Mallivastaus Tehtävä 1 (6 p). Ratkaisu perustuu geometriaan. Matka, minkä laatantäytyy kulkea saavuttaakseen 100 km syvyyden,

on:

syvyys (a) = kuljettu matka (c) x sinѲ a c

missä Ѳ on alityöntövyöhykkeen kaltevuuskulma

bsinѲ = a/c = vastainen kateetti/hypotenuusa

uudelleen järjestettynä:c = a/ sinѲ = 100 km/sin45 = 100/0,70710678 = 141,42 km

aika (vuosia) = c/vajoamisnopeus = 141,42 km/ 60 x 10-6 km v-1

= 2,357 ≈ 2,36 x 106 v = 2,4 Ma

jos vajoamisnopeus on 10 mm/vuosi: n. 14 Ma

Kysymys perustuu seuraaviin lukion oppikirjoihin:

Brander, N., Hiekka S., Ruth, C. ja Ruth, O. 2012. MANNER. Lukion maantiede GE1Sininen planeetta. Kappale 14. Maa – kolmas kivi Auringosta. Laattatektoniikka.Sivut 88-94.

Den blå planeten. Kärna, mantel och skorpa. Sidor 88-94.

Parmanen, K., Portaankorva-Koivisto, P. ja Sirviö, S. 2008. KERTOMA 2. GeometriaMAB2. Suorakulmainen kolmio ja trigonometriaa. Sivut 70-87.

Mallivastaus Tehtävä 2 (4 p). Aurinkokunta syntyi n. 4,6 miljardia vuotta sittentähtien välisen pöly- ja kaasupilven alkaessa tiivistyä. Tiivistyvään pilveen joutuilähistöllä tapahtuneessa supernovaräjähdyksessä tuhoutuneessa tähdessäsyntyneitä heliumia raskaampia alkuaineita, kuten happea, hiiltä ja rautaa.

Pöly- ja kaasupilvi alkoi tiivistyessään pyöriä synnyttäen kiekkomaisen rakenteen.Kiekon tasossa oleva aines tiivistyi vähitellen aina suuremmiksi kasaumiksi, joistalopulta tiivistyi planeettoja ja niitä kiertäviä kuita. Suurin osa pöly- ja kaasupilvenmateriaalista kasautui kuitenkin nopeasti tulevan aurinkokunnan keskustaan, johonaineksen lämpötilan kasvaessa syntyi lopulta tähti, Aurinko.

Vetovoiman vaikutuksesta raskaimmat alkuaineet kertyivät kiekossa lähemmäksiAurinkoa ja kasautuivat pääosin kiinteiksi kiviplaneetoiksi (Merkurius, Venus, Maa,Mars). Keveämmät alkuaineet jäivät kiertämään Aurinkoa laajemmille radoille jakasautuivat pääosin kaasumaisiksi planeetoiksi (Jupiter, Saturnus, Uranus,Neptunus).

Brander, N., Hiekka, S., Ruth, C. ja Ruth, O. 2012. MANNER. Lukion maantiede GE1Sininen planeetta. Kappale 2. Aurinko – tähti tähtien joukossa. Aurinkokunta. Sivut12-19.

Den blå planeten. Solen och solsystemet. Sidor 12-19.

Mallivastaus Tehtävä 3 (2 p). Happamasta, ryoliittisesta laavasta syntyneettulivuoret purkautuvat voimakkaimmin ja usein räjähdysmäisesti. Ryoliittinen sitkaslaava virtaa suhteellisen hitaasti, sisältää runsaasti kaasuja ja jähmettyy nopeasti jamuodostaen korkeita kerrostulivuoria. Esimerkiksi Krakatau-tyyppi.

Emäksinen, basalttinen laava on kuumaa ja juoksevaa, sisältää vähän kaasuja japurkaukset ovat rauhallisia muodostaen kilpitulivuoria tai laavakenttiä. EsimerkiksiIslanti-tyyppi.

Vaarallisimpia ovat pyroklastiset virrat la laharit.

