PIRSTEKARTIOT

Pirstekartiot ovat ainoita makroskooppisia eli paljain silmin havaittavia todisteita shokkimetamorfoosista. 

Törmäyskraatterien tutkijat totesivat aikoinaan että pirstekartiot (eng. shatter cones) ovat törmäyskraatterien kiville ominaisia rakenteita. Niitä ei ole löydetty minkään maankuoren geologisen prosessin (tektoniikka, vulkanismi) tuloksena. Ainoa prosessi missä niitä on törmäysten lisäksi todettu syntyvän ovat voimakkaat räjäytykset.  

Muut törmäyksessä syntyvät  törmäyskivilajit eli impaktiitit ( törmäyssulat, sueviitit ja breksiat) muistuttavat niin paljon vulkaanisia tai tektonisia kiviä, että niiden törmäyssyntyisyyttä ei voi todeta muuten kuin mikroskoopilla.

Kuva 1. Klassinen pirstekartio Steinheimin kalkkikivessä. Huomaa päällekkäiset viuhkamaiset rakenteet. Tämän kartiopinnan korkeus alaoikeasta kärjestä ylävasempaan "helmaan" on vain 5,5 cm.  Valitettavasti valokuvasta ei saa selvää kuvaa rakenteen kolmiulotteisuudesta. Tämä kartio ei muodosta täyttä kartiota, vaikka näytteessä olisi siihen tilaa.

Yli sata vuotta löytymisestä

Pirstekartiot kuvattiin ensimmäisen kerran Saksasta Steinheimin altaan kalkkikivistä vuonna 1905. Steinheimin allas oli luokiteltu niin sanotuksi kryptovulkaaniseksi muodostumaksi. Noihin aikoihin meteoriittikraatterin ainoa tunnistuskriteeri oli meteoriittien löytyminen ja 15 miljoonaa vuotta vanhasta Steinheimista niitä ei voi olettaa edes löytyvän. Steinheim varmistui törmäyskraatteriksi vasta 40 vuotta myöhemmin. Steinheimin pirstekartiot ovat erittäin hyvin muodostuneita. Myös muissa hienorakeisiin sedimentti- ja vulkaanisiin kiviin syntyneissä törmäyskraattereissa tavataan hyvin muodostuneita pirstekartioita.

Tutkija joka yhdisti pirstekartiot nimenomaan törmäyskraattereihin oli R.S. Dietz, joka löysi pirstekartioita Kentlandin muodostuman kalkkikivestä Yhdysvalloista. Kentlandin oli niin ikään tulkittu kryptovulkaaniseksi muodostumaksi. Kentlandin rakenne on myöhemmin varmistunut törmäyskraatteriksi.

Miten pirstekartio syntyy?

Pirstekartioiden tiedetään syntyvän shokkiaallon kulkiessa kiven läpi. Valitettavasti vielä ei tiedetä varmuudella milloin ja miten pirstekartiot syntyvät shokkiaallon läpäisemässä kivessä. 

Ilmeisesti ne syntyvät shokkiaallon jälkeen paineen vapauttavan ns. heijastus- eli purkuaallon yhteydessä. Ennen shokkiaaltoa ja purkuaallon jälkeen ei ole mitään mikä niitä synnyttäisi. Pirstekartioita on löytynyt kraatterista ulos lentäneistä kivenlohkareista sekä törmäysbreksian ja sueviitin klasteista, mikä tarkoittaa että ne ovat olleet olemassa ennen kuin kallioperä rikkoutuu purkuaallon jälkeen. Pirstekartiot toisaalta ovat osa kallioperän rikkoutumisprosessia. 

Pirstekartioiden syntypaineeksi on todettu havaintojen perusteella 2-35 GPa. Toisinaan alarajana mainitaan 1 GPa, mikä pätee lähinnä sedimenttikiviin. Pirstekartioita syntyyn riittävä paine saavutetaan myös voimakkaissa kemiallisissaräjäytyksissä ("TNT-pirstekartiot") ja ydinräjäytyksissä. 

Viime aikoina erilaisia teorioita pirstekartioiden synnystä ovat esittäneet Sagy sekä Baratoux ja Melosh. Kummatkaan teoriat eivät riitä selittämään kaikkia pirstekartioissa havaittuja piirteitä. Olen itse työstänyt pirstekartioiden syntyteoriaa viime vuosina ja se olisi tarkoitus julkaista joskus. Osa tällä sivulla mainituista seikoista perustuu omaan teoriaani, mutta jätän yksityiskohdat toistaiseksi omaan tietooni.

