Maalaji
Maalaji on geologisten prosessien tuloksena syntynyt maakerrostumatyyppi.
Pääosa Suomen maalajeista on syntynyt jääkauden loppuvaiheessa tai sen jälkeen. Syntytapansa perusteella maalajit jaetaan "kivennäismaalajeihin" (minerogeenisiin maalajeihin), "eloperäisiin maalajeihin" (organogeenisiin maalajeihin) ja "kemiallisiin sedimentteihin".
Maalajiryhmä on useasta maalajista muodostettu ryhmä. Maalajit ryhmitellään syntytavan, niiden sisältämän eloperäisen eli orgaanisen aineksen pitoisuuden ja niiden kivennäisaineksen maalajitteiden määrien eli niiden raekoostumuksen perusteella.
Maalajiluokitus tarkoittaa maa-aineksen luokittelemista eri maalajeiksi, eri maalajien määrittelyä ja maalajien luokittelua eri maalajiryhmiin. Eri aloilla käytetään erilaisia maalajiluokituksia. Maataloudessa käytetään agrogeologista luokittelua, ja rakennusteknisiä tarpeita varten on luotu geotekninen maalajiluokitus.
Kivennäismaalajit ovat syntyneet kallioperästä irronneesta ja hienontuneesta kiviaineksesta. Suomessa ja muilla mannerjäätikön aikoinaan peittämillä alueilla tämä on pääosin tapahtunut jäätikön ja sen sulamisen vaikutuksesta. Kivennäismaalajit voidaan edelleen jakaa "lajittumattomiin" moreeneihin sekä "lajittuneisiin" maalajeihin. Lajittuneessa maalajissa on vallitsevana yksi tai kaksi maalajitetta. Kivennäismaalajit voidaan myös jaotella "kitkamaalajeihin", joiden rakeita pitää koossa rakeiden välinen kitka (esim. sora ja hiekka) ja "koheesiomaalajeihin", joiden rakeita koossapitävänä voimana on sekä kitka että koheesio. Kivennäismaalajien luokittelu maataloudessa (agrogeologinen luokittelu) perustuu maa-aineksen raekokoon. Suomessa maalajien luokittelun pohjana käytetään Albert Atterbergin 1900-luvun alussa kehittämää raekokoluokitusta. Eri raekokoja vastaavat maalajitteet on esitelty kohdassa maalajite.
Maalajit nimetään vallitsevan maalajitteen mukaan. Koska kaikki välimuodot ovat mahdollisia, on usein tarpeellista mainita, mihin suuntaan maalaji poikkeaa perustyypistään. Maalajin nimeä täydennetään tällöin seuraavilla lisämääreillä:
Turvemailla ilmoitetaan myös maatumisaste H1...H10.
Louhikko (lyhenne Lo) on maalaji, jonka pääasiallisena aineksena ovat raekooltaan yli 200 mm olevat lohkareet. Kivikon (Ki) pääasiallisena maa-aineksena ovat 20–200 mm kokoiset kivet.
Soran (Sr) vallitseva raekoko on 2–20 mm, ja se sisältää pääasiassa kiviä, soraa ja hiekkaa. Kivet ovat ainakin jossain määrin pyöristyneitä ja puhdaspintaisia. Sora on hyvin vettäläpäisevä maalaji, koska sen hienot ainekset ovat huuhtoutuneet pois. Se on useimmiten "someroa" eli harjusoraa, jossa on kiviä 10–50 painoprosenttia, tai rantasoraa. "Moro" on rapakiven rapautuessa syntynyttä soraa.
