Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

  • Smolander, William (2019)
    A growing number of researchers, including geographers, have under the last decades become interested in sustainability transitions. This thesis highlights the connections between geography and transitions in three ways: by critically analysing current models, by developing the geographical approach to transitions and by introducing methodological approaches for further studies. I go through three models that try to explain transitions, but choose to focus on the deep transition framework that describes establishment of meta-rules that steer long-term development beyond specific socio-technological systems and across spatial boundaries. This framework is however lacking a profound understanding of geography, which is why I go into how territories, places, scales and networks connect to transitions. I also discuss power as a geographical phenomenon and the governance of sustainability on a global level. There are signs that the United Nation’s vision of sustainability, has gained popularity in different institutions. I believe researchers should explore these signs further. Based on the theoretical framework, I show three different but complementary approaches for studying and interpreting strategies for societal development. I hope that the theoretical and methodological contributions this thesis gives will be utilized in further research on highlighting the connections between geography, sustainability, transitions and governance.
  • Venäläinen, Emilia (2014)
    Geographical Information Systems (GIS) are increasingly used to support the emergency planning. GIS methods can be utilized when planning the emergency response system as well as in the emergency management during and after incident. In this study, GIS methods are applied to maritime Search and Rescue (SAR) planning. Traffic amounts are constantly growing in the Gulf of Finland (GoF) and SAR response has to keep up with them. Means to evaluate the SAR response are needed to ensure the adequacy of rescue resources. The voluntary SAR response in in the Finnish waters of the GoF is evaluated. The focus is on the operations of the Finnish Lifeboat Institution (FLI) that is the umbrella organization for voluntary maritime rescue associations in Finland. However, it is hoped that also other SAR operators can apply the presented methods when planning their SAR operations. The main interest is in boating because leisure boats are most often the object of a rescue mission. Timeliness is crucial in emergency operations and thus the SAR response is evaluated here mainly based on the response times. The response times with the current fleet of the FLI are modelled with cost distance methods. Weather factors affect significantly the speed of the Search and Rescue Units (SRU). Therefore, in order to make the results more realistic, different wave height scenarios are included in the cost distance calculations. The wave heights are modelled with two different wind speeds and three different wind directions. The results contain response time maps for the whole study area in different wave height conditions, response times for past incident sites, response times with two units and response times for high incident density areas. Also the number of concurrent incidents in certain sub-areas is observed. According to the results of the thesis the voluntary SAR response in the GoF is generally good. Some improvements would be necessary if the FLI would be the only SAR operator in the area. However, if the units of Finnish Boarder Guard (FBG) are also taken into account the response seems adequate. Therefore, no major changes in the operations of voluntary SAR organizations in the GoF are suggested. Instead, the adequacy of the SAR response elsewhere in Finland could be evaluated. The lower density of SRUs outside the study area may result in inadequacy of SAR response.
  • Tenkanen, Henrikki (2013)
    A vast amount of spatio-temporal data has become available with the fast development of information technology and different monitoring systems over the last two decades. Position-aware devices are one of the most dominant sources for collecting movement data. Spatio-temporal information that is derived from the tracking devices enable to build movement patterns from the targets, and to calculate measurable motion parameters such as speed, change of speed or the direction of movement. This study utilized a specific pilot GPS-based monitoring system called Amazonian Riverboat Observation System (AROS) that was built to collect movement data of the local riverboats on the departments of Loreto and Ucayali in Peruvian Amazonia. AROS provides real-time GPS-data with coordinates and timestamp that indicate where and when the collaborating vessels are navigating. As an outcome of this thesis a specific analytical tool called Trajectory Reconstruction and Analysis Tool (TRAT) was developed. TRAT utilizes variety of geographic knowledge discovery methods to extract knowledge from movement data provided by AROS. Also spatio-temporal transportation characteristics in the study area were analyzed based on AROS data from the year 2012 and utilizing TRAT. This thesis focused on studying if there is seasonal and directional variation in transportation characteristics along the Amazonian rivers, and if river morphology affects the navigation. Also connection between water height of the rivers and travel speed of individual journeys was studied. Results of the thesis suggest that navigation along the rivers has seasonal and directional variation, and also the river morphology seems to affect the movement patterns of the vessels. On navigation route that was mostly meandering by river morphology, the downstream navigation was over 40% faster than upstream navigation during high water and intermediate, but during low water there was no difference between navigation directions. Seasonal variation was over 30% faster during high water compared to low water (on downstream direction). On upstream direction the navigation was fastest during low water but seasonal differences were considerably lower compared to downstream navigation. On navigation route that was mostly anastomosing by river morphology, the downstream navigation was approximately 20 % faster during the entire year. Results suggest that there is no seasonal difference in navigation characteristics along the larger and wider rivers, since the travel speeds were quite similar throughout the year. Fitting simple regression model between average travel speed of the journeys and water levels of the river revealed that there seems to be strong connection between travel speed and river height on the route along Ucayali river when travelled downstream (R2=0.73). On other cases that were studied, the results suggest that there is not connection between travel speed characteristics and river height. Comparing the results with earlier studies implied that the results of this thesis seemed to be fairly accurate. However, it is necessary to validate the results by doing cross-validations between data from different years observed with AROS. Transportation is in a key role when trying to find the factors affecting on development of a certain location. Thus transportation as means of accessibility has significant role in variety of contexts such as conversation, land use changes and deforestation. Results of this study could provide more accurate data for studies focusing on previously mentioned topics in the study area. Also utilization of TRAT in other contexts, such as studying global transportation patterns of professional vessels, could be possible by making few modifications to the tool.