Shokkimetamorfoosin indikaattoreita

Käsitys, että pirstekartiot ovat varmoja indikaattoreita shokkimetamorfoosista, on  törmäyskraattereita tutkivien planetologien ja geologien piirissä laajalti hyväksytty. Kuten myös se, että pirstekartiot on tunnistettavissa silmämääräisesti. Koska mitään varmaa keinoa tunnistaa pirstekartiot mittaamalla tai muuten "teknisesti" ei tunneta, niin se on myös ainoa tunnistusmenetelmä toistaiseksi. Vain voimakkaamman paineaallon (> 7 GPa) vaikutuksen alla syntyneistä pirstekartiokivistä on mahdollista löytää shokkilamelleja.

Havainnot puhuvat puolesta. Tähän päivään mennessä ei ole onnistuttu osoittamaan vääräksi väitteitä, että pirstekartiot voi tunnistaa silmämääräisesti ja että pirstekartioita esiintyy ainoastaan törmäyskraattereiden yhteydessä. Yrityksiä kyllä on ollut. Ei  tunneta yhtään tapausta, jossa pirstekartioiksi tulkitut rakenteet olisivat seurausta jostain muusta geologisesta prosessista. 

Moni törmäyskraatteri on löydetty pirstekartioiden avulla ja vasta myöhemmin on löydetty muitakin shokkimetamorfoosin jälkiä. Käytännössä lähes kaikista kohteista, joissa on raportoitu pirstekartioita löytyy myös muita törmäysprosessille tyypillisiä todisteita, kuten shokkilamelleja. Törmäyskraatterilistoilla on joitain kohteita joiden todistusvoimaisuus nojaa yhä pelkästään pirstekartioihin, mutta mikäli tulkinta pirstekartioista on oikein, niin se kelpaa. Pirstekartiokivissä kun ei aina löydy muita shokkimetamorfoosin merkkejä.

Valitettavasti impaktitektoniikkaan ja -geologiaan perehtymättömien geologien keskuudessa tätä ei tahdota ymmärtää. Hyvin usein shokkimetamorfoosin muotoihin perehtymätön tutkija on väittänyt pirstekartioita tektonisiksi hierto- tai rakopinnoiksi. Toisaan on erehdytty myös toisin päin  ja tektonis- ja eroosiosyntyisiä rakenteita on väitetty pirstekartioiksi.

Tunnistuksen sietämätön epävarmuus

Pirstekartioiden silmämääräinen tunnistus on kieltämättä ongelma, sillä kaikki eivät siihen tunnu kykenevän. Myös esitetyissä tunnistusohjeissa on paljon toivomisen varaa. Ne eivät ole aukottomia eikä yksiselitteisiä. Virheiden välttämiseksi pirstekartioden kuvauksiin jotenkin sopivien viirumaisten pintojen tunnistus on tehtävä erittäin huolella ja puhua pirstekartioista vasta kun tunnistus on varma. 

Ei ole aukotonta keinoa "mitata" pirstekartioksi epäillyn rakenteen aitous. Tämä johtuu siitä ettei ole tyydyttävää  teoreettista selitystä pirstekartioiden synnystä. On vaikeaa tietää mitä voidaan pitää pirstekartiolle ominaisena piirteenä ja mitä ei. Moni pirstekartioiden piirre esiintyy myös esim. hiertopinnoissa ja muissa rakorakenteissa. Asiaa ei helpota sekään, että näitä esiintyy myös törmäyskraattereissa ja törmäyksessä syntyy koko joukko muitakin rakoilu- ja rikkoutumisrakenteita.

Eikä ole varmaa onko tällaisia mitattavia piirteitä edes löydettävissä. Siltikin pirstekartioiden silmämääräinen tunnistavuus näyttää toimivan. Olisi ehkä mahdollista luoda jonkinlainen matemaattinen tunnistusalgoritmi, joka perustuu havaintoihin, mutta sen soveltaminen olisi varmaan hankalaa.

Pirstekartioiden ongelma on siis niinkin perustavaa laatua, kuin varma vastaus kysymykseen milloin kivessä näkyvä rakenne on pirstekartio ja milloin ei. Toistaiseksi ainoa varmempi keino tunnistaa pirstekartio on verrata niitä toisiin tunnettujen kraattereiden pirstekartioihin.