Brander, N., Hiekka, S., Ruth, C. ja Ruth, O. 2014. MANNER. Lukion maantiede GE3.Riskien maailma. Kappale 3. Laavaa ja räjähdyksiä. Sivut 23-29.

Riskernas värld. Lava och explosioner. Sidor 23-29.

Geologian valintakoe 2016/Helsingin yliopisto Sukunimen 1. kirjain:

Nimi: Henkilötunnus:

TEHTÄVÄ4A.(2p)

Väittämätovatoikeintaiväärin.Merkitserastillaoikeavaihtoehto.(0,5p/oikeavastaus)

Väittämä oikein väärin

A. Elämänvanhanajanmerissäeielänytvieläpiikkinahkaisia X

B. Evoluutioonedellytyksenäonperinnöllinenmuuntelujaluonnonvalinta X

C. Poikkeuksellisissaelinpaikoissaelävätarkitkäyttävätrikkiyhdisteitäenergianlähteenään

X

D. Matelijathallitsivatmaailmaapaleotsooisenmaailmankaudenlopullajamesotsooisellamaailmankaudella

X

TEHTÄVÄ4B.(2p)

Allaonkallioporakaivostajamaaperäänkaivetustarengaskaivostaotettujenvesinäytteidenanalyysitulokset.Mikäväittämistäonoikein,mikäväärin?(0,5p/oikeavastaus)

Analyysitulos(yksikkö) Kallioporakaivo RengaskaivoSähkönjohtavuus(mS/m) 62 14pH 7,6 6Alkalinitetti(mmol/L) 3,5 0,24Ca2+(mg/L) 80 24Mg2+(mg/L) 23 13Fe2+(mg/L) 0,7 0,4Mn2+(mg/L) 0,4 0,2Cl-(mg/L) 35 7F-(mg/L) 1,4 0,10NO3-(mg/L) 0,1 13SO42-(mg/L) 14 5

Väittämä oikein väärin

A. Rengaskaivonveteenonliuennutenemmänioneja X

B. Kallioporakaivonvesionhappamampaakuinrengaskaivonvesi X

C. Kallioporakaivonvedessäonenemmänrautaakuinrengaskaivonvedessä X

D. Rengaskaivonvesionkovempaakuinkallioporakaivonvesi X

Geologian valintakoe 2016/Helsingin yliopisto

Nimi: Henkilötunnus:

TEHTÄVÄ4C.(2p)

Ympyröioikeavaihtoehto(kirjain).Vainyksiväittämäonoikein.(0,5p/oikeavastaus)

A.Oheisessataulukossaonmagnesiuminpysyvienisotooppienosuusjaatomimassa.Mikäonmagnesiuminsuhteellinenatomimassa?

a. 24,1b. 24,3c. 24,6d. 25,2

Ilmakehässäonpieni,suunnilleenvakiomäärähiilen14C-isotooppiaelins.radiohiiltä.Ilmastatätäradioaktiivistaisotooppiajoutuukasveihinjaeläimiin.Kuneliökuolee,lakkaaradiohiilensaantiilmastaja14C-isotoopinradioaktiivinenhajoaminenalkaa.Mittaamallanäytteessäjäljelläolevanradiohiilenosuusvoidaanmäärittäänäytteenikä.Radiohiiliajoitustakäytetäänmm.paleontologiassa.Radiohiilenpuoliintumisaikaon5570vuotta.

B.Näyte,jossaon12,5%radiohiiltäjäljellä,on

a. 5570vuottavanha.b. 11140vuottavanha.c. 16710vuottavanha.d. 33420vuottavanha.

C.Näytteenikäon22280vuotta.Näytteessäonjäljelläradiohiiltä

a. 3,15%b. 6,25%c. 12,5%d. 25%

D.Radiohiileenperustuvallaiänmäärityksellä

a. eivoidamäärittääyli60000vuottavanhojennäytteidenikää.b. voidaanmäärittääyli100000vuottavanhojennäytteidenikää.c. voidaanmäärittääalle100vuottavanhojennäytteidenikää.d. eivoidamäärittää5000-50000vuottavanhojennäytteidenikää.