  • Karhu, Noora (2020)
    Geochemical ore exploration with geogases is based, like the MMI method, on the movement of mobile metal ions. The assumption is that the buried mineralization is possible to locate using the samples collected from the surface sediment. In this study, the detection of gold-copper anomalies by geogases was tested in three different regions of the West Lapland ice divide zone. Geogas samples were collected using an active gas collector at 25 cm below the lowest visible soil horizon. The samples were bubbled into nitric acid and analysed with ICP-MS. The elements studied were As, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, U and Zn. Only few elevated levels of arsenic, cobalt, mercury and nickel were found in the gas samples In the Hannukainen mining area, geogases were collected at known ore settlement, in which gas concentrations showed a clear anomaly in soil directly above the outcropping ore. At Kelontekemä, the concentrations of geogases were compared with MMI results from soil samples collected nearby. There appears to be a connection between concentrations of gases and soil samples, but the concentrations of soil samples are often a thousandfold higher. In this study, the Jolhikko region served as a background area, which allowed to conduct a comparison between the area containing mineralization and the background area of precious metals. In light of this research, geogases are a working tool for geochemical ore exploration. However, and in order to understand the complexity of this phenomenon, it is necessary to conduct further studies. The use of geogases also requires special care from samplers to minimize contamination risks.
  • Tepsell, Johanna (2019)
    The geology of the Eastern Lapland Archean domain (the sudy area of this study) is vaguely known due to high metamorphism and poorly exposed lithologic assemblages. Three new U-Pb age determinations from key locations aim for more profound understanding of the geochronology of the area. Cu-Fe-S stable isotope data for copper sulfides from the Eastern Lapland Archean domain are presented for the first time. The stable isotope analytical method for Cu-Fe-S isotopes is refined and its applicability as a proxy for magmatic Ni-Cu-PGE sulfide deposits is evaluated. It has been suggested that, within an individual mineralized intrusion, negative correlation of δ34S and δ65Cu might be a useful indicator of the economic potential of Ni-Cu-PGE sulfide deposits. Combined S and Fe isotope systematics have also been used to fingerprint for the origin of sulfur. Three new samples were dated using the LA-ICP-MS method on zircon. Most of the Pultoselkä granite data are concordant and yield an age of 2795 ± 6 Ma. The data from the Kontioselkä pegmatite are mostly discordant and define maximum age for the pegmatite at 1766 ± 36 Ma. The Janesselkä gabbro yields an minimum age of 2425 ± 17 Ma, consistent with the 2,4–2,5 Ga age group of mafic magmatism observed widely across the Fennoscandian shield. The established U-Pb data imply distinct metamorphic effects during the Svecofennian and Caledonian orogenies. 28 stable isotope (Cu-Fe-S) data sets were measured from dissolved samples utilizing MC ICP-MS. A micro drilling method was used to extract sulfide cores for the solution work. Collectively the δ65Cu values of analysed sulfides (n = 28) range from -4,65 to 0,29‰, δ56Fe values from -0,21 to 1,44‰, and δ34S values from -1,38 to 11,77‰. Isotope values from magmatic sulfides (n = 7, 2σ) have a restricted range and distinct mean δ65Cu value of -0,99 ± 0,21‰, mean δ56Fe value of 0,16 ± 0,23‰, and mean δ34S value of 2,08 ± 0,3‰, consistent with chondritic compositions. The variation of isotopic values reflects the composition of the sulfide. Overall, they reflect varying crystallization histories and subsequent modification of the samples examined.
  • Sandström, Joonas (2021)
    Aijala-Metsämonttu volcanogenic massive sulphide ore deposit belongs to Orijärvi regional volcanogenic massive sulphide mineralisation, localised within the schist zone southwestern Finland. Aijala-Orijärvi zone is an island-arc structure formed during the Paleoproterozoic (1895-1891 Ma). The mining operation in Aijala took place in 1949–1958 and Metsämonttu in 1952–1958 and 1964–1974. The Aijala and Metsämonttu deposits were 1 km apart. The main ore types were massive vein-like pyrite, sphalerite, pyrrhotite, chalcopyrite, and galena. The purpose of this thesis was to produce modern geological 3D models of the Aijala and Metsämonttu volcanogenic massive sulphide ore deposits and numerical grade models of the utilised minerals (copper, lead, zinc, silver, and gold) using historical material and to interpret the occurrences and emplacements of precious metals and base metals. In addition, compare the accuracy of the 3D models with digitised historical material. Geological 3D and numerical grade models were created using implicit modelling. Historical data used in this thesis consist of 266 drill holes from Aijala and 274 drill holes from Metsämonttu. Also, 61 mine tunnel maps and 47 cross-sections were used to create the geological models. The Aijala-Metsämonttu volcanogenic massive sulphide ore deposits are in the same stratigraphic zone between the footwall quartz-feldspar-porphyry and hanging wall amphibolite. Sulphide lenses of both deposits are vertically on the south side of the footwall and hanging wall contact. The main host rocks to sulphide ores are skarn and cordierite-gneiss. Several local faults intersect the deposits. The most significant faults displaced overlying blocks to the south in Aijala and to the north in Metsämonttu. The Aijala-Metsämonttu deposit belongs to the Zn-Pb-Cu group. The occurrence style and concentrations of metals vary between deposits. Copper ore is present in Aijala but absent in Metsämonttu, whilst zinc-lead ore is present in Metsämonttu but absent in Aijala. Precious metals occur in both deposits with a companion of base metals. The Metsämonttu deposit is rich in precious metals compared to the Aijala deposit, and the presence of high content of precious metals correlates with the incidence of lead ore. Precious metals concentrations increase from east to west and deeper in Metsämonttu.