Pirstekartioiden tunnistus

Pirstekartioille on annettu muutama sääntö jotka ne tulee täyttää:

  1. Pirstekartiopinnan harjanteet konvergoivat eli ne osoittavat kohti isäntäkartion oletettua kärkeä kun pinta on kupera tai kovera. Tasomaisella pinnalla harjanteet ovat samansuuntaisia. Tämän vuoksi pirstekartioiden tunnistus tulee tehdä aina kuperilta pinnoilta eikä tasomaisilta.
  2. Pirstekartiot esiintyvät aina kaikissa törmäyksen kokeneissa kivilajeissa. Ne eivät ole siis kivilajiriippuvaisia, mutta kivilajin raekoko vaikuttaa merkittävästi siihen miten hienorakenteinen pirstekartiopinta on. Graniitissa pirstekartiot ovat erittäin karkeita ja hankalia tunnistaa.
  3. Rakenne on läpikotainen eli rakenne löytyy myös kiven sisältä eikä vain pinnalta. Lisäksi pirstekartiopinta näkyy kiveä halkaistaessa molemmilla puolin rakoa. Toisella positiivisena ja toisella negatiivisena rakenteena.

Vaikka puhutaan pirstekartioista, niin täydellisiä kartioita tapaa hyvin harvoin ja mielikuva kartioista on sotkenut asiasta käytävää keskustelua. Suurin osa pirstekartioista esiintyy lähes tasomaisia pirstekartiopintoina.

Hyvissä pirstekartioista on kertautuvia viuhkamaisia harjanteita. Kertautuvilla tarkoitetaan sitä, että kivessä on iso kartio- tai viuhkarakenne, jonka päällä on samankaltaisia mutta pienempiä viuhkoja. Viuhkat ovat yleensä kärjestä teräviä, mutta niiden avautumiskulmat vaihtelevat. 

Isomman viuhkan eli isäntäviuhkan pinnalla pienemmät viuhkat osoittavat isäntäviuhkan kärkeä kohti, mikä saa aikaan ns. konvergoivan rakenteen jos pinta ei ole tasomainen. Miten nämä viuhkat tarkalleen syntyvät on arvoitus, mutta on toisaalta yhtä vaikeaa ymmärtää miten ne syntyisivät tektonisen hiertoliikkeen seurauksena. 

Toisinaan päällekkäiset viuhkarakenteet voivat olla voimakkaasti ulkonevia harjanteita tai aaltomaisesti mutkittelevia. Jälkimmäisille on annettu lempinimi "horsetailing" ja ne tosiaan muistuttavat "hevonhäntiä". Hevonhäntäinen rakenne on kaikkein helpoimmin tunnistettavissa oleva pirstekartiomuoto. Se on myös melko varma tuntomerkki sillä hiertopinnalla vastaava rakenne on mahdoton.


Kuva 2. Keurusselän (vas) ja Steinheimin (oik) pirstekartioita vierekkäin. Keurusselän ja muiden kiteisessä kivessä olevat pirstekartiot ovat yleensä paljon karkeampia kuin hienorakeisessa Steinheimin kalkkikivessä. Silti samankaltaiset päällekkäiset teräväkulmaiset viuhkamaiset harjanteet ovat erotettavissa kummassakin ja ne peittävät laajempia kaarevia pintoja.

Toinen pirstekartiopinnan tyyppi on voimakkaiden samansuuntaisten harjanteiden täyttämä pinta. Mitään konvergointia tällaisella pinnalla ei välttämättä näe. Tällainen pinta on sekoitettavissa mm. haarniskapintaan. Näitä pintoja on ei siksi pidä pitää varmoina törmäysindikaattoreina, koska virhetulkinta on mahdollinen. Haarniskapinnoissa näkyvä viirutus on profiililtaan matalaa ja loivaa kun taas pirtekartiopinnoissa harjanteet ovat hyvinkin voimakasprofiilisia. Haarniskapinnat ovat yleensä kuluneet sileiksi, mutta pirstekartiopintojen silottuminen voi olla vähäistä sillä pirstekartiopintojen puoliskojen liike toisiinsa nähden on usein lyhyttä tai olematonta.

