Maalauspohjaksi valittiin mielellään vaalea kivi, jotta väri erottuisi hyvin. Tämä näkyy esimerkiksi Ristiinan Astuvansalmella, missä kuvat on laadittu tumman gneissin alapuoliseen vaaleaan graniittiin. Kuva: Ohto Kokko/Wikimedia Commons
Maalauspohjaksi valittiin mielellään vaalea kivi, jotta väri erottuisi hyvin. Tämä näkyy esimerkiksi Ristiinan Astuvansalmella, missä kuvat on laadittu tumman gneissin alapuoliseen vaaleaan graniittiin. Kuva: Ohto Kokko/Wikimedia Commons

Kivikaudella maalatut kuviot ovat sinnitelleet tuhansia vuosia sään armoilla Suomen avoimilla kalliopinnoilla. Nyt geologeilla on selitys, jota tukevat muun muassa Mars-tutkimuksen tulokset.

Etelä-Euroopan kivikautiset luolamaalaukset, kuten kuuluisat härät ja hevoset Espanjan Altamirassa ja Ranskan Lascaux’ssa, ovat säilyneet ilmiömäisen hyvin. Suojaisissa luolissa maalausten mahdollisuudet ovatkin olleet aivan toiset kuin Suomen avoimilla, sään piiskaamilla kalliopinnoilla.

Suomesta kuitenkin tunnetaan satakunta kivi- tai varhaismetallikautisiksi ajoitettua kalliomaalausta. Niissä näkyy punavärillä ikuistettuja ihmis- ja eläinhahmoja, etupäässä hirviä, mutta myös monia muita kuvioita.

Maalauksia ovat tarkastelleet arkeologien ohella usean alan tutkijat ja harrastajat. Esimerkiksi geologeja on askarruttanut, miten kuvat ovat voineet säilyä tuhansia vuosia näinkin hyvin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Avoimet kalliopinnat ovat nimittäin maassamme lähes aina kemiallisesti muuttuneita, rapautuneita. Ikivanhojen maalausten odottaisi tuhoutuneen kuin Finlandia-talon marmorilaatat.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Punaväri tunnistettiin hematiitiksi

Onko kestävyyden selitys punavärissä? Kalliomaalaustemme pigmentti on arkeologisessa kirjallisuudessa tapana mainita punamullaksi eli hematiitin värjäämäksi maa-ainekseksi, mutta todellisuudessa väriainesta on ollut vaikea tunnistaa täsmällisesti. Pigmenttirakeet ovat nimittäin niin pieniä, etteivät ne kunnolla edes erotu tavallisella valomikroskoopilla.

Vasta elektronimikroskooppeihin kytketyt analyysilaitteet muuttivat tilanteen. Hyväksi osoittautui myös optinen värianalyysi, jolla on se etu, ettei kalliomaalauksesta tarvitse ottaa näytettä, vaan värin voi määrittää suoraan kallion pinnasta.

Viime vuosina punainen pigmentti on ainakin kolmessa tutkitussa suomalaismaalauksessa mineralogisesti tunnistettu hematiitiksi. Pigmenttirakeiden pienuuden ja neulasmaisuuden perusteella raaka-aineena oli varmaankin keltamulta eli rautamineraalien ruskettama maa-aines, jota saa esimerkiksi soista. Lopullinen punamulta lienee valmistettu keltamullasta auringossa kuivaamalla tai nuotiossa hehkuttamalla, jolloin rautamineraalit muuttuivat verenpunaiseksi hematiitiksi.

Hematiitti kuuluu luonnon pysyvimpiin väriaineisiin. Vanhimmat tunnetut sen värjäämät kivet, 3 800 miljoonan vuoden ikäiset rautamuodostumat Grönlannin länsiosassa, ovat yhä verenpunaisia.
Hematiitti siis kestää ja on kiistatta osa selitystä.

Väriseoksesta ei löytynyt suoja-aineita

Pulmallista vain on, miten mikroskooppiset hematiittihituset ovat pysyneet kallion pinnassa tuhansia vuosia. Jopa peruskallion mineraalit rapautuvat vähitellen, ja samalla niihin tarttunut aines irtoaa.

Yksi mahdollisuus on se, että väriseos itse auttoi. Nykyisin tiedämme, että pintoja voi suojata maalaamalla, onpa kyseessa sitten puu, metalli tai kivi. Oliko kivikautisessa maalissa jokin ainesosa, joka on estänyt kalliopinnan rapautumista?

