Paekivi- Eesti rahvuskivi
Raamatus selgitatakse paekivi moodustumist ja selle erinevaid omadusi nii visuaalselt kui ehitustehniliselt. Tutvustatakse erinevaid paemurde ja neis leiduvaid eriilmelisi kivimeid. Läbi kirjelduse paekivi ajaloolisest kasutusest saab aimu pae rollist eesti rahvuskivina.
Paekivi tekkest
Paekivi on tekkinud läbi aegade mere madalas, rannalähedases osas. Sügavamas meres moodustusid mergel ja domeriit. Tekkelt kuulub paekivi biokeemiliste setendite hulka: on kujunenud siinsetes meredes elanud organismide elutegevuse kaasabil. Eesti paekivi on ladestunud Baltika ürgmandrit katnud laugepõhjalises Paleobalti meres 472-417 miljonit aastat tagasi ning on seotud peamiselt Ordoviitsiumi ja Siluri ajastuga. Põhja-Eestis tekkis esialgu glaukoniiti ja raudooide sisaldav paas. Lühikesel perioodil järgnes Lasnamäe ehituslubjakivi nimetuse all tuntud puhaste lubjakivide teke. Mere sügavnemine Kesk-Ordoviitsiumi lõpul tingis savikate lubjakivide ladestumise. Hilis-Ordoviitsiumis tekkisid läbilõikesse põlevkivikihid. Põlevkivi moodustumisele järgnes Baltika mandriga külgnevais ookeanides intensiivse vulkaanilise tegevuse periood, paekivisse on moodustunud vulkaanilise tuha vahekihid. Paleobalti meri madaldus ja sügavnes perioodiliselt. Üks madaldumisetapp on seotud Eesti vanimate rifimoodustiste tekkega Vasalemma piirkonnas, millele järgnes väga puhaste afaniitsete lubjakivide kujunemine. Ordoviitsiumi vanusega paekivides võime kivististena näha rikkalikku ja mitmekesist mereelustikku: sammalloomi, koralle ja kihtpoorseid. Arvukalt esines ka käsijalgseid (brahhiopoode), lülijalgseid (trilobiite), põhjale kinnitunud okasnahkseid (meriliiliad, merikerad). Baltika manner paiknes Ordoviitsiumi ajastul lõunapoolkeral, kus kliima oli soe ja mereline. Ajastu lõpuks kliima jahenes järsult. Jäätumine lõunapoolusel tõi kaasa ookeanipinna alanemise 50 kuni 100 meetri võrra. Põhja-Eesti madalmeres moodustusid sel ajal kohati rifikompleksi kivimid, millega on seotud ka ehituskivina hästi tuntud Röa dolokivi. Lõuna-Eestis, kus meri oli sügavam, settisid Ordoviitsiumi ajastul tunduvalt savikamad setted, mis tasemeti on punase värvusega.
Siluri ajastul liikus Baltika ürgmanner lõunapoolkeralt ekvaatorile ning suurenes korallide ja stromatopooride mitmekesisus ja hulk. Meriliiliad tekitasid suuri tihnikuid, mille skeletiosised moodustasid pakse lubjakivilasundeid. Lülijalgsete hulgas ilmusid mahkjas vees elavad meriskorpionid - eurüpteriidid. Alguse sai hõre maismaataimestik. Paleobalti meri hakkas aegamööda taanduma. Ajastu algjärgus moodustus Hiiumaalt pea Peipsini ulatuv käsijalgse Borealis kodadest koosnev tohutu karplubjakivi lasund. Rahvakeeli rõngaspaeks kutsutud puhas lubjakivi on meie parimaid tehnoloogilisi toormeid ja ühtlasi väga hea ehituskivi. Taandumise käigus meri sügavnes periooditi. Kõige sügavamaveelised tingimused kujunesid Vara-Siluris Adavere ja Jaani eal. Moodustus ligi 100 meetri paksune merglikompleks. Järgneval Jaagarahu eal meri madaldus järsult, mis tingis ligi 30 meetri paksuse rifikompleksi kujunemise Eesti alal. Siluri ajastu kivimeile on iseloomulik erinevate kivimtüüpide sage rütmiline mudaliste ja teraliste lubjakivide ning laguunsete primaarsete dolokivide vaheldumine. Siluri ajastu lõpuks taandus Paleobalti meri meie aladelt edela suunas. Paeteke elustus vähesel määral veel Hilis-Devonis, 385-359 miljonit aastat tagasi. Ida poolt levinud mereline bassein haaras Eesti territooriumist äärmise kaguosa, kus tekkis umbes 10 meetri paksune kivististerohke lubisetete ladestus.
Paesed pinnavormid
Paene aluspõhi avaneb põhja pool Pärnu-Mustvee joont. Aluspõhja kivimitega on seotud kaunid ja ülevad looduslikud pinnavormid: Põhja-Eesti klint, Saaremaa rannapangad, Lääne-Eesti salumäed, paepõrandatega kalda- ja loopealsed, paeastangutelt laskuvad joad ja erinevad karstivormid.