Isotooppi Atomimassa %-osuusMg-24 24 79Mg-25 25 10Mg-26 26 11

Geologian pääsykoe 17.05.2016 MALLIVASTAUKSET

Tehtävä 5. (6 p.)

Nimi:__________________________________________ Henkilötunnus ___________________

Merkitse kuvaan (numerot 1-6) ja nimeä pieniin laatikoihin kolme (1-3) mannerjäätikön etenemisvaiheenja kolme (4-6) mannerjäätikön sulamisvaiheen kulutus-, kuljetus- tai kasaumamerkkiä. Kuvaa lisäksilyhyesti ko. kerrostuman, muodostuman tai kulutusmuodon aiheuttanut prosessi. Kuvauksen tuleemahtua kunkin numeron ja nimen alla olevaan isompaan laatikkoon. (Oikea nimi + oikea sijoitus + oikea vaihe+ oikea kuvaus = 1p, oikea nimi + oikea sijoitus + oikea vaihe + kuvaus puuttuu = 0,5 p, oikea nimi + oikea sijoitus + oikeavaihe + väärä kuvaus = 0,25 p.)

EtenemisvaiheSilokallio: Etenevä mannerjäätikkö hioo kallion sileäksi. Silokalliot syntyvät, kun jään alle kasautunuthienompi aines hioo kalliot sileiksi jään tulosuunnan puolelta. Jään kulkusuunnan löytää kallion pinnanuurteista ja kouruista, jotka jäätikön pohjalla olleet isommat kivet ovat uurtaneet. Silokalliot ovat jääntulosuunnassa loivia ja suojasivulta rikkonaisia ja jyrkkiä.

Siirtolohkare: Siirtolohkareet ovat kulkeutuneet jään mukana jäätikön etenemissuuntaan. Sulamisvaiheessane jäävät paikoilleen, joskus satojen kilometrien päähän alkuperäisestä paikasta. (Hyväksytään myössulamisvaiheeseen)

Pohjamoreeni: Etenevä jää kulutti kallioperää ja kuljetti irrottamaansa kallioperän mursketta, moreeniamukanaan ja kasasi sopiviin paikkoihin. Moreeni on jäätikön murskaama kallioperän sekoitus, joka koostuuerikokoisista lajitteista hiesu- ja savipartikkeleista kivenlohkareisiin. Pohjamoreeni on kasautunut jäätikönpohjalle tiukasti.

Drumliini: Drumliini koostuu moreenista. Etenevä jäätikkö on muodostanut alleen moreenia ja edetessäänkallion yli, moreeni on jäänyt sijoilleen jäätikön etenemissuuntaiseksi pisaranmuotoiseksi selänteeksi.

Sulamisvaihe

Pintamoreeni: : Etenevä jää kulutti kallioperää ja kuljetti irrottamaansa kallioperän mursketta, moreeniamukanaan ja kasasi sopiviin paikkoihin. Moreeni on jäätikön murskaama kallioperän sekoitus, joka koostuuerikokoisista lajitteista hiesu- ja savipartikkeleista kivenlohkareisiin. Moreeni, joka on kasautunut löyhästimaan pinnalle jään sisältä ja pinnalta. (myös sulamisvaihe)

Keskimoreeni: : Etenevä jää kulutti kallioperää ja kuljetti irrottamaansa kallioperän mursketta, moreeniamukanaan ja kasasi sopiviin paikkoihin. Moreeni on jäätikön murskaama kallioperän sekoitus, joka koostuuerikokoisista lajitteista hiesu- ja savipartikkeleista kivenlohkareisiin. Moreeni, joka on kasautunutjäätikkökielekkeiden saumakohtaan jäätikön sulamisvaiheessa.

