Pirstekartioista Keurusselällä Ja Maailmalla TEEMU ÖHMAN

Pirstekartioista Keurusselällä ja maailmalla TEEMU ÖHMAN

li erittäin ilahduttavaa huomata, että kittävä vaikutus jatkotutkimusten ohjaamisessa lu- jo Marmon (1963, s. 16) mitä ilmei- paavimpiin kohteisiin. Geofysiikalla ei kuitenkaan simmin kuvaamia, joskaan ei tör- koskaan todisteta mahdollisen kraatterin synnystä mäyssyntyisiksi tulkitsemia Keurus- tai pirstekartioista sitä eikä tätä. Se, että törmäys- selänO pirstekartioita on intouduttu tutkimaan mi- malli selittää muutoin käsittämättömiksi jäävät neralogisesta näkökulmasta (Kinnunen ja Hietala havainnot, joita “perinteisin” teorioin on turhaan 2009, jatkossa KH09). Myös mielipiteiden nopea yritetty ymmärtää, usein vuosikymmenien ajan, on vaihtuminen (KH09 vs. esimerkiksi Hietala ja Moi- varsin vahva viite mallin oikeellisuuden puolesta, lanen 2004, 2007, Pesonen et al . 2005, Ruotsalai- eikä suinkaan kerro siitä, etteikö muita selitysmal- nen et al . 2006 ja vielä Schmieder et al . 2009) on leja olisi yritetty näihin kohteisiin soveltaa. virkistävä poikkeus usein hyvin jääräpäisessä geo- KH09:n väite, että kiistattomia todisteita tör- tieteellisessä tutkimuksessa. Kuten KH09 toteavat- mäyksistä löydettäisiin vain “geologisesti melko kin, ei pirstekartioiden mineralogiaan ole maail- nuorista” kraattereista, on yksinkertaisesti väärä, mallakaan järin paljon huomiota kiinnitetty, ja pirs- ellei sitten lähdetä tieteenfilosofiseen hetteikköön tekartioiden synty on useammastakin teoriasta pohtimaan sitä, mikä on kiistaton todiste. Pääsään- huolimatta edelleen hämärän peitossa. KH09 esit- töisesti kraatteritutkijat eivät törmäyskraattereiksi tävät kuitenkin niin huomattavasti vallitsevista edes hyväksy joitakuita poikkeuksia lukuun otta- käsityksistä poikkeavia näkemyksiä, että jokunen matta muita rakenteita kuin niitä, joista mineralo- vasta-argumentti on paikallaan. Käyn seuraavassa gisia tai geokemiallisia todisteita on löydetty. Koh- KH09:n artikkelia lävitse suunnilleen järjestykses- talaisen harvassa ovat törmäyskraatterit, joissa lo- sä, keskeisimpiin ongelmakohtiin niin yleisessä pullinen törmäystulkinta nojaa vain pirstekartioi- taustoituksessa kuin Keurusselän tapauksessakin hin. Karkeita virheitäkin sattuu, esimerkkinä vaik- puuttuen. kapa taannoiset väitteet niin sanotusta Gilf Kebi- Se, että pirstekartiot ja törmäyskraatterit olisi- rin kraatterikentästä, mutta tässäkin tapauksessa vat “geologiassa ja varsinkin geofysiikassa lähes räikeät virheet korjattiin kriittisen kraatteritutki- paradigman asemassa ja usein ainut selitysmalli” jayhteisön toimesta nopeasti (Orti et al . 2008). (KH09) on vähintäänkin rohkea väite. Pirstekar- Vanhimmat tarkasti ajoitetut Maapallolta tunne- tioilla on hyvin vähän tekemistä yleensä geofysiik- tut törmäyskraattereiden jäänteet ovat Vredefort kaan laskettujen ilmiöiden kanssa. Suomen kraat- (2023 ± 4 Ma) ja Sudbury (1850 ± 3 Ma), pie- terienetsintäohjelma on tosin ollut erittäin menes- nemmästä kokoluokasta hyvä esimerkki on Jänis- tyksekäs, ja siinä geofysikaalisten anomalioiden järvi (682 ± 4 Ma: Jourdan et al . 2008), eikä näistä tulkinnalla (esim. Deutsch 1998, Pesonen et al . yhdenkään törmäyssynnystä ole enää pienintäkään 2000) ja joskus myös pirstekartioilla on ollut mer- epäilystä. Kaikki on suhteellista - geologinen aika-

190 GEOLOGI 61 (2009) käsitys etenkin - mutta melko nuorina näitä tus- lella, silloin kun puhe on aidosta pian törmäyksen kin voidaan pitää. KH09:n mainitseman Fleetin jälkeen havaittavasta kraatterista. Deutsch ja Lan- (1979) kritiikkikin Sudburyn ja pirstekartioiden genhorst (1998) esittävät, että pirstekartioita voisi törmäyssyntyä vastaan on jo aikaa sitten osoitettu syntyä niin sanotun kaivautumiskraatterin (engl. pitämättömäksi (esim. Gibson ja Spray 1998, mm. transient cavity ) reunan ulkopuolella, mutta Naldrett 1999). tämä ei ole luonnossa havaittavissa oleva rakenne, KH09 (s. 71) katsoivat myös tarpeelliseksi vaan ainoastaan varhainen ohimenevä kehitysvai- käyttää sanatarkkaa lainausta allekirjoittaneen pro he kraatterin syntyprosessissa. Tiettävästi luonnosta gradu -tutkielmasta (Öhman 2002, s. 47) lähdettä ei ole havaittu ainuttakaan varmaa pirstekartiota mainitsematta, mutta sanottakoon tässä yhteydes- kraatterin reunalta, tai vallankaan sen ulkopuolel- sä, että pirstekartioiden huippukulmat ovat meta, sillä shokkipaine on siellä liian alhainen. Esi- nettäneet entisestäänkin merkitystään tunnistus- merkiksi Karikkoselän ja Saarijärven pirstekartiot kriteerinä. Nyttemmin nimittäin ainakin Vrede- voivat tässä mielessä herättää hämmennystä, ne kun fortilta on mitattu 135°:een yltäviä huippukulmia sijaitsevat tällä hetkellä havaittavan kuopan reunoil- (Wieland et al . 