19 | Jäätikön jäljet - muinaiset merkit

Jäätikköeroosiota esiintyy siellä, missä liikkuva jää kuluttaa kallioperää. Jäätiköitä on navoilla ja vuorien huipuilla. Jää muovaa ympäristöä liikkuessaan.

Kylmän ilmaston vallitessa syntyy mannerjäätiköitä, jotka peittävät suuria maa-alueita. Jäätiköt muodostavat liikkuessaan moreenia murskaamastaan kivestä. Laaksojäätiköt ovat jäätiköitä jotka liukuvat hitaasti painovoiman ansiosta laaksoissa ja kuluttavat maata. Kun jäätikkö liikkuu, muodostuu U-laaksoja.

Mannerjäätikön eroosiovoimat toimivat samalla lailla kuin laaksojäätikön, muta voimakkaammin. Jäätä on paljon enemmän ja se liukuu joka suuntaan murskaten kalliota allaan ja siloittaen pintoja. Mannerjäätikkö ja sen alla muodostuva moreeni tasoittavat pinnanmuotoja, muodostavat kumpuja ja hiovat kallioperää sileäksi. Kallioperän pinnan paljastuessa esiin tulee syväkivilajeja. Jään mukana kulkeva moreeni muodostaa monenlaisia muotoja ja muodostelmia, kuten drumliineja ja silokallioita.

Mannerjäätikön valtava massa painoi maata jääkaudella alaspäin. Kun jääpeite on sulanut, maa kohoaa. Se on hidastunut, mutta sitä selvästi tapahtuu vieläkin. Maan kohotessa, rantaviivan paikka vaihtuu.

Aletschjäätikkö Sveitsissä

Aletschjäätikkö on Alppien suurin jäätikkö, joka peittää noin 170 neliökilometriä eteläistä Sveitsiä. 

panoraamakuva Aletschjäätiköstä

18 | Eroosio - liikuttavat voimat

Eroosio tarkoittaa kallio- tai maaperän kulumista tuulen, veden tai jonkun muun liikuttaessa rapautumisjätettä paikasta toiseen.

Ihmisen toiminnan jälkeen eniten eroosiota aiheuttava voima on vesi. Joet saavat alkunsa sataneesta vedestä, joka virtaa rinnettä alaspäin. Joki kuljettaa maa-ainesta joka kuluttaa jokiuomaa. Mitä nopeammin vesi virtaa, sitä suurempia kappaleita se voi kuljettaa. Hieno maa-aines kulkeutuu kauemmas kuin isot kappaleet. Kun joen virtaama vähenee ja nopeus hidastuu, suuremmat kappaleet kasautuvat joen pohjalle. Kun tulvan sattuessa virtaama lisääntyy äkillisesti ja joen pohjalle kasautunutta ainesta huuhtoutuu virran kuljetettavaksi ja usein joen penkereitten ylitse kummallekin puolelle tulvatasangoksi.

Aallot syntyvät kun tuuli saa aikaan vesimolekyylien pystyliikkeen. Mitä kovempi ja pitkäkestoisempi tuuli on, sitä korkeampia aaltoja syntyy. Matalassa vedessä aallot murtuvat ja niiden energia purkautuu. Loivasti madaltuvilla rannoilla aallokon voima vähenee, kun taas syvillä rannoilla aallot iskevät koko voimalla. Aallokko kuluttaa eniten niemiä, sillä aallot murtuvat niemien kohdalla. Kun aallot hakkaavat rantaa, ne kuluttavat siihen lovea. Loven ollessa tarpeeksi syvä, yläpuolella oleva maa-aines romahtaa ja muodostaa rantatörmän. 

Tuuli muovaa rannikoita yhdessä aallokon kanssa. Kun tuuli puhaltaa yli 7 m/s, se kuljettaa hiekkaa paikasta toiseen ja kasaa dyynejä rannalle. Dyynit yleensä liikkuvat tuulen mukana, mutta jos alueella on kasvillisuutta, dyyni saattaa jäädä niille sijoilleen. Tuulen vaikutus ei yllä kovin korkealle, joten tuulen vaikutukset ovat maanpinnalla tai sen lähellä. Esim. kun tuuli kovertaa vuoria niiden tyvestä, syntyy sienikallioita.

kuva sienikalliosta

17 | Rapautuminen - kallio murenee

Rapautuminen on kiviaineksen hajoamista. Rapautumisen tyyli riippuu monista tekijöistä, kuten kiviaineksen kovuudesta ja ilmaston olosuhteista.