Pirstekartiot ovat luonteeltaan hauraita avoimia rakopintoja syntyhetkellä. Niihin voi liittyä voimakasta impaktitektoniikkaan liittyvää hiertymistä ja siirroksia. Niissä tavataan toisinaan  hyvinkin erilaisia rakotäytteitä. Suomessa yleisimpiä on väriltään kiiltävän sinertävänmusta mangaani-rautasaostuma tai -silaus. Nämä ovat aivan samanlaisia saostumia kuin muissakin kallioperän raoissa esiintyvät saostumat ja ovat yleensä hyvinkin nuoria. Niiden vuoksi pirstekartion pinta voi olla kiiltävä ja voi vaikuttaa hierron aiheuttamalta silottumiselta.

Tuoreissa törmäyskraattereissa esiintyvän hydrotermisen toiminnan tuloksena pirstekartiopinnoille ja avoimiksi jääneisiin rakoihin on havaittu syntyvän hydrotermisiä mineraaleja kuten kloriittia tai zeoliitteja. Erityisen yleistä ovat savimineraalit, joista osa on saattanut alunperin olla törmäysprosessien aikana syntynyttä lasia. Lasi hyvin usein muuttuu hydrotermisissä prosesseissa savimineraaleiksi. Niiden koostumus voi tarjota jotain valaisua kallioperän olosuhteista törmäyksen jälkeisenä aikana.

Pirstekartion synty ei edellytä pintojen hiertymistä. Tämän todistaa eräät pirstekartionäytteet. Ylläolevan Steinheimin näytteen pirstekartiopinta päättyy oikeassa reunassa kohtaan josta alkaa murtopinta (kuva 2). Se ei jatku siitä kiven sisälle. Kiven sivusta voikin nähdä että näytteen pari muuta piilossa olevaa pirstekartiopintaa päättyy kiven keskelle (kuva 3). Toisin sanoen mitään liikettä ei ole voinut olla pinnan suhteen. Silti näilläkin pinnoilla on tyypillisiä viuhkamaisia kartiorakenteita. 

Kuva 3. Lähikuva Steinheimin pirstekartiopintojen päättymisestä keskelle kiveä. Kuvan murtopinta on lähes samansuuntainen pintojen viirutuksen kanssa. Shokkiaalto on tullut yläoikealta murtopinnan suuntaisesti. Tämä kuva osoittaa että pirstekartiopinta ei edellytä lainkaan pintojen suuntaista liikettä. Kuvan rakojen pituus luonnossa on 13 mm. Katso myös kuva 4 Saarijärven pirstekartiosta.   

Kuitenkin kallio liikkuu törmäysprosessin aikana voimakkaasti ja suurella nopeudella. Nopeus voi olla jopa kilometrejä sekunnissa. Jopa suhteellisen muuttumattomana pysyvä kraatterin pohja liikkuu kilometrejä isommissa kraattereissa. Yleensä aluksi alaspäin ja lopuksi takaisin ylös. Tämä aiheuttaa rakoilua ja hiertymistä kalliossa. Tämä aiheuttaa myös pirstekartiopintojen suunnassa liikettä. Seurauksena saattaa hiertopinta kehittyä pirstekartiopinnan päälle. Nämä hiertymällä syntyneet rakenteet eivät välttämättä seuraa kartion suuntausta ja liike voi tuhota pirstekartion tunnusmerkit.

Shokkimetamorfoosi pirstekartioissa

On esitetty että aidoissa pirstekartioituneesta kivestä pitäisi löytyä muitakin shokkimetamorfisia merkkejä kuten shokkilamelleja. Tämä on kuolleena syntynyt ajatus, sillä pirstekartioita syntyy myös alhaisemmassa paineessa kuin shokkilamelleja. 

Kun tiedetään että pirstekartioita esiintyy yli 2 GPa paineen kokeneissa kivissä ja muita mikroskooppisia shokkimetamorfoosin merkkejä (shokkilamellit eli PDF:t) ilmestyy vasta paineen ylittäessä 7 GPa. Tästä voi arvioida että jos pirstekartioita esiintyy esimerkiksi 6 km etäisyydellä törmäyskeskuksesta niin shokkilamellit rajoittuvat reilun 3 km päähän törmäyskeskuksesta.

Kraatterin muodonmuutosvaiheen jälkeen kuvio hiukan sekoittuu. Syvälle kuluneessa törmäysjäljessä se osa kraatterin pohjaa, jossa shokkilamelleja on ollut pirstekartioiden yhteydessä, on voinut kulua kokonaan pois ja paikalla on vain pirtekartioita ilman shokkilamelleja.