2006). Itse en pitäisi minkäänlaise- la, mutta kun ottaa huomioon eroosion eli sen, na ihmeenä, mikäli pirstekartiot ja multiply striated että nykyään katselemme vain kraatterien pohjien joint set (MSJS) -tyyppiset törmäyskraattereilta ta- alinta painannetta, mahtuvat pirstekartiot hyvin vattavat pirstekartioihin liittyvät rakoryhmät (Ni- tarvittavan parin GPa:n shokki-isobaarien sisään. colaysen ja Reimold 1999) vaihettuisivat toisikseen Tämän, kieltämättä hyvin karkean approksimaa- ilman mitään tarkkoja rajoja. Samoin kuin pirste- tion perusteella voi väittää näiden kraattereiden kartioiden huippukulmat, myös Sagyn ja kump- alkuperäisen läpimitan olleen lähempänä neljää paneiden (2002, 2004) pirstekartiopinnoilta mit- kilometriä. taamat uurteiden ja harjanteiden “V-kulmat” lie- Itse en ole mineralogisesti riittävän sivistynyt nevät merkityksettömiä, ainakin shokkipaineen ymmärtääkseni, miten pirstekartiopinnoilla esiin- indikaattoreina (Wieland et al . 2006). tyvä kloriitti todistaisi pintojen synnystä yhtään Toisin kuin KH09 antavat ymmärtää, eivät mitään. Kloriittia kun tuppaa rakopinnoilla usein pirstekartiot esiinny kraatterien reunojen ulkopuo- esiintymään. Erikoista on, että KH09 eivät lainkaan mainitse niiden tutkimuksi- en tuloksia, joissa pirstekartiopintojen mineralogiaa on tutkittu (Gibson ja Spray 1998, Nicolaysen ja Reimold 1999, ks. myös Gay et al . 1978, Hargraves ja White 1996, Wieland et al . 2006 ja Fackelman et al. 2008). Gibsonin ja Sprayn (1998) ja Nicolaysenin ja Reimol- din (1999) tutkimuksissa törmäyk- sen jälkeen syntynyt kloriitti on osoittautunut melko yleiseksi mi- neraaliksi pirstekartiopinnoilla. Li- säksi Maapallolla käytännössä kaik- kiin törmäyskraattereihin syntyy vähintään jonkinlainen hydroter- Pirstekartioita permikautisessa hiekkakivessä Karajoen itärannalla, minen systeemi, joissa kloriittia Karan törmäyskraatterilla Pohjois-Venäjällä. Kuva: Teemu Öhman. hyvinkin usein muodostuu (esim. Naumov 2005). Sitä paitsi, jos hy- Shatter cones in Permian sandstone on the east bank of Kara river, near Tohorei-yakha in Kara impact structure, Russia. Photo: Teemu väksytään Schmiederin ja kumppa- Öhman. neiden (2009; mukaan lukien niin

GEOLOGI 61 (2009) 191 Satu Hietala kuin joukon jatkona allekirjoittanut- teys alueen siirrosvyöhykkeisiin, jää minulle täy- kin, tosin kaikesta päätellen nyttemmin keskenään sin käsittämättömäksi. Diagrammista on saatu kau- varsin erilaisia näkökantoja edustaen) ilmoittaman niin symmetrinen käyttämällä esitettävänä suuree- iän 1140 ± 6 Ma edustavan Keurusselän kraatte- na kulkua, ja samalla siis on hävitetty tieto siitä, rin syntyikää, olisi suoranainen ihme jos tuosta että mitatussa horisontaalisuunnassa pirstekartioi- kuluneena aikana ei olisi alueella liikkunut min- den “osoittama” suunta kattaa 360°. Se, miksi mit- käänlaisia fluideja, joista olisi kloriittia päässyt pirs- tausaineistolle on lisäksi pitänyt tehdä 90°:n pyö- tekartiorakoihin kiteytymään. räytys, ei minulle avaudu. Yhdeksäntoista meta- KH09:n mainitsemat 1–5 mm:n mikroviirut vulkaniittimittauspisteen sijainti olisi myös ollut eivät myöskään osoita törmäysmallin toimimatto- mukava tietää, jotta tätä uutta aineistoa olisi voi- muutta, sillä muutaman millin siirrokset ja hierrot nut verrata Hietalan ja Moilasen (2007, kuva 2) ovat pirstekartioille normaaleja (Nicolaysen ja Rei- koko alueella mittaamiin ja yksikäsitteisesti esittä- mold 1999, Sagy et al . 