Lähijärvesi saattaa olla entisaikojen arvokas rautalähde - näin järvimalmia nostetaan järven pohjasta - katso video

Matkalla malmipaikalle. Jossain järven pinnan alla karttuu samaa rautamalmia, jota läheinen Koskensaaren ruukki käytti aikanaan. Tarkkaa nostopaikkaa ei vain ole helppo löytää. Kuva: Kimmo Haimi

Kumpuilevien mäkien helmoissa väikkyvä Ala-Meronen Keski-Suomen Petäjävedellä on kuin mikä tahansa Suomen latvavesien pikkujärvi. Kaltaisistaan se eroaa yhdessä suhteessa: sen pohjasta on nostettu rautaa. Satoja tonneja läheisen Koskensaaren rautaruukin ja maankuulun naulatehtaan tarpeisiin 1800-luvulla. Ja aikaisemminkin ajoilta, jolloin nostomääriä ei vielä papereihin kirjattu.

Rautaa on varmuudella järven pohjassa nytkin, mutta kukaan ei tunnu tietävän missä. Jotain vihiä siitä on saatu mökkiläisten ja ranta-asukkaiden verkoista, joihin malmikokkareita silloin tällöin tarttuu kalastajien mieliharmiksi.

Varsinaista malminnostoa muistavia ei järven rannoilta enää löydy, joten asiaan lähdetään hakemaan selvyyttä samalla tavalla kuin vuosisatoja sitten: aloittamalla malminnosto lautalta - eräs harrastuksen muoto tämäkin.

Omatekoinen malmilautta lipuu selälle pistävän kivikkoisen niemen kärkeen. Kauhaisu malmihaavilla pohjaan ja pintaan nousee puoli kiloa mustaa kokkareista massaa. Se on järvimalmia, suomalaisten seppien ikiaikaista raaka-ainetta. Suotta ei paikan nimi kartassa ole Rautniemi.

Osuminen oikealle rannalle riemastuttaa, mutta luonnontieteelliseksi ihmeeksi tai rikkauden lähteeksi ei järvimalmin löytyöpaikasta ole. Vesistöjen pirstomassa Suomessa on tuhansia järviä, joiden pohjalta löytyy sinne vuosituhansien kuluessa saostunutta limoniittia eli järvimalmia.

Suomen maaperä, ilmasto ja kasvillisuus tarjoavat järvimalmin synnylle otolliset olosuhteet. Järvimalmeja esiintyy laajemmin vain Fennoskandiassa ja Pohjois-Amerikassa. Kuva: Timo Filpus

Tietty jännitys malmipaikkojen etsimisessä on, sillä niiden tarkkaa sijaintia järvissä ei juuri kukaan tiedä. Dokumentteja malmikarikoista ei muutamaa poikkeusta lukuunottamatta ole säilynyt. Nostopaikat aikanaan tienneet ovat vieneet salaisuutensa mukanaan.

Esi-isillemme tieto järvien malmivaroista ja niiden sijannista oli olennainen. Järvistä nouseva malmi oli raaka-aine, joka osaavissa käsissä mahdollisti elämää erämaiden keskellä. Kun Suomen ensimmäistä teollisesti järvimalmia hyödyntävää ruukkia rakennettiin 1746 Savoon Juankoskelle, huolestuneet talonpojat puristivat maaherralta lupauksen saada jatkaa ikiaisesti harjoittamaansa raudan valmistusta järvimalmista – kaiken varalta.

Malmihaavi karahtaa karkeaan pohjaan, mikä on lupaava merkki.  Kuva: Kimmo Haimi

Maailman mitassa järvien pohjia peittävät rautamalmikerrokset ovat harvinaisuus. Niiitä tavataan lähinnä Fennoskandiassa ja Pohjois-Amerikassa. Suomessa ne ovat kenties yleisimpiä kuin missään muualla. Tuhansien suomalaisten mökkijärvien pinnan alla piilottelee rauta-aarre, jos sen niin haluaa nähdä.

”Suomessa järvimalmi on yleistä ja meillä on ollut otolliset olot sen muodostumiselle. Järvimalmia löytyy Suomesta lähinnä sisämaasta. Suomenlahden ja Perämeren alueella taas tavataan niin sanottua merimalmia. Maailmanlaajuisesti järviin ja soihin muodostuvat taloudellisesti hyödynnettävät rautakerrostumat ovat harvinaisia, geologi Satu Hietala GTK:sta sanoo.