  • Haapalehto, Sophie (2017)
    The Finnish spent nuclear fuel repository is currently under construction by Posiva Oy, and the repository will be located in Olkiluoto Island, western Finland. After intensive research of the site from surface drillholes, construction of underground rock characterisation facility named ONKALO began in 2004 in the same location for the purposes of detailed site characterization. Additionally, to ONKALO and research drillholes, 58 deep drillholes provide a large database for the geological, geochemical, geophysical and rock mechanics site characterisation. One of the key aspects of rock mechanics site characterisation is to determine the in situ stress field prevailing at Olkiluoto. Mathematically, the stress field is represented as a tensor with both direction and magnitude. The effect of excessive magnitudes of the tensor can be manifested by oriented fractures on the walls of the drillholes forming a phenomena of borehole breakouts along the drillhole length. The breakouts form when compressive stress, induced by the concentration of the in situ stress around the drillhole, exceeds the rock strength. The breakouts occur on the opposite sides of the walls. Due to the breakouts occurring in the areas of maximum compression around the drillhole walls, both the direction of the minimum (σh) and maximum (σH) horizontal in situ stress components can be inferred along the drillhole. This Master's thesis was set to identify and map the breakouts in the deep drillholes in Olkiluoto using the acoustic and optical imaging data of the deep drillholes. Acoustic and optical televiewers are two of the several geophysical measuring methods used in the drillholes. They produce images of the walls of the drillholes by wave reflection. During the study, different types of breakouts were identified along the drillholes in Olkiluoto: dotted, zipper-like and a mix of the two previous types with different intensities. The locations of the identified breakouts and other features (direction of σh, rock type, foliation) were recorded in a mapping form developed during this work. The mapping results show that in the total of 19 imaged drillholes, 40 breakout sections exist in only 5 drillholes. Geophysical data show that the breakouts are highly dependent on the geology and the majority of the breakouts occur in veined gneiss and in less competent rock types such as deformed or fractured rocks. Most of the breakouts were observed below 600 meters depth. Major group of directions of calculated σH from the mapped breakouts is oriented NE-SW (60-90°/245-270°) and secondary groups are oriented 107-150°/285-325° and 10-40°/190-220°. In some drillholes, the directions are rotated about 40° due to a significant brittle fault zone separating the site of Olkiluoto into stress field domains.
  • Hiltunen, Ida (2019)
    Työn tarkoituksena oli tutkia geologisten taustatekijöiden, kuten pohjavesi-pintavesi vuorovaikutuksen sekä maaperän vaikutuksia piilevien yhteisökoostumukseen. Pohjaveden purkautumisvyöhykkeissä silikaattipitoisuudet ovat usein korkeat. Koska piilevät käyttävät silikaattia kuorensa rakennusaineena, on oletettavaa, että puroon purkautuva pohjavesi vaikuttaa piilevälajistoon. Tutkimuksen aineisto kerättiin heinä-elokuussa 2017 ja tutkimuskohteina oli 51 latvapuroa Etelä-, Itä- ja Kaakkois-Suomessa. Aineistona käytettiin piilevien lajistokoostumusta, purojen hydrogeokemiallista koostumusta, lämpötilahavaintoja sekä pohjasedimentin luonnetta. Lisäksi tutkimuksessa hyödynnettiin olemassa olevaa paikkatietoaineistoa sekä maaperästä että pohjavesialueista. Näytteistä määritettiin veden kemiallinen koostumus sekä sedimentin raekokokojakauma. Pohja-pintavesi vuorovaikutusten selvityksissä käytettiin hyväksi fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä, kuten veden hapen ja vedyn stabiilien isotooppien koostumusta, silikaattipitoisuuksia sekä lämpötilamittauksia. Tutkimuksessa pyrittiin paikantamaan ne purot, joissa pohjavesi-pintavesi vuorovaikutusta tapahtuu. Piilevien yhteisökoostumukseen vaikuttavia tekijöitä analysoitiin redundanssianalyysin, pääkomponenttianalyysin, hajonnan osituksen sekä similariteettianalyysin avulla. Saatujen tulosten perusteella voitiin nimetä yhteensä 19 pohjavesivaikutteista puroa. Pohjavesivaikutteisten purojen geokemiallinen koostumus erosi selvästi ei-pohjavesivaikutteisista puroista. Redundanssianalyysin mukaan tärkeimpiä piilevien yhteisökoostumukseen vaikuttavia tekijöitä olivat sähkönjohtokyky, pH, savi- ja silttipitoinen maaperä, fosfori ja veden väri. Lajiston koostumukseen vaikuttivat hajonnan osituksen mukaan eniten kaikki vedenlaatumuuttujat, kun puolestaan pelkkien pohjavesimuuttujien vaikutus oli pienempi. Similariteettianalyysin mukaan pohjavesivaikutteisten purojen yhteisökoostumukset erosivat merkitsevästi ei-pohjavesivaikutteisista puroista. Tulosten perusteella voidaan päätellä, että pohjavesivuorovaikutusta ilmentävillä muuttujilla ei ole suurta vaikutusta piileväyhteisöjen koostumukseen. Siitä huolimatta pohjavesivaikutteisten ja ei-pohjavesivaikutteisten purojen lajistoissa oli havaittavissa eroja.
  • Jokela, Eetu (2020)
    The Sukseton area is located in the northern part of Kittilä municipality, Central Lapland Greenstone Belt, approximately 15 km N from Suurikuusikko gold mine and 5 km NW from Iso-Kuotko orogenic gold deposit, between several large crustal scale thrust and shear zones. This area is a mix of different volcanic formations of Kittilä suite, felsic intrusion of Vuotso Complex and Paleoproterozoic intrusive rocks in the north. In addition to this, several porphyry dykes cut the Kittilä suite volcanic rocks around the area. Exploration work in this area started in the 1980’s when Outokumpu Oy found two minor gold and gold-copper mineralizations. In 2017, Agnico Eagle Finland Oy continued exploration in this area, intending to define the regional geology and the extent of the mineralizations. As a result of this exploration work, this study investigates more closely the regional geology, geochemistry, metamorphism and structural geology of the Sukseton area, as well as the geochronology of associated porphyry dykes. To understand and define the geology of the area, the following methods were used: geological bedrock and exploration trench mapping, interpretation of drill core loggings and several geophysical surveys, optical studies of polished thin sections and U–Pb dating a porphyry dyke sample. The metamorphic conditions of the area were studied through thorough petrological studies. In addition, an extensive geochemical and geotectonic classification of the rocks in the area was conducted. The Sukseton area composes mainly of different tholeiitic basalts and pyroclastic rocks with minor sulphide rich graphitic volcanic sediment and chert sections. Based on this study, these volcanic rocks originate from island arcs and mid-ocean ridges. With the help of geophysical surveys and field measurements, a couple of large fold structures were identified from the eastern part of the study area as well as a large shear zone in the middle of the area striking NE–SW. Porphyry dykes cut the volcanic rocks all around the area giving the minimum age of 1940±18 Ma for the volcanic rocks. Composition of porphyry dykes vary from rhyolites to basalt and they have similar geochemical characteristics with Nyssäkoski type felsic veins. The peak metamorphic conditions in the area represent high-P amphibolite facies metamorphism. Also, hydrothermal alteration is common in Sukseton and it can be metamorphic and magmatic in origin.