Moreenimaat (Mr) ovat lajittumattomia tai hyvin vähän lajittuneita maalajeja, joissa on useita tai kaikkia maalajitteita sekaisin. Ne ovat syntyneet jääkaudella jään jauhaessa kalliota tai maalajeja pienemmiksi kappaleiksi, jotka sitten ovat kasautuneet sekaisin. Moreenimaan väri on usein ruskea tai ruskean harmaa, ja sen sisältämät kivet ovat särmikkäitä, ja kivien pintaan on iskostunut hienoainesta. Hienojakoiset ja vähäkiviset moreenimaat soveltuvat myös pelloiksi, muut vain metsämaaksi. Vallitsevan maalajitteen perusteella moreenimaat jaetaan seuraavasti:
Hiekkamaat (Hk) ovat syntyneet veden lajiteltua moreenimaiden aineksia. Maa-aines on yleensä irtonaista ja rakeet paljain silmin nähtävissä. Karkea hiekka (KHk) on maalaji, jossa vallitsevana lajitteena ovat 0,6–2,0 mm kokoiset rakeet. Se on viljelyyn kelpaamaton ja metsämaanakin vähätuottoinen, mutta teknisiin tarkoituksiin hyvin käyttökelpoinen. Hieno hiekka (HHk) on maalaji, jossa 0,2–0,6 mm kokoiset rakeet ovat vallitsevina. Se sisältää hiesua yleensä vähän, mutta savea voi olla 5 painoprosenttia.
Hietamaat (Ht) ovat usein kellanruskeita tai kellanharmaita. Veden voimakkaan kapillaarisen nousun vuoksi (hikevä maa) hietamaat ovat parhaita viljelysmaita. Karkea hieta (KHt) on maalaji, jonka vallitseva lajite on 0,06–0,2 mm. Sen rakeet ovat vielä paljain silmin nähtävissä. Savilajitetta on yleensä alle 10 painoprosenttia ja hienoa hiekkaa usein melko paljon. Hienon hiedan (HHt) vallitseva maalajite on 0,02–0,06, ja sen rakeita on vaikea erottaa paljain silmin. Savilajitetta on yleensä alle 20 %. Hieno hieta on pehmeää ja löyhästi kokkareista.
Lössi on tuulen kerrostamaa hienoa hietaa, jonka raekoostumus Suomessa on 0,02–0,06 mm. Keski-Euroopan lössikerrostumien raekoostumus on 0,01–0,05 mm. Suomen lössikerrostumat Salpausselkien alueilla syntyivät pian jääkauden jälkeen ennen kuin kasvillisuus sitoi maa-ainekset paikalleen. Liejuinen hieta (ljHt) sisältää liejua 2–6 painoprosenttia. Pienikin eloperäisen maalajin osuus vaikuttaa paljon maan fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Lietehieta on syntynyt tulvan aikana, kun hietaan on sekoittunut eloperäistä ainesta.
Hiesun (Hs) vallitseva maalajite on 0,002–0,02 mm, ja se on väriltään vaaleanharmaata. Saveksen osuus on tavallisesti 20–30 painoprosenttia. Kuivan hiesukappaleen voi hienontaa sormin. Kostean kappaleen voi taputella kittimäiseksi, mutta kappale murtuu heti, jos sitä yrittää venyttää. Hiesu ei ole sitkeää eikä muovailtavaa. Yleisimpiä ovat maalajit, joissa on hiesua 40–60 %. Tällaisia ovat hietainen hiesu, savinen hiesu ja liejuhiesu. Hiesun kansanomaisia nimityksiä ovat juoksusavi, hyllysavi ja aulu.
Liejuhiesu (ljHs) eli urpahiesu sisältää liejua 2–6 painoprosenttia. Sitä tavataan yleisesti Pohjanmaalla. Kuivana liejuhiesu on hiesua kovempaa ja rakoilevampaa. Hiue (He) on maalaji, jossa hiesua on alle 50 %, hietaa ja hiekkaa 20–50 % ja savesta alle 30 %.
Savimaitten lyhenne on S. Kostea savi on sitkeää ja muovailtavaa, kuivana savi on kovaa ja halkeilevaa. Kuivaa savipalasta ei saa sormin hienonnettua jauhoksi. Karkea savi (0,0002–0,002 mm) on vaalean harmaata, hieno savi (< 0,0002 mm) on ruskehtavan harmaata, kosteana sitkeää ja kuivana kovaa. Savimaita on Pohjanlahden rannikolla ja Pori–Kouvola-linjan eteläpuolella.
