Finlands berggrund

Anna Johnson januari 2022. Efter Mikko Turunens artikel Suomen kallioperä.

Den fennoskandiska skölden

Finlands berggrund hör till det nord- och östeuropeiska prekambriska (äldre än 570 Ma) berggrundsområdet, dvs. den fennosarmatiska eller baltiska kratonen som den benämns nuförtiden, och är en av de allra äldsta delarna av den eurasiska kontinenten. Motsvarande gamla kratoner hittas på alla kontinenter. På den eurasiska kontinenten kan man se det gamla urberget endast i Fennoskandien och Ukraina, på alla andra ställen är den täckt av yngre sedimentbergarter.

Den fennoskandiska sköldens nordvästra gräns är synlig i Kilpisjärvi-området. Man kan se övergången på till exempel Saana fjälls sluttningar. I Sverige och Norge avgränsas sköldområdet av den yngre kaledoniska bergskedjan. I söder försvinner sköldgränsen in under Finska viken och Östersjön, i öster går gränsen via sjöarna Ladoga och Onega till Vita havet. Kolahalvön hör i sin helhet till den fennoskandiska skölden. I Danmark, Tyskland, Polen, de baltiska länderna och Ryssland dyker den prekambriska berggrunden ner under ett successivt allt tjockare täcke av paleozoiska (542–251 Ma) och yngre sedimentbergarter.

Den fennoskandiska skölden delas in i ett antal områden som klart skiljer sig från varandra. De norra och östra delarna hör till den arkeiska berggrunden. I de här områdena dominerar bergarter som gnejs och migmatit samt spridda grönstensbälten. Sköldens centrala och västra delar består av yngre proterozoiska magmatiska och metamorfa bergarter som graniter, kvartsiter, skiffer, migmatiter och vulkaniter. Unikt för norra Finland är granulitbågen i Lappland som är kraftigt metamorfoserad och som genom tektoniska rörelser har lyfts upp från berggrundens djupare nivåer till dagens erosionsplan. Ett av södra Finlands särdrag är de stora områdena med rapakivigranit i sydost och sydväst. Kring Uleåborg, i Satakunta samt i centrala Sverige hittar man meso- och neoproterozoiska sedimentbergarter som bildats av kalksten, sandsten och lersten samt gruskonglomerat.

Huvuddragen i Finlands berggrund

Finlands berggrund är mycket gammal. Den bildades och utvecklades under en lång tidsperiod, för 3 000–1 400 miljoner år sedan. Ett fåtal geologiska processer har skett sedan dess, men de har inte varit speciellt omfattande. Idag hör Finlands berggrund alltså till de äldsta och stabilaste områdena i Europa. Man har också kunnat konstatera att Finland har den tjockaste berggrunden i Europa, enligt färsk forskning är jordskorpan här ställvis upp till 230 km tjock.

Allt yngre material som under olika tidpunkter har legat ovanpå vår nuvarande berggrund har eroderats och transporterats bort till andra ställen, bl.a. under flera istider. Det flera kilometer tjocka istäcket har slipat ner berggrunden och fört med sig allt löst stenmaterial. Man uppskattar att den senaste istiden kan ha slipat bort minst sju meter av berggrunden. Istiderna har gjort Finlands berg lägre och jämnat ut berggrunden, men ganska lite av detta är synligt idag (av Finlands yta är ca 3 % bar berggrund och för 11 % är marktäckets tjocklek mindre än 1 m). Största delen av vår berggrund täcks av material på några meter till tiotals meter i tjocklek som den senaste nedisningen skapat och modifierat. Det här täckande men lösa lagret kallas för jordtäcke. Finlands jordtäcke består av en blandning av mineraljordar som härstammar från den eroderade berggrunden och organiska jordarter som härstammar från resterna av växt- och djurriket.

