Ikiaikaista pohjavettä löytyi Pohjois-Karjalasta

Riikka Kietäväisen haastattelu aiheesta Ylen tiedeikkunassa linkki haastattelu alkaa kohdasta  9.52 alusta.

Vesi ehti muhia Outokummun kallioperässä kymmeniä miljoonia vuosia ennen kuin se päätyi tutkijoiden pulloihin.

Suomalais-saksalaiset tutkijat ovat löytäneet keskimäärin 30 miljoonaa vuotta vanhaa muinaista pohjavettä 2,5 kilometriä syvästä porakuilusta, Outokummun syväreiästä, joka on Suomen syvin reikä. Tutkimuksen tulokset julkaisi Geochimica et Cosmochimica Acta -lehti.

Suomen oloissa pohjaveden vaihtuminen kestää tyypillisesti kymmenistä satoihin vuosiin. Rakoja pitkin syvälle peruskallioon päätyessään vesi saattaa kuitenkin jäädä eristyksiin pitkiksi ajoiksi. Juuri näin näyttää käyneen Outokummussa kymmeniä miljoonia vuosia sitten.

Vuosimiljoonien aikana Outokummun muinaispohjavedestä on kehkeytynyt melkoinen koktaili. Sen suolapitoisuus kohoaa jopa 70 grammaan litrassa, kaksinkertaiseksi valtameriveteen verrattuna.

Veteen on liuennut paljon kaasuja

– Kun vesinäyte nostetaan ylös, kaasut vapautuvat maan pinnan alhaisemmassa paineessa, aivan kuin kuplat kivennäisvesipullon korkkia avattaessa. Enimmillään litrasta Outokummun syväreiän vettä vapautuu paineen hellittäessä reilu litra kaasua. Runsaimmin esiintyy metaania, typpeä, heliumia ja vetyä, GTK:n tutkija Riikka Kietäväinen kertoo.

Vaikka kaasu muistuttaa koostumukseltaan perinteistä maakaasua, löytö ei tee Suomesta kaasun tuotannon luvattua maata. Syynä on peruskallion tiiviys. Kivimassaan suhteutettuna kaasua on vähän. Tutkimuksen tarpeisiin kaasua riittää Outokummussakin.

Pohjaveden iän jäljille päästiin jalokaasujen avulla, joihin kuuluvat helium, neon, argon, krypton ja ksenon. Niiden tietyn massaisia atomeita, isotooppeja, muodostuu kallioperässä kivien luontaisesti sisältämien radioaktiivisten alkuaineiden, lähinnä uraanin, toriumin ja kaliumin hajoamisen seurauksena. Kun vedestä mitataan muodostuneiden jalokaasujen isotooppien pitoisuus, voidaan laskea niiden kertymiseen tarvittu aika.

Outokummussa tämä aika vaihtelee neljästä miljoonasta 60 miljoonaan vuoteen. Useimmat havainnot keskittyvät noin 30 miljoonan vuoden vaiheille. Tuolloin Outokummun 1,9 miljardia vuotta vanha kallioperä oli jo kulunut nykyiselle tasolleen.

Muinaisen veden asukit elävät eristyksissä

Muinaisessa vedessä asustaa mikrobeja, joiden muodostamat yhteisöt ovat todennäköisesti yhtä vanhoja kuin niitä ympäröivä liemi. Syväreiässä pohjavesi esiintyy toisistaan poikkeavina kerroksina, joissa suola- ja kaasukoostumus sekä pitoisuus vaihtelevat. Myös eri syvyyksissä elävät mikrobiyhteisöt poikkeavat toisistaan.

Kaikki merkit viittaavat siihen, että vedet eivät juuri sekoitu keskenään. Kallion rakoset ovat eristyksissä paitsi maan pinnalta myös toisistaan. Mikrobeilta eristäytyneisyys edellyttää sopeutumista auringon energian puuttumiseen. Ravintonsa ne ottavat ympäröivistä kivistä ja veteen liuenneista aineksista.

Outokummun syväreiästä julkaistu tutkimus on tiettävästi ensimmäinen Suomen suolaisista pohjavesistä tehty perusteellinen ikämääritys. Geologian tutkimuskeskus toteutti tutkimuksen saksalaisen GFZ Potsdamin kanssa. Sen rahoittivat Suomen Akatemia ja Kansallinen ydinjätehuollon tutkimusohjelma. Tutkimuksessa analysoitiin vesinäytteitä useilta eri syvyyksiltä 500 metrin syvyydeltä reiän pohjaosiin saakka.