Aitosavi (AS) on maalaji, jossa saveksen osuus on yli 60 painoprosenttia, jopa 95 %. Hiesua siinä on noin 20 % ja hietaa hyvin vähän. Sitä kutsutaan myös jäykkäsaveksi tai lihavaksi saveksi. Hietasavessa (HtS) saveksen osuus on 30–60 %, yleensä vain 30–40 %. Hiesusavessa (HsS) saveksen osuus on 30–60 %, useimmiten 40–60 %, ja hiesua on noin 40 %. Jos hietalajitteen osuus on tuntuva, käytetään nimitystä "hietainen hiesusavi".
Liejusavessa (LjS) saves on pääaines, mutta se sisältää eloperäistä ainesta (2–6 %). Liejusavi on syntynyt jääkauden jälkeen meren, järvien ja jokien rannoille. Urpasavi on rannikon liejusavea, jossa on paljon suolaa. Rikkiyhdisteet värjäävät liejusaven mustaksi ja tällaista savea kutsutaan sulfidisaveksi. Kostea liejusavi on ruskehtavan tai vihertävän harmaata ja muovailtaessa helposti repeilevää. Se kutistuu ja halkeilee kuivuessaan voimakkaasti ja murenee muruiksi eikä jauhoksi. Hiuesavessa (HeS) on savesta 30–60 %, hiesua 20–50 % sekä hietaa ja hiekkaa 20–50 %.
Eloperäisissä maalajeissa on vähintään 20 painoprosenttia eloperäistä ainesta (liejuissa >6 %), loppuosa on kallioperän rapautuessa syntyneitä kivennäismaalajeja. Eloperäistä ainesta kertyy maahan kasvien kuolleista lehdistä, oksista, kuolleiden kasvien juurista ynnä muusta karikkeesta. Kasvien kuollessa alkaa kasvisolun hajoaminen, ja osittain hajonneita kasvinosia kertyy maahan. Samoin kuolleiden eläinten hajoamistuotteista syntyy maahan eloperäistä ainesta. Näissä maalajeissa eloperäisen aineksen osuus on vallitseva, sillä sen tiheys on paljon pienempi kuin kivennäisaineksen. Suomessa ja muissa Pohjoismaissa, samoin kuin muilla mannerjäätikön aiemmin peittämillä alueilla suuri osa eloperäistä maalajeista on syntynyt viimeisen jääkauden jälkeen.
Turvemaaksi nimitetään maalajia, jonka painosta vähintään 40 prosenttia on eloperäistä ainesta. Turvemaat sisältävät enemmän tai vähemmän maatuneita kasvinosia, ja ne luokitellaan sen perusteella, minkä kasvin jäännöksiä ne sisältävät. Turvemaiden lyhenteissä käytettävät kirjaimet perustuvat seuraaviin sanoihin:
Liejut ovat useimmiten syntyneet siten, että muualta tullut (alloktoninen) aines on kerrostunut avoveteen. Turpeet sen sijaan ovat syntyneet paikalla kasvaneen kasvillisuuden jäännöksistä eli autoktonisesta aineksesta.
Lieju (Lj) sisältää kasvien ja eläinten jäännöksistä sekä kivennäisaineksesta järvien ja merien pohjaan syntyneitä kerrostumia. Liejut lajitellaan eloperäisiksi maalajeiksi muodostumisen perusteella, vaikka eloperäisen aineksen osuudeksi niissä riittää 6 painoprosenttia. Jos eloperäistä ainesta on 2–6 %, maalaji luokitellaan kivennäismaalajeihin. Kyseessä on tällöin liejuinen hieta, liejuhiesu tai liejusavi. Lieju on märkänä puuromaista ainetta, joka kutistuu ja halkeilee kuivuessaan. Kuiva lieju on yleensä kevyttä ja kovaa. Liejut voidaan jaotella syntypaikkansa perusteella tai kivennäismaalajitteen mukaan:
Karkeadetrituslieju (Kdlj) on ruskeaa, matalaan veteen syntynyt kerrostuma, jossa on vesieläinten ulostuksia (detritus), kasvijätettä, siitepölyä, itiöitä, piileviä, hyönteisten jäännöksiä sekä kivennäisrakeita.