Olika granitiska bergarter utgör den vanligaste bergartsgruppen i den finska berggrunden. Man estimerar att drygt hälften (52,5 %) av Finlands berggrundsyta består av dessa. Av de enskilda bergarterna är granit den vanligaste i vårt land, granit har till och med utsetts till Finlands nationalbergart. Granitbergarterna är mycket jämnare fördelade över hela landet jämfört med Finlands andra bergarter. Cirka 22 % av berggrunden utgörs av olika blandbergarter (migmatiter). De förekommer i stor utsträckning i de äldsta, arkeiska, områdena i östra Finland. Cirka 9 % av berggrunden består av olika skifferbergarter, ca 8 % är mörka djupbergarter, ca 4 % utgörs av kvartsiter och sandstensbergarter och 4 % är granulit. Skifferbergarterna har bildats genom metamorfos av sand- och lersediment som lagrats på en forntida havsbotten. I Finland förekommer de särskilt i Kajanaland. Granulit är en granathaltig gnejsbergsart som nästan uteslutande finns i området kring Enare. I södra Finlands berggrund finns det gott om kalksten (0,1 % av hela Finlands berggrund), medan det i östra och norra Finland i stället förekommer täljsten, serpentinit och kvartsit.

Bergarterna i Finlands berggrund enligt J. J. Sederholm (1863–1934):

• Kiselrika djupbergarter (granit, granodiorit, kvartsdiorit): 52,5 %
• Blandbergarter (migmatit): 21,8 %
• Skiffer (fyllit, glimmerskiffer, glimmergnejs): 9,1 %
• Kiselfattiga magmatiska bergarter (gabbro, diabasgångar, amfiboliter): 8,2 %
• Kvartsiter och sandstenar: 4,3 %
• Granulit: 4,0 %
• Kalksten (marmor): 0,1 %

Den finska berggrundens utveckling

När man talar om Finlands berggrund bör man komma ihåg att den har blivit till lite i taget under en mycket lång tid. De eroderande krafterna var aktiva redan då de äldsta delarna av vår berggrund uppstod, och de bergskedjor som bildades i ett tidigt skede hade med största sannolikhet redan eroderats ned när följande bergsbildande process tog vid. Finlands berggrund har alltså fötts gradvis, en bit i taget, och varje gång en ny bit fogats till pusslet har det som idag är Finland befunnit sig på ett nytt ställe.

Finland har alltså inte stått stilla på sin nuvarande plats på jordklotet. Vårt land (eller den del av det som existerade då) har vandrat kors och tvärs över planeten som en del av forntida och nutida kontinenter. På andra platser på jorden finns det bergformationer som är identiska med dem vi har i Finland. De här områdena har fötts tillsammans vid samma tidpunkt för länge sedan, men efter en tid slitits isär. Delarna har vandrat åt olika håll genom påverkan av de geologiska krafter som under miljarder år omvandlat planetens utseende.

I följande kapitel beskrivs huvuddragen i hur Finlands berggrund blivit till. Kartorna är tagna ur verket ”3 000 vuosimiljoonaa Suomen Kallioperä (Suomen Geologinen Seura, 1998).

Den arkeiska berggrunden i Finland
(4 000–2 500 Ma)

Jorden är ungefär 4 600 miljoner år gammal. Det äldsta stenmaterial som har hittats är en kanadensisk gnejs som är drygt 4 000 miljoner år gammal. Man trodde länge att Finlands äldsta berg var en ca 3 100 miljoner år gammal kvartsdiorit från Lapinlax (Lapinlahti), men enligt de senaste åldersbestämningarna har man kunnat konstatera att det äldsta materialet i vårt lands berggrund är en trondhjemitisk gnejs från Siurua i Pudasjärvi. Den är ca 3 500 miljoner år gammal. Den äldsta berggrunden finns i vårt lands östra och norra delar där den arkeiska berggrunden ligger. När den arkeiska berggrunden bildades var jordskorpan mindre stabil än nu, för då innehöll jordens inre större mängder värmeenergi från tiden för planetens födelse. När denna stora energimängd frigör sig betyder det att jordytan utsätts för intensiv vulkanisk aktivitet, tillväxt av kontinenter, snabb kontinentaldrift och bergskedjebildning.

