä sen ikäluokan kivet ovat kuluneet pois.

Törmäyksen arvioitu data

Törmäys tapahtui parhaan tämänhetkisen tiedon perusteella noin 76 miljoonaa vuotta sitten (tarkemmin sanottuna 76,37 ± 0,46 miljoonaa vuotta sitten). Kraatterin halkaisija reunanharjalta toiselle on noin 22 km. Sen alkuperäinen syvyys reunanharjalta pohjalle heti synnyn jälkeen oli noin 500–750 m. Sittemmin kraatteri on muuttunut vielä merkittävästi matalammaksi.

  • Törmännyt asteroidi oli koostumukseltaan tavallinen kivimeteoriitti, todennäköisimmin ns. H-tyypin kondriitti. Se oli todennäköisesti peräisin Marsin ja Jupiterin väliseltä asteroidivyöhykkeeltä.
  • Asteroidin halkaisija oli suuruusluokaltaan noin 1600 m. Tarkkaa arvioita ei voida esittää.
  • Asteroidin törmäysnopeus oli tuntematon, mutta todennäköisimmin noin 17 km/s eli noin 60 000 km/h. Se siis kiertäisi 1,5 kertaa maapallon ympäri tunnissa, ja saapuisi Kuusta reilussa kuudessa tunnissa. Teoreettinen miniminopeus on 11 km/s, ja maksiminopeus ”nokkakolarissa” puolestaan 72 km/s (lähes 260 000 km/h).
  • Asteroidin törmäyskulma oli tuntematon, mutta todennäköisimmin 45°. Myös sen tulosuunta oli tuntematon. Kärnänsaaren epäkeskistä sijaintia kraatterin reunaan nähden ei voida käyttää tulosuunnan tai -kulman arvioimiseen. • Törmäysenergia vastasi noin 259 000 megatonnia TNT:tä, eli yli 17 miljoonaa Hiroshiman atomipommia, tai yli 5000:a Tsar Bombaa, eli Neuvostoliiton vetypommiohjelman huipentumaa, ihmiskunnan suurinta tappolaitetta.
  • Törmäyksen jälkeen alueen kallioperä pysyi kuumana jopa 1,5 miljoonan vuoden ajan, kierrättäen kuumia liuoksia kallionraoissa.
  • Lappajärven kokoluokan törmäysten esiintymistiheydestä esiintyy hyvin erilaisia arvioita. Noin 20 km:n läpimittaisen kraatterin on arveltu syntyvän Maapallon geologisen historian aikana noin 350 000 – 1 400 000 vuoden välein.
Jos törmäys tapahtuisi tänään
  • Mikäli Lappajärven kraatterin synnyttänyt törmäys tapahtuisi tänään, olisi sillä tuhoisat vaikutukset koko Suomeen, ja sen vaikutus tuntuisi erittäin merkittävänä vähintään koko pohjoisella pallonpuoliskolla.
    • Lappajärven ja Vimpelin kuntakeskukset ovat kraatterin reunan sisäpuolella, joten ne katoaisivat kokonaan.
    • Alajärvi peittyisi noin 50 m paksuun heittelekerrokseen, eli kraatterista ulos lentäneeseen kiviainekseen.
    • Evijärvellä puolestaan kiveä sataisi parisenkymmentä metriä. Nykyisin tämä heittelekerros on kulunut kaikkialta kokonaan pois.
  • Noin 100 km:n päässä Vaasassa törmäys:
    • Polttaa lehtipuut ja aiheuttaa kolmannen asteen palovammoja.
    • Aiheuttaa noin 8,2 magnitudin maanjäristyksen, joka romahduttaa taloja.
    • Heittelettä sataa noin puolen metrin kerros.
    • Paineaalto saapuu 5 minuutin kuluttua, ja sen noin 345 m/s puhaltava tuuli romahduttaa talot ja kaataa metsät.
  • Noin 340 km:n päässä Helsingissä törmäys:
    • Polttaa lehtipuut ja aiheuttaa toisen asteen palovammoja.
    • Maanjäristys aiheuttaa kohtalaista tuhoa rakennuksille.
    • Pölymäistä heittelettä sataa reilun sentin kerros.

Paineaalto saapuu noin 17 minuutin kuluttua. Paineaallon hirmumyrskyn nopeudella (51 m/s) puhaltava tuuli repii katot ja kaataa 30 % puista.

Jääkauden merkit kraatterijärvellä

Ikivanhaa peruskalliota ja törmäyskraatteriin kiviä peittävät viimeisimmän jääkauden ja sen jälkeisten Itämeren kehitysvaiheiden synnyttämät maaperägeologiset muodostumat. Kraatterijärven alueella ne ovat harvinaisen hyvin havaittavissa.