  • Georgi, Jaakko (2019)
    This study consists of a comprehensive characterization of the geology, geochemistry, alteration, and mineralization at the Ronaldo prospect as well as an evaluation of its ore potential. Previous mapping campaigns of the prospect, which lies in the Central Andes in Peru at an elevation of 4300 metres, have identified intrusions overlain by a volcanic package. The intrusions are crosscut by silicified ridges that host epithermal mineralization. Satellite imagery reveals that the topographically elevated areas exhibit strongly altered rocks identified as an advanced argillic-altered lithocap. The methods used to define and better understand the geology and the evolution of the hydrothermal system included reconnaissance field mapping, whole-rock geochemistry, short-wave infrared spectroscopy, petrography, and geochronology. Previous studies have shown that only high-sulfidation epithermal mineralization can be spatially and temporally linked to porphyry Cu mineralization, and therefore this study investigates – among other aspects – what type of epithermal mineralization is present at Ronaldo in order to evaluate the potential for concealed at-depth porphyry Cu mineralization. Two separate lower Miocene intrusive units were identified, a porphyritic diorite and a porphyritic granodiorite, whose average age difference is 1.79 Ma. The intrusive units display intermediate argillic alteration. The overlying extrusive units are Sacsaquero Formation basaltic andesites and ignimbrites that are either unaltered or display propylitic alteration. The basaltic andesite roof pendants observed at Ronaldo indicate that the tops of the intrusions are preserved. At high elevations, advanced argillic alteration composed of pyrophyllite, kaolinite, and dumortierite was observed. This area is the remnant, deeper zone of a larger lithocap. The steeply dipping silicified ridges that display sericitic alteration were inferred to be the root zone of this lithocap. Elevated values of trace elements such as Te, Bi, As, and Sb suggest that the Ronaldo prospect is mostly situated in a sericitic alteration zone related to a porphyry-like magmatic-hydrothermal source located at greater depth. Isolated magnetite aggregates were observed in magmatic-hydrothermal breccia, which indicates that the sericitic alteration may have overprinted potassic alteration. A few intermediate-sulfidation epithermal veins and porphyry-related veins, including a banded molybdenite quartz vein, were observed in the creek near the major fault. At Ronaldo, high silica content and sericitic alteration correlate well with elevated concentrations of Ag, Au, and Mo, whereas Cu concentration does not correlate well with any alteration type or with silica content. Quartz veinlets in the silicified ridges that host abundant Ag and Au mineralization were interpreted to have formed at a slightly later stage and to be unrelated to the magmatic-hydrothermal system. This mineralization was interpreted to be low-sulfidation epithermal in origin due to features such as abundant adularia, lattice-textured bladed calcite replaced by quartz, crustiform banding, banded quartz-chalcedony veins, druse-lined cavities, and high Ag/Au ratios. In conclusion, the Ronaldo prospect comprises a hydrothermal system in which the deep, root zone of an advanced argillic lithocap is exposed. The exploration potential for low-sulfidation epithermal mineralization in the silicified ridges is rather significant, whereas the potential for porphyry Cu mineralization is minor due to the lack of appreciable Cu and Mo mineralization, typically shallow-depth porphyry-related hydrothermal alteration, and the lack of high-sulfidation epithermal mineralization.
  • Virkki, Leena P. (2020)
    Siilinjärvi carbonatite in the eastern Finland is an Archaean intrusion. It is mined for the phosphorus bearing apatite used in fertilizers. Saarinen open pit is a satellite mine of the main Särkijärvi open pit. Siilinjärvi carbonatite is the lowest grade apatite ore in the world being excavated and the largest industrial mineral mine in Finland with approx. 11 Mt ore mined yearly making up almost 70 percent of the industrial minerals mined in Finland. The Siilinjärvi carbonatite is a north-south trending and nearly vertical intrusion within basement gneisses. The complex consists of a continuous rock series between end members of nearly pure glimmerite and carbonatite. During the intrusion, the glimmerite-dcarbonatite has metasomatically altered the adjacent country rocks resulting a fenite halo of varying thickness. The purpose of this M. Sc. thesis was to produce a geological map and study the petrography and geochemistry of the rock types of the complex in the Saarinen area. The bedrock surface of Saarinen open pit area was mapped in detail with a GNSS receiver and data was edited with LeapFrog, ArcMap and QGIS. 24 rock samples were collected and thin sections were prepared for petrographic analysis. ICP-MS analysis was made of 20 rock samples to obtain whole rock geochemical data. Sludge sampling was carried out which produced 299 samples from 51 drill holes down to maximum 24 metres from the surface. Sludge samples were analysed with ICP-OES. Geological mapping showed that the most carbonate rich rock types of the complex are located in the middle of the complex. The different rock types of the complex are oriented along the main direction of the formation. Fenite occurs on the edge of the complex and as xenoliths within the glimmerite-carbonatite series rocks. Petrography studies showed that nearly all of the samples shared the same mineral constitution, only the modal proportions of different minerals vary. The main minerals are phlogopite, calcite, richterite and apatite. Geochemical whole rock analysis indicated that the phosphorus content of the rocks studied is highest in the rock types containing 10-50% carbonates. The trace element and REE compositions of the samples differ from average carbonatite, especially Nb, La, Ce and Y contents are lower. The geochemical analysis of sludge samples showed that the rock types are not continuous across long depths.
