Kuusi vuotta sitten Outokummun kallioon kairattiin 2,5 kilometriä syvä reikä. Siitä tuli tutkimuslaboratorio, joka tarjoaa tietoa ääriolojen elämästä, jääkauden ilmastosta ja ikivanhan maankuoren rakenteesta.

Teksti: Mika Remes

Velat on aina maksettava, sen tietää veli venäläinenkin. 2000-luvun alussa Venäjä kuittasi Suomelle valtionvelkaansa kairaamalla Outokumpuun tutkimuskäyttöön tarkoitetun syväreiän. Urakan sai hoitaakseen syväreikiin erikoistunut valtionyritys Nedra, sama urakoitsija, joka kantaa kunniaa maailman syvimmän reiän teosta. Huhtikuussa 2004 Nedra pystytti Outokumpuun 42 metriä korkean poraustornin ja kävi töihin. Metri metriltä erikoispora upposi kaksi miljardia vuotta vanhaan kallioperään. Tammikuussa 2005 reikä oli valmis.Reiän halkaisijaksi mitattiin 22 senttimetriä ja syvyydeksi 2 516 metriä. Se oli Suomen ennätys. Reikä ylsi 1 366 metriä syvemmälle kuin yksikään aiempi kairaus Outokummussa.

Syvälaboratorio veti tutkijoita

Kun reikä oli valmis, oli aika päästää tutkijat irti. Ja heitä saapui, Suomen lisäksi seitsemästä eri maasta.– Tutkijoille pääsy syväreiälle on harvinaista herkkua. Yleensä maailmalla poraudutaan näin syvälle vain öljynetsinnän ja joskus harvoin malminetsinnän yhteydessä, arvioi Geologian tutkimuskeskuksen tutkimusprofessori ja Outokummun syväreikähankkeen tieteellinen johtaja Ilmo Kukkonen.Kukkosen mukaan Outokummun reikä tarjoaa tutkimuslaboratorion, josta on saatavissa hämmästyttävän paljon tietoa. Tästä syystä sitä ei ensimmäisten tutkimusten jälkeen suljettu. Sitä voi käyttää geologisiin ja geofysikaalisiin mittauksiin vielä vuosien ajan.

Pohjalla hyvin suolaista

Tutkimuksia varten syväreikä huuhdeltiin puhtaaksi kivijauheesta ja täytettiin vesijohtovedellä. Kuluneiden kuuden vuoden aikana makea vesi on hiljalleen korvautunut suolaisella pohjavedellä, jota reikään tihkuu kallioperästä. Vesi on sitä suolaisempaa, mitä syvemmälle mennään.Syvyyksien suolaiset pohjavedet ovat syntyneet, kun kivistä on aikojen kuluessa liuennut veteen kalsiumia, natriumia ja kloridia. Suolaiset pohjavedet myös pysyvät suolaisina, sillä ne eivät ole tekemisissä maanpäällisen vedenkierron kanssa. Suomen kallioperässä on myös makeaa juomakelpoista pohjavettä, mutta yleensä sitä esiintyy enintään kilometrin syvyyteen.

Elämää kiven sisässä

Kallioperän mikrobiologista elämää on selvitetty eri syvyyksistä otetuista vesinäytteistä. Ne on analysoitu VTT:n laboratoriossa. Mikrobeja löytyy runsaasti pohjalta asti oloista, jotka eivät elämän eväitä paljon sisällä. Kallioperän biosfääri tulee toimeen ilman fotosynteesiä mahdollisesti sulfaatin ja vedyn varassa. Syvällä kallioperässä on metaania, typpeä ja jalokaasuja. Niiden olemassaolo on helppo todentaa. Syväreiän veden pinta pulppuaa hiljalleen kuin kiljusaavi. Mikrobien ja kaasujen kytköksiä ei vielä tarkkaan tunneta. Noin kymmenesosa mikrobeista muistuttaa perimältään metaania tuottavia arkkieliöitä ja sulfaattia energiakseen pelkistäviä bakteereita, mutta ”valtaväestön” aineenvaihdunta on vielä arvoitus.Syväreiän rikas mikrobisto on sopeutunut äärimmäisen verkkaiseen elämänmenoon. Niukasti energiaa tarjoavassa ympäristössä sukupolvien väli voi olla jopa kymmeniätuhansia vuosia.– Outokummusta todetut mikrobit ovat geeneiltään samantyyppisiä kuin mikrobit, joita on löydetty Etelä-Afrikan kaivoksista kolmen kilometrin syvyydestä. On mahdollista, että ne edustavat vanhimpia säilyneitä elämän muotoja maapallolla, Kukkonen pohtii.