  • Drumliinit – Erityisesti kraatterijärven pohjoisella puoliskolla on runsaasti pitkänomaisia luoteesta kaakkoon suuntautuneita mäkiä, joiden sivut ovat melko jyrkät. Nämä ovat drumliineja, jotka ovat mannerjäätikön liikkeen suuntaisia moreeniselänteitä, joilla voi olla kallioydin. Esimerkiksi Lappajärven Kukkulanmäki, jossa risteilee Tarvolan kuntorata, on näyttävä drumliini.
  • Pirunpellot – Etenkin Alajärven Pyhävuoren seuduilla on runsaasti laajoja pyöristyneistä kivistä muodostuneita pirunpeltoja. Ne ovat peräisin noin 10000–6000 vuotta sitten Itämerta edeltäneiden Ancylusjärven ja Litorinameren ajalta. Pirunpellot muodostuivat merenpinnan pysytellessä pitkään samalla korkeudella. Aallokko huuhtoi hiekan ja muun hienoaineksen pois, joten jäljelle jäivät vain pyöristyneet rantakivet. • Raukit ja luolat o Pyhävuorella on myös muita merkkejä Itämeren edeltävien vaiheiden rantavoimista. Näistä huomattavimpia ovat raukit, joista näyttävin on sienimäinen Uhrikivi. Uhrikiven jalkaosa on pehmeämpää kiilleliusketta, lakki puolestaan kovaa graniittipegmatiittia. Aallokko ja tuuli kuluttivat Pyhävuoren raukit Ancylusjärvivaiheen aikana noin 10000–9000 vuotta sitten. Samoin ovat syntyneet Pyhävuoren luolat, joista maineikkain on Pirunpesä. Sillä on sanottu olevan mittaa jopa 16 metriä. • Jääkausiajan kerrostumat o Pitkäikäisenä syvänä kuoppana Lappajärvi on säilönyt poikkeuksellisella tavalla paitsi edellä mainittuja muinaisia hiekka- ja savikiviä, myös jääkausiajan kerrostumia. Vimpelin kairauksissa niitä tavoitettiin peräti 74 m paksuudelta. Näistä kerrostumista löydettiin mm. viimeisintä jäätiköitymisvaihetta vanhempia, yli 130 000 vuotta vanhoja kerrostumia, joita ei ole tavattu mistään muualta Suomesta. • Jäänne- eli reliktilajit o Jääkausi jätti jälkensä myös kraatterijärven eliöstöön. Lappajärvi on ainoa Etelä-Pohjanmaan järvistä, jossa tavataan jäännemassiaista (Mysis relicta). Tämä parisenttinen äyriäinen jäi Lappajärven vangiksi Litorinameren pinnan laskiessa, samaan tapaan kuin esimerkiksi saimaannorppa. Se elää päivisin pohjan tuntumassa kylmässä vedessä, mutta nousee öisin pintaveteen ruokailemaan. Samanlainen reliktilaji Lappajärvessä on myös härkäsimppu (Triglopsis quadricornis), joka tosin järven rehevöitymisen vuoksi on nykyisin vähintäänkin kirjaimellisesti heikossa hapessa, tai kokonaan kadonnut.
  • Alajärven Pyhävuoren seuduilla on puolestaan runsaasti pyöristyneistä kivistä muodostuneita pirunpeltoja, jotka ovat peräisin noin 10000–6000 vuotta sitten Itämerta edeltäneiden Ancylusjärven ja Litorinameren ajalta.
  • Pyhävuorella voi havaita myös muita merkkejä Itämeren edeltävien vaiheiden rantavoimista, kuten raukkeja ja luolia. Esimerkiksi sienimäinen Uhrikivi on huomattavin raukki Pyhävuorella. Pirunpesä puolestaan on maineikas luola, jonka sanotaan olevan mittaa jopa 16 metriä.
  • Lappajärvi on säilyttänyt poikkeuksellisella tavalla jääkausiajan kerrostumia, joita löytyi Vimpelin kairauksissa peräti 74 metrin paksuudelta. Näistä kerrostumista löydettiin muun muassa yli 130 000 vuotta vanhoja kerrostumia, joita ei ole tavattu mistään muualta Suomesta.
  • Lappajärven kraatterijärvi on myös koti harvinaisille jäänne- eli reliktilajeille, kuten jäännemassiaiselle (Mysis relicta) ja härkäsimppulle (Triglopsis quadricornis). Jäännemassiainen on parisenttinen äyriäinen, joka elää päivisin pohjan tuntumassa kylmässä vedessä, mutta nousee öisin pintaveteen ruokailemaan. Härkäsimppu on myös reliktilaji, mutta järven rehevöitymisen vuoksi se on nykyisin vähintäänkin heikossa hapessa tai kokonaan kadonnut.

Sivuston suunnittelu ja toteutus Ari Koivuniemi

Triforma Oy

www.triforma.fi