Põlva maakonna Ilumetsa meteoriidikraatrid on viimastel aastakümnetel muutunud Taevaskoja ja Piusa koobaste kõrval väga hinnatud loodusturismiobjektiks Kagu-Eestis.

Rahvasuus liikunud legendid annavad aimu sellest, et kohalikus kultuuriruumis oli nende koonilise kujuga sügavate struktuuride olemasolu ja asukoht teada juba ammu [8, 10]. Langenud ingli temaatikaga seostatud kraatrite nimede (Põrguhaud, Kuradihaud, Tondihaud, Sügavhaud) järgi võiks ju lausa arvata, et nende kosmiline päritolugi oli teada pikka aega tagasi.

Praegusel ajal võime aga rääkida vaid kahest Ilumetsa kraatrist: Põrguhauast ja Sügavhauast (*1). Ülejäänud mainitute (Tondihaud ja Kuradihaud) puhul kahtlesid nende päritolus juba esmakirjeldajad [1, 2]. Tondihaud ja Kuradihaud on Põrguhavva soo servas olevad turbaga täitunud oletuslikud vormid, mida praegusajal ei õnnestu enam looduses leida. Kahjuks on ka varem publitseeritud kaardimaterjal omaaegse salastamispoliitika tõttu väga puudulik, mistõttu nende, nüüdseks juba pool sajandit tagasi kirjeldatud „haudade” asukohad ongi täpselt teadmata.

Tondihauda on kirjeldatud (ja isegi fotografeeritud) kui ovaalset 24 ´ 19 meetri suurust kahe meetri paksuse turbaläätsega täidetud vaevumärgatava valliga lohku, mis paikneb Põrguhauast ligikaudu ühe kilomeetri kaugusel läänes [1, 3]. Kuradihaud asuvat Põrguhauast ligikaudu 400 meetrit läänes tihedas metsas siirdesoo servas [4]. See oli ligikaudu 24 meetri suurune ja vaevalt meetrisügavune lohk. Tondi- ja Põrguhaua kirjelduste alusel on nende sügavuse ja läbimõõdu suhe (vastavalt umbes 1 : 10 ja 1 : 24) plahvatuskraatri kohta liiga väike (lihtkraatri puhul on ideaalne sügavuse ja läbimõõdu suhe 1 : 5).

Kaks kraatrit. Kaks Ilumetsa kraatrit on lehtrikujulised süvendid, mis piirnevad ümbritseva maastiku tasapinnast kõrgemale ulatuvate vallidega. Suurem kraater – Põrguhaud – on pisut elliptilise kujuga. Selle läbimõõt, mõõdetuna vallilt vallile, on 75−80 meetrit (*2). Kraatri põhi asub põhjaveetasemest sügavamal, sestap on sellesse aegade vältel tekkinud kuni kahe ja poole meetri paksune turbalääts, mille alumises osas on sapropeel. Struktuuri sügavus valli kõrgeimast osast turbalasundi põhjani on 12,5 meetrit, kõrgeim vall ulatub kuni neli meetrit üle ümbritseva ala.
Lõunapoolne – Sügavhaud – on tunduvalt väiksema läbimõõduga: pisut alla 50 meetri. Sügavhaud on ka madalam: vaid 4,5 meetrit. Selle kraatri vall on Põrguhaua vallist madalam, ulatudes idaserval maksimaalselt 1,5 meetri jagu üle ümbritseva tasapinna.
Kraatrite ümbruse geoloogilise läbilõike moodustavad Kesk-Devoni ajastiku Givet’ ea (391,8−385,3 miljonit aastat tagasi) Gauja lademe nõrgalt kuni keskmiselt tsementeerunud helekollased liivakivid, mis on kaetud ligikaudu kahe meetri paksuse savika põhimoreeni ja kuni poole meetri paksuse glatsiofluviaalsete liivade kihiga. Põrguhaua kraatrist läänes paikneb Põrguhavva soo (*1), mistõttu selle kraatri vallitaguse ala täidavad lääne- ja lõunakaarest turbakihid.