Hienodetrituslieju (Hdlj) on hienojakoisempi syvempään veteen syntynyt kerrostuma, joka on väriltään vihertävää. Hienodetrituslieju voidaan jaotella koostumuksensa mukaan seuraavasti:
Kalkkilieju on runsaasti kalkkiyhdisteitä sisältävää liejua. Kun tätä kellertävää tai vihertävää maalajia kostuttaa suolahapolla, poistuu siitä sihisten hiilidioksidia. Simpukkamaa eli kuorimerkeli on muodostunut simpukoiden ja kotiloiden kuorista. Meren aallot ovat murskanneet kuoria ja kasanneet niitä sopivan kohoutuman juurelle. Suomen suurimmat simpukkamaaesiintymät ovat Nauvossa ja Hiittisissä.
Muta muodostuu eloperäisen aineksen osaksi veteen liuenneista ja osaksi kiinteistä hiukkasista, joita kulkeutuu veden mukana ympäristöstä järveen. Järvessä aines saostuu ja kerrostuu pohjaan. Järvimutaa (Jm) eli muraa syntyy tyypillisesti humusaineiden ruskeaksi värjäämässä vedessä. Turvemutaa syntyy veden kuljettaessa hienoa turvetta mukanaan. Kuljumutaa syntyy rahkasoiden lampikuljuihin. Tyypillisesti muta tummuu kuivuessaan samalla, kun se kutistuu ja kovettuu. Sen sijaan liejut tavallisesti vaalenevat kuivuessaan. Kivennäisainesta on mudassa yleensä vähemmän kuin liejussa.
Multamaaksi (Mm) nimitetään maalajia, jonka painosta vähintään 20 prosenttia on eloperäistä ainesta. Multamaa on usein syntynyt siten, että ihminen on ottanut viljelyskäyttöön ohuen turvekerroksen sisältävän suon. Maata muokattaessa turve ja kivennäismaa ovat sitten sekoittuneet. Lehtomulta (Lm) esiintyy lehtometsien pintamaalajina. Kangashumus (Kh) esiintyy kangasmetsien pintamaalajina.
Saraturvetyyppejä on neljä: ruskosammalsaraturve (BCt), saraturve (Ct), metsäsaraturve (LCt) ja rahkasaraturve (SCt) Sarojen jäännökset ovat vallitsevia, mutta esimerkiksi rahkasaraturve sisältää myös paljon rahkasammalten jäännöksiä.
Geologiassa käytetään erilaista turpeiden luokitusta, joka on selostettu kohdassa geologinen turveluokitus.
Rahkaturpeita puolestaan on kolmea erilaista: sararahkaturve (CSt), metsärahkaturve (LSt) ja rahkaturve (St). Sararahkaturpeessa rahkasammalten jäännökset ovat vallitsevia, mutta se sisältää myös paljon sarojen jäännöksiä. Rahkaturpeessa rahkasammalien jäännökset ovat vallitsevia.
Kemiallisia sedimenttejä nimitetään myös erikoismaalajeiksi.
Vivianiitti eli sinimaa on rautafosfaattia, jota esiintyy savessa täplinä ja turpeissa sideriitin kanssa laikkuina. Hapettumattomana se on valkoista tai kellertävää, mutta se muuttuu ilmassa siniseksi. Sideriitti on murenevaa rautakarbonaattia, joka on tavallisesti hapettunut raudan oksideiksi ruskeaksi tai punaruskeaksi. Rautaokra eli keltamulta on murenevaa rautaoksidien seosta.
Suomalmi eli limoniitti on turpeissa esiintyvää kovaa rautaoksidia. Järvimalmiksi kutsutaan järvien pohjaan saostunutta rauta(III)hydroksidia. Järvikalkki on valkoista, miltei puhdasta kalsiumkarbonaattia (CaCO). Doppleriitti on lähes puhdasta turpeesta irronnutta humusta, joka liuettuaan veteen on kerrostunut suon pohjalle. Tätä pikimustaa hyytelömäistä massaa voidaan nimittää orgaaniseksi suomineraaliksi.