Kiinni jääkauden ilmastoon

Syväreiän lämpötila on maanpinnan tasossa noin viisi astetta. Siitä se nousee vähitellen syvemmälle mentäessä. Nousu on hieman nopeampaa yli 1,5 kilometrin syvyydessä kuin lähempänä maanpintaa. Pohjalla lämpötila on 40 astetta.Alaspäin mentäessä kasvaa myös pintaa kohti johtuvan geotermisen energian määrä. Tämän selittää jääkauden aikainen jäähtyminen, joka näkyy vieläkin kallion lämpötiloissa.Lämpötilamittausten perusteella tutkijat ovat laskeneet, että viime jääkauden aikaan reiän ympäristössä vallitsi keskimäärin kolmen–neljän asteen pakkanen ja kallio oli ikiroudassa noin 150–200 metrin syvyyteen.– Syväreiän lämpötilat muodostavat termisen muistin, koska lämpötilamuutokset siirtyvät kivessä hyvin hitaasti ylös- ja alaspäin. Syväreikä kertoo jopa, millainen ilmasto oli 100 000 vuotta sitten, Kukkonen sanoo.

Tukea malminetsintään

Outokumpua ei valittu sattumalta syväreiän kotipaikaksi. Maankuori on siellä poikkeuksellisen arvokasta. Vuonna 1913 Outokummusta paljastui jopa maailman mitassa suuri ja rikas malmiesiintymä, jonka veroista Suomesta ei sen koommin ole löytynyt. Outokummun kaivoksesta tulikin lähtölaukaus modernille suomaiselle metalliteollisuudelle. Outokummun malmijakso on edelleen Suomen tärkeimpiä, ja syväreiällä haluttiin selvittää kallioperän syviä rakenteita ja kerätä tietoa malminetsinnän avuksi.Kallioperän koostumusta voidaan kartoittaa syväluotaamalla kivilajien heijastamia seismisiä aaltoja. Näin Suomessa tehtiin vuosina 2001–2003 Fire-hankkeessa – venäläisten velanlyhennystä sekin – yli 2 000 kilometrin matkalta. Outokummusta löytyi tuolloin paljon kerroksia, jotka heijastavat seismisiä aaltoja poikkeuksellisen voimakkaasti. Luotaustulokset eivät kuitenkaan kerro, mistä kaikesta kerrokset koostuvat. Ainoa keino saada varmaa tietoa ovat syväreiät.Outokummun kairaus tuotti noin 10 senttimetrin levyistä kairaussydäntä 60 tonnia. Näytteistä selvisi, että heijasteita lähettäneet kivilajit ovat samoja, joita oli Outokummun malmiesiintymässä. Reiästä malmia ei kuitenkaan löytynyt.– Seismisillä luotauksilla voimme joka tapauksessa paikantaa potentiaalisia malmimuodostumia. Osumatarkkuuden parantuminen säästää valtavasti rahaa ja aikaa, sillä kilometrin syvyyteen ulottuvan koeporauksen hinta on noin 100 000 euroa, Kukkonen sanoo.

Kansainvälisen syväreikähankkeen tutkimustulokset: arkisto.gtk.fi/sp/sp51.sp51.pdf

Fire-hankkeen tulokset: arkisto.gtk.fi/sp/sp43/sp43.pdfFire

Tieteessä: Kurkistettiin Suomen alle, Tiede 6/2005 tai tiede.fi/arkisto

Syvyysennätyksiä meiltä ja maailmalta

12 262 m SG3, syvin tutkimusreikä, Kuolan niemimaa, Venäjä9 583 m   Berta Rogers, syvin öljyreikä, Oklahoma, Yhdysvallat9 191 m   KTB-tutkimusreikä, Windischeschenbach, Saksa3 900 m   syvin kaivos, TauTona, Etelä-Afrikka3 720 m   syvin jääreikä, Vostok, Antarktis3 623 m   syvin jäänäytereikä, Vostok, Antarktis2 752 m   syvin porakaivo, Kalifornia, Yhdysvallat2 516 m   Suomen syvin tutkimusreikä, Outokumpu1 448 m   Euroopan syvin kaivos, Pyhäsalmi

Mika Remes on vapaa toimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja

Laulettu sana kuului puhuttua paremmin ja pidemmälle.

Koulujen lukukausi lähestyy loppuaan. Pian tulevat ne ajat, jolloin taas kerran pähkäillään, sopiiko päättäjäisissä laulaa suvivirttä vai ei.

Aiempien vuosien kädenvääntö on osoittanut, että virttä voivat iloisin mielin ja henkisesti häiriintymättä laulaa muutkin kuin luterilaista uskoa tunnustavat. Yhdessä laulaminen vahvistaa yhteistä tunnekokemusta enemmän kuin juhlapuheen kuuntelu.

