16. Kiviaineksen kiertokulku

Maan si­säl­tä ener­gi­an­sa saa­vat kivi­ke­hää eli lito­sfää­riä muok­kaa­vat ta­pah­tu­mat ja kivi­ke­hän ku­lu­mi­nen Au­rin­gon ener­gi­an vai­ku­tuk­ses­ta saa­vat yh­des­sä ai­kaan erään maa­pal­lon hi­taim­mis­ta kier­to­ku­luis­ta: kivi­ai­nek­sen kier­to­ku­lun. Sen eri vai­heis­sa syn­ty­vät kaik­ki eri­lai­set kivi­la­jit, jois­ta maa­pal­lon kivi­kehä muo­dos­tuu.

Kivi koostuu mineraaleista

Kivi koos­tuu yleis­ten alku­ai­nei­den ato­meis­ta ra­ken­tu­vis­ta mo­le­kyy­leis­tä, ku­ten use­at muut­kin kiin­te­ät ma­te­ri­aa­lit. Kivi ei ra­ken­nu vain yh­den­lai­sis­ta mo­le­kyy­leis­tä, vaan sii­nä eri­lai­set mo­le­kyy­lit ovat yh­dis­ty­neet mi­ne­raa­leik­si, joi­ta yh­des­sä kivi­la­jis­sa on yleen­sä usei­ta eri­lai­sia. Esi­mer­kik­si Suo­mes­sa ylei­sen kivi­la­jin gra­nii­tin mi­ne­raa­le­ja ovat kvart­si, kiil­le ja maa­säl­pä, joi­ta kaik­kia esiin­tyy myös muis­sa kivi­la­jeis­sa erilasina yh­dis­tel­mi­nä mui­den mi­ne­raa­lien kans­sa.

Kun uut­ta ki­veä syn­tyy, maan­kuo­ren mi­ne­raa­lit voi­vat yh­dis­tyä kol­mel­la eri ta­val­la: jäh­met­ty­mäl­lä su­las­ta ki­ves­tä eli mag­mas­ta, ker­ros­tu­mal­la ja is­kos­tu­mal­la ir­tai­mes­ta mi­ne­raa­li­maas­ta tai niin, että jo muo­dos­tu­nei­den kivi­la­jien mi­ne­raa­lit jär­jes­täy­ty­vät uu­del­leen. Suu­rin osa ki­ven syn­ty­pro­ses­seis­ta ta­pah­tuu lito­sfää­ri­laat­to­jen eri­lai­sis­sa raja­koh­dis­sa.

Magmasta jähmettyneet kivilajit

Me­rei­sen laa­tan reu­nan pai­nu­es­sa man­te­rei­sen laa­tan reu­nan alle ali­työn­tö­vyö­hyk­kees­sä, vaip­paan pai­nu­va kivi su­laa mag­mak­si. Kun tämä mag­ma­kivi sy­väl­lä maan­kuo­res­sa jäh­met­ty­es­sään ki­tey­tyy uu­des­taan, syn­tyy tii­vis­tä syvä­ki­veä, ku­ten esi­mer­kik­si gra­niit­tia.

Jos taas mag­ma pur­kau­tuu maan pin­nal­le laa­va­na esi­mer­kik­si val­ta­me­ren kes­ki­se­län­teel­lä, syn­tyy har­vem­paa ja ke­vy­em­pää pin­ta­ki­veä, ku­ten esi­mer­kik­si laa­va­kivi ba­salt­tia.

Osa pin­ta­ki­vis­tä on hy­vin huo­koi­sia ja ke­vyi­tä, kos­ka nii­hin on jää­nyt ilma­kup­lia jäh­met­ty­mi­sen yh­tey­des­sä. Jos jääh­ty­mi­nen taas on ta­pah­tu­nut hy­vin no­pe­as­ti, pin­ta­ki­veen ei ehdi syn­tyä kide­ra­ken­net­ta ja tu­lok­se­na on hy­vin tii­vis la­si­mai­nen kivi.