Fysikaalinen rapautuminen johtuu yleensä lämpötilasta tai sen vaihtelusta. Tällaista rapautumiseta on usein alueilla, joissa yön ja päivän lämpötilaerot ovat suuria. Kun kivi laajenee lämpimällä ja supistuu kylmällä, kiven mineraaleihin muodostuu jännitteitä eri kiteiden välille. Tämä johtaa lopulta kiven lohkeamiseen. Pakkasrapautumisessa vesi menee kalliossa olevaan rakoon, ja jäätyessään suurentaa halkeamaa. Jatkuvan suurenemisen jälkeen, kivi hajoaa.

Kemiallista rapautumista tapahtuu yleensä kosteammilla alueilla. Siinä veteen liuenneet hapot liuottavat kiven mineraaleja. Nämä hapot ovat peräisin maaperästä. Ne koostuvat lahoamisprosessissa muodostuneesta hiilidioksidista ja humushapoista. Pehmeät kivilajit ovat loogisesti kovia kivilajeja alttiimpia kemialliselle rapautumiselle. Kemiallisen rapautumisen seurauksena kalkkikivialueille muodostuu karstimaa, jossa veteen liuenneet mineraalit ovat kulkeutuneet pois veden mukana. Myöhemmin saostuessaan ne muodostavat esim. tippukiviä.

Organogeeninen rapautuminen tarkoittaa eliöiden aiheuttamaa rapautumista. Tällaista rapautumista on esim. kun kasvin juuri tunkeutuu kallion halkeamaan ja kasvaessaan halkaisee kallion. Myös kallioilla kasvavat jäkälät erittävät happoja, jotka hiljalleen rapauttavat kallion pintaa. Näin kallioon muodostuu rosoinen pinta.

Massaliikunta tarkoittaa maa- ja kiviaineksen liikettä rinnettä alas painovoiman vaikutuksesta. Maa-aines voi lähteä liikkeelle liukumalla, sortumalla, virtaamalla tai vyörymällä. Erilaiset vyöryt, kuten lumi- ja maanvyöryt, ovat nopeita massaliikuntoja. Vuotomaa-ilmiö on hidasta massaliikuntaa, jossa maa valuu hiljaa rinteiltä laaksoon toistuvan sulamisen ja jäätymisen takia. Tätä esiintyy lähinnä ikirouta-alueilla.

16 | Magmaa ja maanjäristyksiä

Vulkanismi tarkoitta tuliperäistä toimintaa, eli ilmiötä jossa maansisäinen kuumuus purkautuu sulana kiviaineksena eli magmana. Maan pinnalle virrannutta magmaa kutsutaan laavaksi. Jähmettyneestä laavasta muodostuu tulivuoria. Vulkaanisia ilmiöitä on tulivuoren purkaukset, kuumat lähteet ja vulkaaniset kaasupurkaukset.

Tulivuoret voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: kilpi. ja kerrosrulivuoriin. Kerrostulivuoret ovat kartion muotoisia ja rinteiltä jyrkkiä. Ne muodostuvat päällekkäisistä laavan ja vulkaanisen tuhkan kerroksista. Laava sisältää runsaasti piitä. Se on hapanta, sitkeää sekä melko hidasliikkeistä, jolloin siitä muodostuu korkeita tulivuoria. Kerrostulivuoret ovat tyypillisiä mannerlaattojen saumakohdissa.

Kilpitulivuoret muodostuvat basalttisesta, emäksisestä laavasta, joka on helposti juoksevaa ja nopeasti virtaavaa. Kilpitulivuorten rinteet ovat loivia ja laakeita. Niitä syntyy mereisten laattojen saumakohtiin tai kuumien pisteiden, eli vaippakerroksen selvästi ympäröivää kerrosta kuumempien kohtien päälle.

Supertulivuoriksi sanotaan tulivuoria, jotka voivat syökseä yli 1000 kuutiokilometriä kiviainesta eli noin 1000 kertaa enemmän kuin keskivertotulivuori. Supertulivuoren purkauksia tapahtuu harvemmin kuin 10 000 vuoden välein. Kun sellainen tapahtuu, seurauksena on täydellinen paikallinen tuho ja ilmakehään vapautunut tuhka viilentää koko maapalloa.

Maanjäristys tapahtuu, kun kallioperään varastoitunut jännitys ylittää kiven lujuuden. Se on nimensä mukaisesti maan järinää, jonka voimakkuus voi vaihdella. Pieniä maanjäristyksiä tapahtuu koko ajan, mutta suuria ja tuhoisia harvemmin.