PAEKIVI OMADUSED
Koostis, struktuur ja tekstuur
Paekivi ehk paas on lubjakivi, dolokivi ja mergli üldnimetus. Paekivi kõige levinum vorm on lubjakivi. Lubjakivi on kaltsiumi süsihappesoolast (CaCO3) moodustunud kivim. Puhas lubjakivi sisaldab 56% CaO ja 44% CO2. Tavaliselt esineb lisanditena dolomiiti, savi, glaukoniiti, raudhüdroksiide. Värvuselt on lubjakivi valge, kollakas, roosakas või hall, olenevalt lisanditest. Lubjakivi sisemine ehitus ulatub peitkristallilisest kuni jämedateraliseni. Koostisosade suuruse põhjal jaotatakse lubjakivi afaniitseks ehk peitkristalliliseks (alla 0,01 mm), mikrokristalliliseks (0,01-0,1 mm), peeneteraliseks (0,1-1 mm) ja jämedateraliseks (üle 1 mm). Kui kristallide materjaliks on kaltsiit, siis terade materjaliks on kõige sagedamini fossiilide kodade purunemisel tekkinud detriit ja keemilise tekkega tombud. Lubjakivide põhimass on sagedamini mikrokristalliline. Vastavalt kivististe tüübile eristatakse karplubjakivi, korall-lubjakivi, onkoliitlubjakivi. Erinevalt lubjakivist sisaldab dolokivi ehk dolomiit CaMg(CO3)2 kuni 21,7% MgO, 30% CaO ja 48% CO2. Värvuselt on dolokivi lubjakivist kollakam ja hallikam. Suurem osa dolokivist on tekkinud lubjakivi dolomiidistumisel. Selle protsessi käigus moodustuvad kivimisse poorid ja tühimikud, sest kaltsiumi asendumine magneesiumiga põhjustab kivimi mahu vähenemise. Tühimike moodustumine toimub eelistatult fossiilide väljaleostumisel. Mergel on lubjakivi ja savi vahepealne lüli. Ta sisaldab 25-50% savikat materjali, on hallika, roheka või kirju värvusega. Paekivi üldlevinud tekstuuriline tunnus on kihilisus, mis avaldub kihikompleksi ainelise koostise, terajämeduse või teiste litoloogiliste omaduste vertikaalses muutumises.
PAEKIVI KASUTUSVALDKONNAD
Paekivi on hinnaline maavara. Olenevalt paekivi keemilisest koostisest ja füüsikalis-mehaanilistest omadustest on välja kujunenud tema kasutusvaldkonnad. Lubjakivi ja dolokivi kasutatakse ehituskivina, tehnoloogilise kivina, lubja põletamiseks ja tsemendi tootmiseks. Paekivist tehakse suveniire ja on hakatud valmistama ka ehteid.
Paekivi kui ehitusmaterjal
Ehitusmaterjalide hulgas on nii lubja- kui dolokive. Head ehituslubjakivid on kihipaksusega 10-20 cm. Lasnamäe ehituslubjakivis, rõngaspaes, Ungru lubjakivis ning Vasalemma "marmoris" leidub ka 30 cm paksusi ja paksemaid kihte. Eesti parimad, massiivseimad dolokivid leiduvad nagu Kaarma, Orgita, Selgase, Mündi murdudes.
Ehituspae kasutusloost
Juba noorema pronksiaja lõpul tekkisid põllulappidelt kivide koristamisel põldude ümber madalad kivivallid. Põhja- ja Lääne-Eestis hakati inimesi matma kivikirstkalmetesse. Juba enne meie ajaarvamist rajati Saaremaal Asvas asula kaitseks paekivi müür. Linnuseehitistes hakkas paekivi tähtsus uuesti suurenema 9.-10. sajandil, mil looduslikele kõrgendikele püstitati 7-10 meetri kõrguseid kohalikust paest kuivmüüriga kaitsevalle. Eestlaste kiviraiumise traditsioonid ulatuvad võõrvallutajate-eelsesse aega. Selle näiteks on trapetsikujulised hauaplaadid peamiselt Lääne-Saare alal. Ristiusu võidulepääsule järgnenud kabelite, kirikute, kloostrite ja uute linnuste ehitamine pani aluse Eesti olulisemate ehituspaeliikide laiemale väljaselgitamisele ja kasutamisele. Kaarma dolokivi kasutamisega on seotud Eesti paealade kõige vormiküllasemad ja viimistluselt silmapaistvamad keskaegsed raidtööd Karja kirikus. Eesti vanimate maakirikute hulka loetakse 13. sajandi II poolel ehitatud Ridala kirikut, mille lääneportaali ja teiste raidtööde materjaliks on Läänemaa parim ehituspaas - Ungru lubjakivi. Tegemist on peeneteralise, madalas lainetusvööndis tekkinud lubjakiviga, mille kihipindadel on lainevirede jälgi. Lubjakivi sisaldab üksikuid koralle, mis viitab rifilähedasele tekkekeskkonnale. Padise kloostri ehitamise käigus võeti 13. sajandil kasutusele Vasalemma "marmor", ilus valkjashalli