Harjujakso

Harjujakso on harjuista, harjuselänteistä ja muun tyyppisten viimeisen jääkauden loppuvaiheessa jäätikköjokimuosdostumista syntynyt glasifluviaalinen kokonaisuus, jonka mittasuhteet maastossa voivat olla sadoista metreistä satoihin kilometreihin. Harjut ovat usein pitkiä, muutamasta metristä kymmeniin metriä korkeita ja sivuiltaan jyrkkärinteisiä, lajittueesta hiekasta, sorasta ja kivistä muodostuneita mäkiä. Erittäin pitkiä harjuja kutsutaan harjuselänteiksi ja ne ovat muinoin toimineet kylien välisinä kulkuväylinä. Harjujen korkeus voi niiden pituussuunnassa vaihdella suurestikin. Harjuselänteet voivat maastossa kadota järveen, kulkea veden alla järven pohjassa ja sitten nousta taas vastarannalla näkyviin. Savikkoalueilla harjuselänteet voivat sukeltaa saven sisään ja kulkea maan alla näkymättömissä, ja silti nousta toisaalla savisen maanpinnan yläpuolelle. Välillä harju voi kohota kymmeniä metrejä ympäristöään korkeammalle. Harjut muodostavat usein peräkkäin ja ne voivat silloin muodostaa kymmeniä kilometrejä pitkiä peräkkäisten harjujen tai harjuselänteiden ketjuja, joita on helpompi hahmottaa kartalta. Tällaisia harjujen ketjuja kutsutaan harjujaksoiksi.
Harjujaksoihin kuuluviksi jäätikköjokimuodotelmiksi luetetaan myös jäätikköjoen muodostamat deltat, sandurit, laaksontäytteet ja saumamuodostumat. Harjujaksoissa harjujen välillä saattaa esiintyä myös subglasiaalisia uomia. Harjujaksoiksi ei lueta mannerjäätikön eteen syntyneitä reunamuodostumia kuten esimerkiksi Salpausselkiä, koska niiden syntymekanismi on erilainen.

Jäätikköjoki

Harjujaksot syntyivät mannerjään sisällä virraneiden jäätikköjokien tunneleihin. Jäätikköjoki sai vetensä pääasiassa kahdella eri tavalla. Jääkauden loppuvaiheessa mannerjäätikön sulamisvedet virtasivat puroina jään pinnalla oleviin halkeamiin, jonne ne syöksyivät ja kerääntyivät lopuksi jäätikön pohjalla maaperän ja jään välissä oleviin sulaveden kuluttamiin jäätunneleihin. Toinen sulamisvesilähde syntyi, kun mannerjään kova paine kallioperää vastaan nosti jäätikön alaosan lämpötilan jään sulamispisteeseen ja sulamisvettä alkoi silloinkin kerääntyä maaperän ja jään väliin. Sulana pysyvä vesi kulkeutui kallion halkeamiin ja puristui eteenpäin alkaen virrata. Nykyisiä jäätiköitä tutkimalla on huomattu, että tunnelit saattavat yhtyä toisiinsa muodostaen suurempia tunneleita. Välillä, jäätikön liikkeiden ja maaston muotojen yhteisvaikutuksesta, tunneli saattaa myös haarautua tai se voi vaihtaa suuntaa. 
Vesi kuljetti tunneleissa mukanaan hiekkaa ja kiviä, jotka olivat joutuneet jäätikköjokien tunneleihin. Tunnetuin jäätikkötunnelin jäänne on pitkä, kapea ja yhtenäinen harjuselänne, joka voidaan havaita kulkevan maastossa tiettyyn suuntaan. Maastossa olevia viime jääkauden aikaisia harjujaksoja tutkimalla on niiden havaittu muodotavan peräkkäisiä harjujen ketjuja, jotka haarautuvat ja yhtyvät toisiinsa muodostaen verkkomaisesti toisiinsa kytkeytyviä harjujaksoja. Jääkauden mannerjäätikössä jäätikköjoet toimivat siis samalla tavalla kuin nykyisissä jäätikköjoissa.
Vaikka jäätikköjokitunneli muodostui paikallisesti kallioperän ruhjeiden suuntaiseksi, oli sen globaalinen suunta kuitenkin riippuvainen mannerjäätikön virtaussuunnasta. Jäätikköjoelle syntyi suunta, kun sen vesi tunkeutui mannerjään halkeamiin, jotka muodostuivat liikkuvan jään murtuessa kallioperän korkeuseroissa. Toinen syy virrata kohti mannerjään reunaa, johtui siellä vallinneesta pienemmästä paineesta. Mannerjäätikön sulamisvaiheessa ohenevan jään reuna-alueiden pohjalla oli matalampi paine kuin paksumman jään alueilla, joten vesi virtasi korkeammasta paineesta matalampaan paineeseen päin. Jäätikkötunnelit syntyivät usein muutamien kymmenien kilometrien, joskus jopa sadan kilometrin, etäisyydellä jäätikön reunasta.