2004). Lisäksi Gibsonin ja miin kahdenkymmenen mittauksen tuloksiin. Nyt Sprayn (1998) pirstekartiomallissa, jota tosin esi- ainakaan minä en ole lainkaan varma, ovatko uu- merkiksi Wieland et al . (2006) ovat kritisoineet, det ja vanhat tulokset keskenään ristiriidassa vai vähäinen edestakainen hierto kuuluu aivan keskei- sopusoinnussa. senä osana pirstekartioiden syntyyn. Lugli et al . Yksi hämmentävimmistä väitteistä, jonka (2005) tiivistävät katsauksessaan, että pirstekar- KH09 esittävät, on Schmiederin ryhmän (2009) tiopinnalla tapahtuneista liikunnoista löytyy run- kuvaaman tumman, pirstekartiota leikkaavan pseu- sain määrin todisteita. Kloriittiutuneet pinnat, joil- dotakyliittimäisen breksiajuonen sopimattomuus la havaitaan vähäistä hiertymistä, eivät siis osoita törmäysmalliin. Kuten KH09 aivan oikein totea- törmäysmallin olevan epäkelpo selittämään Keu- vat, ovat pirstekartiot kraattereissa varhain syntyvä russelän pirstekartioita, vaan ovat päinvastoin täy- rakenne. Ne muodostuvat kraatteroitumisproses- dessä sopusoinnussa sen kanssa. sin puristumisvaiheessa, juuri sen vaihettuessa kai- KH09 esittävät ideansa tueksi kauniin diag- vautumisvaiheeksi. rammin (KH09 kuva 7), mutta sen todistusvoima Kuten edellä kävi ilmi, on pirstekartioiden jättää melkoisesti toivomisen varaa. KH09:n mit- syntymalleja lukuisia erilaisia, mutta nykyisin ol- taukset Keurusselän kivistä muodostavat käytän- laan kohtalaisen yksimielisiä siitä, että ne eivät syn- nössä yhden pisteen diagrammilla, joka on tarkoi- ny itse shokkiaallon, vaan sitä seuraavan purkuaal- tettu (minun tulkintani mukaan) vallan toisen il- lon (engl. mm. rarefaction, release ja decompression miön kuvaamiseen. Tilanne olisi huomattavasti wave, tunnetaan suomeksi hankalan kuvaamatto- mielenkiintoisempi, jos diagrammille olisi vertai- masti ohentuma-aaltona) vaikutuksesta tensionaa- lukohdaksi piirretty myös muiden kraattereiden lisina rakoina (esim. Baratoux ja Melosh 2003, Sagy pirstekartiopintojen kloriitteja, jolloin olisi edes et al. 2004. Wieland et al. 2006). Aitoja pseudota- päästy näkemään, onko Keurusselkä millään tavoin kyliittejä eli kitkasulia ja niiden kaltaisia juoni- muista poikkeava. Nyt näin ei ole, joten Keurusse- breksioita sen sijaan voi syntyä niin puristumisvai- län havaintoja kuvaava pieni neliö diagrammilla ei heessa kuin myöhemmin muokkautumisvaihees- todista mitään mihinkään suuntaan. sakin (mm. Reimold ja Gibson 2005). Vredefort Todettakoon tässä vielä sekin, ettei KH09:n ei parin-kolmensadan kilometrin kokonsa ja mo- mainitsema 100 hiusrakoa (neliö?)metrillä suin- nivaiheisen kehityksensä vuoksi ole paras mahdol- kaan ilmennä vain tektonista ruhje- tai siirrosvyö- linen vertailukohta pienemmille törmäyskraattereil- hykettä, vaan lukema sopii oikein hyvin myös tör- le, mutta todettakoon, että pirstekartioita leikkaa- mäyskraattereiden pohjien kiviin. Esimerkiksi via pseudotakyliittijuonia löytyy sieltäkin, mutta Ruotsin Locknelta löytyy 1000 rakoa/m 2, vaikka leikkaussuhde voi olla toisinkin päin (Reimold ja pienimmät raot on jätetty huomiotta (Bäckström Colliston 1994). 2005). Ottaen huomioon Keurusselän pseudotakyliit- Ruusudiagrammi (KH09 kuva 8), jota on käy- timäisen breksiajuonen, samoin kuin ylipäätään tetty pyrkimyksenä osoittaa pirstekartioiden yh- keskeisen pirstekartioalueen sijainnin kraatterin

192 GEOLOGI 61 (2009) oletetun entisen keskuskohouman alueella, on pirs- vuoksi todennäköisesti sulkeutuneet hyvin nope- tekartion ja juonen leikkaussuhde aivan kuten sen asti syntynsä jälkeen. törmäysmallissa pitäisi ollakin. Toisin sanoen kes- En voi väittää Keurusselkää järin aktiivisesti kuskohouma syntyy kraatterin muokkautumisvai- itse tutkivani, mutta tällä hetkellä ei ainakaan mi- heessa, siis pirstekartioiden jälkeen, ja sen synty nun tiedossani ole yhtään havaintoa, joka jollain edellyttää voimakkaita törmäystektonisia liikunto- luotettavalla tavalla määrittelisi Keurusselän kraat- ja. Näissä liikunnoissa syntyy pseudotakyliittimäi- terin halkaisijan heti sen synnyn jälkeen. Ja kun siä breksiajuonia aivan samoin kuin tavanomais- jälleen otetaan huomioon, että kraatteri on ero- ten endogeenisten siirrostenkin kyseessä ollen. En doitunut käytännössä näkymättömiin ja nykyinen yksinkertaisesti ymmärrä, kuinka tämän voidaan eroosiotaso lienee alkuperäisen pohjan alapuolel- tulkita sotivan törmäysmallia vastaan. la, ei ole mitään syytä olettaa KH09:n tapaan, että KH09:n tapa laskea törmäyksen synnyttämän kraatteri ilmenisi tänä päivänä selväpiirteisinä geo- rakoilun syvyysulottuvuus on melkoisen suurpiir- fysikaalisina anomalioina. Heikkoja viitteitä tör- teinen. Siinä ei sinänsä ole mitään pahaa, mutta mäyksestä geofysiikassa voi toki Keurusselälläkin olisi ollut suotavaa mainita, että KH09:n käyttä- edelleen näkyä (Ruotsalainen et al. 2006, Raiskila