Eesti Looduse fotov�istlus
2007/9



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Artikkel EL 2007/9
Geoloogilisi llatusi Voka klindilahest

Ida-Virumaal Voka lhedal ulatub sisemaale Voka klindilaht, mida mere poolt ristab kvaternaarisetetesse murrutatud astang. Hiljaaegu seal tehtud geoloogiliste uuringute tulemused nitasid, et setted on Vokas seniarvatust hoopis vanemad.

Kliima globaalne soojenemine ja sagenenud looduskatastroofid maakera eri paikades on rgitanud ha enam panustama teadusuuringutesse. Nendega kogunenud andmed aitavad prognoosida looduskeskkonna arengusuundumusi ja selgitada vimalikke iserasusi tulevikus. Nii on olulised ka paleogeograafilised uuringud maastiku- ja kliimamuutuste kohta meie geoloogilises lhiajaloos kvaternaari ajastul.

1,8 miljonit aastat kestnud kvaternaari jooksul on olnud mitukmmend jaega ja jvaheaega ning veelgi arvukamalt viksemat jrku soojenemisi ja jahenemisi.

Maa geoloogilise ajaloo viimasesse 130 000 aastasse mahub kolm suuremat paleokliima epohhi: jvaheaeg ligikaudu 130 00070 000 aastat tagasi, jaeg 70 00011 500 aastat tagasi ning 11 500 aasta eest alanud jvaheaeg. Viimast nimetatakse holotseeniks ja selles elame me tnini.

Phjapoolkeral algas viimane suurem jtumine ligikaudu 28 000 aastat tagasi. Eesti ala oli sellal kaetud Skandinaavia jkilbiga. Seejrel, 19 00018 000 aasta eest, hakkasid mandriliustikud aegamisi sulama ja j taanduma. Eesti alal algas see 15 70014 700 aastat tagasi ja lplikul kadus j siit 12 70012 200 aasta eest.

Oma suurima leviku ajal kattis Skandinaavia mandriliustik le 5,8 miljoni ruutkilomeetri suuruse ala. Lnes letas ta Phjamere, liitudes Briti saari katva liustikuga, lunas aga ulatus 52. laiuskraadini. Lamamit purustades ja purustusmaterjali ra kandes tegutses le 8 x 1015 tonnine, keskosas kuni 2,7 kilomeetri paksune jkilp justkui vimas liivapaber. See hvitas suure osa setetest, mis kajastanuks teavet varasema geoloogilise aja kohta. Eriti on niiviisi kulutatud Eesti phjaosa Phja-Eesti lavamaa.


Voka setted on vanemad, kui arvati. Tnapeval letab pinnakatte paksus Phja-Eesti lavamaal harva viit meetrit. Vaid alusphja lohkudes ja ngudes vib see olla mrgatavalt suurem. ks selline reljeefivorm on ka Voka klindilaht samanimelise asula lhistel Toilast viis kilomeetrit idas. Mere poolt ristab klindilahte 2,2 kilomeetri pikkuselt umbes 22 meetri krgune pudedatesse kihilistesse setetesse murrutatud astang. Teist sellist klindiliku, kus pinnakate niivrd hsti paljandub, mujalt Eestist ei leia! (# 1).

Klindilahte suubub omakorda kanjonilaadne, kitsas ja sgav mattunud rgorg (# 2). Peaaegu kristalsete kivimiteni alusphja likunud sisselige on enam kui 160 meetri paksuselt titunud pudedate setete, peamiselt peeneteralise liiva ja aleuriidiga [5]. Seni on arvatud, et Voka lbilikes nhtavad setted on kuhjunud jaluses vooluvees mandriliustiku taandumise Pandivere staadiumil [7] vi jjrves, kui liustik oli Eesti alalt juba kadunud [2, 3]: seega vaid mne tuhande aasta jooksul umbes 14 40012 200 aastat tagasi.

Vastu ootusi nitasid hiljaaegu tehtud uuringute tulemused, et Voka klindilahes on silinud suur osa enne viimase jtumise maksimumi kuhjunud setetest. Moodsaima uuringumeetodi, infrapunakiirgusega optiliselt stimuleeritud luminestsentsanalsi (IP-OSL) jrgi on setete vanus selles vhemalt 115 00031 000 aastat. Sedavrd pika aja vltel tekkinud settekihid on rmiselt haruldased nii Baltikumis kui ka Eestis, rkimata Phja-Eestist.

Praegusajaks phjalikumalt uuritud lbilige asub Soome lahe rannaastangul, umbes viissada meetrit Vasavere (Voka) je suudmest idas, tpsemalt 5924,86' pl. ja 2735,88' ip. Lbilike nhtav osa hlmab kahte peamist litoloogilis-stratigraafilist kompleksi (# 3). Niinimetatud A-kompleks mullakihi all 1,8512,15 meetri sgavusel koosneb paksude savikas-aleuriitsete vahekihtidega peene- ja pisiteralisest paralleelkihilisest liivast, mnikord ka liiva vahekihtidega savist. Lamavale, B-kompleksile, on iseloomulikud paralleel-pimkihilised keskmise- ja jmedateralised kruusakad liivad harvade savikamate vahekihtidega. Komplekse eraldab nn. markerkiht: huke, kuid kogu lbilike ulatuses hsti jlgitav, paiguti tsementeerunud kruusa ja veeristega kiht.


