18. Rapautuminen ja eroosio

Eksogeeniset ilmiöt muotoilevat maanpintaa

Ek­so­gee­ni­nen tar­koit­taa il­mi­ö­tä, joka saa al­kun­sa ulko­puo­lel­ta tu­le­vas­ta te­ki­jäs­tä, Maa­pal­lon ta­pauk­ses­sa Au­rin­gon sä­tei­ly­e­ner­gi­as­ta. Kun au­rin­gon sä­tei­ly läm­mit­tää maa­pal­lon pin­taa, al­ka­vat maan­kuor­ta ku­lut­ta­vat ek­so­gee­ni­set ta­pah­tu­mat muo­va­ta mai­se­maa. Se voi ta­pah­tua joko suo­raan sä­tei­lyn läm­mit­tä­vän vai­ku­tuk­sen kaut­ta tai vä­lil­li­ses­ti ilma- ja vesi­ke­hän kaut­ta.

Ra­pau­tu­mi­nen tar­koit­taa kiin­te­än kal­li­on tai iso­jen ki­vien ha­jo­a­mis­ta. Fy­si­kaa­li­ses­sa ra­pau­tu­mi­ses­sa lop­pu­tu­lok­se­na on pie­niä ki­viä ja hiek­kaa, kun taas ke­mi­al­li­ses­sa ra­pau­tu­mi­ses­sa esi­mer­kik­si kalk­ki­pi­toi­nen kivi­ai­nes liu­ke­nee hap­pa­maan ve­teen.

Eroo­sio on jat­ku­va pro­ses­si, jon­ka ai­kaan­saan­nok­sia nä­em­me eri­lai­si­na maan­pin­nan muo­toi­na kai­kis­sa luon­non­mai­se­mis­sa. Se al­kaa kal­li­on ha­jo­a­mi­ses­ta eli ra­pau­tu­mi­ses­ta ja jat­kuu sit­ten liik­ku­vien jää-, vesi- ja ilma­mas­so­jen ai­heut­ta­ma­na ir­tai­men maan ku­lu­mi­se­na, kul­keu­tu­mi­se­na ja ka­sau­tu­mi­se­na.

Mekaaninen rapautuminen

Me­kaa­ni­nen eli fy­si­kaa­li­nen ra­pau­tu­mi­nen joh­tuu useim­mi­ten ym­pä­ris­tön läm­pö­ti­lan muu­tok­sis­ta. Läm­pö­ti­lan nous­tes­sa ki­ven mi­ne­raa­lit laa­je­ne­vat eri tah­tiin, jol­loin kivi vään­tyy ja hal­kei­lee. Jos kal­li­on ra­koi­hin on pääs­syt vet­tä, läm­pö­ti­lan las­kies­sa se laa­je­nee voi­mak­kaas­ti muo­dos­ta­es­saan jää­ki­tei­tä. Tä­män seu­rauk­se­na kal­li­os­ta ir­to­aa suu­reh­ko­ja pa­lo­ja eli ta­pah­tuu pak­kas­ra­pau­tu­mis­ta.

Kun vuo­ren kivi­ker­ros­tu­mat ku­lu­vat sään vai­ku­tuk­ses­ta, pie­ne­nee nii­den alem­piin ker­ros­tu­miin koh­dis­ta­ma pai­ne. Sil­loin kal­li­os­ta voi ir­ro­ta pa­lo­ja ikään kuin kuo­riu­tu­mal­la pel­käs­tään sen si­säis­ten jän­nit­tei­den pur­kau­tu­es­sa. Myös suo­laki­tei­den muo­dos­tu­mi­nen kal­li­on ra­koi­hin voi rik­koa ki­viä ja kal­li­o­ta.

Kemiallinen rapautuminen

Ke­mi­al­lis­ta ra­pau­tu­mis­ta ta­pah­tuu lä­hin­nä kalk­ki­kuo­ris­ten vesi­e­li­öi­den, ku­ten sim­pu­koi­den ja ko­ral­lin jään­teis­tä syn­ty­neil­le kalk­ki­pi­toi­sil­le kivi­la­jeil­le läm­pi­mäs­sä ja kos­te­as­sa il­mas­tos­sa.

Kun sade­vesi imey­tyy maa­han, sii­hen liu­ke­nee ha­jot­ta­ja­e­li­öi­den tuot­ta­maa hii­li­di­ok­si­dia, jol­loin ve­teen syn­tyy vir­voi­tus­juo­mis­ta­kin tut­tua hii­li­hap­poa. Tämä lie­väs­ti ha­pan vesi liuot­taa it­seen­sä kalk­ki­kivi­kal­li­on tär­keim­mäs­tä mi­ne­raa­lis­ta kal­sium­kar­bo­naat­tia, joka koos­tuu kal­kis­ta ja hii­les­tä. Tu­lok­se­na on sy­väl­le­kin ulot­tu­via moni­mut­kai­sia on­ka­loi­ta ja esi­mer­kik­si tip­pu­kivi­luo­lia, joi­den pyl­väät muo­dos­tu­vat kal­sium­kar­bo­naa­tin sa­os­tu­es­sa vesi­liuok­ses­ta uu­des­taan kiin­te­äk­si kalk­ki­ki­vek­si.

So­pi­vis­sa kos­teus- ja läm­pö­tila­o­lois­sa fy­si­kaa­lis­ta ja ke­mi­al­lis­ta ra­pau­tu­mis­ta ta­pah­tuu sa­man­ai­kai­ses­ti.

Jäätiköiden aiheuttama eroosio

Voi­mak­kain maan­ka­ma­raa muok­kaa­va ta­pah­tu­ma­sar­ja on man­ner­jää­ti­kön syn­ty­mi­nen, liik­ku­mi­nen ja su­la­mi­nen. Täl­lä het­kel­lä use­an kilo­me­rin pak­sui­sia laa­jo­ja man­ner­jää­ti­köi­tä on vain An­tark­tik­sel­la ja Grön­lan­nis­sa, mut­ta vii­mei­sim­mäl­lä jää­kau­del­la, vie­lä n. 11 000 vuot­ta sit­ten Suo­mes­sa­kin oli val­ta­va man­ner­jää­tik­kö. Sik­si Suo­men pin­nan­muo­dot ovat jää­ti­kön muo­vaa­mia.

Kos­ka jää­tik­kö ve­täy­tyi epä­ta­sais­ta tah­tia, se ka­sa­si val­lik­si reu­naan­sa ir­tain­ta maa­ta, etu­pääs­sä mo­ree­nia, pit­kik­si jää­ti­kön reu­nan suun­tai­sik­si har­jan­teik­si, reu­na­muo­dos­tu­mik­si. Näis­tä suu­rim­mat ovat Kaakkois-Suo­men Sal­paus­se­lät. Suo­ra­kul­mai­ses­ti jään reu­naan näh­den syn­tyi­vät ka­sau­tu­mal­la kal­li­o­ko­hou­mien vie­reen pit­ku­lai­set mo­ree­ni­kum­mut eli drumliinit ja ve­den tuo­mas­ta sekä la­jit­te­le­mas­ta hie­kas­ta har­jut.

Jää­kau­del­la kol­men kilo­met­rin pak­sui­nen jää­mas­sa pai­noi kiin­te­ää ki­vis­tä maan­kuor­ta sen alla ole­vaan lä­hes su­las­ta ki­ves­tä koos­tu­vaan as­te­no­sfää­riin Vaa­san ym­pä­ris­tös­sä jopa 800 m alas­päin. Täs­tä joh­tu­en maa ko­ho­aa edel­leen Perä­me­ren ran­ni­kol­la lä­hes 1 cm vuo­des­sa. Vir­ra­tes­saan jat­ku­vas­ti eri suun­tiin val­ta­va man­ner­jää­tik­kö ku­lut­ti Suo­men pe­rus­kal­li­on pin­nas­ta nuo­rem­mat peh­me­äm­mät kivi­la­jit pää­osin pois ja pal­jas­ti mo­nin pai­koin ir­tai­men maan alta iki­van­han gra­niit­ti­sen silo­kal­li­on. Täs­tä syys­tä Suo­mes­ta ei juu­ri löy­dy isom­pia fos­sii­lei­ta.