mä laskutapa antaa vain joltisenkinmoisen mini- et al. 2009), mutta miksi törmäyksessä rakoilleet miarvion rakoilun syvyydestä. Kuten he toteavat, happamat vulkaniitit ja granitoidit ylipäätään erot- on törmäyssyntyisen rakoilun mainittu yltävän tuisivat selvästi alueen hierto/siirrosvyöhykkeiden noin 1/3 x kraatterin halkaisijan syvyydelle (French rikkomista samanlaisista kivistä painovoima- tai 1998). Ongelmana kuitenkin on, että Keurusse- magneettisilla kartoilla? län alkuperäisestä läpimitasta on vain karkeita Tässä suhteessa hyvän vertailukohdan tarjoaa enemmän tai vähemmän valistuneita arvauksia. Ruotsissa sijaitseva Siljan (377 ± 2 Ma, Reimold et Myöskään siitä ei ole tietoa, kuinka syvää leik- al. 2005). Sen alkuperäinen läpimitta lienee ollut kausta oletetusta keskuskohoumasta nykyinen jossain 70–80 km:n tienoilla ja se on nykyisinkin eroosiotaso edustaa. Jonkinlaisen vertailukohdan näkyvissä erinomaisesti niin geologisesti kuin mor- kuitenkin antaa se, että topografi- sen keskuskohouman tyven läpi- mitta on noin 0,22 x kraatterin halkaisija (esim. Melosh 1989), joten kuuden-seitsemän kilometrin keskuskohoumaa edustava pirstekartioalue antaisi läpimitaksi kolmisenkymmentä kilometriä. KH09:n “vaatima” 50 kilometriä- kään ei ole mahdottomuus nykyis- ten vähäisten tietojen perusteella. Joka tapauksessa on selvää, että mikäli pirstekartioalue todel- la edustaa keskuskohoumaa, kraatterin alkuperäinen läpimitta on ollut pirstekartioalueen kokoa mer- kittävästi suurempi. Näin ollen myös törmäyksen synnyttämä ra- koilu olisi yltänyt jonnekin huo- Pirstekartioita arkeeisessa fylliitissä Venterskroonin lähellä Vrede- mattavan paljon syvemmälle kuin fortin törmäyskraatterilla Etelä-Afrikassa. Kuva: Teemu Öhman. KH09:n mainitsema noin 2–3 Shatter cones in the Archean phyllites of Booysens Shale Formation, km. Syvimmät näistä raoista olisi- near Venterskroon, Vredefort Dome, South Africa. Photo: Teemu vat tosin litostaattisen paineen Öhman.

GEOLOGI 61 (2009) 193 fologisestikin. Silti Siljanilla ei ole selväpiirteistä vassa. Ja mittakaavasta on vielä todettava sekin, että yksiselitteisesti kraatteriin liittyvää painovoima- pirstekartioita tutkittaessa mittakaava ja kiven rae- anomaliaa, ja selvin magneettinenkin anomalia koko on välittämättä huomioitava. Keurusselän rajoittuu kraatterin keskustan rengaskohouman metavulkaniitit ja granitoidit ovat sen verran kar- sisäosiin (Henkel ja Aaro 2005). Tämä anomalia kearakeisia kiviä, että KH09 kuvan 5 mittakaavas- voi hyvin vertautua Keurusselän pirstekartioalueen sa on täysin mahdotonta sanoa, ovatko uurteet ja ympäristöään hieman korkeampaan magneettiseen harjanteet todellisuudessa yhdensuuntaisia vai kon- suskeptibiliteettiin (Raiskila et al. 2008, 2009). vergoivia. Keurusselän alueen siirroksista puhuttaessa KH09:n ehdottama geneettisesti neutraali ter- kannattaa muistaa, että huomattavin pirstekartio- minologia pirstekartiomaisille rakopinnoille on tie- alue rajoittuu suuren NNE-SSW-suuntaisen ruh- tenkin periaatteessa hyvä ajatus. Tässä kuitenkin jevyöhykkeen länsipuolelle. Ei liene kovinkaan kau- tulee muistaa, ettei kukaan asiaan perehtynyt kraat- kaa haettu ajatus, että alkuperäinen pirstekartio- teritutkija kutsu uurteista kiven pintaa pirstekarti- alue on voinut olla suurempi, mutta myöhemmät oksi ennen kuin sen on todettu täyttävän pirste- (pystysuuntaiset) siirrokset ovat tehokkaasti estä- kartion tunnistuskriteerit. Kuten myös KH09 to- neet sen näkymisen nykyisin tai hävittäneet sen teavat, pirstekartiot eivät ole pelkkää pintakuvioin- eroosion avustuksella kokonaan. tia, vaan kiven läpikotainen rakennepiirre, joka Steinheimin kraatterin klassisen kauniita pirs- muodostuu kaarevalla pinnalla olevista konvergoi- tekartioita ei voi koskaan esitellä liikaa, joten sikäli vista uurteista ja harjanteista. KH09:n esittämät KH09:n kuva 9 oli ilo silmälle. Ihmetyttää vain, mikrotektoniset ja fraktografiset tutkimukset oli- miksei sen parina ollut kuvaa jostain litologialtaan sivat toki toivottavia, mutta ainakaan toistaiseksi enemmän Keurusselkää muistuttavan törmäys- ei tunneta mitään keinoa, jolla mainituilla mene- kraatterin pirstekartiosta. Hienorakeinen kalkkikivi telmillä pirstekartiot voitaisiin muista rakopinnois- on kuitenkin pirstekartioidenkin kannalta koko ta erottaa. Robert Dietzin (1946, 