Murtoo-maaperämuodostuman kerrostuminen ja rakenne

Abstract

Murtoot ovat laserkeilauksen avulla hiljattain havaittuja kenttinä esiintyviä ja pääosin diamiktonista koostuvia maaperämuodostumia, joiden tunnuksenomaisin piirre on niiden kolmiomainen topografia. Murtoiden katsotaan kerrostuneen jakautuneen ja kanavoituneen subglasiaalisen sulamisvesijärjestelmän vaihettumisvyöhykkeelle n. 40–50 km etäisyydelle jäätikön reunasta. Murtoot esiintyvät usein juomumoreenien ja harjujen yhteydessä. Murtoiden sisärakennetta ja geneesiä on aiemmin tutkittu laajasti vain niiden kolmiomaisesta kärjestä eli distaaliosasta. Tässä tutkimuksessa murtoon sisärakenne tutkittiin maatutkaluotauksien ja tutkimuskaivantojen avulla ensimmäistä kertaa distaaliosan lisäksi myös maaperämuodostuman keski- ja proksimaaliosasta. Sedimentologisina tutkimusmenetelminä olivat raekokoanalyysi, kivilajimääritys, klastien pyöristyneisyysmääritys, lohkarekartoitus sekä niiden suuntauslaskut. Sisärakenteen tutkimisen lisäksi murtoon pinnalla suoritettiin pintalohkarekartoitus sekä laserkeilaus kannettavalla LiDAR-skannerilla. Saatujen tulosten perusteella selvitettiin murtoon kerrostumisen taustalla vaikuttaneita prosesseja sekä rakennettiin 3D-malli murtoon kerrostumisvaiheista ja litofasiesyksiköiden sijoittumisesta muodostuman sisällä. Sedimentin raekoko kasvaa murtoon proksimaaliosasta distaaliosaan mentäessä huomattavasti, mikä indikoi sulamisvesivirtauksen voimakkuuden nopeaa kasvua lyhyen matkan aikana. Saven ja siltin osuus sedimentissä oli hyvin alhainen, mikä kertoo kerrostumisen aikaisista lajitteluprosesseista ja siitä, että hitaan sulamisvesivirtauksen jaksot murtoon kerrostuessa ovat olleet vähäisiä. Murtoon suurimman massan käsittävässä osassa eli niin sanotussa murtoon vartalossa lohkareet ja isot kivet olivat suuntautuneet sulamisvesivirtauksen ja jäätikön virtaussuunnan mukaisesti lukuun ottamatta muodostuman distaaliosan reunoja, missä klastit olivat sijoittuneet kaoottisesti. Murtoon reunojen heikosti suuntautuneet lohkareet, niiden ja pienempien kivien korkea kulmikkuusaste sekä murtoon vartalon hiekkaisten osien lyhyellä matkalla vaihtelevat rakenteet indikoivat sedimentin lyhyttä kulkeutumismatkaa ja nopeaa kerrostumista. Myös kivilajit vastasivat tutkimusalueen kallioperän koostumusta. Murtoo voidaan pääpiirteissään määritellä koostuvaksi jakautuneeseen sulamisvesikanavaan kerrostuneesta karkearakeisemmasta ytimestä, jonka päälle on kerrostunut mataliin ja leveisiin kanaviin murtoon perusmassan muodostava hiekkainen diamiktoni. Diamiktonissa esiintyy lajittuneempia osueita ja suurimpien klastien koko on halkaisijaltaan alle yhden metrin. Murtoiden päälle on kerrostunut löyhä hiekkainen ja kivinen pintamoreeni sekä sisälohkareita suurempia lohkareita. Sulamisveden lajitteleva vaikutus, sen voimakkuuden jaksoittaisuus ja nollaa lähellä vallinnut efektiivinen paine ovat olleet keskeisiä tekijöitä murtoiden muodostumisessa. Tulokset tuovat lisää tietoa murtoista ja osaltaan myös vahvistavat aiempien murtootutkimusten tuloksia ja teorioita. Suurin ero aiempiin tutkimuksiin oli murtoon kolmiomaisen kärjen kyljessä sijainnut merkittävä lohkareikko, joka on ollut oleellisessa osassa murtoon geneesissä ja nykyisin havaittavassa topografiassa. Vastaavaa litofasiesyksikköä ei ole kuvattu aiemmissa tutkimuksissa, joissa kuitenkin on havaittu vaihtelua eri murtoiden sisärakenteen välillä. Tämän perusteella voidaan sanoa, että saman maaperämuodostumatyypin eli murtoon sisärakenteessa on muodostumien välillä suurta vaihtelua.