Kivistä joissa on hyvin kehittyneitä pirstekartioita löytyy usein myös shokkilamelleja. Tutkimus Keurusselän pirstekartiokivistä osoittaa että pirstekartioissa voi olla runsaastikin shokkilamelleja (Ferriére 2010a). Keurusselän tapauksessa eräiden pirstekartiokivien todettiin kokeneen jopa yli 12 GPa paineen. Samalla tutkimus osoitti virheelliseksi käsityksen että shokkilamelleja esiintyisi vain lähellä kartiopintaa. Näin ei ole vaan niitä esiintyy läpi koko kiven. Toisaalta samoilta seuduilta tutkituista toisista pirstekartiokivistä ei löytynyt varmoja shokkilamellia. Tämä ei ole ongelma, vaan osoitus siitä että paine ei levittäydy homogeenisesti kallioperään. Keurusselän törmäyskraatterin pohjaksi tulkitulla alueella törmäyksen aikaiset paineet voivat vaihdella paljon jopa saman paljastuman eri osissa. Törmäyskokeissa hiekkakivimaaliin on saatu vihjeitä että k.o. kivilajissa suurimmat paineet etenevät verkkomaisesti kallioperään kiertäen huokoisemman kiven. Huokoisuus ja rakoilu kun heikentää paineaaltoa hyvin nopeasti. 

Havaintoja on myös sulaneesta kiviaineksesta (lasista) ja ns. sferuleista pirstekartioiden pinnalla, mutta niiden syntyä ei myöskään ole tarkkaan kyetty selittämään. Niitä ei kuitenkaan esiinny kovinkaan yleisesti. Erään teorian mukaan sferulien muodostus liittyisi raon aukenemiseen jossain prosessin vaiheessa. Sulanutta kiviainesta syntyy hiertopinnoille myös tektonisissa prosesseissa ja jopa massiivisissa maanvyöryissä.

Syntyessään pirstekartiot ovat hauraita avonaisia rakoja. Tämä pätee myös tapauksiin, jossa pirstekartiot eivät ole olleet koskaan kovin syvällä kallion sisällä. Mutta kun mennään syvemmälle, useamman kilometrin syvyyteen, tilanne muuttuu. Siellä pirstekartiot eivät pysy auki. Ne voivat hyvin syvällä kallion sisällä muokkautua enemmän plastisesti, koska litostaattinen paine on niin suuri, ettei hauras muokkautuminen ole käytännössä edes mahdollista. 

Pirstekartiot Suomessa

Suomessa törmäyssyntyisiä pirstekartioita on löytynyt useammasta törmäyskraatterista. Karikkoselältä ne ovat selviä, mutta graniitin takia hyvin karkeapiirteisiä. Saarijärveltä on selviä ja paikoin oikein kauniita (kuva 4). Suvasvesi S:n rannoilta löytyy selviä, mutta osa hyvin karkearakeisissa kivissä. Keurusselältä on oikein kauniita pirstekartioita ja niitä on paljon. Lappajärveltä ne ovat harvinaisia ja esiintyvät lähinnä sueviitin ja breksioiden klasteissa. Sääksjärveltä ne ovat hyvin harvinaisia. Paasselältä on löytynyt vain epävarmoja kuten myös Lumparnilta. Pirstekartioiden suhteen Keurusselkä on Suomen paras paikka tutustua niihin. Niitä on siellä paikoin runsaasti, jopa kalliokaupalla ja esiintyvät useissa eri kivilajeissa. 

Kuva 4. Saarijärven metavulkaniitissa oleva pirstekartio. Hevonhäntiä (eng. Horsetailing) on selvästi nähtävissä ja niiden konvergointi siirryttäessä emokartion reunalta toiselle. Huomaa myös kuinka nämä viuhkamaisen hevosenhännät loppuvat ehjään kiven pintaan. Piirre, joka on mahdoton pirstekartioihin joskus sekoitettaville hiertopinnoille. Tämä oli ensimmäinen varma pirstekartiokivi mitä Saarijärven alueelta on löydetty (toukokuu 1998). Tämä oli in situ löytö eli se oli alkuperäisessä paikassa ja siten osaltaan toi lisävahvistuksen Saarijärven kosmisesta alkuperästä. Aikaisemmat todisteet olivat shokkilamellit. 

 

Älä sekoitta pirstekartioita näihin! 