1947) päivistä lailla eri asia kuin keskisuomalainen maasälpäme- lähtien on kuitenkin tultu toimeen suunnilleen yllä taporfyyri tai granitoidi. Makroskooppisesti tarkas- mainitulla määritelmällä ja sillä tosiasialla, että tellen Keurusselän pirstekartiot eivät kuitenkaan luonnosta – vallankaan syvä- tai metamorfisista ki- mitenkään eroa eri puolilla maailmaa törmäyskraat- vistä – ei vain ole löydetty mitään muuta raken- tereilla näkemistäni kivilajiltaan suunnilleen vas- netta, joka täyttäisi tuon määritelmän ja lisäksi, niin taavista pirstekartioista, ovatpahan vain usein mel- epätieteellistä kuin tämä onkin, näyttäisi pirstekar- koisen näyttäviä esimerkkejä. tiolta. Sedimenttisyntyiset cone-in-cone -rakenteet Pelkkien kuvien perusteella ei tietenkään pi- taas on helppo erottaa pirstekartioista (esim. French täisi kommentoida näytteistä juuri mitään, mutta 1998, Lugi et al . 2005). Keurusselän pirstekartiot koska en Helsingin Hietalahdenkadun ja Lönnro- täyttävät määritelmän ja vastaavat monilta muilta tinkadun kulmasta löytänyt mitään KH09:n ku- rakenteellisilta ja mineralogisiltakin piirteiltään van 10 tapaista (tunnustettakoon tarkasteluni ta- (kuten KH09 tutkimuksellaan osoittivat) toisilta pahtuneen lumisateen vaikeuttaessa tilannetta), on törmäyskraattereilta tavattuja pirstekartioita, joten nyt siihen tyytyminen. Kuvan perusteella minä en minusta on erittäin perusteltua jatkossakin käyt- pitäisi tuota rakopintaa pirstekartiota muistutta- tää mainiota ja vakiintunutta termiä “pirstekartio” vana, ja vakaa uskoni on, ettei kovin moni muu- geneettisessäkin merkityksessä myös Keurusselän kaan erilaisiin kiviin syntyneitä pirstekartioita näh- tapauksessa. nyt kraatteritutkija helposti tässä tapauksessa ereh- Keurusselkä on Suomen törmäyskraattereiden tyisi. Kaunis murto- tai hiertopinta kuvassa kyllä jäänteiksi tulkituista rakenteista ainoa, josta puut- on ja rakenne on hyvin kiehtova, mutta kiven uur- tuu niin nykyisellään havaittava kuoppa, kuin myös rokset näyttävät kovin yhdensuuntaisilta. Lisäksi geokemialliset tai mineralogiset todisteet törmäys- jos pirstekartiouurteet ovat noin hienopiirteisiä, synnystä. Näin siis tosin vain siinä tapauksessa, että aidossa pirstekartiossa näkyy monesti useita pirs- KH09:n tapaan sivuutetaan lohkarelöydön toistai- tekartiopintoja päällekkäin, hieman eri mittakaa- seksi indeksoimattomat erittäin paljon kvartsin

194 GEOLOGI 61 (2009) shokkilamelleja (engl. planar deformation feature , Yhteenvetona todettakoon, että niin ansiokas PDF) muistuttavat rakenteet (Hietala ja Moilanen kuin Kinnusen ja Hietalan (2009) artikkeli onkin 2004), samoin kuin pseudotakyliittimäisen juonen nostaessaan esille aurinkokuntamme tärkeimmän yhteydessä tavatut kvartsin planar fracture (PF) - geologisen prosessin – törmäyskraattereiden syn- tyyppiset, hieman alhaisempaa noin 5–8 GPa:n nyn – ja sen yhden erittäin heikosti tunnetun ilme- shokkipainetta (esim. French 1998) indikoivat ta- nemismuodon, olisi vähän tarkempi perehtyminen somurtumat (Schmieder et al . 2009). Tasomurtu- niin pirstekartioihin kuin yleisesti törmäyskraat- mista (PF) on mahdollisia hyvin heikkoja viitteitä tereihin ja kraatteroitumisprosessiin mielestäni ol- myös muissa pirstekartioissa (Poikolainen 2008), lut paikallaan. Kritiikki vallitsevia, usein luutunei- mutta ne eivät täysin kiistattomia shokkimetamor- takin ajatusmalleja kohtaan on aina lämpimästi foosin todisteita ole (esim. French 1998). Joka ta- tervetullutta ja välttämätöntä tieteen kehittymistä pauksessa nämä alhaisen shokkimetamorfoosin ajatellen, mutta jotta kritiikillä olisi vaikutusta, sai- merkit yhdessä pirstekartioiden esiintymisen kanssa sivat sen perustelut olla hieman vahvemmalla poh- sopivat erinomaisesti yhteen Keurusselän syvän jalla. eroosiotason kanssa. Keurusselän pirstekartiot ovat makroskooppi- Kiitokset sesti tarkastellen erittäin vakuuttavia ja hyvin ke- Kiitän useita koti- ja ulkomaisia kollegojani hei- hittyneitä, ja jos pirstekartiot Keurusselältä eivät dän kanssaan käymistäni Keurusselkää koskevista ole törmäyssyntyisiä, nousee esiin roppakaupalla antoisista keskusteluista ja yhteistyöstä. Tässä vas- uusia kysymyksiä. Yksi keskeisimmistä on, miksei tineen suomenkielisessä osiossa esitetyt näkemyk- sitten pirstekartioita ole yli kuudenkymmenen set ovat kuitenkin luonnollisesti vain ja