Mikä yhdistää Abu Dhabin palatsihotelleja, risteilyaluksia Karibianmerellä ja suomalaista kotia? Ainakin luonnonkivi. Uudet, tehokkaat työstömenetelmät ovat tehneet kivestä erittäin suositun rakennus- ja sisustusmateriaalin.


ja suomalaista kotia? Ainakin luonnonkivi. Uudet, tehokkaat työstömenetelmät
ovat tehneet kivestä erittäin suositun rakennus- ja sisustusmateriaalin.




Kivi, ihmisen ensimmäinen rakennusmateriaali, kiehtoo aina vain. Abu Dhabin uuteen loistohotelliin, nykyaikaiseen tuhannen ja yhden yön satujen palatsiin, käytettiin 130 000 neliömetriä amerikkalaista ja intialaista graniittia.

Suomalaista graniittia ja liuskekiveä taas ihaillaan Karibianmeren risteilijöissä, jotka kilpailevat satumaisuudessa loistohotellien kanssa.

Kodinsisustajat hankkivat kivisiä keittiötasoja ja tulisijoja. Kivestä tehdään lattioita, seiniä, kylpyammeita, pesualtaita, kalusteita, valaisimia, astioita, melkein mitä vain.


Maatutka löytää kivet

Luonnonkiven tuotanto on 1990-luvun alusta lähtien kasvanut seitsemän prosentin vuosivauhtia, nopeammin kuin maailmantalous. Yhä useampi on havahtunut kiven kauneuteen ja ylellisyyteen. 

Kiveä riittää, mutta hyvän kiven löytäminen vaatii työtä.

- Taloudellisesti louhintakelpoisia kiviä on rajoitetusti, sanoo geologi Paavo Härmä Geologian tutkimuskeskuksen Etelä-Suomen yksiköstä.

- Louhittavan kiven pitää olla sekä ehjää että tasalaatuista, ja kalliosta pitää saada suuria lohkareita.*

Kivien etsimistä on 1980-luvulta alkaen helpottanut uudenlainen tekniikka, muun muassa satelliittikuvaus ja maatutka, joka toimii samalla periaatteella kuin ilmatilaa luotaava sisarensa. Laite lähettää sähkömagneettisia säteilypulsseja, jotka kallioperän kerrosten rajapinnoista heijastuessaan paljastavat kiven rakenteen.


Numeriikka ohjaa työstöä

Myös kivien jalostus on mullistunut. Nykyään kiveä sahataan, leikataan, hiotaan ja kiillotetaan vaivattomasti. Koneet ovat parantuneet, mutta nopeimmin on kehittynyt laitteiston ohjaus.

- CNC-tekniikka yleistyy kiviteollisuudessa, kertoo tuotantojohtaja Mikko Paljakka Loimaan Kivi Oy:stä.

Lyhenne CNC tulee sanoista Computerized Numerical Control. Puhutaan numeriikasta, joka tarkoittaa työstön matemaattista mallintamista. Numeerinen ohjaus otettiin ensimmäiseksi käyttöön metalliteollisuudessa, josta tekniikka ja koneet ovat levinneet muille aloille.

Automatiikan ohella uudet, tarkat työstömenetelmät mahdollistavat muodon hallinnan. Kaarevia pintoja tai vaikka rokokoon kiehkuroita voi nyt toteuttaa vapaasti.


Vesisuihkulla tehdään ihmeitä

Kiveä työstetään useimmiten timanttiterillä, mutta ne ovat saaneet rinnalleen hiekkapuhalluksen, laserin ja vesisuihkuleikkauksen.

Vesisuihkuleikkaus omaksuttiin kiviteollisuuteen lentokoneenrakennuksesta ja avaruustekniikasta. Vesi tuntuu äkkiseltään heikolta aineelta kiveen verrattuna, mutta kun paine nostetaan 4 000 ilmakehään, suihku menee jo monen sentin kivilevyn läpi. Vesi, joka ei kuumenna eikä väännä leikattavaa kappaletta, sopii myös hauraiden materiaalien käsittelyyn. - Vesisuihkua käytetään 50-millisten ja sitä ohuempien kivilevyjen työstämisessä, Mikko Paljakka valaisee. 

Vesisuihku on tuonut muotoiluun aivan uudenlaista vapautta. Yhdysvalloissa Creative Edge -yrityksen suomalaissyntyinen suunnittelija Harri Aalto on vesisuihkutekniikalla luonut erimuotoisista ja -värisistä kivistä mitä mielikuvituksellisimpia kuvioita lattioihin ja seiniin. Esimerkiksi sopii marmorimatto, joka on koottu lähes 100 000 palasta.


Hifisti arvotaa vuolukiveä

Monelle tutut lattialaatat ja pöytätasot antavat vain aavistuksen kiven mahdollisuuksista. Miten olisi  kivinen kaiutin? Joidenkin hifistien mukaan ääntä läpäisemätön vuolukivi on ainoa oikea kaiutinmateriaali. Kotelosta tulee resonoimaton, ja ääni toistuu luonnollisena, sanovat kiven kannattajat.

Äänen lisäksi kivillä luodaan valoa. Kun läpikuultavan kiven, kuten onyksin tai suolakristallin, taakse sijoitetaan lamppu, syntyy jäljittelemättömiä visuaalisia efektejä.


Haluatko kuvasi kiveen?

Kivessä viehättää kauneuden ja luksuksen lisäksi usein äärimmäinen kestävyys. Suomalaiset graniitit ja vuolukivet ovat säilyneet yli miljardi vuotta, vanhimmat yli kolme miljardia vuotta.

"Kiveen hakattu", sanotaan, kun jotakin on talletettu pysyvästi. Nykyään ei tarvitse välttämättä hakata. Kiveen saadaan kuvioita hiekkapuhalluksella tai laserilla. Laserilla päästään jo valokuvamaiseen tarkkuuteen.

Jos perhekuvien tallettaminen paperilla tai digitiedostoina tuntuu epävarmalta, löytyy vaihtoehto: kivinen kuva. Muistot säilyvät jälkipolville kuin kuningas Hammurabin lait, jotka babylonialaiset kaiversivat kiveen 3 750 vuotta sitten. Lakikiven materiaali oli graniitin kaltaista syväkiveä, mustaa dioriittia, jota louhitaan yhä.


Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Suomalaisia luonnonkiviä


Luonnonkivi - tai rakennuskivi, kuten useimmiten sanotaan - on luonnollisessa muodossaan hyödynnettävä kivi. Meiltä löytyy useita lujia ja kestäviä lajeja. Tässä tärkeimpiä.













































KIVIRYHMÄ KÄYTTÖKOHTEITA
Diabaasi juonikivi
Dioriitti syväkivi verhouslaatat
Gabro syväkivi verhouslaatat
Gneissi
Graniitti syväkivi
Kvartsiitti
laatoitukset
Liuske
KESKIKOVAT
Marmori
PEHMEÄT
Vuolukivi

Juonikivi Magmasta maankuoren yläkerroksissa kiteytynyt kivi.
Syväkivi Magmasta syvällä maankuoressa jähmettynyt kivi.
Metamorfinen kivi Syväkivestä tai sedimenttikivestä, kuten hiekka-, kalkki- tai savikivestä, muuntunut kivi.


Lisää kivitietoa:
Geologian tutkimuskeskus: http://www.gtk.fi/ 
Kiviteollisuusliitto: http://www.finstone.com/
Suomen Kivikeskus: http://www.kivikeskus.com/ 
Suomussalmi: http://www.kiviopas.fi/

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.