Kivimid ja nende teke

Geoloogid suudavad mitmesuguste uurimis­viisidega kindlaks määrata kivimite vanust. Vanimad teadaolevad kivimid on leitud Gröönimaal. Need on umbes 3,8 miljardit aastat vanad.

Paljusid kivimeid ja setteid oskavad inimesed oma tarbeks kasutada. Neist saadakse ehitusmaterjale, sulatatakse metalle, neid põletatakse energia saamiseks, kasutatakse keemia­tööstuses näiteks ravimite, plasti, väetiste, riide jm valmistamiseks. Kindlasti on kivimid väga tänuväärne materjal kunstiteoste – skulptuuride, ehete jm loomiseks.

Maapõues olevaid aineid, mida inimesed saavad oma eluks kasutada, nimetatakse maavaradeks.

Mis on keemiline element?

Element
Keemiline element on ühesugustest aatomitest koosnev aine. Näiteks süsinik – C.

Mis on mineraal?

Mineraal
Mineraal on kindla kuju ja kristallilise struktuuriga looduslik tahke aine. Näiteks süsinikust koosnev teemant

Mis on kivim?

Kivim
Kivim on mineraalide kogum. Näiteks graniit.

Vastavalt uurimisobjektile tuleta kaks uut teadusharu:

mineraal + teadus = teadus  ehk mineraloogia

kivimid + teadus = teadus  ehk petroloogia

  • kvarts
  • vilk
  • päevakivi

Tardkivimid

Kivimid on maakoores tekkinud erineva keemilise koostise ja omadustega ühendid, mis on enamasti liitained. Tekke järgi jagunevad nad tard-, sette- ja moondekivimiteks. Tardkivimid tekivad hõõguva laava või magma jahtumisel ja tardumisel maapinnal või maakoore lõhedes (joonis 3.5.1).

Joonis 3.5.1. Kivimiringe. Magma või laava jahtumisel ja tardumisel tekivad tardkivimid. Aja jooksul tardkivimid purunevad ja settivad, nii tekivad setted ja nendest omakorda settekivimid. Nii tard- kui ka settekivimid võivad laamade liikumisel sattuda sügavale. Seal on väga kuum ja kõrge rõhk. Sellistes tingimustes kivimid muutuvad – tekivad moondekivimid. Miljonite aastate jooksul võivad need omakorda maapinnale sattuda ja puruneda või sügavamal ära sulada. Ringe algab uuesti.

Massi järgi on enamik maakoore kivimeid tardkivimid. Nad erinevad koostise poolest ja seetõttu kannavad ka erinevaid nimetusi, näiteks graniit, basalt, rabakivi, gabro, pimss, tuff jne. Eestis esinevad nad ainult rändkivide ja suurte rändrahnudena, sest ammu tardunud kivimite peal lasuvad meil settekivimid. Rändrahnud on siia toonud põhja poolt mandrijää.

Mitmes värvitoonis, enamasti hall, roosakas või punakas ning jämedateraline graniit on levinud tardkivim.
Kunda lähistel Letipea neeme tipus asuv Ehalkivi on üks Eesti suurimaid graniidist rändrahne. Tema kõrgus on 7,6 m ja ümbermõõt 49,6 m.

Settekivimid

Kui kivimeid kulutab vesi, mõjutab temperatuuri muutumine, tuul, jää, taimede ja loomade tegevus, siis kivimid lagunevad suuremateks ja väiksemateks tükkideks – nad murenevad. Nii tekib uus peene­teralisem murend­materjal ehk murend. Sel viisil tekkinud kivid, kruus, liiv ning muud pudedad setted moodustavad mitme­suguseid pinna­vorme (künkad, kõrgustikud, luited jm). Ajapikku kantakse neid moodustanud materjal vooluvee, tuule, jää ja teiste loodus­tegurite poolt veekogudesse, kus nad settivad üksteise peale ehk ladestuvad setetena. Pika aja jooksul muutuvad setted oma raskuse mõjul tihedaks ja neist moodustuvad settekivimid, näiteks liivakivi ja kiltkivi (joonis 3.5.1 ja 3.5.2). Settekivimid, näiteks lubjakivi moodustuvad ka siis, kui loomade või taimede jäänused vees lagunevad, teevad läbi mõningaid keemilisi muutusi ja kivistuvad.

Joonis 3.5.2. Pudedate setete tihenemine ülemiste kihtide raskuse mõjul ja muutumine kivimiks.​

​Eestis esinevadki aluspõhjas settekivimid, mis moodustusid 600–350 miljonit aastat tagasi. Põhja-Eestis on ülekaalus lubjakivid ja Lõuna-Eestis liivakivid. Mõlemad on enamasti kaetud pudedate setetega. Kivimid paljanduvad jõeorgudes, Põhja-Eesti paekaldal, karjäärides ja mujal.