Arkeologit otaksuvat kivikautisen värin olleen nestemäistä. Väri on mitä ilmeisimmin sekoitettu eläinrasvaan. Maalin sideaineesta ei kuitenkaan ole säilynyt optisesti havaittavia jäännöksiä, ei myöskään mahdollisesta täyteaineesta. Vain hematiittirakeet ovat jäljellä.

Tämä osoittaa, etteivät muinaisen maalin sideaineet ole voineet suojata kalliopintaa rapautumiselta.

Luonnon kivisilaus eristää väripinnat

Toisentyyppinen mutta tärkeä selitys säilymiselle on mikroskooppisen ohut kivikalvo, kuin luonnon laseeraus, jonka on havaittu peittävän kalliomaalauksiemme.

Tiettävästi ensimmäisenä maailmassa tällaisen maalausta peittävän kalvon havaitsi geologian professori Matti Saarnisto työtovereineen Astuvansalmella jo vuonna 1969.

Muutaman vuoden kuluttua arkeologian professori Jussi-Pekka Taavitsainen ja minä tunnistimme kalvon sekä Astuvansalmella että Uittamonsalmella piidioksidin eli silikan saostumaksi. Toisenmuotoisena tällainen silikasaostuma olisi jalokivenä tunnettua opaalia, joka tiedetään kovaksi ja kestäväksi.

Sittemmin silikasilauksia on löydetty myös muista suomalaisista maalauskallioista sekä Kanadan ja Pohjois-Australian kalliomaalausten pinnoilta.

Paljain silmin katsottuna maalauksia peittävä silikakalvo muistuttaa haalistunutta lakkaa. Parhaimmillaankin kalvo on vain puolisen millimetriä paksu. Stereomikroskooppi paljastaa sen rakenteen, joka on kuin pienoinen lumipeitteinen vuoristo harjanteineen.

Poikkileikkauksessa näkee, että silikasilaus koostuu äärimmäisen ohuista kerroksista. Punaväri on paikoin vain millimetrin tuhannesosien paksuinen ja usein aivan ohuen silikakerroksen päällä. Väriä puolestaan peittävät kymmenet silikakerrokset. Maalijäännökset kuitenkin erottuvat tarpeeksi, jotta maalauksen näkee, kun kalliota katsoo muutaman metrin päästä tai kauempaa.

Silikasilaus on siis osaltaan suojannut kallion pintaa enemmältä rapautumiselta. Muutoin maalauspintojen mineraalit, kuten eriväriset maasälvät ja kova, läpikuultava kvartsikin olisivat murentuneet niin paljon, että pigmentti olisi irronnut ja maalaus tuhoutunut. Useissa maalauspinnoissa näkee, että kiven tummat kiilteet ovat suojakalvosta huolimatta hapertuneet. Niiden kohdalla on silikasilauksessa mikroskooppisia kuoppia.

Syntyi rapautumalla ja saostumalla

Miten tuollainen kivikalvo sitten muodostui? Pohjolan kalliopintojen silikasilauksista on ollut perin vähän tietoa. Vasta kun yhdysvaltalaisten Arkansasin ja Illinoisin yliopiston geotieteilijät tutkivat muutama vuosi sitten Pohjois-Ruotsin kivikalvoja, selvisi, että silikasilaukset ovat täällä verraten tavallisia.

Silikakalvoja voi syntyä, kun vesi rapauttaa maasälpiä ja muita kallioiden yleisiä mineraaleja.

Suojaisillekin pystyille kalliopinnoille tulee ajoittain vettä esimerkiksi valumalla pintaa ja halkeamia pitkin, lentämällä tuulen mukana sadepisaroina tai tiivistymällä kasteena. Tällainen pystypinta voi pysyä märkänä päiväkausia, jolloin siitä liukenee veteen pieniä määriä piihappoa. Kun kosteus haihtuu, vedessä ollut piiaines hyytelöityy ja takertuu kallion pintaan.

Auringon kuumentaessa kalliota piigeeli kovettuu kivimäiseksi. Kun kostuminen ja haihtuminen vuorottelevat jopa tuhansia vuosia, kallion pintaan kertyy vähitellen suojaava kivikalvo.

Suomessa tällaisia kalvoja on löydetty kalliomaalausten lisäksi lohkareiden alapinnoilta sorakuoppien seinämistä ja satunnaisesti rakosilauksena kallioleikkauksista. Niissäkin syntytapa lienee samanlainen. Australian rikkaat jalo-opaalin esiintymät ovat nekin tulosta vastaavasta kehityskulusta - tosin vuosimiljoonia kestäneestä.