Purkautuva tulivuori

15 | Geologinen kierto - kivikierrätystä

Maapallon kuori ja kviet muodostuvat pääosin mineraaleista. Ne ovat eri alkuaineiden muodostamia kemiallisia yhdisteitä.

Malmimineraali on mineraali, joka sisältää niin paljon jotain metallia, että sen erottaminen on taloudellisesti kannattavaa.  Kun mineraalit yhdistyvät kiinteäksi kappaleeksi, muodostuu kivilaji. Jotkin kivilajit muodostuvat lähes pelkästään yhdestä mineraalista, esim kvartsiitti kvartsista, mutta yleensä kivilajit muodostuvat 3-5 kivilajista. Tuhannet erilaiset kivilajit muodostavat kallioperän.

Kivikehä on jatkuvassa liikkeessä. Maapallolla syntyy jatkuvasti uutta kallioperää ja vuoritoja muunmuassa lattatektoniikan ja vulkanismin avulla. Samaan aikaan toisaalla vuoristot rapautuvat. Kiertokulkuun tarvittava voima on maapallon sisäinen lämpö, auringosta tuleva energia ja painovoima.

Orogenia tarkoittaa vuorenpoimuttumista. Sitä tapahtuu litosfäärilaattojen liitoskohdissa, kun laatat painuvat toisiaan vasten ja toinen painuu toisen alle.

poimuttuminen

Sveitsin alpit ovat pimuvuoristom joka syntyi noin 55 miljoonaa vuotta sitten Euraasian ja Afrikan mannerlaattojen törmäyksessä. Alpit ovat Euroopan nuorimpia vuoristoja.

14 | Maa - kolmas kivi auringosta

Maapallon sisärakenne jaetaan kolmeen kerrokseen: ytimeen, vaippaan ja kuoreen.

Sisimpänä, keskellä on 1230 kilometriä paksu, kuuma ja tiheä sisäydin. Se on muotoutunut raudasta ja osin nikkelistä. Sisäytimessä paine on kolme miljoonaa kertaa suurempi kuin maapallon ilmanpaine. Valtavan paineen takia ytimen aineet ovat kiinteässä muodossa, ja sen lämpötilan arvioidaan olevan 3000-6000 astetta.

Kiinteän ytimen ympärillä on sulasta raudasta muodostunut 2250 kilometriä paksu ulkoydin. Ulkoytimen aines on liikkeessä, mikä aiheuttaa voimakkaita sähkövirtoja. Nämä muodostavat maapallon magneettikentän, joka voidaan havaita esimerkiksi kompassilla. Magneettikenttä on elämän kannalta välttämätön, sillä se suojaa avaruudesta tulevilta säteilyiltä. 

Vaippakerros sijaitsee maapallon ulkoytimen ja kuoren välissä. Alavaippakerros on 2230 km paksu. Se muoodostuu pääosin piin ja hapen yhdisteistä, silikaateista sekä magnesiumin ja raudan happiyhdisteistä. Alavaippa on enimmökseen kiinteää ainesta. Alavaipan päällä on kiinteä ylävaippa. Se muodostaa vaihtumisvyöhykkeen alavaipan ja sulan astenosfäärin välillä. Vaippakerroksessa tapahtuva radioaktiivinen hajoaminen tuottaa lämpöä. Lämpö jakautuu epätasaisesti, mistä johtuu astenosfäärin sulasa kiviaineksessa tapahtuva hidas liike eli konvektiovirtaus.

Maapallon kuori koostuu kiinteästä kivestäm joka kelluu vaipan päällä. Kuoren paksuus vaihtelee. Mantereinen kuori on keskimäärin 30 km paksu ja paikoin jopa 50-60 km paksu. Mereinen kuori on selvästi ohuempi, paksuudeltaan keskimäärin vain 5 km. 

Maan kerrokset

13 | Biomit päiväntasaajalta navoille

Biosfääri on elokehä, maan osa, jossa elämä on mahdollista. Biosfääri muodostuu sinne, missä ilma, vesi ja maaperä yhdistyvät. Auringon energia kulkee ravinotjussa ekosysteemin läpi. Veden ja alkuaineiden kiertokulku on ikuista elottoman ja elollisen luonnon välillä.

Biomit ovat  tietynlaisen ilmaston ekosysteemien muodostama kokonaisuus, suurekosysteemi. Tälläisia ovat esim. havumetsät tai trooppiset sademetsät.