Man antar att den arkeiska berggrunden i Finland började bildas redan för ca 3 700 miljoner år sedan och att processen fortskred under hundratals miljoner år. Våra äldsta undersökta bergarter är cirka 3 500 Ma gamla men det är möjligt att man hittar ännu äldre bergarter i framtiden. De allra flesta arkeiska dateringar i Finland har en ålder på ca 2 800–2 700 miljoner år då berggrund bildades som aktivast. Det var den viktigaste tillväxtperioden för den fennoskandiska skölden. De bergarter som bildades i samband med denna bergskedjeveckning består idag i huvudsak av gnejs, migmatiter och granitiska bergarter. Också grönstensbälten med ursprung i vulkaniter och sedimementbergarter är typiska för de arkeiska områdena. De bildar smala band mellan andra arkeiska bergarter i östra Finland (t.ex. i Kajanaland). Den arkeiska berggrunden täcker ca 20 % av vårt lands yta.

Den proterozoiska berggrunden i Finland
(2 500–540 Ma)

Norra Finlands skifferområden, lagergångar och granulitområde

Norra Finlands paleoproterozoiska (2 500–1 600 Ma) berggrund har avlagrats ovanpå den arkeiska berggrunden, och består till största delen av vulkaniter och sedimentbergarter som bildats i två omgångar för 2 500–2 250 Ma sedan och 2 250–2 200 Ma sedan. Till dem räknas bl.a. grönstensbälten och områden bestående av skiffer. Ett annat karakteristiskt drag för norra Finlands berggrund är de mafiska lagergångarna (eng: layered intrusions). De steg som smält stenmassa från jordens inre för ca 2 490–2 440 och 2 000 Ma sedan och lade sig som horisontella lager mellan äldre bergarter. De är viktiga för t.ex. malmprospektering. I området nära Enare finns dessutom en speciell granulitbåge. Den här gnejsiga bergarten har metamorfoserats i hög temperatur och högt tryck rätt djupt nere i berggrunden, och sedan lyfts upp till ytan från stort djup genom geologiska processer. Granulitbågen är daterad till en ålder av ca 2 000 miljoner år.

De karelska skifferområdena

För ca 2 450 miljoner år sedan började den arkeiska berggrunden i norra och östra Finland spricka upp. Genom sprickorna vällde smulten stenmassa in i berggrunden (bl.a. förra styckets lagerintrusioner), och för ungefär 2 100 miljoner år sedan hade uppsprickningen vuxit så mycket att en ny ocean börjat bildas. I det grunda vattnet närmast kusten lagrades vittringsprodukter från land i form av grus, sand och lera som burits dit av flödande vatten. Den arkeiska berggrunden hade då varit utsatt för erosion i hundratals miljoner år. För ca 1 900 miljoner år sedan slöts oceanen igen när oceanplattan började röra sig mot den arkeiska kontinentalplattan. Vulkaniterna som erupterat vid uppsprickningen, och sedimenten som lagrats längs kontinentens kuster, blev vid kollisionen mellan plattorna hoptryckta och upplyfta i den svekofenniska orogenesen (bergskedjeveckningen). Av den här stora bergskedjan finns i nutid bara de frameroderade rötterna kvar.

Skifferområdena i Karelen, de karelska formationerna, består alltså av 2 500–1 900 miljoner år gamla metamorfoserade vulkaniter och sedimentbergarter, alla de bergarter som lagrades ovanpåden arkeiska berggrunden och sedan veckades till en massiv bergskedja vid den svekofenniska orogenesen för ca 1 900 Ma sedan. Karelska skiffrar kan ses i Kajanaland, Norra Karelen, Savolax och Norra Österbotten, och de påminner mycket om motsvarande skifferområden i norra Finland (se ovan). I Kajanaland finns den världsberömda Jormuaofioliten. Denna ca 1 950 Ma gamla bit havsbotten är det äldsta säkert identifierade och synliga tvärsnittet av oceanskorpa inklusive paleoproterozoiskt mantelmaterial som man hittills har hittat på vår planet.