Maatalousmaa luokitellaan raekoostumuksen lisäksi maan multavuuden mukaan. Multavuus tarkoittaa eloperäisen aineksen osuutta maassa. Seuraavassa ensin nimitys, lyhenne ja eloperäisen aineksen osuus painoprosentteina:
Rakennustekniikan tarpeita varten on Suomessa käytetty 1970-luvulta lähtien geoteknistä maalajiluokitusta (GEO-luokitus), jonka maalajiryhmät ovat
eloperäiset maalajit (eloperäistä ainesta > 20 painoprosenttia) ja kivennäismaalajit (eloperäistä ainesta ≤ 20 painoprosenttia). Kivennäismaalajit jakaantuvat seuraavasti:
Maa-aineksen raekoko selvitetään seulomalla se seulasarjalla. Kun seulonnan tuloksista piirretään graafinen käyrä (rakeisuuskäyrä), nähdään minkä raekoon kohdalle osuu läpäisyprosentti 50. Tämä raekoko eli keskiläpimitta ilmaistaan tunnuksella d. Raekokosuhde C on raekoko läpäisyprosentin 60 kohdalla jaettuna raekoolla läpäisyprosentin 10 kohdalla eli d / d. Maalaji on tasarakeinen, jos sen raekokosuhde on ≤ 5, sekarakeinen, jos sen raekokosuhde on > 5...15 ja suhteistunut, jos sen raekokosuhde on > 15.
Maalajia nimettäessä todetaan ensin onko maa-aineksessa yli vai alle 20 painoprosenttia eloperäistä ainesta. Seuraavaksi tutkitaan kivennäismaalajien läpäisyprosenttia 50 vastaava raeläpimitta d. Savet nimetään kuitenkin saveksen määrän perusteella. Lopuksi katsotaan taulukon lajitepitoisuusehtoihin sopiva nimi. Hiekan ja hiekkamoreenin välillä taulukko ei ole yksiselitteinen, joten niiden välillä täytyy tarkastella myös syntytapaa.
Lisämääreitä ovat maalajin kivisyys, lohkareisuus ja turpeen puisuus. Tietoa tarvitaan maalajien käyttöä ja kaivutöitä varten.
Maalajeja kuvailtaessa voidaan käyttää apuna myös niiden rakeiden muotoa, plastisuutta, tiiviyttä, leikkauslujuutta, konsolidaatiotilaa, sensitiivisyyttä, vesipitoisuutta ja routivuutta.
Ruotsin ja Saksan (DIN) maalajiluokitukset ovat melko samanlaisia Suomen GEO-luokituksen kanssa. Muita maalajiluokituksia ovat USCS ("Unified Soil Classification System"), AASHTO ("American Association of State Highway and Transportation Officials") ja FAA ("Federal Aviation Agency"). Muita maaperän ja kallioperän luokituksia ovat rakennusgeologinen kallioluokitus, maalajien kaivuluokitus ja pientalon rakennuspohjan suunnitteluluokitus.
Kansainvälisen standardisoimisjärjestön ISO:n maalajiluokitus on julkaistu vain englanninkielisenä. Seuraavat suomennokset ovat epävirallisia, lähinnä vastaavia suomenkielisiä nimityksiä. Rakeiden koon mukaan nimettävät maalajitteet ("soil fractions") jaotellaan alalajitteiksi ("sub-fractions").
Maalaji nimetään vallitsevan maalajitteen mukaan. Tarvittaessa käytetään lisämäärettä: hiekkainen sora ("sandy gravel, saGr"), sorainen savi ("gravelly clay, grCl") jne.
Vuodesta 1985 lähtien on maaperäkartoissa käytetty seuraavaa moreenien luokitusta:
Geologisessa tutkimuksessa turpeet luokitellaan turpeessa olevien kasvijäännösten perusteella kolmeen pääturvelajiin. Rahka-, ruskosammal- ja saraturve voi yksinäänkin muodostaa turvelajin (maalajin), mutta usein turvelaji sisältää jäännöksiä kahden pääturvelajin kasveista. Lisätekijäksi nimitetään turpeessa olevien muiden kasvien jäännöksiä, joiden esiintyminen ilmaistaan omalla lyhenteellään.