Pääte- ja puskumoreeni: Etenevä jää kulutti kallioperää ja kuljetti irrottamaansa kallioperän mursketta,moreenia mukanaan ja kasasi sopiviin paikkoihin. Moreeni on jäätikön murskaama kallioperän sekoitus, jokakoostuu erikokoisista lajitteista hiesu- ja savipartikkeleista kivenlohkareisiin. Pääte- ja puskumoreeni onkerrostunut jäätikön eteen sen sulamisvaiheessa sen uudelleen edetessä.

Harju: Pitkänomainen harjanne, joka syntyi jäätikön sulamisvesien lajittelemasta ja kuljettamasta aineksestajäätikön alle, jäätikköjoen tunneliin. Koostuu pyöristyneistä kivistä ja lajittuneesta sorasta ja hiekasta.Kulkevat jäätikön etenemissuunnassa (Suomessa lounaasta kaakkoon).

Suppa: Harjuaineksen sisään jääneet jäälohkareet sulivat myöhemmin harjun jo ollessa kerrostunut. Jäänsulaessa yläpuolelle kertynyt aines romahti ja maastoon syntyi kuoppa.

Reunamuodostuma: esim. Salpausselät. Jäätikön sulamisvaiheessa jään reuna-asema pysyy paikallaanpidemmän aikaa. Jään reunan eteen jään ja sulamisvesien kuljettamaa ja kerrostamaa moreenia jaharjuainesta l. hiekkaa ja soraa. Glasiaalisten ja glasifluviaalisten prosessien yhteismuodostuma, jotkasyntyivät n. 11000-12000 vuotta sitten. Reunamudostuma noudattaa jään reuna-aseman suuntaa ja onjyrkkäpiirteisempi pohjoispuolelta ja loivempi eteläpuolelta.

Delta: Jäätikköjoen veden kuljettamaa, lajittelemaa ja jokisuulle kerrostamaa ainesta (hiekkaa) laajana,tasaisena, viuhkamaisena muodostumana.

Sandur: Kuivanmaan delta. Syntyi, kun jäätikköjoki laski kuivalle maalle. Pinta on purouomien uurtama.

Lustosavi/savi: Jäätikön edustalla olevan vesistön pohjalle, syvään veteen, kerrostunutta hienoainesta.

TEHTÄVÄ6.(5p)Nimi: Henkilötunnus:

Magmakivilajiengeokemiallinenkoostumusilmoitetaanuseimmitenpääalkuaineidenosaltaoksidimassaprosent-teina.Oheisessataulukossaonilmoitettueräänbasaltingeokemiallinenkoostumus.Teeseuraavattehtävätperus-tuentaulukontietoihinjakäyttäenapunasioheistaalkuaineidenjaksollistajärjestelmää.Vastaaerillisellepape-rillejamerkitselaskuihinkaikkivälivaiheetnäkyviin.

Ainemääränkaavaonn = ୫

- a)Laskenatriumoksidinjaalumiinioksidinkaavamassat(M).(1p)M(Na2O)=2x22.99g/mol+16.00g/mol=61.98g/mol (0.5p)M(Al2O3)=2x26.98g/mol+3x16.00g/mol=101.96g/mol (0.5p)Perustuu:Lehtiniemi,K.&Turpeenoja,L.(2006)Mooli1–Ihmisenjaelinympäristönkemia,s.54.

- b)Kuinkamontagrammaarautaaonyhdenkilogrammanpainoisessabasalttinäytteessä?(1p)

Esim.m(Fe2O3)=13.50%/100%x1000g=135gM(Fe2)/M(Fe2O3)=(2x55.85g/mol)/(2x55.85g/mol+3x16.00g/mol)≈0.6994m(Fe)=0.6994x135g≈94.42gPerustuu:Lehtiniemi,K.&Turpeenoja,L.(2006)Mooli1–Ihmisenjaelinympäristönkemia,s.54–56.

- c)Laskebasaltinrauta-magnesiumatomisuhdeቂ୬(ୣ)୬()

ቃ.(1p)

Esim.Oletetaan100gbasalttia:n(Fe)/n(Mg)=2xn(Fe2O3)/n(MgO)=2x(13.50g/159.70g/mol)/(4.63g/40.31g/mol)≈1.47Perustuu:Lehtiniemi,K.&Turpeenoja,L.(2006)Mooli1–Ihmisenjaelinympäristönkemia,s.54–56.