Järvimalmia kehittävät järvet painottuvat Itä-Suomeeen. Kartan pohjana ovat 1800-luvulla kootut tiedot niistä järvistä, joiden malmia hyödynnettiin. Kaikkia malmijärviä ei tunneta. Malmijärvien tuntumasta löytyivät myös raaka-ainetta jalostaneet ruukit. Kuva: Pasi Jaakkonen

Kansannäytteitä työkseen tutkiva Hietala on kiinnostunut myös järvimalmista. Hän lupaa tutkia Ala-Merosesta nostettua malmia alan nykyaikaisimmilla analyysivälineilla GTK:n Kuopion toimipisteessä.

Varhaiset suomalaiset hyödynsivät järvien ja soiden rautaa jo ennen kuin oppivat takomaan siitä käyttöesineitä 200–300 vuotta ennen ajanlaskun alkua.

Nuotion pohjalla poltettu rautapitoinen järvi- tai suomalmi muuttui puna- tai keltamullaksi, mangaanipitoisesta malmista sai mustaa maalia. Niitä käytettiin kalliomaalauksiin tai uskonnollisten palvontamenihin jo ennen kuin asumuksia alettiin somistaa rautapitoisella punamultamaalilla.

Ennen vanhaan malmilauttaa sauvottiin eteenpäin, nyt perämoottori puskee vauhtia. Päivässä malmia nostaa isommin rehkimättä 500 kiloa, jonka lautalla saa ajettua kepeästi maihin. Kuva: Kimmo Haimi

Kansalliseepos ei suoraan kerro järvimalmista, mutta sen yhdeksäs luku antaa ymmärtää varhaisten suomalaisten valmistaneen siitä rautansa.

Kalevalaisessa järvimalmiin perustuvassa raudanvalmistuksessa malmia ei sulatettu juoksevaksi raudaksi, vaan se pelkistettiin kivillä vuoratussa maakuopassa eli harkkohytissä huokoiseksi rautasieneksi tai harkoksi. Syntynyt möykky taottiin käyttöraudaksi. Tekniikka oli talonpoikaisessa raudanvalmistuksessa käytössä 1800-luvulle saakka.

Pohjimmiltaan kyse on samasta suorapelkistyksestä, jota hiineutraaliin pyrkivä terästeollisuus nyt kilvan kehittää. Itse asiassa varhainen rauta ja teräs olivat hiilineutraaleja jo luonnostaan, sillä niiden pelkistäminen ja sulattaminen tehtiin uusiutuvalla energialla eli puuhiilellä.

Järvimalmin ohella Suomessa käytettiin myös kalliosta louhittavaa vuorimalmia, mutta ei samassa mitassa kuin Ruotsissa. Suomen vuorimalmikaivokset olivat lähinnä lännessä ja etelässä, sekä Laatokan rannoilla. Sisämaa oli järvimalmialuetta.

Järvimalmin nostaja kelotukeista valmistetulla lautallaan eli ”kopukalla” 1893, jolloin malmin nostoa harjoitettiin vielä runsaasti. Kuva: I.K. Inha

Edellisten vuosisatojen suomalaiset tunnistaisivat malminnoston paremmin kuin tämän pävän ihmiset. 1800-luvulla malminnostolauttoja kellui sadoilla järvillä joka kesä. Kuva: Kimmo Haimi

Malmijärvi Ala-Merosen pinnan alla malmia on ollut siitä lähtien kun jääkausi väistyi. Miksi suomalaisiin järviin syntyy rautamalmia?

”Ensimmäinen ehto on, että seudulla on rautaa maaperässä tai kalliossa. Toinen edellytys on kostea ja viileä ilmasto, joka synnyttää turvekerrostumia peittämään rautapitoisia maalajeja. Kolmanneksi tarvitaan vettä kuljettavia karkeita maakerroksia, joissa pohjaveteen liuenneet rautaionit kulkevat järveen. Siellä ne saostuvat ensi geelimäiseksi massaksi ja lopulta kiinteään muotoon”, Hietala sanoo.

Kun hapeton rautapitoinen vesi kohtaa hapekkaan rantaveden, rautaionit saostuvat hiekanjyvän ympärille huokoiseksi rautamalmiksi. Vuosituhansien saatossa malmia on saostunut kymmeniä senttejä vahvaksi kerrostumaksi. Järvimalmi on uusiutuva luonnonvara. 1800-luvulla havaittiin, että tyhjäksi nostetusta järvestä voitiin jo kymmenen vuoden kuluttua nostaa uutta malmia.

Järvimalmin synty on luonnon oma rikastusmenetelmä. Se nostaa syntyvän järvimalmin rautapitoisuuden jopa yli 60 prosentin, mutta tyypillisesti rautapitoisuus vaihtelee 20–50 prosentin välillä. Parhaat järvimalmit ovat rautapitoisuutensa puolesta nykyisin hyödynnettävien vuorimalmien luokkaa.