Trooppiset sademetsät sijaitsevat päiväntasaajan molemmin puolin alueilla, missä on aina yli +18 celsiusastetta lämmintä ja joissa sataa päivittäin. Lajit ovat monimuotoisia. Puusto kasvaa kerroksittain ja puut kasvavat pitkiksi. Aluskasvillisuutta on vähän tai ei ollenkaan, sillä puiden latvat peittävät lähes koko alueen, jotta ne saisivat tarpeeksi valoa.

Subtrooppisia sademetsiä muodostuu mantereiden itäosiin, joissa lämpimien merivirtojen takia sataa erityisen runsaasti kesäisin. Lajimäärä ei ole yhtä suuri kuin trooppisessa sademetsässä. Suurin osa kasveista on ainavihreitä, mutta jotkut pudottavat lehtensä talvella.

Savannit sijaitsevat trooppisilla alueilla, trooppisten sademetsien etelä- ja pohjoispuolella sekä päiväntasaajan alueen ylängöillä. Savanneilla on kasvillisuutta joka kestää kuivien ja sadekausien vaihtelun. Mitä lähemmäksi päiväntasaajaa mennään, sitä kuivemmaksi savanni muuttuu.

Monsuunimetsät sijaitsevat monsuunisateiden alueilla lähinnä Aasiassa. Lajirunsaus on kuin sademetsissä, mutta kuivien ja sadekausien vaihtelun takia puut eivät kasva yhtä tiheään tai korkeiksi.

Aavikot voivat olla joko trooppisia (aina yli +18°C), subtrooppisia aavikoita (aina yli +10°C), tai kylmyysaavikoita (kylmän ilmaston aavikoita). Sademäärä on aina pieni, mikä johtuu alueiden korkeapaineen vyöhykkeistä. Aavikoita esiintyy 15. ja 30. leveysasteen välillä, kääntöpiirien tuntumassa sekä mantereiden sisäosissa. Aavikoilla kuivat kaudet kestävät vähintään 7 kuukautta ja sateita esiintyy epäsäännöllisesti jos ollenkaan. Vuotuinen sademäärä on alle 250 mm.

Nahkealehtistä kasvillisuutta eli välimerenkasvillisuutta esiintyy talvisateiden alueella mantereiden länsireunoilla. Kuumat, kuivat kesät ja viileät, sateiset talvet johtuvat välimerenilmastosta ja Auringong zeniittiaseman siirtymisestä. Sateen ja kuivuuden vaihtelu luo kasveille karun ympäristön kasvaa. Siksi ne ovat sopeutunut välimerenilmastoon.

Lauhkean vyöhykkeen lehtimetsiä kasvaa lähinnä pohjoisella pallonpuoliskolla. Tähän kasvillisuusalueeseen kuuluu Keski-Eurooppa, Pohjois-Amerikan itäosat, Kiinan pohjoisosat ja Japani. Eteläisellä pallon puoliskolla lehtimetsiä on vain Uudessa-Seelannissa ja Chilen eteläosissa. Sademäärä on tasainen vuoden ympäri ja selkeät vuodenajat.

Arot sijaitsevat mantereiden keskiosissa. Ne ovat lähinnä pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevia lauhkean vyöhykkeen puuttomia ruohostoalueita. Arojen maannos on mustamultaa ja on näin ollen ravinteikasta.

Havumetsävyöhyke eli taiga ulottuu Pohjois-Amerikasta Pohjois-Euroopan kautta Siperiaan. Puut ovat kylmiin talviin sopeutuneita havupuita. Neulasten vahapeite suojaa niitä talven pakkasilta. Puut ovat ikivihreitä ja luovat metsään jatkuvat varjon. Tämä vähentää aluskasvillisuuden ja pensaston määrää. Niitä kuitenkin aina on ja ne ovat sammalia, jäkäliä tai varpukasveja.

Tundra on kylmän vyöhykkeen kasvillisuutta ja sijaitsee alueella, jossa vuoden lämpimimmän kuukauden keskilämpötila on aina alle +10 astetta. Maaperä on ikiroudassa, mutta pintamaa sulaa kesäisin. Se muodostaa varpukasveille, jäkälille ja sammalille otollisen kasvualustan. Tundralla ei kasva puita.

Vuoristojen kasvillisuus. Korkeammalle noustessa lämpötila laskee noin puoli astetta jokaista 100 metriä kohden. Tästä johtuu kasvillisuusvyöhykkeen nopea vaihtuminen.

Sveitsi sijaitsee kesävihannan lehtimetsän alueella. Siellä on selvät vuodenajat ja tasainen sademäärä. Sveitsin alpeilla kuitenkin vallitsee vuoristojen kasvillisuusalue. Alpeilla jäätikkö alkaa noin 3000 metrin korkeudessa.