ainoastaan vuoden aikana löydetty mistään muualta kuin pai- omiani. koista, joissa on muitakin viitteitä törmäyksestä? TEEMU ÖHMAN Miksi pirstekartiot rajoittuisivat törmäyskraatterei- den alueelle, jos ne syntyvät endogeenisten proses- Kandintie 3 C 23, 90570 Oulu sien seurauksena? Mikä Keurusselästä tekee näin ainutlaatuisen kohteen? KH09 esittävät runsaasti Geotieteiden laitos, ja kiinnostavia havaintoja, jotka sopivat täysin yhteen Fysikaalisten tieteiden laitos, vallitsevien törmäyskraattereita ja pirstekartioita PL 3000, 90014 Oulun yliopisto koskevien käsitysten kanssa, joten miksi pitäisi [email protected] kehittää aivan uusi ongelmallinen ajatusmalli ha- vaintojen selittämiseksi? Summary: Shatter cones in Keurusselkä impact structure, Finland

innunen and Hietala (2009) described a new, 1998, Nicolaysen and Reimold 1999, Sagy et al. 2004. non-impact hypothesis to explain the origin of Lugli et al. 2005), and that chlorite is not a rarity on Kshatter cones (Hietala and Moilanen 2004, shatter cone surfaces (Gibson and Spray 1998, Nicolay- 2007) in Keurusselkä structure, central Finland. They sen and Reimold 1999). Also the reported undulose ex- put a lot of emphasis on the observations that shatter tinction of quartz and fractured feldspars fit perfectly cone surfaces appear to be sheared and they are current- the impact origin of shatter cones (e.g. Hargraves and ly covered by chlorite. They, however, seem to neglect White 1996, Fackelman et al. 2008). the fact that minor shearing up to a few millimetres is We agree with Kinnunen and Hietala (2009) that very common in shatter cones (e.g. Gibson and Spray the shatter cone surfaces were probably “cracked open”

GEOLOGI 61 (2009) 195 during later fracturing in the area, thus obtaining their tions by Kinnunen and Hietala (2009) are a valuable current mineral composition, but again this fits perfectly addition to our knowledge about shatter cones. Howe- the impact model. If chlorite was not formed on shatter ver, we strongly disagree with their conclusions. All of cone surfaces in the hydrothermal phase following the their observations fit established ideas of impact crater impact (chlorite being a very common impact-induced and shatter cone formation. Thus, we see no reason to hydrothermal mineral: e.g. Naumov 2005), there has assume that Keurusselkä is the first known location on been plenty of possibilities for it during the 1140 ± 6 Earth where well-defined shatter cones would be caused Ma (Schmieder el al. 2009) since the impact event. by a non-impact process. Instead, we believe (as noted The significance of Kinnunen and Hietala’s (2009) in Schmieder et al. 2009), that the shatter cones in Keu- Figure 7 is somewhat elusive. Their data does fall within russelkä area represent heavily eroded remains of a Late the data from shear zones, but without any comparative Mesoproterozoic impact structure. data from other shatter cone surfaces this does not pro- ve anything, one way or the other. We also note that the TEEMU ÖHMAN pseudotachylitic breccia vein cutting a shatter cone Department of Geoscience and Department of (Schmieder et al. 2009) is exactly as predicted by the Physical Sciences, PO Box 3000, Fl-90014, impact model: shatter cones form in the compression University of Oulu, Finland stage of the cratering process, whereas pseudotachylitic [email protected] breccia veins are commonly a late stage phenomenon, MARTIN SCHMIEDER forming in the modification stage. As the vein in questi- Institut für Planetologie, Universität Stuttgart, on is located in the presumed central uplift area, the Herdweg 51, D-70174 Stuttgart. Germany cross-cutting relationship is the one expected in a comp- [email protected] lex crater setting. The pseudotachylitic breccia vein displays planar FRED JOURDAN fractures in quartz (Schmieder el al. 2009), indicative of Western Australian Argon Isotope Facility, Applied low shock pressure up to ~8 GPa (e.g. French 1998). Geology & John de Laeter Centre for Mass Based on our on-going studies of the breccia boulder Spectrometry, Curtin University of Technology, GPO described by Hietala and Moilanen (2004), we are also Box U1987. Perth WA 6845, Australia convinced planar deformation features (PDFs) - une- [email protected] quivocal evidence for shock metamorphism – are pre- ELMAR BUCHNER