Den svekofenniska berggrunden

Den tredje stora formationen från den proterozoiska eonen är de svekofenniska skiffrarna som avsattes som sediment och vulkaniter i (grunt) vatten. Man kallar dem för skiffer trots att området till största delen består av gnejser och migmatiter. De svekofenniska skifferområdena bildades av bergarter som samlats som tjocka turbiditlager på havsbottnen utanför den arkeiska kontinenten. Söder om linjen Uleåborg-Kuopio-Joensuu fanns det då endast oceanskorpa täckt av hav, men här började nu också bildas vulkaniska öbågar som så småningom sköts mot den arkeiska kontinentalplattan. När de kolliderade veckades materialet till en hög bergskedja för ca 1 900 miljoner år sedan. De svekofenniska skiffrarna skiljer sig från de karelska formationerna genom att man inte känner till vad de ursprungligen sedimenterades ovanpå eftersom de skavats av och förskjutits från sina bottenlager, och de sedimenterades också snabbare än de karelska formationerna.

Svekofenniderna bildades relativt snabbt för ungefär 1 900 Ma sedan, en stor del av berggrunden i dagens södra och mellersta Finland blev alltså till vid den svekofenniska orogenesen. Gränsen mellan den arkeiska och den svekofenniska berggrunden är tydlig. Avsaknaden av material av arkeisk ålder på de svekofenniska områdena tyder på att den svekofenniska berggrunden har bildats av nytt material som kommit från manteln (vulkaniskt material). De gnejser, migmatiter och skiffrar som uppstod vid bergskedjebildningen omger ett stort område av granitbesläktade djupbergarter i mellersta Finland. Dessa trängde upp i jordskorpans översta delar i samband med den svekofenniska orogenesen.

De proterozoiska orogena djupbergarterna

Majoriteten av Finlands djupbergarter är graniter, granodioriter och tonaliter. De kristalliserade under den svekofenniska orogenesen för ca 1 900–1 800 Ma sedan. Den största enskilda förekomsten är mellersta Finlands granitkomplex (-område), här består bergarterna i huvudsak av grovkorniga graniter. Graniter av hög och jämn kvalitet har använts som bl.a. byggnadssten. Graniterna i mellersta Finland är daterade till ca 1 890–1 880 Ma, medan djupbergarterna i södra Finland är lite yngre, 1 880–1 870 Ma. Djupbergarterna i norra Finland antas ha fötts i samband med att den arkeiska berggrunden omformats. Det är oklart huruvida områdets arkeiska berggrund vid något tillfälle har spruckit upp så mycket att en stor mängd nytt stenmaterial från jordens mantel skulle ha kunnat bilda berggrunden i området.

Rapakivigraniterna

Efter att den svekofenniska berggrunden bildats, kallnat och blivit spröd var det lugnt här i närmare 150 miljoner år. Under den tiden hann den svekofenniska bergskedjan erodera ner till en nivå som inte är långt från dagens erosionsyta. Som en följd av stigande värme från manteln trängde smält rapakivigranit upp i det som idag är södra Finland i flera omgångar för ca 1 650–1 540 Ma sedan. Bergarten rapakivi är inte unik för Finland (man har hittat rapakivi på alla kontinenter) men benämningen rapakivi är väl etablerad i internationell geologisk terminologi. Rapakivigraniterna ligger mitt bland de äldre bergarterna, de är alltså yngre än de omgivande bergarterna och skär tvärt av alla strukturer i de områden de har intruderat i. Det finns flera både större och mindre rapakiviområden i Finland, de fyra största är Viborgs, Letala (Laitila), Vemo (Vehmaa) och Ålands rapakivimassiv. Rapakivibergarterna är omtyckta som byggnadssten.