Ilomantsissa 1800-luvulla toiminut Suomen suurimpiin lukeutuva Möhkön ruukki keräsi malminsa seitsemästä lähiseudun järvestä, josta Koitere oli tärkein. Järvimalmin rautapitoisuus oli keskimäärin 40 prosenttia. Eniten malmijärviä tavataan Savossa, Itä-Suomessa ja Kainuussa. Kanta-Hämeen hiekkainen järvialue Liesjärven vaiheilla on merkittävin Etelä-Suomen järvimalmialue.

Järvimalmin hyödyntäminen kasvoi merkittäväksi vientiteollisuudeksi 1800-luvulla, kun Venäjä poisti tullin suomalaiselta raudalta. Se aloitti rautateollisuuden korkeasuhdanteen. Parhaimmillaan Suomessa toimi yli 80 ruukkia.

Järvimalmin osuus raudan valmistuksessa kohosi ennätyslukemiin 1800-luvun lopulla. Kolme neljäsosaa Suomessa 1850–1875 tehdystä raudasta valmistettiin järvimalmista, loput vuorimalmista.

Malminnosto oli käsityötä, jota tehtiin kesäisin malmilautoilta ja talvella järven jäältä. Malminnosto tarjosi tuloja talonpojille ja maaseudun tilattomalle väestölle. Esimerkiksi Kuokkastenkosken ruukilla Nurmeksessa oli 1877 palkkalistoilla 60 malminnostajaa. Malmia nostettiin Pielisestä ja sen lähijärvistä vuodessa noin 5 000 tonnia.

Päivässä raavas mies saattoi nostaa tonnin malmia, 2020-luvun harrastaja on tyytyväinen 500 kilon nostoon. Työ on raskasta, haavia pitää vetää tiukasti pohjaa vasten. Täysi malmihaavi painaa, sillä juuri nostetussa malmissa vettä on noin 60 prosenttia.

Muutaman päivä Ala-Meroselta lähdön jälkeen GTK:n Hietala palaa asiaan. Hän on analysoinut lähetetyt näytteet.

”Olet löytänyt hyvän malmijärven. Mielestäni korkea rautapitoisuus, keskimäärin 25 prosenttia. Eräässä näytteessä jopa 31 prosenttia, mikä vastaa vanhan tavan mukaan oksideiksi laskettuna 44 prosentin pitoisuutta”, Hietala sanoo.

Muutaman kymmenen kilometrin päästä Hankasalmen Kuuhankavedestä nostettu malmi sisälsi mangaania 15 prosenttia ja rautaa 10 prosenttia. Korkean mangaanipitoisuuden vuoksi malmi oli raudan ja teräksen valmistamiseen kelvotonta. Korkea mangaanipitoisuus tekee teräksestä kovaa, mitä ominaisuutta käytetään hyväksi kulutukselle alttiissa teräksissä.

Taottaessa mangaanipitoinen teräs on kelvotonta, silllä karkenee vasaran iskuista nopeasti ja lopulta murtuu. Metallipitoisuutensa puolesta Kuuhankaveden malmi olisi ollut kelpo raaka-aine niin sanotun Hadfieldin teräksen valmistukseen Brittiläinen metallurgi Robert Hadfield kehitti 1800-luvun lopulla 15 prosenttia magnaania sisältävän teräksen, joka karkastui eli koveni iskuista. Ominaisuutta käytettiin hyväksi I maailmansodan brittiläisissä kypärissä suojaamaan kantajiaan luotien ja sirpaleiden iskuilta. Leveälierinen Brodie-kypärä valmistettiin mangaaniteräksestä.

Kun Suomessa 1940-luvulla sotavuosina harkittiin järvimalmien hyödyntämistä huoltovarmuussyistä, mielenkiinto keskittyi juuri mangaanipitoisiin malmeihin.

Uutta järvimalmirynnistystä ei kuitenkaan tullut.

Järvi- ja suomalmin hyödyntämisen huippu osui vuoteen 1897, jolloin malmia nostettiin yhteensä 75 290 tonnia. Malminnoston mittakaavasta kertoo jotain, että vielä 1902 järvimalmisuhdanteen jo jäätyä taakse, malmia nostettiin Suomen tilastollisen vuosikirjan mukaan 169 järvestä. Suunta oli laskeva ja neljä vuotta myöhemmin järvimalmia nostettiin 69 järvestä yhteensä 34 000 tonnia.