Silikakalvojen kemiallinen koostumus vaihtelee suuresti piin, hapen, alumiinin, raudan ja eräiden muiden alkuaineiden suhteellisen määrän mukaan. Maalausten arkeologisen tulkinnan kannalta tällä ei liene suurta merkitystä, mutta kuvien kestävyyteen kalvon laatu voi vaikuttaa.

Mars-tutkijat vahvistivat syntyteoriaa

Edellä kuvattu silikasilausten syntytapa kuulostaa vakuuttavalta, mutta aina vuoteen 2005 saakka se oli paljolti oletusten varassa. Silloin teoria sai yllättäen vahvistusta Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan organisoimista Mars-tutkimuksista.

Silikasaostumat kiinnostavat Mars-tutkijoita, sillä Marsista löytyvät piisilaukset voisivat kertoa mahdollisesta elämästä. Silauksissa voi olla alkukantaisen elämän merkkejä, tai elollinen toiminta on voinut vaikuttaa kalvojen syntyyn.

Tästä syystä maapallon silikasaostumia tutkittiin uusimmilla analyysimenetelmillä ja myös saostettiin keinotekoisesti laboratoriossa syntyolojen selvittämiseksi. Kun kokeissa lopulta onnistuttiin, havaittiin, että saostumia muodostuu elottomissa oloissa, kun haihtuminen muuttaa vettä emäksisemmäksi.

Säilyttäviä kallioita on järvialueella

Kivikalvon merkitys näkyy käytännössä siinä, että vaikka pystysuoria graniittiseinämiä on melko tasaisesti ympäri Suomea, säilyneet kalliomaalaukset on löydetty juuri sellaisista pystypinnoilta, jotka olivat otollisimpia kalvon muodostumiselle.

Tällaisia paikkoja olivat tavallisimmin alapäästään lievästi sisäänpäin viettävät luode-kaakkoissuuntaiset seinämät ja niiden länsi- tai lounaispuoleiset sivut. Nämä seinämät ovat maankuorta leikkaavien ikivanhojen ruhjevyöhykkeiden osia, jotka törröttävät maanpinnasta. Kallioperän rikkoutumisen oletetaan saaneen alkunsa jo prekambriajalla 1 800–1 600 miljoonaa vuotta sitten.

Näihin ikivanhoihin liikuntovyöhykkeisiin muodostui järvialtaita. Jääkautinen luoteesta kaakkoon suuntautunut kulutus hioi joskus myös pystypinnat sileiksi. Kun tällainen seinämä vietti alapäästään sisäänpäin, se oli sattumoisin juuri sellainen, joka kykeni säilyttämään maalauksia sille saostuvan suojakalvon ansiosta.

Tämä saattaa selittää sen, mitä kalliomaalaustutkijat ovat paljon pohtineet: miksi eniten maalauksia tunnetaan runsasjärviseltä Suur-Saimaan ja Päijänteen alueelta ja vain joitakin maan etelä- ja kaakkoisosista.

Toki muitakin selityksiä on. Kyse voi olla kuvien teosta tärkeiden vesireittien varsille ja tietysti siitäkin, että maalauksia on löydetty sieltä, mistä niitä on innokkaimmin etsitty.

Maalausten kohtaloa vaikea taata

Ensimmäisiä löydettyjä kalliomaalauksia puhdistettiin satakunta vuotta sitten jäkäläpeitteestä suolavedellä ja harjalla; suojaavasta silikakalvosta ei vielä tiedetty. Kaikeksi onneksi maalaukset eivät tuhoutuneet rajussa käsittelyssä. Nykyarkeologit asennoituvat niihin yhtä varjelevasti kuin kallisarvoisiin öljymaalauksiin. Syynä on kallion pinnan rikkonaisuus.

Suojapinnan toiminta edellyttää, että rapautuminen ja liuenneiden ainesten uudelleen saostuminen ovat tasapainossa. Nykyajan ympäristömuutokset ilmansaasteineen ja happamine sateineen muuttavat tätä kalliopintojen herkkää tasapainoa.

Monissa maalauskallioissa kivi hilseilee ohuina laattoina. Niiden alle imeytynyt vesi saa aikaan pakkasrapautumista. On jopa mahdollista, että pintaa suojaava kivikalvo ajan mittaan edistää hilseilyä. Silika-aines käyttäytyisi tässä mielessä kuin väärin valittu, hengittämätön maalipinta, joka aiheuttaa oman hilseilynsä ja tuhonsa.

Kohtiin, joista kivilevyjä on irronnut, on jo monesti saostunut uutta suojakalvoa. Kalliopinnan oma suojamekanismi kyllä toimii, mutta samalla maalauskuviot vähitellen tuhoutuvat.