  • Hynönen, Reko (2013)
    Geomagnetic storms and auroral substorms are manifestations of space weather. They are disturbances in the geomagnetic field caused by solar activity that consists of flare eruptions, coronal mass ejections, high-speed streams, corotating interaction regions and other disturbances within the solar wind. The occurrence rate and properties of these events vary greatly within the solar cycle some maximizing during the solar maximum and others during the declining phase of the solar cycle. Any solar activity measure can be used to define the solar cycle though traditionally the sunspot number has been used. In addition to the sunspot number we have examined e.g. sunspot area, solar radio flux and solar X-ray flux. The solar cycle itself can be divided into four distinct phases: ascending, maximum, declining and minimum phases. Their properties depend on the solar activity measure they are based on. Occurrence rates of geomagnetic storms, substorms and events of solar origin along with geomagnetic indices show that the most recent solar cycle, number 23, had its most disturbed time interval in 2003 in its declining phase. Though solar flares and CMEs were found to maximize in the solar maximum as expected, the slow CMEs and coronal hole originated structures like high-speed streams were found to maximize during the declining phase of the solar cycle. The same conclusion was confirmed studying the geomagnetic storm indices and the ultra-low frequency (ULF) fluctuations within solar wind and the magnetosphere, identified with the method of power spectra. Ground-based Pc5 pulsations from three magnetic stations (KEV, OUJ and KIL) were identified and two maxima were found: the largest one in the declining phase of the solar cycle and the other one during the solar maximum. The ground Pc5 pulsations during the solar cycle 23 follow nicely the ULFs identified based on the ACE satellite measurements at the L1. Records of storm indices show that the declining phase has been the most disturbed time interval in majority of the solar cycles during the modern solar maximum, not only during solar cycle 23.
  • Haapanen, Minttu (2018)
    Maantieteen ylioppilaskirjoitukset sähköistyivät ensimmäisten joukossa syksyllä 2016. Sähköistymisen myötä maantie- teen ylioppilaskoe tarjoaa uusia monipuolisempia tehtävätyyppejä ja geomedia-aineistoja. Painopisteenä ovat aineisto- jen soveltaminen ja tulkitseminen. Geomedialla tarkoitetaan maantieteellisiä lähteitä, kuten karttoja, tilastoja ja kuvia. Pro gradu -tutkielmani tavoitteena on selvittää kuinka kokelaat osaavat ratkaista uudentyyppisiä soveltavia luonnon- maantieteen tehtäviä ja hallitsevat geomedian käytön osana vastausta. Lisäksi tutkin millaisiin kognitiivisen ajattelun taitoihin tehtävänannot ohjaavat. Tutkimukseni avulla saadaan viitteitä lukionsa päättävien oppilaiden geomediatai- doista, vastausten laadusta sekä pystytään kehittämään ylioppilaskirjoituksia entistä parempaan suuntaan. Työssäni tutkitaan kahta luonnonmaantieteen tehtävää syksyltä 2016 ja keväältä 2017 (N=400). Geomedian käyttöä tutkitaan koko aineistosta ja kokelaiden kirjallisista vastauksista käytetään osaa aineistosta (N=140). Tehtävänannot luokitellaan uudistetun Bloomin taksonomian avulla ajattelun eri tasoille. SOLO-taksonomian avulla luokitellaan sekä kirjalliset että kuvalliset vastaukset. Lopuksi tuloksia verrataan keskenään. Tutkimuksessa kiinnitettiin huomiota eten- kin kuvien ja diagrammien tuottamiseen, aineiston hyödyntämiseen ja viittaamiseen sekä kokelaiden valmiuksiin pär- jätä sähköisissä ylioppilaskirjoituksissa. Tutkimuksessa käytetyt luonnonmaantieteen tehtävät ovat rakennettu niin, että ne sisältävät monipuolisesti erilaisia ajattelun taitoja mittaavia tehtäviä. Siirryttäessä tehtävissä eteenpäin vaaditaan kokelailta korkeamman ajattelutaitojen käyttöä. Tehtävissä tulee soveltaa geomedia-aineistoa, kirjoittaa esseitä ja tulkita aineistoa. Saatujen tuloksien perus- teella kokelaiden geomedian käyttötaidot vaativat vielä harjoittelua ja kuvien tuottaminen osana sähköistä koetta koe- taan vielä haastavana. Omaa ajattelua olisi kaivattu enemmän ja moni vastaus vaikutti ulkomuistista tuotetulta. Haas- tavaksi koettiin rakentaa johdonmukainen, selkeä ja jäsennelty vastaus. Vastaukset sijoittuivat suurimmaksi osaksi yh- den rakenteen vastaustasolle. Vastaustaso nousi korkeammalle SOLO-tasolle tehtävänannon vaatiessa korkeamman ajattelun taitotasoa. Geomedia oli selvästi kokelaille vielä uusi asia. Parhaimmillaan itse tuotetut kuvat olivat informa- tiivisia ja tukivat kirjallista vastausta. Kuvat olivat joko itse piirrettyjä, kuvankaappauksia tai muokattuja kuvankaap- pauksia. Itse tuotetut diagrammit olivat selkeitä ja helppolukuisia sekä esittivät tehtävänannossa kysytyn asian hyvin, mutta niidentulkinta koettiin haastavaksi. Aineistoon ja itse tuotettuihin kuviin oli viitattu harvakseltaan.
  • Hintsala, Ida (2016)
    Geometria lukiomatematiikan osa-alueena on matematiikan opettajalle tärkeä tilaisuus tarjota opiskelijoille mahdollisuus oppia niin täsmällistä todistamista, todistamisajattelua kuin ongelmanratkaisua. Tässä tutkielmassa käydään ensin läpi matematiikan opettamiseen ja oppimiseen vaikuttavia tekijöitä. Sen jälkeen perehdytään geometriaan yliopistomatematiikan, ylioppilaskirjoitusten ja lukion opetussuunnitelman perusteiden näkökulmasta. Lopuksi käsitellään matemaattista ongelmanratkaisua ja sen peruskäsitteitä sekä tutkitaan ongelmanratkaisun ohjaamista geometrisiä ongelmatehtäviä hyödyntäen. Tutkielman teoriaosuudessa lähdetään liikkeelle matematiikan luonteen ja hyvän matematiikan pohtimisesta ja päästään muodostamaan kokonaiskuvaa lukiogeometriasta. Tutkielmasta löytyy vastauksia useisiin kysymyksiin, kuten 'Mitä yliopiston geometrian kurssilta voi viedä suoraan pitkän matematiikan lukio-opetukseen?', 'Miten geometria näkyy pitkän matematiikan ylioppilaskokeessa?' ja 'Minkälaista voi olla hyvä oppiminen ja opetus erityisesti matematiikan osalta?' Tutkimusosuudessa selvitetään, miten lukio-opiskelijan matemaattinen ongelmanratkaisuprosessi käytännössä etenee opettajan kyselymenetelmää käyttäen: kuinka paljon aikaa eri vaiheisiin kuluu ja minkälaista ohjaus on eri vaiheissa koko prosessin aikana. Lisäksi selvitetään, miten opiskelija kokee menetelmän käytön ja ongelmatehtävien ratkaisemisen. Tutkimusosuudessa luokitellaan ohjaajan ongelmanratkaisuprosessien aikana esittämät kysymykset aktivoiviin, pinnallisiin, passivoiviin ja neutraaleihin ja analysoidaan ohjausta luokittelun perusteella. Tutkimustulosten perusteella tutkimuksessa käytetty opettajan kyselymenetelmä toimii hyvin ongelmanratkaisun ohjaamisessa. Lisäksi tutkimuksen kokeellisen osuuden tulokset vahvistaa osaltaan kirjallisuudesta löytyvää näkemystä ongelmanratkaisutaitojen vahvistamisen hyödyllisyydestä, kun se tehdään tavoitteellisesti, harkitusti ja huolellisesti. Tutkimustulokset antavat ymmärtää, että ongelmanratkaisutehtävien käyttäminen opetuksessa ja lukio-opiskelijoiden
  • Lepistö, Anne-Mari (2013)
    Tämän tutkielman tarkoituksena on esitellä sitä, miten geometria ilmenee lukion matematiikassa. Aineistona on käytetty lukion matematiikan oppikirjoja, lukion matematiikan ylioppilaskirjoituksia ja lukion valtakunnallisia opetussuunnitelman perusteita. Tutkimuksessa viitataan myös peruskoulun yläluokkien matematiikan osa-alueeseen geometria. Tutkielmassa on tarkoitus vastata seuraaviin kolmeen tutkimuskysymykseen: Miten geometrian opetus lukiossa eroaa pitkän ja lyhyen oppimäärän osalta? Miten erot näkyvät oppikirjoissa, opetussuunnitelmassa ja ylioppilaskirjoituksissa? Millaisia geometrian tietoja ja taitoja tarvitaan ylioppilaskoetehtävien ratkaisemiseen? Tutkimusaineiston analysoinnissa merkittävässä roolissa olivat tutkijan luomat taulukot, jotka ovat tutkimuksen liitteenä. Lisäksi syvällisemmin on analysoitu ylioppilaskokeiden tehtäviä, joiden haastavuutta ja syvällisyyttä on tarkasteltu Bloomin taksonomian teoriapohjaan verraten. Lukion matematiikan pitkä ja lyhyt oppimäärä eroavat geometria-kurssin osalta toisistaan tiettyjen sisältöalueiden osalta. Eroavaisuudet ovat hyvin yhtenäiset, kun tarkastellaan geometria-kurssien oppikirjoja ja verrataan niitä opetussuunnitelman perusteisiin. Olennaisimmat erot ovat seuraavat. Lyhyessä oppimäärässä matemaattisena sisältönä esiintyy geometria koordinaatistossa - aihealue, joka puuttuu pitkästä oppimäärästä. Lyhyen oppimäärän OPS asettaa käytännön läheisten geometrian ongelmien ratkaisun tavoitteeksi pitkästä oppimäärästä poiketen. Tätä selkeää eroa ei voida tehdä oppikirjavertailun perusteella. Toisaalta lyhyen oppimäärän oppikirjoista ja OPS:sta puuttuvat lähes kokonaan pitkään verrattuna seuraavat sisältöalueet ja käsitteet: sini- ja kosinilause, kappaleiden yhdenmuotoisuus, geometristen lauseiden todistaminen, kolmion pinta-alan trigonometrinen kaava, kuvioiden ja kappaleiden kulmat (syventävämmän matematiikan kannalta), kulmiin liittyvät tarkemmat määritykset, ympyrä ja siihen liittyvät suorat sekä palloon liittyvät erikoistilavuudet. Ylioppilaskirjoituksissa lyhyen oppimäärän kannalta korostuvat tehtävissä juuri OPS:ssa mainitut geometrian kurssin keskeiset sisällöt, geometriaa koordinaatistossa -aihealuetta lukuun ottamatta. Pitkän oppimäärän kokeet eivät noudata niin selkeää linjaa OPS:n keskeisten sisältöjen suhteen. Suuren osan lyhyen oppimäärän ylioppilaskoetehtävistä pystyisi ratkaisemaan myös peruskoulun yläluokkien tiedoin, tosin usein syventävin sellaisin. Suurin osa tehtävistä sijoittui Bloomin taksonomian tasoille kolme ja neljä, eli tehtävissä tuli joko käyttää oikeaa kaavaa tehtävän ratkaisuun tai pilkkoa ongelma pienempiin osiin ja ymmärtää osien merkitys kokonaisratkaisun kannalta. Pitkän oppimäärän tehtävät sijoittuivat keskimääräisesti Bloomin taksonomian tasolle neljä ja tehtävissä piti normaalisti joko soveltaa ja pilkkoa tietoa tai jopa luoda uutta tietoa annettujen tietojen pohjalta. Vain muutama pitkän oppimäärän tehtävistä oli mahdollista ratkaista lyhyen oppimäärän tiedoin. Pitkän oppimäärän tehtävät ovat joko liian haastavia tai niiden matemaattiset sisältöalueet eivät kuuluneet lyhyen oppimäärän sisältöihin.
  • Harju, Miija (2015)
    Tässä tutkielmassa käsitellään kuution kahdentaminen ja kulman kolmijako, jotka ovat geometrian konstruktio-ongelmia. Kuution kahdentamisessa tulee muodostaa kuutio, jonka tilavuus on kaksinkertainen annettuun kuutioon verrattuna. Kulman kolmijaossa tulee mielivaltainen kulma jakaa kolmeen yhtä suureen osaan. Molemmat ongelmat ovat osoittautuneet mahdottomiksi harpin ja viivaimen avulla. Jos kuitenkin sallitaan käyttää muita matemaattisesti tarkkoja välineitä ongelmat saadaan ratkaistua. Kuution kahdentamisen ja kulman kolmijaon tutkimisessa lähdetään liikkeelle geometrisen konstruoinnin sääntöjen määrittelemisestä. Toisessa luvussa käydään läpi yksityiskohtaisesti perustuloksia harpin ja viivaimen käytöstä. Näiden tulosten avulla määritellään peruskonstruktiot ja luvun konstruoituvuus. Koska tutkittavien ongelmien mahdottomuuden osoittaminen vaatii algebran kuntateorian tuloksia, määritellään kolmannessa luvussa geometrisen konstruktion tuloksia algebran näkökulmasta. Näiden avulla saadaan määriteltyä välttämätön ja riittävä ehto luvun konstruoitumiselle. Neljäs luku käsittelee työn oleellisimmat tulokset eli todistukset kuution kahdentamisen ja kulman kolmijaon mahdottomuuteen. Ennen todistuksia käydään läpi tärkeimmät kohdat historiasta antiikin Kreikan ajalta 1800–luvulle, jolloin ongelmat saatiin osoitettua mahdottomiksi. Lisäksi historiaosuudessa käsitellään seuraavassa luvussa esiteltävien laajennettujen konstruktioiden historiaa. Kuution kahdentamisen mahdottomuuden todistuksessa osoitetaan, ettei lukua kuutiojuuri 2 voida konstruoida. Mielivaltaisen kulman kolmijaon mahdottomuuden osoittamiseksi riittää löytää yksi kulma, jota ei voida kolmijakaa. Tässä tapauksessa tutkimme 60° kulmaa, jolloin konstruoituvaksi luvuksi muodostuu cos(20°). Viimeinen luku käsittelee laajennettuja konstruktioita, joissa sallitaan perinteisten harpin ja viivaimen lisäksi muiden välineiden ja menetelmien käyttö. Luvussa esitellään useita konstruktioita, joissa käydään läpi niiden käyttö konstruktio-ongelmissa ja todistukset niiden toimivuudesta. Luultavasti kaikkein klassisin menetelmä on neusis-konstruktio, jossa viivaimeen voidaan tehdä merkintöjä. Muut esiteltävät konstruktiot ovat merkittäviä niiden historian tai konstruktioiden yksinkertaisuuden takia.
  • Savolainen, Mikko (2022)
    Tässä tutkielmassa tarkastellaan, onko matematiikan ylioppilaskirjoitusten geometria tehtävissä tapahtunut muutosta kokeiden sähköistymisen seurauksena. Tarkastelussa on mukana pitkän ja lyhyen matematiikan kirjoitus kerrat kevät 2016 -- kevät 2021, joista kevät 2016 -- syksy 2018 ovat olleet ennen sähköistymistä ja kevät 2019 -- kevät 2021 ovat olleet sähköisiä kokeita. Tutkimuksessa vastataan kahteen tutkimuskysymykseen: "Onko geometrian tehtävät muuttuneet sähköistymisen seurauksena ja jos on, niin miten muutos on nähtävissä?" ja "Miten geometria tehtävien osuus on muuttunut pisteytyksessä?". Ensimmäiseen kysymykseen tutkimus pyrkii vastaamaan tarkastelemalla sähköistä ympäristöä ja sen mukana tulleita apuvälineitä. Sen lisäksi syvällisempää tarkastelua varten jokainen tehtävä on arvioitu Bloomin taksonomian asteikolla. Asteikon avulla tehtäviä ja niiden haastavuutta on vertailtu keskenään. Seuraavaan kysymyksen vastaamiseen tukimuksessa on käytössään ylioppilastutkintolauttakunnalta saatu data lyhyen ja pitkän matematiikan ylioppilaskokeiden tuloksista. Datasta on nostettu esille geometria tehtävistä saatujen pisteiden prosentuaalinen osuus kokeiden pisteytyksessä, johon on vaikuttanut kokeessa esiintyvien tehtävien määrä ja niistä saadut pisteet. Jokaiselle kokeelle on laskettu myös geometria tehtävistä saatujen pisteiden painotettu keskiarvo, joka kertoo tehtävien haastavuudesta. Datassa on ollut laskettuna myös CORR-menettelyn avulla Pearson korrelaatiot tehtävien välille, sekä korrelaatiot kokeista saatujen pisteiden kanssa. Tutkimuksessa nostetaan esille geometrian tehtävistä saatujen pisteiden korrelaatiot kokeesta saatujen pisteiden kanssa. Korrelaatio antaa arvion siitä, kuinka hyvin tehtävien haastavuus on ollut linjassa kokeen muiden tehtävien kanssa. Tulosten avulla tutkija vertailee sähköisiä ja ei-sähköisiä kokeita keskenään ja nostaa esille merkittävimmät muutokset niiden välillä. Tutkimuksessa käydään läpi myös geometrian ja ylioppilaskirjoitusten historiaa, jonka tarkoituksena on pohjustaa tutkimuksessa käsiteltävää aihetta. Tutkimuksessa on käyty myös läpi, mitkä tehtävät tutkimus laskee geometrian tehtäviksi hyödyntäen lukion perusopetussuunitelmissa esiintyviä geometrian kursseja. Ylioppilastutkintolauttakunnan tarjoama data antaa ymmärtää, että pitkän matematiikan tehtävät olisivat helpottuneet samalla, kun niiden määrä on vähentynyt. Lyhyessä matematiikassa sähköisissä kokeissa on ollut enemmän geometrian tehtäviä, mutta niiden vaikeudesta ei pysty datan avulla tekemään selkeää johtopäätöstä. Bloomin taksonomian mukaan pitkässä matematiikassa ei ole ollut merkittävää muutosta. Lyhyessä matematiikassa tehtävät ovat yleisesti helpottuneet, mutta vaikeimmat tehtävät löytyvät myös sähköisistä kokeista. Eniten muutosta on ollut itse sähköistymisessä, kun paperisista kokeista on vaihdettu sähköiseen koeympäristöön. Sähköistymisen mukana on tullut uudenlaisia havaintomateriaaleja, apuvälineitä ja tehtävätyyppejä.