Järvimalmin käytön kuihtuminen raudanvamistuksessa ei niinkäään johtunut raaka-aineen heikkoudesta tai hinnasta. Suomalaisen järvimalmin hinta nosto- ja kuljetuskustannuksineen oli Tilastollisen vuosikirjan mukaan 6,75 markkaa tonnilta vielä vuonna 1906, kun ruotsalaisen vuorimalmin hinta kaivoksella oli 8,75 markkaa tonnilta.

Tekniikan kehitys valitsi toisen suunnan. 1860-luvulla keksitty dynamiitti ja paineilmaporaaminen laskivat väistämättä vuorimalmin louhimiskustannuksia, kun työvoimavaltainen järvimalmin käsinosto kallistui. Englannissa samaan aikaan käyttöön otetut uudet teolliset teräksenvalmistustekniikat romahduttivat hinnat.

Suomalaisen raudanvalmistuksen kohtalon kysymykseksi tuli puuhiilen hinta. Jokaista valmistettua rautatonnia kohden puuhiiltä tarvittiin kymmeniä kuutiometrejä. Esimerkiksi Suomussalmella toimineen Ämmän ruukin kirjapidon mukaan valmistettua rautatonnia kohti sysiä eli hiiltä kului 80 kuutiometriä. Rikkaamman malmin varassa toimineella Juankosken ruukilla selvittiin noin 35 kuutiolla hiiltä tuotettua rautatonnia kohti.

Ruskealta soralta näyttävä järvimalmi sisältää nostettaessa jopa 60 prosenttia vettä. Rakenteeltaan se on huokoista ja helposti murenevaa. Kuva: Kimmo Haimi

Järvimalmista tuotettiin kiivaimpina nostovuosina yli 25 000 tonnia rautaa ja terästä. Tuotantoprosessi kulutti miljoonia kuutiometrejä puuhiiltä eli sysiä. Se valmistettiin puuta tuhlailevissa miiluissa. Vain runsas kolmannes puun hiilestä saatiin talteen. Uusimpien ruukkien hiiliuunit toivat hieman parannusta.

Varovaisen arvion mukaan raudan tuotanto vaati raakapuuta noin neljä miljoonaa kuutiometriä joka vuosi aikana, jolloin Suomen metsävarat olivat vuosisatoja jatkuneen kaskiviljelyn vuoksi huvenneet. Hiilenpolton tilannetta heikensi se, että samaan aikaan sahateollisuus alkoi kilpailla niukoista metsävaroista.

Suomalaisen järvimalmiraudan Venäjällä kilpaillut brittiläinen teollisuus käytti kivihiilestä valmistettua halpaa koksia. Kun Venäjä 1885 poisti suomalaiselta raudalta tullivapauden, ei suomalainen järvimalmirauta enää pärjännyt ainoalla vientimarkkinallaan.

1900-luvulle tultaessa järvimalmiruukit yksi toisensa jälkeen kylmenivät. Järvimalmin puute tai sen huono laatu ei raaka-aineen käyttöä lopettanut, sen tekivät markkinat.

Malmilautalla on aikaa pohtia syntyjä syviä, kuten mistä malmi on peräisin. Suomalaisen kallioperän rauta alkoi rapautumaan järvimalmin raaka-aineeksi jo satoja miljoonia vuosia sitten, kun maamme haki nykyistä paikkaansa päiväntasajan korkeudella.

Tuo haavissa likaiselta näyttävä rauta on alkujaan syntynyt jossain aurinkoa suuremmassa tähdessä. Elonsa viimeisissä vaiheissa räjähtänyt tähti on singonnut raskaat alkuaineensa ympärilleen. Niin tuli maapallolle rauta.

Hapellinen ilma ja pitkät geologinen kulutus tekeivät alkualkuaineraudasta ihmiselle käyttökelvotonta ruostetta – malmia. Kesti pitkään, ennen kuin ihminen oppi tekemään ruosteesta samanlaista alkurautaa, jota loppuräjähdystä kohti kulkevissa tähdissä nytkin syntyy. Ja lopulta kaikki ihmisen tekemä rauta palaa maapallolla ruosteeksi.

Silti on lohdullista ajatella, että järvimalmista satoja vuosia sitten vaivalla valmistettua tähtien luomaa rautaa kiertää yhä keskuudessamme. Riihien taakse hylätyissä auroissa, kukkaistutusten valurautaisissa muuripadoissa, kotiseutumuseoiden aittojen ruostuvissa saranoissa. Lähtöisin tähdistä, mutta kirkastettu työn kautta esi-isiemme järven pohjasta haavimasta malmista.