- d)Mitäalkuainettaonenitenbasaltinkokonaismassasta?Perustelevastauksesimatemaattisesti.(1p)Esim.SiO2kaavamassastayli50%onhappea:M(O2)/M(SiO2)=(2x16.00g/mol)/(28.09g/mol+2x16.00g/mol)≈0.53SiO2onbasaltinyleisinpääalkuaineoksidi(yli50m.%)jakoskahappiesiintyykaikkienmuidenkinpää-alkuaineoksidienkaavoissa,happi(O)onbasaltinyleisinalkuaine.Perustuu:Lehtiniemi,K.&Turpeenoja,L.(2006)Mooli1–Ihmisenjaelinympäristönkemia,s.54–56.

- e)Taulukossaannettujenpääalkuaineidenlisäksibasaltissaesiintyypienissämäärinhivenalkuaineitakutenstrontiumia(Sr).Sr-pitoisuusbasaltissaon250ppm.Kuinkapaljonstrontiumiaonbasaltissamas-saprosentteina?(1p)Esim.ppm=yksimiljoonasosa,1/1000000=0.0001%250ppmx0.0001=0.025m.%Perustuu:Lehtiniemi,K.&Turpeenoja,L.(2006)Mooli1–Ihmisenjaelinympäristönkemia,s.36–37.

TEHTÄVÄ7.(7p)Nimi: Henkilötunnus:

Vastaalyhyestiseuraaviinkysymyksiinerillisellepaperille.

a) Selitäkäsitteetmineraalijakivilaji.(1p)· Mineraalitovaterialkuaineidenmuodostamiakemiallisiayhdisteitä.Jottaainevoidaanluoki-

tellamineraaliksi,sentuleeollakiinteä,homogeeninenjasyntynytluonnonprosesseissa.· Kivilajitkoostuvatyhdestätaiuseammastamineraalista.

b) Nimeäkivilajienkolmepääluokkaajaannaesimerkkijokaiseenpääluokkaankuuluvastakivilajistajasen

syntytavasta.(3p)· Magmakivet(esim.graniitti,gabro,diabaasi,basaltti,hohkakivi):Syntyvätkiteytymälläkivisu-

lastaelimagmasta· Metamorfisetkivet(esim.gneissi,marmori,kiilleliuske,kvartsiitti):Syntyvätkunkorkeapaine

jalämpötilamuuttavatalkuperäistenkivilajienfysikaalisiajakemiallisiaominaisuuksiapääosinkiinteässämuodossa.

· Sedimenttikivet(esim.kalkkikivi,konglomeraatti,hiekkakivi,savikivi):Syntyvätkunkerrostu-neidensedimenttienpainonostaapainettaalemmissakerrostumissa,niinettäneiskostuvatelikivettyvät(diageneesi).

c) Allaolevaankarttaanonmerkittytyyppiesimerkkejäkolmenkivilajipääluokansynty-ympäristöistä(ruu-

dutA,BjaC).Yhdistäkivilajienpääluokatniilleparhaitensopivaansynty-ympäristöönjaperusteleva-lintasi.(3p)

· A:Metamorfistenkivien tyypillinen synty-ympäristö:Poimuvuoristo, jonka sisälläonkorkeapainejalämpötila.

· B:Sedimenttikivientyypillinensynty-ympäristö:Sedimenttiallas,johonkerääntyyvedenkuljet-tamiasedimenttejäympäröiviltäylänköalueilta.

· C:Magmakivien tyypillinen synty-ympäristö:Alityöntövyöhyke, jossaesiintyyvulkanismia jasyntyymagmakiviä.

Perustuu:Brander,N.,Hiekka,S.,Ruth,C.&Ruth,O.(2012)Manner–Sininenplaneetta,s.88–106.