Kuidas mrati setete vanust? Setete vanuse mramiseks kalendriaastates kasutasime IP-OSL meetodit. See vimaldab hinnata he maakoores enim levinud mineraali, pevakivi terade lplikust settimisest mdunud aega.

Kauges minevikus settinud ja seejrel teiste kihtide alla mattunud pevakivis hakkab salvestuma radiatsioonifooni (looduslike radioaktiivsete elementide ja kosmilise kiirguse) tekitatud ioniseeriva kiirguse energia. Seda kiirgusenergiat on vimalik laboris vabastada ja mta valguskiirgusena, mille intensiivsus on seotud salvestatud kiirgusenergia kogusega ja seega sette vanusega.

Settest eraldatud pevakiviterade valguskiirgust mdetakse vga tundliku seadmega: OSL-loenduriga. Vikest kogust (15 mg) pevakiviteri kiiritatakse infrapunalaseri lhikese impulsiga, lainepikkusega 860 nanomeetrit (1 nm = 1 x 109 meetrit). Valgusimpulsi toimel tekib pevakiviproovis valgusspektri eri lainepikkustega nrk valguskiirgus, nn. optiliselt stimuleeritud luminestsents. Mainitud kiirgus juhitakse valgusjuhtme ja optiliste filtrite kaudu fotoelektronkordistile, kus see vimendatakse ja muudetakse elektrisignaaliks. See signaal on vrdeline luminestsentsi intensiivsusega ning korreleerub teatud seadusprasuste kaudu setete vanusega. Fotoelektronkordistist vljuv signaal saadetakse ttluseks arvutisse. Arvuti juhib ka OSL-loenduri td ning arvutab kindla algoritmi alusel setete vanuse, arvestades peale laborikatsetest saadud andmete ka pevakivi paleodosimeetrilisi parameetreid, proovi mbritseva sette erisuguseid omadusi ja palju muudki. Veelgi phjalikumalt vib optilisfsikalistest dateerimismeetoditest lugeda Martin Aitkeni raamatust [1].

A-kompleksist veti IP-OSL analsiks 15 proovi. Et tulemuste statistilisel ttlusel saaks koostada pideva geokronoloogilise skaala, oli proovide intervall vrdlemisi vike, alla poole meetri. Peale nende korjati ka ksikproove selle kompleksi alt ja pealt, et teha kindlaks kogu nhtava lbilike ajaline ulatus.

Dateeringute tulemusena selgus, et A-kompleks kuhjus 38 60031 100 aastat tagasi [4] ja settimise kiiruseks oli seega ligikaudu 1,2 millimeetrit aastas. B-kompleksi vanuseks saadi 115 00090 000 aastat, mis viitab selgelt suurele settelngale A- ja B-kompleksi vahel. Kattev mullakiht on aga selgelt jajajrgne: ksikproovi jrgi settimisajaga 8100 aastat tagasi (# 3).


Taimede ietolm ja eosed. Et rekonstrueerida endisaegset kliimat ja keskkonnamuutusi Voka kandis, oli abiks detailne ietolmu- ehk palnoloogiline anals. Selle objektiks on setteis leiduvad taimede sugurakud ietolm ja eosed (# 4, 5) , mida toodetakse tohutul hulgal. Nii niteks on hesainsas saarepuu tolmukas kuni 12 000 ietolmutera, vilille isikus on neid le 250 000, sarapuu urvas aga ligikaudu neli miljonit. ietolmu ja spooride sporoderm (vline kest) on erakordselt vastupidav vlistele fsikalis-keemilistele mjutustele. Mikroskoopilised mtmed (enamasti 10100 mikronit) ja kuju iserasused aitavad aga kaasa nende levikule tuule, vee, putukate vms. abil. ietolm ja eosed on ainus materjal nii paleobotaanikas kui ka paleontoloogias tervikuna, mida vib leida peaaegu kigis settetpides. Seetttu kasutatakse just palnoloogilist meetodit paleokeskkonna analsil laialdaselt.

ietolmuanalsi kigus eraldatakse kigepealt setetest ietolm ja spoorid, seejrel tehakse kindlaks, missugustele taimedele need kuuluvad. Kui kogunenud andmeid on statistiliselt tdeldud, saab teha jreldusi stratigraafia ja paleogeograafia kohta. Mikroskoopi koos analsitava ietolmupreparaadiga vib seega vaadelda omaprase ajamasinana, mille abil spetsialist palnoloog vaatab kaugele minevikku, nhes vaimusilmas toonaseid maastikke. Analsides niteks hte proovi Voka lbilike A-kompleksist, neb ta, et praegu mduka kliimaga sega-okasmetsade piirkonda jvas Vokas valitses vaadeldaval ajal hoopis karmikliimaline tundra.