Haarniskapinnat (hiertopinnat)

Pirstekartiosta näkyy usein vain tasomainen pinta. Tällöin pinnan kuviointi muistuttaa erehdyttävän paljon haarniskapintaa (eng. slicken side). Haarniskapinta eroaa pirstekartiopinnasta lähinnä siinä, että pinnan juovitus on samansuuntaista laajalla alueella. Lisäksi päällekkäisiä viuhkamaisia kartiorakenteita siinä ei näy. Täytyy muistaa että aitoja haarniskapintoja muodostuu runsaasti myös törmäysten yhteydessä. Samassa kivessä voi hyvin olla toisella pinnalla pirstekartio ja toisella haarniskapinta. Hiertopinta on saattanut jopa syntyä pirstekartiopinnan päälle.

Meteoriiteissa (esim. kondriiteissa) tavataan myös haarniskapintoja. Niitäkin syntyy olosuhteissa joissa ei ole vulkanismia eikä tektoniikkaa, joten niitä syntyy myös törmäyksissä. Vasta äskettäin raportoitiin ensimmäiset pirstekartiot meteoriiteissa (McHone 2012). Ainakin kahdessa NWA 869 kondriitin kappaleessa on selvää pirstekartioita. Itse olen hankkinut yhden luokittelemattoman NWA meteoriitin, jossa on mahdollinen pirstekartiopinta näkyvillä.

Keurusselän pirstekartioihin liittyneessä kirjoittelussa (Kinnunen 2009 ja Kinnunen 2010) kerrottiin Keurusselän pirstekartioita muistuttavista rakenteista paikoista joissa ei tunneta törmäysjälkiä. Olen käynyt molemmissa paikoissa (Helsingissä ja Paltamossa) ja etsinyt molemmista väitettyjä pirstekartiopintoja. Hiertopintoja kyllä löytyy, mutta kummassakaan mainitussa paikassa ei ole sellaista pintaa tullut vastaan jota itse saattaisin epäillä pirstekartioiksi. Tai sellaisia jotka muistuttaisi niin erehdyttävästi pirstekartioita että virhetulkinta olisi mahdollinen. Aika hämääviä eräät kieltämättä ovat. Keurusselällä on pirstekartioita, Helsingissä ja Paltamossa tietääkseni ei.

On hiukan ikävää että esitetään väitteitä tarkistamatta onko oma rutiini pirstekartioiden tunnistamisessa kunnossa. Esim. jutussa käytettiin loivan valaistuksen aiheuttamaa varjokuviota todistamaan että tutkittu Keurusselän pirstekartiopinta ovat hiertopinta. Syntyvä varjokuvio johtuu hiertopintojen samansuuntaisuudesta, eikä sopisi siten pirstekartioihin. Valitettavasti saman varjoefekti näkyy myös Steinheimin pirstekartioissa (kuva 5). Varjokuvion suoraviivainen rakenne johtuu siitä, että näytteiden mittakaavassa pirstekartiopinnan kiilamaisten harjanteiden sivut ovat samansuuntaisia. Tämä pätee myös hevonhäntäisiin pirstekartioihin.

Kuva 5. Loivasti tulevan valon synnyttämä suoraviivainen varjokuvio Steinheimin pirstekartiokivessä. Vertaa Kinnunen 2009 artikkelin kuvaan 4 Keurusselän pirstekartiokivestä. Vasemmanpuoleinen vastaa artikkelin kuvan 4 vasemman puoleista valaistusta. Koska Steinheimin kivissä ja varsinkaan tässä näytteessä ei ole hiertopintoja, niin on selvää ettei varjoefekti johdu hiertopinnoista niin kuin Kinnunen 2009 artikkelissa esitetään, vaan on luonteenomaista pirstekartioille.

Höyhen- ja häkilämurros

Kun kivi murtuu tensionaalisen jännityksen vaikutuksesta, murtopinnalle syntyy ns. höyhen- tai häkilämurros (engl. plumose fracture ja hackle fracture). Nämä muistuttavat toisinaan hyvin paljon pirstekartiopintaa. On jopa esitetty, että pirstekartiot olisivat sukua näille. Näiden pintojen ero pirstekartioihin on yleensä niiden esiintyminen tasomaisella pinnalla matalana kuviointina. Näitä näkee paljon Suomessakin esim. kallioleikkauksien kivissä.