Pai­koi­tel­leen maan­kuo­ri koos­tuu kes­ki­mää­räis­tä ko­vem­mis­ta kivi­la­jeis­ta ku­ten esi­mer­kik­si kvart­sii­tis­ta, jot­ka kes­ti­vät kes­ki­mää­räis­tä pa­rem­min jään ku­lu­tus­ta ja sik­si Suo­meen muo­dos­tui usei­ta jään­nös­vuo­ria, ku­ten Pohjois-Kar­ja­lan Koli ja La­pin Saa­na.

Lisä­tie­toa maan­ko­ho­a­mi­ses­ta

Lisä­tie­toa jää­kau­sis­ta

Lisä­tie­toa ja ku­via har­jun syn­nys­tä

Vesieroosio

Liik­ku­va vesi on maa­il­man­laa­jui­ses­ti ylei­sin eroo­si­on ai­heut­ta­ja, kos­ka se sekä ku­lut­taa, kul­jet­taa että ka­saa maa-ai­nes­ta te­hok­kaas­ti. Mer­ten ja jär­vien ran­noil­la aal­lok­ko ku­lut­taa jat­ku­vas­ti ran­ta­tör­mää muo­dos­ta­en maa- ja kal­li­o­pe­räs­tä riip­pu­en eri­lai­sia mai­se­mia.

Joen no­pe­as­ti vir­taa­va vesi ku­lut­taa ylä­juok­sun vuo­ris­tos­sa voi­mak­kaas­ti ka­pe­aa laak­son poh­jaa, jol­loin laak­son poik­ki­leik­kauk­ses­ta tu­lee v-kir­jai­men muo­toi­nen. No­pe­as­ti vir­taa­vas­sa ve­des­sä kul­ke­vat poh­jaa pit­kin vie­rien jopa isoh­kot ki­vet. Ala­juok­sun ta­sai­sem­mak­si ku­lu­nees­sa maas­tos­sa joki al­kaa usein ku­lut­taa it­sel­leen le­ve­äm­pää ja ma­ta­lam­paa, mut­ta jyr­käs­ti­kin mut­kit­te­le­vaa uo­maa eli meanderoida. Mut­kit­te­lu al­kaa, kos­ka maas­to ei kos­kaan ole täy­sin ta­sai­nen. Kos­ka vesi pyr­kii kaar­teis­sa jat­ka­maan mat­kaan­sa suo­raan ran­nan muo­don mu­kaan kään­ty­mi­sen si­jaan, se vir­taa no­pe­as­ti ulko­kaar­tees­sa ku­lut­ta­en sitä te­hok­kaas­ti. Sen si­jaan sisä­kaar­tees­sa vesi vir­taa hy­vin hi­taas­ti, jol­loin ve­den mu­ka­naan kul­jet­ta­ma hie­no­ja­koi­nen maa-ai­nes va­jo­aa poh­jaan muo­dos­ta­en särk­kiä. Täs­tä seu­rauk­se­na joki mut­kit­te­lee aina vain jyr­kem­min. Jos kal­li­o­perä on riit­tä­vän hel­pos­ti ku­lu­vaa, esi­mer­kik­si hiek­ka­ki­veä,  joki voi ku­lut­taa mil­joo­nien vuo­sien ku­lu­es­sa uo­mak­seen sy­vän kan­jo­nin.