Missugune vis olla kliima? Krvutades palnoloogilise ja tppis-geokronoloogilise meetodi tulemusi, on vimalik koostada globaalsete sndmustega korreleeritav Voka lbilike keskkonnamuutuste ajaskaala. Globaalsete keskkonnamuutuste vljatoomiseks kasutavad kvaternaariuurijad ka ookeanisetete hapniku-isotoopstaadiumeid [8]. Veelgi detailsemaid andmeid on viimasel ajal saadud Grnimaa j puursdamike isotoopanalsil [6].

Vokas siiani kige tielikumalt uuritud A-kompleksis, sgavusel 1,812,2 meetrit asuvad vrdlemisi peeneteralised setted, kus on sna head tingimused taimede ietolmu silimiseks. ietolmuanalsi jrgi vastavad astangus 12,211,2 meetri sgavusele jvad kihid kliima suhtelisele soojenemisele 38 60037 600 aastat tagasi (# 3, VIS-1). Toona oli siin mandriliustiku serva lhedal karmi klma kliimaga metsatundra, kus vaid kohati kasvas lehise ja siberi seedermnniga kuuse-mnni hrendikke.

Sellele jrgnes lhiajaline, vaid kaheksasaja aasta pikkune vga kuiva ja klma kliimaga periood (# 3, VS-1). Kirde-Eesti alal levisid siis tundrastepid ja tundra-metsastepid: neile tnapevastes (st. jvaheaegsetes) maastikes analooge ei leia.

Eelmisest soojast ajavahemikust veelgi soojemal perioodil 36 80035 300 aastat tagasi (# 3, VIS-2 sgavusel 10,48,75 m) laienes uuritavale alale keskmiste laiuskraadide lumise talve ning vrdlemisi lhikese sooja suvega kliimale iseloomulik boreaalne metsafloora. Seejuures vaheldus harvade hredate kuuse-mnni tukkadega periglatsiaalne metsatundra vhemalt kaks korda tunduvalt niiskemale ja soojemale kliimale omase taigakooslusega.

Ajavahemikus 35 30032 600 aastat tagasi (sgavus 8,754,95 m) valitses siin aga periglatsiaalne tundra (# 3, VS-2). Igikeltsa teke ti kaasa sambla- ja rohusoode arengu. ietolmuspektris valdavate tundrataimede vaevakase ja krreliste ietolm ning turbasambla ja koldja selaginelli eosed viitavad kliima jahenemisele sna kaua aega enne viimase jtumise maksimumi. Selle klma ajavahemiku sees eristub sgavustel 7,5 ja 6,956,7 meetrit kaks lhiajalist soojenemist vanusega 34 200 ja 33 700 aastat, kui tundra asendus vheste hredate mnnisaludega metsatundraga.

Vrreldes Voka lbilike paleoklimaatilist struktuuri Grnimaa j puursdamikust saadud globaalsete kliimasignaalide mustriga, ilmneb mrkimisvrne korrelatsioon karmi ja pehmema kliima vaheldumises 39 00033 000 aastat tagasi (# 6). Vaevalt on selline kokkulangevus juhuslik ja see tendab Voka lbilikest saadud andmete usaldusvrsust.

Meie uuringud unikaalses Voka paljandis on alles alanud. Ees ootab palju td, mille kigus nnestub loodetavasti heita valgust mitmele Baltikumi pinnakatte geoloogia lahendamata ksimusele.


T on tehtud Eesti teadusfondi uurimistoetustega 5440 ja 6112.

1. Aitken, Martin Jim 1998. An Introduction to Optical Dating. Oxford University Press: 1267.

2. Miidel, Avo 2003. Stop 14. Voka outcrop. Excursion Guide and Abstracts of the International Symposium on Human Impact and Geological Heritage. Tallinn, May 1217, pp: 3335.

3. Miidel, Avo et al. 2006. Influence of the bedrock topography on oil shale mining in North-East Estonia. Oil Shale 23 (4): 313327.

4. Molodkov, Anatoly 2007. IR-OSL dating of uranium-rich deposits from the new late Pleistocene section at the Voka site, North-Eastern Estonia. Quaternary Geochronology 2: 208215.

5. Molodkov, Anatoly et al. 2007. The sedimentary sequence recovered from the Voka outcrops, North-Eastern Estonia: Implications for late Pleistocene stratigraphy. Estonian Journal of Earth Sciences 56 (1): 4762.

6. North Greenland Ice Core Project members 2004. High-resolution record of Northern Hemisphere climate extending into the last interglacial period. Nature 431: 203207.

7. Raukas, Anto; Stankowski, Wojciech 2005. Influence of sedimentological composition on OSL dating of glaciofluvial deposits: examples from Estonia. Geological Quarterly 49: 463470.

8. Shackleton, Nicholas; Opdyke Neil 1973. Oxygen isotope and palaeomagnetic

stratigraphy of equatorial Pacific core V28-238: oxygen isotope temperatures and ice volumes on a 105 and 106 year scale. Quaternary Research 3: 3955.

9. Shackleton, Nicholas et al. 2004. Absolute calibration of the Greenland time scale: implications for Antarctic time scales and for Δ14C. Quaternary Science Reviews 23: 15131522.



Anatoli Molodkov, Natalja Bolihhovskaja, Kuldev Ploom
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012