Finlands berggrunds senare utvecklingsskeden

Sedimentära bergarter

Efter att rapakivigraniterna intruderat var det relativt händelselöst och lugnt i Finlands berggrund i ca 1 000 miljoner år, ända tills den kaledoniska bergskedjan uppstod i väster för ca 450–400 Ma sedan. Trots att det inte skedde några stora omvälvningar pågick erosionen dock stadigt hela denna långa tid. Erosionsmaterial från den svekofenniska bergskedjan bildade de ca 1 400–1 200 Ma gamla jotniska sandstenarna (sedimentär bergart av mesoproterozoisk ålder) i Satakunta och Muhos, och senare bildades de 650–570 Ma gamla vendiska (tidsperioden ingår numera i perioden som kallas Ediacara) sedimentära bergarterna vid Lauhanvuori i Satakunta, på bottnen av Bottenhavet och vid Karlö (Hailuoto) utanför Uleåborg. Liknande vendiska/ediacariska sedimentbergarter hittas nästan överallt söder om Finska viken (se kartan över Fennoskandiens berggrund överst på sidan).

Man anser alltså att Finlands berggrund var färdigbildad i början av den vendiska/ediacariska perioden, dvs fullt färdig för 650 miljoner år sedan. De yngsta sedimentära bergarterna och formationerna anses inte höra till det finska urberget. T.ex. i Lapska armens nordligaste ända finns lite av den kaledoniska bergskedjans material, men detta är inskjutet från nordväst, ligger ovanpå det fennoskandiska urberget och anses alltså inte vara en del av det.

Kaledoniderna i Finland

Den kaledoniska bergskedjeveckingen som skedde vid västra kanten av det fennoskandiska urbergsområdet för ca 450–400 miljoner år sedan var den första omvälvande händelsen i området på mycket länge. Oceanbottensediment som lagrats på en forntida havsbotten veckades och sköts österut över den gamla berggrunden. För Finlands del hittar man de här kaledoniska bergarterna endast i Lapska armens nordvästligaste del, där ligger en sedimentpacke uppskjuten och vilar ovanpå arkeisk gnejs. T.ex. på fjället Saana kan man se att de översta delarna består av dessa unga bergarter medan man längre ner på fjället endast hittar äldre bergarter. När kaledoniderna kolliderade med den finska berggrunden skedde troligen ett antal mindre magmatiska intrusioner, ett antal dylika har daterats till samma tidsintervall som den kaledoniska veckningen och kollisionen.

Meteoritnedslag

Stora meteoriter som störtar hela vägen ner genom atmosfären förorsakar våldsamma explosioner när de träffar jordytan. Den kollisionskrater som uppstår får en diameter som är 10–50 gånger större än meteoritens diameter. Meteoritneslag är förödande katastrofer. Den asteroid som slog ner vid nuvarande Mexiko är troligen den huvudsakliga orsaken till att bl.a. dinosaurierna dog ut.

Varje år faller det några tusen meteoriter stora som eller större än en knytnäve ner på jorden. Av dem upphittas sällan fler än tio. Stora meteoritkollisioner som producerar en synlig explosionskrater är lyckligtvis mycket sällsynta. För närvarande har man identifierat drygt 150 nedslagskratrar på hela jorden som är så stora att de tydligt syns i landskapet.

I Finland finns det 12 identifierade nedslagskratrar (2018). Av dessa känner man någotsånär till åldern på endast ett fåtal. Den yngsta av dem är Lappajärvi som är ca 76 Ma gammal. Den äldsta av de daterade kollisionskratrarna är Iso-Naakkima som är ca 1 200 Ma gammal, men den dateringen är mycket osäker. Finlands övriga nedslagskratrar är Karikkoselkä, Keurusselkä, Lumparn, Paasselkä, Saarijärvi, Summanen, Suvasvesi N (Kukkarinselkä), Suvasvesi S (Haapaselkä), Sääksjärvi och Söderfjärden.

Källor

Martti Lehtinen, Pekka Nurmi ja Tapani Rämö (toim.) 1998. Suomen kallioperä: 3000 vuosimiljoonaa. Helsinki, Suomen Geologinen Seura ry., 375 s.