Kun joki las­kee me­reen tai jär­veen, vir­taus py­säh­tyy ja joen kul­jet­ta­ma maa-ai­nes va­jo­aa poh­jaan muo­dos­ta­en kol­mi­on muo­toi­sen suis­ton eli del­tan. Vie­ri­mi­sen ja ve­teen hiuk­ka­si­na se­koit­tu­mi­sen li­säk­si joki kul­jet­taa ai­nes­ta myös liu­en­nee­na ve­teen. Täl­lai­nen liu­en­nut ai­nes ei hel­pos­ti va­joa joen poh­jaan, ku­ten isom­mat hiuk­ka­set.

Tuulen aiheuttama eroosio

Tuu­li on mer­kit­tä­vä eroo­si­on ai­heut­ta­ja kui­vil­la aa­vi­koil­la, joil­la tuu­len len­nät­tä­mät hie­kan­jy­vä­set ku­lut­ta­vat ki­veä ja jos­kus muo­dos­tuu jopa pyl­väi­tä.

Aa­vi­koil­la tuu­li myös ka­saa hiek­kaa mo­nen muo­toi­sik­si dyy­neik­si.

Massaliikunnot

Vuo­ris­tos­sa ir­tain maa-ai­nes py­syy pai­koil­laan jyr­kil­lä rin­teil­lä vain, jos sitä pai­kal­laan pi­tä­vä kit­ka­voi­ma on suu­rem­pi kuin sii­hen koh­dis­tu­va pai­no­voi­ma. Maa­ra­kei­den vä­lis­tä kit­kaa voi pie­nen­tää esi­mer­kik­si maan vet­ty­mi­nen tai maan­jä­ris­tys. Sil­loin maa­mas­sa al­kaa vyö­ryä no­pe­as­ti alas rin­net­tä hau­da­ten al­leen kai­ken tiel­leen osu­van.

Met­sien pois­ta­mi­nen rin­teil­tä al­tis­taa nii­tä vyö­ryil­le, kos­ka pui­den juu­ret pi­tä­vät te­hok­kaas­ti maa­ta pai­kal­laan. Jos­kus vet­ty­nyt maa voi liu­kua myös hi­taas­ti rin­net­tä alas­päin vuo­to­maa­na. Mas­sa­lii­kun­toi­hin kuu­lu­vat myös vesi­pi­toi­sen maan no­pe­at muta­vyö­ryt ja tal­vis­ten vuo­ris­to­jen lumi­vyö­ryt, jot­ka äkil­li­si­nä il­mi­öi­nä voi­vat ai­heut­taa pal­jon tu­hoa.

Kuva 18.4. Jää­tik­kö kul­jet­taa iso­ja­kin ki­viä, jois­ta tu­lee siir­to­loh­ka­rei­ta. Is­lan­ti.

Kuva 18.5. Vesi ku­lut­taa it­sel­len­sä uo­man peh­me­ään hiek­ka­ki­veen.

Kuva 18.6. Ker­ros­tu­neet kivi­la­jit ovat herk­kiä ra­pau­tu­mi­sel­le ja eroo­si­ol­le.

Kuva 18.7. Maan­vyö­ry­mis­sä voi siir­tyä suu­ria maa­mas­so­ja ker­ral­la.

Kuva 18.1. Pak­kas­ra­pau­tu­mi­nen on muo­toil­lut nämä eri­koi­sen vä­ri­set kivi­pyl­väät Bryce Canyonissa USA:ssa.

Kuva 18.2. Me­kaa­ni­nen ra­pau­tu­mi­nen ha­jot­taa ki­veä ja kal­li­o­ta so­rak­si ja hie­kak­si. Is­lan­ti.

Kuva 18.3. Tip­pu­kivi­luo­lan kivi­pui­kot eli sta­lak­tii­tit syn­ty­vät, kun kalk­ki­kivi­kal­lio ra­pau­tuu ke­mi­al­li­ses­ti. Kro­a­tia.