Kraatrite uuringulugu. Kraatrite esmamainijaks peetakse Tartu ülikooli tudengit Rudolf A. F. W. Hallikut, kes osales 1938. aastal Kagu-Eestis suuremõõtkavalisel geoloogilisel kaardistamisel ning kellest sai hiljem geoloog-stratigraaf Saksamaal Schleswig-Holsteinis. Võimalik, et üliõpilast inspireeris avastatud lohkusid meteoriitikateemaga seostama mäeinsener Ivan Reinwaldi hiljutine (1937) meteoriitse raua leid Kaalis.
Juba 1938. aastal inspekteeris Ilumetsa struktuure Artur Luha (1892−1953), kes oli tol ajal majandusministeeriumile allunud Eesti geoloogilise komitee (Eesti geoloogiakeskuse eelkäija) juht. Artur Luha ettevõtmisel (ilmselt lootuses leida meteoriitset ainest) kaevati Sügavhaua põhja ðurf ning koostati Põrguhaua topograafiline plaan. Kaevamiste juures viibis ka geograaf Ants Laasi (1909−1989), kes tegi Põrguhaua kraatri põhja palünoloogilise läbilõike. Kahjuks pole kõigi nende maailmasõjaeelsete uuringute tulemused säilinud. Aastal 1952 uuris magnetvälja iseloomu Põrguhaua kohal Evald Pobul (1915−1995), kuid märkimisväärseid anomaaliaid ta ei avastanud [12].
Esimene kirjalik ülevaade Ilumetsa kraatritest ilmus Ago Aaloe (1927−1980) sulest 1960. aastal. Tema artikkel „Ilumetsa kraatrid Eesti NSV-s” ilmus venekeelses ajakirjas Meteoritika [1]. Publitseerimisele eelnesid intensiivsed välitööd 1956. aasta suvel. Väljakaevamistel läbistati Põrguhaua kirde- ja edelaosa vall kraaviga. Kaevamiste armid on tähelepanelikul vaatlusel praegugi jälgitavad, kuid kaevamiste tulemusel saadud läbilõiked (*3) on andnud olulist informatsiooni struktuuri ehituse kohta, viidates vallil moreeni ja liiva segunemise kaudu kraatri plahvatuspäritolule. Peatselt pärast väljakaevamisi võeti Põrguhaud ja Sügavhaud üksikobjektidena riikliku kaitse alla.

Kraatrite vanuse selgitamine. Eelmise sajandi seitsmekümnendatel aastatel uuriti intensiivselt struktuuride vanust, kasutades selleks Põrguhaua tekkejärgse turba radiosüsiniku- ja õietolmuanalüüse. Uuringutulemused avaldasid Arvi Liiva, Helgi Kessel (1926−1989) ja Ago Aaloe 1979. aastal [9]. Nende uuringute käigu ja tulemuste põhjaliku kirjelduse võib leida Arvi Liiva hiljutisest artiklist ajakirjas Eesti Loodus [8]. Sapropeelikihi alumisest osast võetud proovi vanuseks saadi radiosüsinikumeetodil 6030 ± 100 aastat, mis kalibreeritult vastab vanusele 6740−7010 aastat. Kuna orgaaniline aine ei hakanud kraatrisse kogunema otsekohe pärast plahvatust, siis võib arvata, et struktuur on tekkelt pisut vanem.
Struktuuride vanuse täpsustamiseks tegi Tallinna tehnikaülikooli geoloogia instituudi töörühm akadeemik Anto Raukase eestvõtmisel 1996. aasta suvel Meenikunno raba uuringuid. Ilumetsa kraatriväljast ligikaudu kuue kilomeetri kaugusel algava raba idaosas paikneva Keskmise Suurjärve põhjakalda turba puursüdamikust avastati 5,7 meetri sügavuselt mikroskoopilised klaasjad sfäärulid [13]. Nimetatud kihi vanuseks saadi kahe radiosüsinikumeetodil analüüsitud proovi alusel 6542 ± 50 ja 6697 ± 50 aastat (kalibreeritult 7420−7500 ja 7560−7610 aastat). See tulemus annab seega kraatrite vanuseks ligikaudu 600 aastat rohkem kui eelnev, kraatripõhjast pärineva orgaanilise materjali vanuse põhjal saadud dateering ning seda käsitletaksegi Ilumetsa plahvatuste vanusena.
Selle sajandi alul on Ilumetsa struktuure uuritud pinnast mittelõhkuvate geofüüsikaliste meetodite abil, nagu elektromeetria, magnetomeetria ning pinnaseradar. Nende uuringute käigust ja tulemustest on juttu allpool.