Pankrannik, kus on vaadeldavad rõhtsad kihid.
​Sellel paljandil on näha settimise teel tekkinud kivimikihid.

Väga ammu elanud organismide jäänuseid või nende jälgi kivimites nimetatakse kivististeks ehk fossiilideks. Nii on tekkinud kriit, lubjakivi, põlevkivi, fosforiit, kivisüsi jt (joonis 3.5.3).

Kivisüsi on fossiilne kütus.
Põlevkivi on fossiilne kütus.
Kivistunud ammoniit
Kivistunud trilobiit
Kivistised lubjakivis
Joonis 3.5.3. Kivisöe tekkimine. Lisaks survele on kivisöe tekkimisel olulised veel temperatuurimuutused, mitmesugused biokeemilised protsessid, süsiniku hulga suurenemine setetes jm.

Murenemine

Huvitav on teada, et murenemine võib olla füüsikaline, keemiline või bioloogiline. Füüsikaline murenemine on lihtsamalt öeldes rabenemine. Näiteks kivimi koostises olevate mitmesuguste mineraalide kristallid paisuvad soojenedes erinevalt. Nii tekivad kivimis lõhed ja kivim hakkab pudenema väiksemateks osadeks, kas või liivaks. Lagunemisele aitab kaasa lõhedesse sattunud vesi – ta uhub sealt välja väikesi terakesi ja külmudes laiendab pragusid.

Keemilist murenemist ehk porsumist põhjustavad õhus sisalduv süsi­happe­gaas ja hapnik, mis koos veega lagundavad kivimit. Päris kergesti lahustuvad vees näiteks lubjakivi, kips, kivisool.

Bioloogilises murenemises on peategelased taimed ja loomad. Taimed, mille seemned on kivipragudes suutelised idanema ja lähevad kasvama, laiendavad ja süvendavad oma juurtega pragusid. Nendesse koguneb ka orgaanilist ainet, mis on omakorda eelduseks mulla tekkimisele. Puud ja põõsad on võimelised kasvama ka esmapilgul täiesti siledal aluspinnal. Kaevates urgusid või rajades pesasid, aitavad murenemisele kaasa ka loomad.

Kivimite murenemine on ühtne protsess, kus samaaegselt toimuvad kõik eelpool nimetatud murenemise liigid. Sooja ja niiske kliimaga aladel on ülekaalus porsumine, külmadel ja kuivadel aladel aga rabenemine. Kui kivim­materjal on murendatud väiksemateks osakesteks, allub ta hõlpsamini teistele välisteguritele.

Moondekivimid

​Kord tekkinud tard- ja settekivimid võivad seoses laamade liikumisega ja maakoores toimuvate muutustega sattuda jälle maakoore sügavamatesse kihtidesse, kus neid mõjutavad suur kuumus ja kõrge rõhk. Siis kivimid osaliselt sulavad, nende omadused muutuvad ja tekivad moondekivimid (joonis 3.5.1 ja 3.5.4). Graniidist saab vöödiline gneiss, liivakivist kvartsiit, kivisüsi muutub grafiidiks (näiteks hariliku pliiatsi südamik on grafiidist), lubjakivi muutub marmoriks.

Joonis 3.5.4. Näide, kuidas suur kuumus ja rõhk võivad moondada nii tard- kui ka settekivimeid, see tähendab muuta neid moondekivimiteks.
Maailmas on tuntud marmori kaevandamise
​poolest Carrara piirkond Itaalias.

Küsimused

  1. Nimeta, millistesse suurtesse rühmadesse jagunevad kõik maakoore kivimid.
  2. Too näiteid iga kivimirühma kivimitest.
  3. Selgita kivimiringe joonise 3.5.1 abil, kuidas võivad muutuda:
    • ​tardkivimid settekivimiteks,
    • ​settekivimid moondekivimiteks,
    • ​tardkivimid moondekivimiteks.
  4. Millist tüüpi kivimeid esineb Eestis kõige rohkem? Miks?
  5. Too 2–3 näidet erinevate kivimite esinemise või kasutamise kohta.
  6. Õpi kooli kivimikollektsiooni abil tundma kivimeid.
  7. Kus saab kivimite tundmist õppida ja harjutada?
  • liivakivi
  • lubjakivi
  • marmor
  • basalt
  • graniit
Suur Sfinks Egiptuses

USA presidendid, Mount Rushmore

Petra kaljulinn Jordaanias

Taj Mahal Indias

Pikk Hermann Tallinnas