Looduslikult tsementeerunud skulptuurid Eesti jääaja setetes

Eestimaa maastik sellisena, nagu me seda tänapäeval näeme, on valdavalt just liustike poolt loodud. Liustik kulges mööda maapinda, samal ajal kulutas aluspinnast ning korjas sealt settematerjali endaga kaasa. Seda materjali kanti edasi kas liustiku põhjaosas või liustiku all voolavas sulavees. Transporditav purdmaterjal kuhjus ja settis nii liustiku all kui liustikuserva ees või kanti sulavete poolt liustikust kaugemale. Seda liustiku poolt edasi kantavat või maha jäetavat materjali nimetatakse moreeniks, mis võib koosneda pulberpeenetest osakestest kuni suurte veeristeni. Liustiku kulutava ja kuhjava tegevuse tagajärjel on kujunenud erinevad Eesti pinnavormid, mille tuntuimaks näiteks võib tuua Saadjärve voorestiku ehk Vooremaa.

Liustiku kulutava ja kuhjava tegevuse tagajärjel on kujunenud erinevad Eesti pinnavormid, mille tuntuimaks näiteks võib tuua Saadjärve voorestiku ehk Vooremaa.

Liustiku poolt kaasaskantavas settematerjalis esineb rohkelt kaltsiumkarbonaati (CaCO3), mis liustiku sulavees kergesti lahustub. Kui karbonaati on vees juba piisaval määral lahustunud, hakkab karbonaatne materjal erinevate keskkonnatingimuste mõjul uuesti välja sadestuma liustiku poolt kokku kuhjatud setetesse, mis seeläbi tsementeeruvad. Nii kujunevad juba olemasolevatesse settelasunditesse erinevad tsementeerunud kehad – justkui liustike poolt kujundatud omanäolised skulptuurid (Joonised 1 ja 2). Kuigi tänapäeval asuvad need tsementeerunud kehad ülevalpool püsivat põhjaveetaset, on nende teke seotud siiski veelise keskkonnaga. Tsementeerunud kihtide (Joonis 1) esinemine viitab stabiilsele veekeskkonnale ja/või veetaseme perioodilistele muutustele, mille käigus karbonaadid on sadestunud setetesse just veetaseme piirimail, moodustades seega ulatuslikke kihilaadselt tsementeerunud kehasid. Tsementeerunud sammaste (Joonis 2) tekkimine võis olla seotud karbonaatiderikka vee ringlemisega liustikuserva ees kuhjunud setetes, kus erinevad barjäärid on takistanud vee edasiliikumist ning mille tulemusena sadestusid karbonaadid sulaveest välja, kuhjusid setetesse ja moodustasid samba- ja pätsilaadseid tsementeerunud kehasid.

Karbonaatne tsement esineb setetes kas õhukese, alla millimeetri paksuse koorikuna purdmaterjali terade ümber (Joonis 3A) või täidab ühtlase massina kogu purdmaterjali vahelist pooriruumi (Joonis 3B). Tsemendi peamiseks koostismineraaliks on kaltsiit, mis on ka kõige sagedamini liustiku sulavetest väljasettiv karbonaatne mineraal. Uurides sellist looduslikku tsementi elektronskaneeriva mikroskoobiga (Joonis 4), on võimalik teha järeldusi keskkonna kohta, milles tsementeerunud kehad tekkisid. Kaltsiit esineb tsemendis peamiselt võrdkülgsete või veidi väljavenitatud kujuga rombilaadsete kristallidena, mis viitab tsemendi tekkimisele aeglasema vooluvee või hoopiski selle puudumise korral. Sellisel juhul tekib küll väiksem arv kristalle, kuid see-eest on need suuremad ja selgemini eristatavad. Sageli võib tuvastada ka mitmeetapilist tsementatsiooni, kus algselt on peeneteraline tsemendimass sadestunud purdtera ümber ning seejärel on kaltsiidikristallid hakanud kasvama vaba pooriruumi suunas, mis kokkuvõttes viitab settimistingimuste muutustele, kus algne kiirem veevool on asendunud aeglasema ja rahulikuma veekeskkonnaga.

Kui liustikuaegses keskkonnas kujunenud karbonaatsete mineraalide kristallide välisilme annab meile aimu, millises veelises keskkonnas tsementeerunud kihid ja sambad kujunesid, siis settinud karbonaatide isotoopkoostis peegeldab nende tekkimisaegseid kliimatingimusi. Kaltsiidi süsiniku- ja hapnikuisotoopide koostis sõltub lähtevee isotoopide suhtest ning temperatuurist, milles settimine aset leidis, samuti kaltsiidi küllastusastmest lähtelahuses ja settimismehhanismist. Analüüsitud kaltsiidi hapniku isotoopkoostis viitab, et algne lahus, millest karbonaatne tsement välja sadestus, oli tõenäoliselt liustiku sulavesi, kuid tsemendi väljasettimise hetkeks oli liustikuvesi segunenud põhjavee ja sademeteveega, mis näitab, et tsemendid tekkisid soojemal perioodil. Kaltsiidi süsiniku isotoopkoostis viitab samuti pigem pärastjääaegsele tsementeerumisele, olles seotud suurema hulga süsihappegaasi omandamisele atmosfäärist ja pinnasest.

Lähtuvalt tsemendi esinemisvormist ja kaltsiidi kristallide morfoloogiast võib järeldada, et peamiselt on tsemendi teke aset leidnud veelises keskkonnas, ulatuslike tsemendikihtide puhul pigem stabiilsemas ja rahulikumas vees, tsementeerunud sammaste puhul aktiivsemalt ringlevas vees. Kuigi tsementeerunud kehade teket võiks esmapilgul seostada jäätumisperioodi ja jahedama kliimaga, siis muutused isotoopkoostises viitavad võimalusele, et tõenäoliselt kujunesid need hoopiski pärastjääaegsel perioodil, mida iseloomustab juba tunduvalt soojem kliima.

Autor: 

Pille Lomp (pille.lomp@ut.ee) ˗ Tartu Ülikooli geoloogia osakond, Ravila 14A, 50411 Tartu

Toimetas: Sirle Liivamägi