Aaloe arvates langes meteoor loodest. Ago Aaloe tehtud väljakaevamised Põrguhaual viitasid otseselt plahvatusprotsessile [1, 3]. Kraatri kõrgem idapoolne vall koosneb Devoni liivakividest (liivast) ja glatsiofluviaalsest liivast, mis on moreense materjaliga segunenud ja kätkeb arvukaid põhimoreeni läätsi (*3). Aluspõhjaline liivakivi leiti olevat lasumusrikke tagajärjel nihkunud ning kraatri edelaosas läbivad seda kuni 0,5 meetri laiused, moreeniga täitunud lõhed. Madalam läänepoolne vall koosneb põhiliselt moreenist, milles sisalduvad vaid üksikud liivaläätsed. Aaloe märgib, et selline koostiseline asümmeetria võib olla põhjustatud asjaolust, et kraatrist läänes glatsiofluviaalsete liivade kiht peaaegu puudub.
Sügavhaual tehtud sondeerimispuurimiste tulemused leiti olevat sarnased Põrguhaua kaevamiste tulemustega. Põhjendamata oma mõttekäiku, kuid viidates asjaolule, et kraatrivallid on kõrgemad struktuuride kirde- (Põrguhaud) ja idaosas (Sügavhaud), jõudis Aaloe järeldusele [1], et Ilumetsa meteoor langes loodest.

Või langes ta siiski lõunast? Kraatriväljade, nagu Ilumetsa (ja ka Kaali) puhul, kus suhteliselt väikesel pindalal on mitu ühel ajal tekkinud kraatrit, peetakse langemissuunda määravaks kriteeriumiks ala väljavenitatust. Langemissuunda märgib suurima kraatri asukoht: selle on tekitanud kõige kaugemale lennanud meteoor [11].
Kraatriväljad tekivad, kui meteoorkehad purunevad Maa suhteliselt tihedas atmosfääris hõõrdejõu tagajärjel tekkivate kehasiseste pingete tõttu. Purunemist määrav parameeter ei ole seejuures meteoori suurus (statistiliselt on suuremad kehad isegi purunemisaltimad), vaid materjali tüüp (purunemise tõenäosus väheneb reas kivi − kivi-raud − raud). Kuna purunemine toimub tavaliselt atmosfääri alumises osas (tekkivad pinged on otseses sõltuvuses atmosfääri tihedusest), ei jõua kiiresti lendava meteoori tükid enne maapinnale jõudmist üksteisest väga kaugele lennata. Juhul, kui tükid on suured, ületab kokkupõrkel Maaga toimuva plahvatuse läbimõõt võimaliku kraatrivälja mõõtmeid ja kujuneb vaid üks kraater. Väiksemate kehade puhul on loomulikult ka plahvatused väiksemad ning võimalus, et nende raadius ei ületa kraatrivälja mõõtmeid, on suurem. Seega on kraatriväljadel tavalisemad väikesed (valdavalt alla sajameetrise läbimõõduga) lihtsa koonusja kujuga kraatrid.
Langemise käigus meteooritükid purunevad, seepärast on nende pindala algsega võrreldes tunduvalt suurem ning ka hõõrdejõudude aeglustav mõju sedavõrd suurem. Suuremad tükid lendavad kaugemale, sest neile toimivad nende suurema massi-pindala suhte tõttu väiksemad hõõrdejõud (s.t. väiksemad tükid pidurduvad rohkem). Kuna algne keha jaotub suuremateks, aga kiiremateks ning väiksemateks, aga aeglasemateks tükkideks, langevad nad viimaks ellipsikujulisele maa-alale. Ellipsi väljavenitatus (pikem telg) märgib siinjuures langemise sihti ja suuremate-väiksemate tükkide (kraatrite) jaotus tähistab langemise suunda.
Nende teadmiste taustal kahe Ilumetsa kraatri asendit silmas pidades (*1) võiks oletada, et meteoor langes hoopis lõunakaarest (umbkaudu 190º). Samas tuleb arvestada, et antud tõlgendus tugineb vaid kahele kraatrile (korrelatsioon on ideaalne) ega arvesta muude võimalike siiani leidmata või aja vältel hävinud struktuuridega.

Geofüüsikalised uuringud ja tulemused. Viimase kümnendi jooksul on Ilumetsa kraatritel tehtud hulk uuringuid, kus põhieesmärk on olnud õppida mitmesuguseid geofüüsikalisi meetodeid.
Nii korraldati 2005. aasta augustis Jenny ja Antti Wihuri Fondi (Soome) toetusel kursus „Holotseensete meteoriidikraatrite geofüüsika” Eesti, Soome, Rootsi ja Saksamaa kraadiõppurite osalusel, 2008. aastal aga NordForski toetusel Balti riikide ja põhjamaade doktorantidele mõeldud kursus „Väikesed kvaternaarsed kraatrivormid – geofüüsikalised ja ökoloogilised aspektid”.
Kursuste käigus uuriti muu hulgas Ilumetsa kraatreid magnetiliste, elektriliste ja seismiliste meetoditega, ühtlasi koostati georadariprofiilid üle kraatrite ja Põrguhavva soo. Kursuste töömahukaimaks tulemuseks võib pidada Sügavhaua magnetilist kaarti (*4), mille on koostanud Ulla Preeden ja Evelin Verð. Kuigi magnetväljas ei tulnud esile võimalike meteoriiditükkidega seostuvaid teravaid suure amplituudiga anomaaliaid, joonistub kaardil üsna selgelt välja kraatrivalli märkiv positiivne anomaalne ring, mille sees on magnetväli ümbritsevast väiksem. Samamoodi kui magnetväli seostub kraatritega elektriline, täpsemalt näiveritakistuse anomaalia: struktuuride sisemuses on elektrijuhtivus parem kui vallidel. Selle põhjustab erisugune veesisaldus, aga võimalik, et ka plahvatuse mõju.
Georadaritööde põhjal on selgunud mõningad kraatrite siseehituse jooned (*5). Näiteks on kraatrivallides ümbritsevaga võrreldes palju vähem pikemaid elektromagnetlaineid peegeldavaid pindu. See viitab asjaolule, et materjal on purunenud ning plahvatuseelsed liiva(kivi)- ja moreenikihid segunenud. Kohati võib vallis märgata üksikuid pisikestele moreeniläätsedele viitavaid peegeldusi. Kõrgemate vallide ülemises osas ja välisnõlval paikneb kuni meetripaksune läätsetaoline moodustis, mida võib tõlgendada kui väljapaisatud liivakat materjali moreenpinnase peal. Üksikud profiilid Põrguhavva soos tõid selgelt esile turbaaluse pinna reljeefi, kuid ühtegi kraatrisarnast struktuuri selles ei avastatud. Samas ei saa nende uuringute alusel päriselt välistada teiste turbaaluste kraatrite olemasolu, kuna profiilid on hõredalt paigutunud.