tooni ja sädeleva murdepinnaga marmorilaadne lubjakivi, mis koosneb kaltsiidiga tsementeeritud okasnahksete detriidist. "Marmor" on ümbriskivimiks biohermidele. Tuntuim ehitis on Vasalemma loss (1890-93). Sajandi võrra hiljem võeti kasutusele Märjamaa kiriku raidtööde tarvis Orgita dolokivi, mille põhiliseks kasutuskohaks sai keskajal hoopis Tallinn, hiljem terve Põhja-Eesti, 17. sajandil eriti Narva. Lasnamäe ehituslubjakivi murdmist alustati Toompeal. Tallinnale vajalik paas murti peamiselt Lasnamäe Põhja- ja Lõunamurrust. Lasnamäe lubjakivi moodustab täismahus ca 8 meetri paksuse ehituskivi kompleksi. Porkuni lademe Röa dolokivi avamusala ulatub Läänemaalt kuni Lääne-Virumaani. 13. sajandil kasutati Röa dolokivi kui head massiivset raidmaterjali Lääne-Nigula, Ambla, Järva-Madise ja Järva-Jaani kiriku ehitamisel, 15. sajandil valmis Porkuni linnus ja raidtööd Kadrina, Väike-Maarja ja Viru-Jaagupi kirikutele, 17.-19. sajandil Kuru, Mõdriku, Muuga, Porkuni mõisahooned. Alates 19. sajandi lõpust võib Röa dolokivi leida ka taluhoonete avaääristustes ja nurgakettides. Borealislubjakivi ehk rõngaspaas on Juuru lademe ülemisse ossa kuuluv paekivi, mis koosneb massiliselt kuhjunud, hiljem kivistunud ja kaltsiidiga tsementeerunud käsijalgsete kodadest. Rõngaspae kivimkompleksi suurim paksus on üle 10 meetri. Järvamaalt on pärit kaks keskaegses paekasutuses olulist paeliiki - Paide ja Mündi dolokivi. Kasutusele võeti nad Paide ja Viljandi linnuse ning Pilistvere, Koeru, Türi ja Põltsamaa kiriku ehitamisel. Virumaal võeti seoses Rakvere lossi ehitamisega 13. sajandil ehituskivina kasutusse ka afaniitne lubjakivi, mida murti arvatavasti Rägavere murdudest. Sillamäelt Narva poole torkab ehitistes silma kirjuvärviline paekivi, mis on kõige ilmekama väljenduse saanud Narva ehitistes. Alates 13. sajandist oli Narva dolokivi ehitus- ja raidmaterjaliks Hermanni kindluse ehitamisel. Lisaks juba sajandeid tuntud murdudele rajati 1844.-46. a ulatuslik Kernu murd Peterburi Talvepalee jaoks. 1881. a võeti Vasalemma jaama juures kasutusele uued murrud, kust veeti ehituslubjakivi Soome, Rootsi ja Peterburi. 20. sajandi 30.-40. aastatel hakkas arenema pae mehaaniline töötlemine. Hakati tootma ja kasutama saetud dolo- ja lubjakivikatteplaate. Paekivi kasutamine ehituses kahanes järsult 20. sajandi II poolel. Praegune Eesti paetööstus tegutseb tuntud pae-erimite, nagu Lasnamäe ehituslubjakivi, Kaarma ja Orgita dolokivi, Ungru lubjakivi, Vasalemma "marmori" ning suhteliselt hiljuti lisandunud Selgase dolokivi baasil. Paekivi kasutatakse põhiliselt eramute sise- ja välisviimistluses, aiakujunduses, harvem ühiskondlikes ehitistes.
Paekivi tehnoloogilise kivi ja tsemendi toorainena
Tehnoloogilisena tuntakse paekivi, mis on tooraineks paberi- ja tselluloosi- ning ehitusmaterjalide tööstuses, masinaehituses, põllumajanduses jne. Kundas (1870) ja Aseris (1899) läksid käiku tsemenditehased. Tamsalus ja Rakkes rajati 19. sajandi 80.-90. aastail lubjatehased. Muhust Üügu pangalt veeti dolokivi Peterburi metallurgiatehastele, Kaugatumast lubjakivi Pärnu tselluloosivabrikule ning Jaagarahust puhast korall-lubjakivi Saksamaale, Rootsi, Soome ja Lätti. Lubjapõletamine sai Eestis alguse 13. sajandil pärast ristisõdu, kui kustutatud lupja hakati kasutama kivimüüritiste sideainena. Põletati nii lubja- kui dolokivi. Lisaks tavapärastele lubjakivi kasutusviisidele saab pulbrilist hüdraatlupja kasutada joogivee puhastamiseks, jahvatatud lubjakivi abil saab puhastada soojuselektrijaamade heitgaase. Lubjakivisõelmeid kasutatakse põldude lupjamiseks. Klaasitööstuses kasutatavat dolokivi, mis peab olema väga puhas ja sisaldama MgO vähemalt 18%, on geoloogiliselt uuritud Hellamaa maardlas. 2005. aasta seisuga on Eestis arvel üks tsemendi- ja 22 tehnoloogilise lubjakivi maardlat. Tehnoloogilise dolokivi maardlaid on Eestis viis.