Kiviaineksen hajoaminen ja kuljetus

Kivi­ai­nek­sen kier­to­kul­kuun kuu­luu uu­den ki­ven syn­nyn li­säk­si van­han ki­ven ha­jo­a­mi­nen maan pin­nal­la ra­pau­tu­mi­sen ja eroo­si­on vai­ku­tuk­ses­ta sekä kul­keu­tu­mi­nen me­ren poh­jaan. Lito­sfää­ri­laat­to­jen tör­mäys­vyö­hyk­keil­lä syn­tyy poi­mu­vuo­ria, joi­ta au­rin­gon­pais­te, vesi, jää ja tuu­li ku­lut­ta­vat ir­tai­mek­si mi­ne­raa­li­maak­si. Joet kul­jet­ta­vat tätä hie­no­ja­kois­ta mi­ne­raa­li­maa­ta me­reen, mis­sä se va­jo­aa poh­jaan ker­ros­tu­mik­si eli se­di­men­teik­si.

Kerrostuneet ja muuttuneet kivilajit

Kun se­di­ment­te­jä ker­tyy me­ren poh­jaan mil­joo­nia vuo­sia, ker­ros­tu­mien poh­jal­le syn­tyy niin suu­ri pai­ne, että ir­tai­met maa­hiuk­ka­set is­kos­tu­vat kiin­ni toi­siin­sa muo­dos­ta­en ker­ros­tu­nei­ta- eli se­di­ment­ti­kivi­la­je­ja, ku­ten hiek­ka­ki­veä. Kos­ka täs­sä pro­ses­sis­sa kivi ei mis­sään vai­hees­sa sula, muo­dos­tu­nut kivi on hau­raam­paa kuin jäh­met­ty­neet ki­vet.

Kun sy­väl­lä jäh­met­ty­neet kivi­la­jit ja ker­ros­tu­neet kivi­la­jit jou­tu­vat ko­vaan pai­nee­seen vuor­ten poi­mut­tu­mi­sen yh­tey­des­sä, nii­den kide­ra­ken­ne ha­jo­aa ja jär­jes­tyy uu­del­la ta­val­la, vaik­ka kivi ei su­la­kaan. Näin syn­tyy muut­tu­nei­ta eli meta­mor­fi­sia kivi­la­je­ja, ku­ten esi­mer­kik­si gra­nii­tis­ta gneis­siä, hiek­ka­ki­ves­tä kvart­siit­tia ja kalk­ki­ki­ves­tä mar­mo­ria.

Kuva 16.3. Laa­va­kivi on jäh­met­ty­nyt maan pin­nal­la, jo­ten se voi olla hy­vin­kin huo­kois­ta. Is­lan­ti.

Kuva 16.4. Pu­nai­nen gra­niit­ti on Suo­mes­sa ylei­nen syvä­kivi­laji. Ah­ve­nan­maa.

Kuva 16.5. Ker­ros­tu­nut­ta kivi­la­jia: hiek­ka­ki­veä Antelope Canyonissa USA:ssa.

Kuva 16.6. Kivi­la­jit koos­tu­vat mi­ne­raa­leis­ta.

Kuva 16.7. Mag­ma­ki­vet.

Kuva 16.8. Yh­teen­veto kivi­ai­nek­sen kier­to­ku­lus­ta.

Kuva 16.9. Se­di­ment­ti­ki­vet ovat ker­ros­tu­nei­ta ki­viä. Meta­mor­fi­set ki­vet ovat muut­tu­nei­ta ki­viä.

Joet kul­jet­ta­vat mu­ka­naan pal­jon maa-ai­nes­ta. Dettifoss, Is­lan­ti. © S.T.

Kuva 16.1. Esi­merk­ke­jä eri­lai­sis­ta ki­vien mi­ne­raa­leis­ta. Luon­non­tie­teel­li­nen mu­seo (Smithsonian Institution), Wa­shing­ton DC.

Kuva 16.2. Muut­tu­neet kivi­la­jit ovat usein rai­dal­li­sia, kos­ka ne ovat syn­ty­neet muis­ta kivi­la­jeis­ta. Suo­mi.