Harjujen maa-aines

Suuret mannerjäätiköt liukuivat pienempien jäätiköiden tapaan painovoiman vaikutuksesta alamäkeen ja ylempänä olevat jäätiköt työnsivät painollansa alempana olevia, mutta tasaisella alueella sijaitsevia jäätikön osia eteenpäin. Suomen alueilla mannerjäätikkö saattoi jääkauden aikana olla satoja metrejä paksu, mutta jääkauden kylmimpinä aikoina se oli lähes kolme kilometriä paksu. Jään valtava paino kalliota vasten mursi sen pintaa ja jäätikön liukuminen siirsi kalliosta irronneet lohkareet mukanaan. Liukuvan jäätikön mukaan tarttui lohkareiden lisäksi myös kiviä, soraa, hiekkaa, silttiä, hiesua ja savea (katso maalajit). Tämä aines jäätyi joskus takaisin kallion pintaan ja muodosti mannerjäätikön pohjalle moreenikerroksia.
Harjuissa oleva kiviaines ei ole moreenia, vaan se on selvästi vedessä huuhtoutunutta maa-ainesta, joka on lisäksi lajittunutta. Se kiviaines, joka joutui jäätikkötunnelin virtaavan veden mukaan, huuhtoutui virran vetämänä eteenpäin. Moreenissa oleva savi värjäsi veden sameaksi, kevyt hiekka ja siltti pyöri virran mukana valtoimenaan, sora ja kivet pyöriskelivät jäätikköjoen pohjaa myöten veden virran kuljettamina. Jäätikköjoen suvannoissa jäivät kivet ja sora makaamaan tunnelin pohjalle, mutta hiekka, siltti, hiesu ja savi jatkoivat eteenpäin. Virta hiljeni joskus tunnelin laajentuessa, mutta usein hiljeneminen tapahtui vasta jäätikötunnelin suuaukon ulkopuolella. Kun virta asteittain hiljeni, laskeutui tunnelin pohjalle ensin hiekka ja sitten siltti ja hiesu. Savi kulkeutui hitaastikin virtaavan veden mukana ulos mannerjäätikön tunnelista esimerkiksi jääjärveen tai muinaiseen Itämereen eli Baltian jääjärveen. Vasta siellä alkoi savi laskeutua vesistön pohjalle muodostaen savimaakerroksen.
Jäätikkötunnelin virtausnopeuksia voidaan tutkia harjujakson poikkileikkauksia tutkimalla. Hiekan- ja soranotto synnyttää suuren sorakuopan, jonka reunoja tutkimalla saadaan harjun sisäosista käsityksen. Tunnelin pohjalle ensiksi painuneet pyöristyneet kivet löytyvät harjun pohjalta, sora ja hiekka kivien päältä ja ylin kerros on yleensä hienoa hiekkaa. Kun jäätikkötunnelin seinämät sulivat pois, valui päällä oleva hiekka alas pitkin harjun rinteitä peittäen harjun sivut kokonaan. Tämä tapahtui usein vedenpinnan alla, joten harjun rinteistä tuli veden alla melko jyrkkiä. Kun harju kohosi maankohoamisen seurauksena vedestä, muovasi aallokko harjun rinteitä vielä kerran.

Harjun ja harjujakson ikä

Mannerjään reuna perääntyi Suomessa viime jääkauden lopussa 100–300 metriä vuodessa, joskus jopa puoli kilometriä vuodessa. Perääntyminen tapahtui kesäisin, kun reunasta lohkesi jääkappaleita sortumalla tai irtoamalla sekä lämpiminä päivinä sulaamalla. Talvella jäätikkö ei enää sulanut ja sen reuna saattoi jopa liukua etenpäin, mutta kesän ja talven yhteisvaikutus näkyi maastossa reunan perääntymisenä. Jään alta paljastuneet harjuselänteet ja jään reunan eteen purkautuneet hiekka- ja kivimassat muodostivat jään eteen vuosittaisen muodostuman. Seuraavana kesänä syntynyt muodostuma sijoittui edellisvuoden muodostuman taakse. Kun mannerjään reuna perääntyi vuosittain näin, syntyi peräkkäisiä muodostumia, jotka ovat harjujakson eri-ikäisiä kohtia. Kun Etelä-Suomessa jään reuna saattoi perääntyä 350–400 metriä vuodessa , oli Pohjois- ja Itä-Lapissa reunan perääntymisvauhti samaan aikaan 140–170 metriä vuodessa. Harjujakson toinen pää on siten paljon vanhempi kuin sen toinen pää. Jos harjujakso on muodostunut pohjois-etelä-suuntaiseksi, on jäänreunan perääntymisvauhti täytynyt vaihdella eri aikojen ilmaston vaikutuksesta sekä syntyneen harjunosan leveysasteen mukaisesti.