Havainnolla on merkitystä, kun harkitaan maalauspaikkojen suojelua. Pintojen eristäminen ulkoilmasta ja sateesta voisi muuttaa oloja arvaamattomasti ja jopa nopeuttaa tuhoutumista.

Australiassa tutkitaan mahdollisuutta sivellä kalliomaalausten pintaan keinotekoista silikaliuosta, josta kovettuisi luonnon mekanismeilla uutta suojakalvoa rikkoutuneisiin kohtiin. Jos tulos osoittautuu kestäväksi, meidänkin kalliomaalauksemme voivat saada vielä muutaman vuosituhannen lisäaikaa.

Kari A. Kinnunen on geologi, joka työskentelee erikoistutkijana Geologian tutkimuskeskuksen mineralogian laboratoriossa. Hän on tutkinut arkeologien kanssa Suomesta löydettyjä kivikautisia kivimateriaaleja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2007

Hematiitti värjää veden verenpunaiseksi

Hematiitti on kovaa mustaa mineraalia, mutta kun sitä raaputtaa, se jauhaantuu punaiseksi. Jauhe värjää veden verenpunaiseksi, mistä tulee hematiitin toinen nimi: verikivi. Tällaiset ominaisuudet todennäköisesti herättivät muinaisissa ihmisissä pelonsekaista kunnioitusta.

Tiede selittää asian seuraavasti. Hematiitti koostuu hapesta ja raudasta. Happi-ionilta siirtyy elektroni eli hieman sähkövarausta rautaionille. Tällainen yhdistelmä pidättää valon aallonpituuksista vähiten punaista, ja siksi hematiitin läpi kulkeva valo muuttuu punaiseksi. Mineraali on kuitenkin niin läpinäkymätöntä, että valonsäteet kulkevat siinä enintään muutaman millimetrin tuhannesosan. Siksi hematiitti näyttää punaiselta vain hienojakoisena jauheena.

 

Miksi vain yhtä väriä?

Geologiset havainnot kalliomaalauksista tarjoavat arkeologeille myös lisää kysymyksiä pohdittavaksi. Esimerkiksi sen, miksi suomalaiset kalliomaalaukset ovat yksivärisiä.

Etelä-Ranskan varhaiskivikautisten luolamaalareiden väripaletti koostui punamullan ohella useista rautaväreistä, kuten keltamullasta ja ruskeasta okrasta, mutta myös mangaani- ja hiilimustasta. Lisäksi valkoista väriä saatiin kaoliinista ja piimaasta ja helpoimmin poltetusta luusta.

Miksi meidän paljon nuoremman kivikautemme maalareitten paletissa olisi ollut vain punaista? Miksei töitä esimerkiksi luonnosteltu hiilellä?

Kenties maalaukset alun perin tehtiin runsaammin värein mutta vain kestävin eli hematiitti säilyi Pohjolan karuissa oloissa nykypäiviin. Hiilimusta ja luuvalkea eivät ehkä kiinnittyneet kunnolla kalliopinnalle, ennen kuin sille ehti muodostua suojakerros. Valkea pigmentti saattoi yksinkertaisesti liueta kalliopinnan lievästi happamaan veteen.

 

Miten vanhoja kalliomaalauksemme ovat?

Suomesta löydetyt kalliomaalaukset ovat lähes aina veteen rajoittuvissa seinämissä. Meillä käyttökelpoisin ajoitusmenetelmä onkin rannansiirtymisen tutkimus.

Maankohoamisnopeus tunnetaan maaperägeologisten tutkimusten perusteella tarkasti, joten maalauspaikan nykysijainnista voidaan määrittää sen ikä. Tässä oletetaan, että maalaukset on tehty lähellä silloista rantaviivaa, jolloin nykyisin hankalalta näyttävään maalauspaikkaan on päästy käsiksi veneestä tai jäältä.

Rannansiirtymiskronologian avulla niin Saimaan kuin Päijänteen järvialtaista kalliomaalausten ikä rajautuu välille 5000–1500 eKr. Enemmistö on noin 6 000 vuotta vanhoja eli kampakeraamiselta kivikaudelta. Tätä ikää tukevat nykyään myös arkeologiset löydöt ja aineistot.

Ennen arkeologit uskoivat maalausten voivan olla paljonkin kivikautta nuorempia. Aloitteen yhteistyöhän kvartäärigeologien kanssa teki Astuvansalmen maalausten löytäjä arkeologi Pekka Sarvas.

Sisältö jatkuu mainoksen alla