  • Goetsch, Peter (2018)
    Big Data frameworks (e.g., Spark) have many configuration parameters, such as memory size, CPU allocation, and the number of nodes (parallelism). Regular users and even expert administrators struggle to understand the relationship between different parameter configurations and the overall performance of the system. In this work, we address this challenge by proposing a performance prediction framework to build performance models with varied configurable parameters on Spark. We take inspiration from the field of Computational Geometry to construct a d-dimensional mesh using Delaunay Triangulation over a selected set of features. From this mesh, we predict execution time for unknown feature configurations. To minimize the time and resources spent in building a model, we propose an adaptive sampling technique to allow us to collect as few training points as required. Our evaluation on a cluster of computers using several workloads shows that our prediction error is lower than the state-of-art methods while having fewer samples to train.
  • Talvitie, Topi (2015)
    Finding shortest paths in planar domains bounded by polygons is a well-studied problem in computational geometry. However, in many applications, only finding the shortest path is not sufficient: we need to be able to generate a list of short paths among which we can choose the route. Simple detours to the shortest path are rarely better than the direct path, and therefore we should return paths that are essentially different. To ensure that, we limit our consideration to locally shortest paths, defined as the paths that cannot be made shorter by infinitesimal perturbations, or more intuitively, the paths that are 'pulled taut' around the obstacles of the domain. We use the first half of the thesis to present the definitions and the basic theory of locally shortest paths. We prove that they are always polygonal chains of certain type, and use this to describe a simple visibility graph based algorithm for finding the kth shortest path, i.e. the kth element in the list of locally shortest paths between given points ordered by length. We prove that there is a unique way to change a locally shortest path continuously by moving its endpoints while keeping the path locally shortest. This result is used to show that the set of locally shortest paths with one fixed endpoint forms a covering space of the planar domain. We use this to to prove a connection between homotopy theory and locally shortest paths: each homotopy class contains exactly one locally shortest path, and that path is the shortest path in its homotopy class. The covering space structure formed by locally shortest paths also gives rise to the idea of tracking the lengths of the locally shortest paths between a fixed point s and a point x, and drawing a map of the points x in which the order of lengths of the paths changes or the type of one of the locally shortest paths changes. The resulting map is the kth shortest path map, a subdivision of the domain into components such that the kth shortest path from s to any point within a single component is essentially the same. We analyze the structure and complexity of this map, concluding that we can use it for efficient queries of kth shortest paths from s to any point x.
  • Kelomäki, Tuomas (2020)
    This thesis provides a proof and some applications for the famous result in topology called the Borsuk-Ulam theorem. The standard formulation of the Borsuk-Ulam theorem states that for every continuous map from an n-sphere to n-dimensional Euclidean space there are antipodal points that map on top of each other. Even though the claim is quite elementary, the Borsuk-Ulam theorem is surprisingly difficult to prove. There are many different kinds of proofs to the Borsuk-Ulam theorem and nowadays the standard method of proof uses heavy algebraic topology. In this thesis a more elementary, geometric proof is presented. Some fairly fundamental geometric objects are presented at the start. The basics of affine and convex sets, simplices and simplicial complexes are introduced. After that we construct a specific simplicial complex and present a method, iterated barycentric subdivision, to make it finer. In addition to simplicial complexes, the theory we are using revolves around general positioning and perturbations. Both of these subjects are covered briefly. A major part in our proof of the Borsuk-Ulam theorem is to show that a certain homotopy function F from a specific n + 1-manifold to the n-dimensional Euclidean space can be by approximated another map G. Moreover this approximation can be done in a way so that the kernel of G is a symmetric 1-manifold. The foundation for approximating F is laid with iterated barycentric subdivision. The approximation function G is obtained by perturbating F on the vertices of the simplicial complex and by extending it locally affinely. The perturbation is done in a way so that the image of vertices is in a general position. After proving the Borsuk-Ulam theorem, we present a few applications of it. These examples show quite nicely how versatile the Borsuk-Ulam theorem is. We prove two formulations of the Ham Sandwich theorem. We also deduce the Lusternik-Schnirelmann theorem from the Borsuk- Ulam theorem and with that we calculate the chromatic numbers of the Kneser graphs. The final application we prove is the Topological Radon theorem.