Meteoriitne päritolu pole lõplikult tõestatud. Ehkki tunneme Ilumetsa struktuure meteoriidikraatritena ja oskame välistada kõikvõimalikud muud ümarstruktuuride tekkevõimalused (inimtekkeline plahvatus, karst, sulglohk), pole nende meteoriitne päritolu kogu maailma silmis kaugeltki mitte tõestatud.
Meteoriitse päritolu tõestamise kriteeriumid rajanevad petrograafilistel ja geokeemilistel leidudel, nagu löögikoonused, mikroskoopilised deformatsioonijäljed (peamiselt planaarsed deformatsioonid kvartsiterades) plahvatuse mõjutatud kivimites, plahvatuse käigus tekkinud kivimite rikastumine iriidiumi ja teiste plaatina rühma keemiliste elementidega ning iseloomulikud osmiumi isotoopide suhted [5, 6]. Plahvatust tõestab üheselt ka maavälise päritoluga materjali (meteoriitide) leid kraatrite vahetust lähedusest (näiteks Kaali või Sihhote-Alin) või plahvatuse otsene tõendamine.
Hoolimata otsingutest pole Ilumetsast meteoriitset materjali leitud. Kuna Ilumetsas pole suhteliselt väikeste plahvatusrõhkude tõttu võimalik leida ka löögikoonuseid ega planaarseid deformatsioone, tuleb Põrgu- ja Sügavhaua meteoriitset päritolu tõestada keemiliste uuringute alusel. Selleks uuritakse plaatina rühma elementide sisaldust kraatreid ümbritsevas pinnases ning võrreldakse neid sisaldustega moreenis ja Devoni liivakivides, toetudes asjaolule, et plaatina rühma elementide sisaldus kondriitides ja enamikus raudmeteoriitides on mitu korda suurem kui maakoorekivimites. Üksiti võib lähtuda kahe metalli – reeniumi ja osmiumi suhtest [7]. Nimelt sisaldab meteoriitne aines väga vähe reeniumit ja suhteliselt palju osmiumi (Re/Os ≤ 0,1), kusjuures tavalistes kivimites on reeniumi osmiumist vähemalt kümme korda rohkem (Re/Os ≥ 10). Kuna osmiumi isotoop 187 tekib 187Re β-lagunemisel, on meteoriitse lisandi määramisel võimalik kasutada ka osmiumi isotoopsuhteid (188Os/187Os).
Tähelepanu väärib fakt, et enamik väikestest Maal olevatest kraatritest (vt. http://www.unb.ca/passc/ImpactDatabase) on raudmeteoriitide tekitatud (erand on Carancase-Desaguadero sündmus Peruus 15. septembril 2007). Väikeste kraatrite põhjustajana on raudmeteoriit võrreldes niisama suure kivimeteoriidiga eelistatud seisundis, kuna ka väikesed (mõnemeetrised) objektid läbivad atmosfääri ilma selles hävimata. Ilumetsa kraatrite „raudsele” päritolule viitas ka Ago Aaloe [3], kuid oletas, et aastatuhandete vältel on allesjäänud tükid täielikult oksüdeerunud. Meenikunno raba turbast avastatud silikaatsed sfäärulid annavad küll tugeva ja Põrguhaua orgaanilisest täitest tehtud dateeringutega sobiva seose, kuid selleks, et nende päritolu tõestada ja Ilumetsa sündmusega seostada, on vaja teha edasisi keemilisi analüüse [13].


1. Aaloe, Ago 1960. Илуметсаские кратеры Эстонской ССР. − Метеоритика XVIII: 26−31.
2. Aaloe, Ago 1961. Ilumetsa kraatrid. − Eesti Loodus 12 (5): 26−31.
3. Aaloe, Ago 1963. Новые данные о строении Илуметсаских кратеров. − ENSV Teaduste Akadeemia Geoloogia Instituudi Uurimused XI: 35−43.
4. Aaloe, Ago 1979. Meteoriidikraatrid Ilumetsas. − Eesti Loodus 30 (12): 756−761.
5. French, Bevan M. 1998. Traces of Catastrophe: A handbook of Shock−Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. − LPI Contribution No. 954. Lunar and Planetary Institute, Houston: 120 pp.
6. Henkel, Herbert; Pesonen Lauri J. 1992. Impact craters and craterform structures in Fennoscandia. − Tectonophysics 216 (1/2): 31−40.
7. Koeberl, Christian 1998. Identification of meteoritic components in impactites. − Geological Society, London, Special Publications 140: 133−153.
8. Liiva, Arvi 2008. Ilumetsa kraatrid: rahvalugudest teaduseni. − Eesti Loodus 59 (8): 426−429.
9. Liiva, Arvi; Kessel, Helgi; Aaloe, Ago 1979. Ilumetsa kraatrite vanus. − Eesti Loodus 30 (12): 762−764.
10. Neemre, Henn 1975. Ilumetsa meteoriidikraatrid. − Koit, 17. mai.
11. Passey, Q. R.; Melosh, H. J. 1980. Effects of atmospheric breakup of crater field formation. − Icarus 42: 211−233.
12. Pobul, Evald 1963. Применение геофизических методов при исследовании метеоритных кратеров Эстонской ССР. − ENSV Teaduste Akadeemia Geoloogia Instituudi Uurimused XI: 45−51.
13. Raukas, Anto; Tiirmaa, Reet; Kaup, Enn; Kimmel, Kai 2001. The age of the Ilumetsa meteorite craters in southeast Estonia. − Meteoritics & Planetary Science 36 (11): 1507−1514.


Jüri Plado (1969) on Tartu ülikooli geoloogia osakonna vanemteadur, Eesti Teaduste Akadeemia meteoriitika komisjoni esimees.