sent in Keurusselkä, although Miller indices of the PDFs Institut für Planetologie, Universität Stuttgart, are yet to be determined. To us, these observations ta- Herdweg 51, D-70174 Stuttgart. Germany ken together with the well-developed shatter cones pre- elmar.buchner@ geologie.uni-stuttgart.de sent ample evidence for the impact origin and subse- quent deep erosion of the Keurusselkä structure. SELEN RAISKILA The mineralogy of shatter cone surfaces is a sub- Department of Physics, Geophysics Unit, PO Box 64, discipline of impact cratering studies that has not recei- FI-00014, University of Helsinki, Finland ved much attention in the past. Therefore, the observa- [email protected]

Kirjallisuus

Baratoux, D. ja Melosh, H.J. 2003. The Formation of Shatter mes - Terrestrial Impact Craters. Teoksessa: Marlunin, A.S. Cones by Shock Wave Interference During Impacting. (toim.). Advanced Mineralogy, Volume 3, Mineral Mat- Earth and Planetary Science Letters 216:43–54. ter in Space, Mantle, Ocean Floor, Biosphere, Environ- Bäckström, A. 2005. A Study of Impact Fracturing and Elec- mental Management, and Jewelry. Springer-Verlag, Ber- tric Resistivity Related to the Lockne Impact Structure, lin-Heidelberg, 76–95. Sweden. Teoksessa: Koeberl, C. ja Henkel, H. (toim.). Dietz, R.S. 1946. Geological Structures Possibly Related to Impact Tectonics. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, Lunar Craters. Popular Astronomy 54:465–467. 389–404. Dietz. R.S. 1947. Meteorite Impact Suggested by the Orienta- Deutsch, A. 1998. New Pathfinders to Impact Structures: The tion of Shatter-Cones at the Kentland, Indiana, Distur- Finnish Way. Meteoritics & Planetary Science 33:3. bance. Science 105:42–43. Deutsch, A. ja Langenforst, F. 1998. Mineralogy of Astroble- Fackelman, S., Morrow, J. R., Koeberl, C. ja McElvain, T.H.

196 GEOLOGI 61 (2009) 2008. Shatter Cone and Microscopic Shock-Alteration teorite Impact Cratering - Implications for the Fennos- Evidence for a Post-Paleoproterozoic Terrestrial Impact candian Lithosphere. Teoksessa: Pesonen, L.J., Korja. A. Structure Near Santa Fe, New Mexico, USA. Earth and ja Hjelt, S.-E. (toim.). Lithosphere 2000. Report S-41, Planetary Science Letters 270:290–299. Institute of Seismology. University of Helsinki. 113–119. Fleet, M.E. 1979. Tectonic Origin for Sudbury, Ontario, Shat- Pesonen, L.J., Hietala, S., Poutanen, M., Moilanen, J., Lehti- ter Cones. Geological Society of America Bulletin nen, M. ja Ruotsalainen H.E. 2005. The Keurusselkä 90:1177–1182. Meteorite Impact Structure. Central Finland: Geophysi- French, B.M. 1998. Traces of Catastrophe – A Handbook of cal Data. Teoksessa: Viljanen, A. ja Mäntyniemi, P. (toim.). Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Im- XXII Geofysiikan päivät. Geofysiikan seura. Helsinki, pact Structures. LPI Contribution no. 954. Lunar and 165–169. Planetary Institute, Houston, 120s. Poikolainen, J. 2008. Alhaisen shokkimetamorfoosin vaikutus Gay, N.C., Collins, N.R. ja Simpson, C. 1978. The Composi- mineraaleihin Keurusselallä. Julkaisematon luonnontie- tion of Spherules and Other Features on Shatter Cone teiden kandidaatintutkielma, Oulun yliopiston Geotietei- Surfaces from the Vredefort Structure, South Africa. Earth den laitos, 28s. and Planetary Science Letters 41:372–380. Raiskila, S., Elbra, T., Öhman, T. ja Pesonen, L.J. 2008. Pet- Gibson, H.M. ja Spray, J. G. 1998. Shock-induced Melting rophysical and Palaeomagnetic Studies of the Keurussel- and Vaporization of Shatter Cone Surfaces: Evidence from kä Impact Structure, Finland. Large Meteorite Impacts the Sudbury Impact Structure. Meteoritics & Planetary and Planetary Evolution IV, 17-21 August 2008, Vrede- Science 33:329–336. fort Dome, South Africa, #3056 (CD-ROM). Hargraves, R.B. ja White, J.C. 1996. Micro-Shock Deformati- Raiskila, S., Leväniemi, H., Ruotsalainen, H. ja Pesonen, L.J. on adjacent to the Surface of Shatter Cones from the Bea- 2009. Geophysical Investigations of the Keurusselkä Im- verhead Impact Structure. Montana. The Journal of Geo- pact Structure, Central Finland. XXIV Geofysiikan Päi- logy 104:233–238. vät, Helsinki, 13-14.5.2009. Henkel, H. ja Aaro, S. 2005. Geophysical Investigations of the Reimold, W.U. ja Colliston, W.P. 1994. Pseudotachylites of Siljan Impact Structure – a Short Review. Teoksessa: Koer- the Vredefort Dome and the Surrounding Witwatersrand bel, C. ja Henkel, H. (toim.). Impact Tectonics. Sprin- Basin, South Africa. Teoksessa: Dressler, B.O., Grieve, ger-Verlag. Berlin-Heidelberg, 247–253. R.A.F. ja Sharpton, V. L. (toim.). Large Meteorite Im- Hietala, S. ja Moilanen, J. 2004. Keurusselkä – a New Impact pacts and Planetary Evolution. Geological Society of Structure in Central Finland. Lunar and Planetary Scien- America Special Paper 293. Geological Society of Ameri- ce XXXV. Lunar and Planetary Institute, Houston. U.S.A., ca, Boulder, 177–196. #1619 (CD-ROM). Reimold, W.U. ja Gibson, R.L. 2005. “Pseudotachylites” in Hietala, S. ja Moilanen, J. 2007. Keurusselkä - Distribution of Large Impact Structures. Teoksessa: Koeberl, C. ja Hen- Shatter Cones. Lunar and Planetary Science XXXVIU. kel, H. (toim.). Impact Tectonics. Springer-Verlag, Ber- Lunar and Planetary Institute, Houston, U.S.A., #1762 lin-Heidelberg. 1–53. (CD-ROM). Reimold, W.U., Kelley, S.P., Sherlock, S.C., Henkel, H. ja Jourdan, F., Renne, P.R. ja Reimold, W.U. 2008. High-Precisi- Koeberl, C. 2005. Laser Argon Dating of Melt Breccias on Ar/Ar age of the Jänisjärvi Impact Structure (Russia). from the Siljan Impact Structure. Sweden: Implications Earth and Planetary Science Letters 265:438–449. for a Possible Relationship to Late Devonian Extinction Kinnunen, K.A. ja Hietala, S. 2009. Keurusselän pirstekartioi- Events. Meteoritics & Planetary Science 40:591–607. den tarkastelua. Geologi 61:68–85. Ruotsalainen, H., Hietala, S., Dayioglu, S., Moilanen, J„ Peso- Lugli, S., Reimold, W.U. ja Koeberl, C., 2005. Silicified Cone- nen, L.J. ja Poutanen, M. 2006. Keurusselkä Impact Struc- in-Cone Structures from Erfoud (Morocco): a Compari- ture - Preliminary Geophysical Investigations. Teoksessa: son with Impact-Generated Shatter Cones. Teoksessa: Kukkonen, I., Eklund, O., Korja, A., Korja, T., Pesonen, Koeberl, C. ja Henkel. H. (toim.). Impact Tectonics. L.J. ja Poutanen, M. (toim.) Lithosphere 2006. Report Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg. 81–110. S-46, Institute of Seismology. University of Helsinki, 163- Marmo, V. 1963. Suomen geologinen kartta 1:100000. lehti 167. 2232 Keuruu. Kallioperäkartan selitys. Geologinen tut- Sagy, A., Reches, Z. ja Fineberg, J. 2002. Dynamic Fracture by kimuslaitos, Helsinki. 55 s. Large Extraterrestrial Impacts as the Origin of Shatter Melosh, H.J. 1989. Impact Cratering: a Geologic Process. Cones. Nature 418:310–313. Oxford University Press, New York. 245 s. Sagy, A., Fineberg, J. ja Reches, Z. 2004. Shatter Cones: Bran- Naldrett, A.J. 1999. Summary: Development of Ideas on Sud- ched, Rapid Fractures Formed by Shock Impact. Journal bury Geology, 1992–1998. Teoksessa: Dressler, B.O. ja of Geophysical Research 109:B 10209, doi: 10.1029/ Sharpton, V.L. (toim.). Large Meteorite Impacts and Pla- 2004JB003016. netary Evolution II. Geological Society of America Spe- Schmieder, M., Jourdan, F., Hietala, S., Moilanen, J., Öhman, cial Paper 339. Geological Society of America. Boulder. T. ja Buchner, E. 2009. A High Precision Late Mesopro- 431–142. terozoic Ar/ Ar Age for the Keurusselkä Impact Structu- Naurnov, M.V. 2005. Principal Features of Impact-Generated re (Finland). Lunar and Planetary Science XXXX. Lunar Hydrothermal Circulation Systems: Mineralogical and and Planetary Institute, Houston,U.S.A., #1028 (CD- Geochemical Evidence. Geolltlids 5:165–184. ROM). Nicolaysen, L.O. ja Reimold, W.U. 1999. Vredefort Shatter Wieland, F., Reimold, W.U. ja Gibson, R.L. 2006. New Ob- Cones Revisited. Journal of Geophysical Research servations on Shatter Cones in the Vredefort Impact Struc- 104:4911–4930. ture, South Africa, and Evaluation of Current Hypothe- Orti, L., Di Martino, M., Morelli, M., Cigolini. C. Pandeli, E. ses for Shatter Cone Formation. Meteoritics & Planetary ja Blizzigoli, A. 2008. Non-impact Origin of the Crater- Science 41:1737–1759. Like Structures in the Gilf Kebir Area (Egypt): Implica- Öhman, T. 2002. Kraatteroitumisprosessin merkit Saarijärven tions for the Geology of Eastern Sahara. Meteoritics & törmäyskraatterin alueella. Julkaisematon pro gradu -tut- Planetary Science 43:1629–1639. kielma, Oulun yliopiston Geotieteiden laitos, 180 s. Pesonen, L.J., Abels. A., Lehtinen, M. ja Plado, J. 2000. Me-

GEOLOGI 61 (2009) 197