Lisätietoa kallioperästä

Erikoisasiantuntija Jon Engströmin mukaan hankkeen taustalla ovat Posivan Olkiluodon paikkatutkimus, johon GTK:n tutkijat aktiivisesti osallistuivat, ja sieltä saatu asiantuntemus.

– Nyt kun heillä alkaa olla valmista ja ydinjätteen loppusijoitus on alkamassa, halusimme tarkastella samoja asioita myös muualla Suomessa. Haluamme lisätä ymmärrystä siihen, miten peruskallion raot ja rakenteet ovat yhteydessä toisiinsa ja miten vesi liikkuu kalliossa, Engström kuvaa.

– Tutkimme ja kuvasimme droonilla rannikoiden isoja paljaita kallioalueita, joissa nämä raot ovat parhaiten nähtävissä. Pyrimme haarukoimaan aikaisempaa tarkemmin, millaisia rakoja on eri kohdissa kallioperää.

Kaikissa kallioissa on rakoja, joissakin vähemmän ja joissakin enemmän, Engström muistuttaa.

– Kivilaji vaikuttaa siihen, millaisia raot ovat. Myös isot rakenteet, kuten kymmeniä tai satoja kilometrejä pitkät rikkonaiset hiertovyöhykkeet, vaikuttavat rakojen määrään, hän sanoo.

– Tieto kivilajien ja kallioperän isojen rakenteiden vaikutuksesta rakoiluun lisää ymmärrystä siitä, minne sijoittaa tunneleita, väyliä ja geoenergiahankkeita. Samoin ymmärrämme paremmin pohjaveden liikkeitä kalliossa.

Vanha ja nuori peruskallio

Hankkeessa tutkittiin kallioalueita Getassa Ahvenanmaalla, Loviisassa ja Inkoossa. Getassa ja Loviisassa kallio on nuorta rapakiveä, Inkoossa on hieman vanhempaa kalliota, joka on samankaltaista kuin Olkiluodossa. 

Rapakivikalliot ovat 1,6 miljardin vuoden ikäisiä ja vanhemmat kalliot iältään 1,8–1,9 miljardia vuotta. Engström kertoo, että rapakivet valittiin tutkimuskohteeksi niiden ’nuoruuden’ takia.  

– Vanhemmissa kivilajeissa on vanhempia rakenteita, jotka ohjaavat myöhempää rakoilua. Nuoremmissa rapakivissä vanhemmat rakenteet puuttuvat, jolloin nuorempaa rakoilua on helpompi hahmottaa ja kartoittaa. Tämä helpottaa samojen rakenteiden tunnistamista myös vanhemmissa kivilajeissa.

Tutkimuksesta saatiin paljon sellaista uutta dataa, jota ei ole tuotettu aikaisemmin. 

– Kuvasimme isoja alueita ja laadimme rakokarttoja. Samalla kehitimme paljastumien kartoitusmenetelmiä. Niiden myötä lisäsimme ymmärrystä siihen, miten raot kehittyvät ja ovat kytköksissä toisiinsa.

Tutkijat keskittyivät siirroksiin ja niiden välissä oleviin rakoihin, sekä erityisesti pohjaveden kulkuun näissä kallioperän rakosysteemeissä kiinnostaa. Siirros on isompi rako, joka on liikkunut. Rako on vain avautuma kivessä.

– Olemme tutkineet rakoja laajalla spektrillä muutamasta senttimetristä 200 metrin pituuteen. Tutkimme myös aikaisempaa tarkemmin, miten rakojen leveys ja pituus suhtautuvat toisiinsa ja miten ne jatkuvat tai päättyvät.

Nelivuotinen hanke on päättymässä tammikuussa 2023. Työhön osallistui GTK:sta 5–6 tutkijaa eripituisia jaksoja, heidän joukossaan kaksi yhteistyökumppanina toimineen Turun yliopiston väitöskirjatutkijaa. Engström kertoo, että uudesta keväällä 2023 käynnistyvästä SAFER-tutkimusohjelmasta on haettu hankkeelle jatkorahoitusta.