Suomen evankelisluterilaisessa kirkossa virrellä tarkoitetaan yleensä kirkolliskokouksen hyväksymää hengellistä yhteislaulua, mutta tämä ei ole virsi-sanan vanhin eikä ainoa merkitys.

Virsi on alkanut vakiintua tietynlaisen kirkkolaulun nimitykseksi vasta luterilaisen reformaation myötä.

Reformaation ohjelmaan kuului seurakunnan ottaminen mukaan jumalanpalveluksiin aktiivisesti virsiä laulamalla. Sitä ennen laulusta olivat huolehtineet papit ja heidän koulutetut avustajansa. Muutoksesta seurasi epäilemättä kirkkomusiikin tason dramaattinen lasku, ainakin väliaikaisesti.

Virsi-sana on esihistoriallisella ajalla saatu balttilainen laina, joka alun perin lienee tarkoittanut sanaa tai puhetta. Suomalaisessa kansankulttuurissa virsi on ollut pitkän kertovan runon nimitys. Kalevalan henkilögalleriaan kuuluu virsikäs eli runsaasti runoja taitava Vipunen, ja hänen muistissaan olevaa runovarastoa nimitetään sanaiseksi arkuksi tai virsilippaaksi.

Pitkiä runomuotoisia kertomuksia on tyypillisesti esitetty laulamalla. Laulettu sana kuuluu paremmin ja kauemmas kuin puhuttu. Sävelmä ja kalevalainen runomitta antavat sisällölle muodon, joka on helpompi muistaa ja toistaa kuin vapaa puhe.

Suvivirrelle antaa erityistä viehätystä sanan alkuosa suvi. Se on ikivanha kesää merkitsevä perintösana, jota on käytetty länsimurteissa, mutta nykyään se tuntuu runolliselta ja ylätyyliseltä, kun se on yleiskielessä jo aikoja sitten korvattu itämurteista poimitulla kesä-sanalla. Virressä vaikutelmaa tehostaa vielä alkusointuinen sanayhdistelmä suvi suloinen.

Muissakin tapauksissa suvi on tehokas tunnelman luoja. Suvisunnuntai on autuaan rauhallinen ja kaunis. Suvituuli on lempeä ja lauha, suvipäivä lämmin ja suviyö romanttinen. Kesän alkaessa suunnitellaan proosallisesti aikatauluja ja lasketaan rahoja, mutta suven kynnyksellä haaveillaan tulevan suven parhaista hetkistä.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2018

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

Tieteessä 6/2018 

PÄÄKIRJOITUS

Eläköön uteliaisuus

Leikkisä mieli ja villit ideat potkivat maailmaa eteenpäin.

 

PÄÄUUTISET

Ystävyys syntyy 200 tunnissa

Läheinen suhde rakentuu yhteisissä riennoissa omalla ajalla.

Lintu suuntii kompassisilmin

Se näkee magneettikentän valoherkän proteiinin ansioista.

Ydin poikii mustia aukkoja

Linnunradan jättimäiselle Sagittarius A:lle löytyi 12 kaveria.

Atlantin merivirta jarruttaa

Hidastuminen varmistui sekä pinnalta että pohjalta.

 

ARTIKKELIT

Seitsemän mahdollista maailmanloppua

Kauhuskenaarioita riittää, mitä sanovat tutkijat.
Uhkaako jokin Maata meidän elinaikanamme?

Keskity! Siihen voi oppia

Ärsyketulva ei pääse häiritsemään tekemisiä,
kun käyttää aivojen toiminnanohjausjärjestelmää.

Kaikkien aikojen kalajuttu

Lohenpoikasten ei tarvitse kasvaa kassissa.

Opioidikriisi alkoi
joka kodin lääkkeestä

1800-luvulla oopiumia käyttivät kaikki.
Se oli halpaa ja hoiti vaivan kuin vaivan.

Antiaine kätkee mysteerin

Kyse on koko universumin olemassaolosta.

Otto Wille Kuusinen
käänsi takkia tarvittaessa

Punaisten ideologi teki itänaapurissa komean uran
pitämällä omana tietonaan, mitä mieltä asioista oli.

 

TIEDE VASTAA

Osaako norsu hypätä?

Missä digitaalinen tieto säilyy pisimpään?

Mihin avaruus laajenee?

Kuka syö Itämeren kalat?

Mikä on Tiede-lehden hiilijalanjälki?

Mistä johtuu raskauspahoinvointi?

 

KIRJAT

Remonttireiskana avaruudessa

Scott Kelly vietti vuoden Kansainvälisellä avaruusasemalla.

 

KUVA-ARVOITUS

Siinähän on ihan selvästi...

Klassikkopalsta kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia
ehden Facebook-sivustolle.

 

OMAT SANAT

Virsi kantoi kauas

Laulettu sana kuului puhuttua paremmin ja pidemmälle.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.