Cone-in-cone rakenteet 

Vanhemmassa pirstekartioihin liittyvässä kirjallisuudessa mainitaan usein pirstekartioiden muistuttavan cone-in-cone rakenteita. Tosiasiassa cone-in-cone rakenteet ovat kuitenkin erilaisia niin synnyltään kuin rakenteeltaan ja ne on helppo erottaa pirstekartioista. Lisäksi ne esiintyvät pelkästään sedimenttisyntyisissä karbonaattipitoisissa kivissä. Niiden sisäinen kerrosmainen rakenne on myös nähtävissä. Niitä ei voi sotkea pirstekartioihin kovinkaan helposti tarkemmin tutkittaessa.

Ventifaktat

Taanoin kohistiin laajasta Gilf Kebir kraatterikentästä Egyptissä (Paillou 2004). Yksi päätodiste olivat paikalta raportoidut pirstekartiot. Löytö epäilytti heti tullessaan julki. Kun sitten ensimmäiset impaktigeologit kävivät paikalla he totesivat heti ettei rakenteet ole törmäyskraattereita vaan vulkaanisia kraattereita. Väitetyt pirstekartiot olivat tuulen lennättämän hiekan hiomia muoto eli ns. ventifakteja. Ne esiintyvät vain kiven pinnalla, mutta kiviä halkaistaessa niitä ei löytynyt kuten pirstekartioiden tapauksessa olisi pitänyt tapahtua. Ihan perustesti jäi löytäjiltä tekemättä.

Gilf Kebir ei ollut ensimmäinen kerta kun ventifaktoja epäillään pirstekartioiksi. Ensimmäiset väitetyt  tulivuoren purkauksessa syntyneet pirstekartiot osoittautuivat myös ventifaktoiksi (Elston W.E. and Lambert P.W., "Possible shatter cones in a volcanic vent near Albuquerque, New Mexico": ibid. p.1003-1016, 1965). Myös Arkenu 1 ja 2 -muodostumien yhteydessä kuvatut pirstekartiot ovat myös osoittautuneet ventifaktoiksi. Sattumoisin Arkenusta raportoi ensimmäisenä sama tutkija kuin Egyptin kraattereista (Paillou 2003). Kaikki ei ilmeisesti kykene omaksumaan edes pirstekartioiden perustuntomerkkejä. 

Räjähtävät tulivuoret

Maankuoren voimakkaimpia geologisia tapahtumia on ilman muuta räjähtämällä purkautuvat tulivuoret. Toistaiseksi tulivuorien yhteydestä ei ole löydetty pirstekartiota eikä shokkilamelleja. On myös esitetty että pirstekartioiden syntyminen olisi mahdotonta. Kivi murtuu paljon ennen kuin paine ehtii kivuta tulivuoressa riittävän suureksi aiheuttaakseen shokkimetamorfoosia kiviin. On laskettu että tulivuoren räjähtäessä maksimipaine ideaaliolosuhteissa olisi luokkaa 0,8 GPa. Tämä jää pirstekartioiden yleisesti mainitun painealueen 2-35 GPa alapuolelle.

Tästä ei voida kuitenkaan olla ihan varmoja. Indonesiassa 27. elokuuta 1883 tapahtuneen Krakatoan purkaukseen liittynyt loppuräjähdys aiheutti kenties voimakkaimman äänen mitä historiallisena aikana on kuultu. Myös vastaavanlainen Santorinin räjähdys Kreikan saaristossa on ollut todella voimakas. Krakataon tulivuorisaaren tuhonneen räjähdyksen ääni kuultiin peräti 4 800 kilometrin päässä. Useat purkaukseen liittyneet muut isot räjähdykset kuultiin myös jopa 3 500 km päähän. Huomattavasti kauempana kuin esimerkiksi 20 kt atomipommin räjähdysääni kuuluu. 18 kilotonnin Trinity testin ääni kuultiin 320 km etäisyydellä. Karatoan loppuräjähdyksen paineaalto kiersi Maapallo viiden päivän aikana seitsemän kertaa. 

On siis mahdollisuuksien rajoissa että rajuimmissa räjähdyspurkauksissa syntyy paineaaltoja, jotka kykenisivät synnyttämään pirstekartioita. Näitä ei vain ole löydetty vielä. Ilmeisesti suurin osa kivimateriaalia jossa niitä voisi olla on tuhoutunut räjähdyksessä ja on vaikeaa ellei mahdotonta löytää. Itse etsisin niitä räjähdyksen ilmaan heittämistä kivenlohkareista (ei vulkaanisista sulapommeista).

Lähteitä: