Petrologian ja kallioperägeologian linja

Petrologian ja kallioperägeologian linjalla perehdytään kallioperän koostumukseen, rakenteeseen ja evoluutioon petrologian, geokemian, isotooppigeologian, mineralogian, rakennegeologian, tektoniikan, geofysikaalisten aineistojen ja modernin data-analyysin keinoin. Linjalla erikoistutaan perustutkimukseen (mm. petrologia ja litosfäärin kehitys) tai soveltavaan tutkimukseen (esim. luonnonvarojen kehitykseen ja hyötykäyttöön liittyvät kallioperägeologiset kysymykset).

Vastuuprofessori: Tapani Rämö

Kuvaus

Petrologia (kreikan petra = kivi, logos = oppi) on yksi geologian keskeisistä oppialoista ja tarkastelee maankamaran kivilajien (magma-, sedimentti- ja metamorfiset kivet) alkuperää, esiintymistä, rakennetta, luokittelua ja historiaa. Helsingin yliopistossa on petrologisella opetuksella ja tutkimuksella pitkät ja kansainvälisesti korkealle arvostetut perinteet. Nyky-yhteiskunnan vaatimuksiin räätälöidyllä petrologian ja kallioperägeologian linjalla perehdytään kallioperän koostumukseen, rakenteeseen ja kehitykseen petrologian, geokemian, isotooppigeologian, mineralogian, rakennegeologian, tektoniikan, geofysikaalisten aineistojen ja modernin data-analyysin keinoin.

Linjalla voi erikoistua perustutkimukseen (mm. petrologia ja litosfäärin kehitys) tai soveltavaan tutkimukseen (esim. luonnonvarojen kehitykseen ja hyötykäyttöön liittyvät kallioperägeologiset kysymykset). Kallioperäkoulutuksen saaneet geologit sijoittuvat tutkimus- ja opetustehtäviin korkeakouluihin, Geologian tutkimuskeskukseen ja muihin alan tutkimuslaitoksiin sekä teollisuuden, yritysten ja julkishallinnon tehtäviin.

Opetus

Petrologian ja kallioperägeologian opetus koostuu luennoista, harjoitustöistä, seminaareista, kenttäkursseista sekä opintoretkistä ja se antaa valmiudet toimia kallioperägeologin tehtävissä missä päin maailmaa tahansa.

Kuva vasemmalla : 2. vuoden geologian opiskelijoiden kenttäkurssi Tampereen alueella keväällä 2005. Käynnissä on noin 1,9 miljardia vuotta sitten metamorfoituneen ja poimuttuneen savisyntyisen kiven rakennegeologinen analyysi. Kuva: Tapani Rämö

Kuva oikealla: Geologian laitoksen opiskelijoita Arizonan Grand Canyon -rotkolaakson pohjoisreunalla syksyllä 2004. Ulkomaille suuntautuvat opintomatkat ovat tärkeä osa kallioperägeologian opetusta, ei vähiten sen vuoksi, että meiltä puuttuvat lähes täysin näyttävännäköiset aktiiviset geologiset prosessit (esim. tulivuorenpurkaukset ja suuret maanjäristykset) ja nuoret sedimenttikivet. Kuva: Tapani Rämö

Keskeinen opetus- ja tutkimusväline on polarisaatiomikroskooppi, maisteri- ja jatko-opintovaiheessa sovelletaan usein myös mineraalikemiallisia, röntgenografisia, geokemiallisia ja isotooppigeologisia tutkimusmenetelmiä. Menestyksellinen opiskelu edellyttää sivuaineopintoja kemiassa, suuntautumisalasta riippuen myös esim. geofysiikassa, fysiikassa, matematiikassa tai tietojenkäsittelytieteessä. Kenttähavaintojen ja geokemiallisten ja geofysikaalisten aineistojen käyttö PC- ja GIS-ympäristöissä sekä aineistoihin perustuva mallinnus ja data-analyysi (tulevaisuudessa myös datalouhinta ja sumean logiikan menetelmät) ovat myös keskeisellä sijalla linjan opetuksessa.

Kuva vasemmalla ylhäällä: Polarisaatiomikroskooppi on petrologian ja kallioperägeologian linjan tärkeä opiskelu- ja tutkimusväline, jonka käyttö kuuluu kallioperägeologin perustaitoihin. Kuva: Jukka Lehtinen.

Kuva vasemalla alhaalla: Polarisaatiomikroskooppikuva Porin Reposaaren 1,27 miljardia vuotta vanhasta diabaasista. Kuvasta voidaan tutkia tarkasti kiven rakenne ja mineraalikoostumus; mineraalit erottuvat toisistaan optisten ominaisuuksien (mm. värisävyt, kahtaistaitto ja taitekertoimet) perusteella. Kuvassa näkyvän alueen leveys luonnossa on noin 3 mm. Kuva: Helena Saarinen (teoksesta Lehtinen ym. toim., 1998, Suomen kallioperä - 3000 vuosimiljoonaa).

Kuva oikealla: Lappajärven meteoriittikraatterin laavamaista kiveä, kärnäiittiä, ikä noin 75 miljoonaa vuotta. Polarisaatiomikroskooppikuvassa näkyy pieniä (pituus alle 0,1 mm) maasälpä- ja pyrokseenikiteitä sekä mustia nikkelipitoisia rautapallosia lasisen perusmassan ympäröiminä. Kuva: Martti Lehtinen.

Tutkimus

Petrologian ja kallioperägeologian linjalla suoritettava tutkimus (maisteri- ja tohtorihankkeet, postdoc-projektit, erilliset tutkimushankkeet) on varsin monipuolista. Kansainvälisesti geologian laitos tunnetaan erityisesti graniittitutkimuksista (mm. maailman rapakivigraniittien ja niihin liittyvien kivilajien synty), mutta myös muilla sektoreilla (mm. Antarktiksen basaltit, prekambrinen mafinen vulkanismi ja plutonismi, Maan mannerkuoren kehitys, meteoriittikraatterit) on saavutettu merkittäviä tuloksia.

Laitoksen tutkimustoiminta on luonteeltaan hyvin kansainvälistä ja perustuu kiinteään yhteistyöhön mm. Yhdysvaltojen, Brasilian, Britannian ja Ranskan eri tutkimuslaitosten ja korkeakoulujen kanssa. Geologian osasto on myös vastuullisessa asemassa useiden kansainvälisten kallioperägeologian alan hankkeiden johtotehtävissä (esim. UNESCO:n ja IUGS:n IGCP-ohjelma). Keskeisin kotimainen yhteistyötaho sekä opetuksen että tutkimuksen osalta on Geologian tutkimuskeskus, jonka päätoimipaikka sijaitsee Espoon Otaniemessä.

Ikivanha prekambrinen kallioperämme pitää sisällään harvinaisen hyvin säilyneitä geologisia yksiköitä. Kuvassa muinaisen valtameren pohjalle purkautunutta ns. tyynylaavaa Variskutterin saaren rantakalliolla Valkeakosken Vanajanselällä. Kuva: Pasi Heikkilä.