Tee keittiössäsi ’kristalleja’ ja näe yhdellä silmäyksellä, kuinka vulkaaniset ja plutoniset kivet syntyvät!

Minä olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on kokeilu!

Oletko koskaan pysähtynyt katsomaan tarkemmin tien varrella lojuvia kiviä? On kiviä, joissa on suuria, kimaltelevia rakeita, ja kiviä, jotka ovat yleisilmeeltään sileitä ja joissa on pieniä rakeita… Itse asiassa tämän ulkonäköeron taustalla piilee mahtava draama syvällä maan uumenissa, kuuman magman jäähtymisestä ja jähmettymisestä kiinteäksi kiveksi. Yläkoulun luonnontieteissä opiskellaan ”magmakiviä”. Ne ovat kiviä, jotka muodostuvat magman jäähtyessä ja kovettuessa, mutta miksi ”vulkaanisten kivien” ja ”syväkivien” ulkonäkö on niin erilainen?

Avain tähän mysteeriin piilee magman ”erilaisissa jäähtymistavoissa”. Tällä kertaa esittelemme ainutlaatuisen kidekokeen, jolla selvitämme tämän kivien syntymän mysteerin käyttämällä ”natriumtiosulfaattia (tunnetaan myös nimellä hypo tai klorinpoistoaine)”, jota on helppo hankkia kotiinkin!

Tämän kokeen avulla vertaamalla, miten kiteiden muodostuminen muuttuu ”nopeasti jäädyttämällä” ja ”hitaasti jäädyttämällä”, vulkaanisten ja syväkivien rakenteelliset erot (porfyriittinen rakenne vs. rakeinen rakenne) voidaan toistaa silmiesi edessä kuin taikaiskusta.

Yksi vulkaaninen kivi (andesitti).

Pienten kiteiden joukossa on siellä täällä suurempia kiteitä.

Yksi syväkivi (dioriitti).

Samankokoiset kiteet ovat tiiviisti toisiinsa liittyneinä.

Minäkin kävin aluksi läpi jatkuvaa kokeilua ja erehdystä, mutta toistuvien kokeiden myötä sain kiinni niksistä ja nyt se onnistuu täydellisesti myös tunneilla. Tässä artikkelissa esittelen yksityiskohtaisesti valmistelutarvikkeet, menettelyt ja ”maagisen lisäponnistuksen” onnistumista varten, kokemukseni pohjalta!

Kokeessa käytettävät välineet (löydät ne kotoa tai luokkahuoneesta!)

※Kaikki ovat suhteellisen helppoja hankkia luokkahuoneesta tai kotoa.

• Natriumtiosulfaatti (hypo): Saatavilla lemmikkieläinkaupoista, rautakaupoista ja verkkokaupoista kultakalojen kloorinpoistoaineena.
• Petrimalja: 2 kpl
• Sähkökeitin tai keittolevy: Käytetään hypon sulattamiseen vesihauteessa.
• Puikot: Sekoittamiseen
• Työhanskat: Palovammojen estämiseksi, muista aina ottaa mukaan.
• Astia jäävedellä: Nopeaan jäähdytykseen.
• Styroksilaatikko: Lämpöeristykseen ja hitaaseen jäähtymiseen.

Rakutenista löydät sen täältä: GEX Kloorinpoistoaine Hypo 30g x 4 pussia Kloorinpoistoaine Kantoou pikalähetys

Aloitetaan kokeilu! Toistetaan maapallon sisäosan draamaa

Tarkoitus:

Nähdä omin silmin, miten ”jäähtymisnopeus” määrää kiteiden koon!

• Nopea jäädytys jäävedessä → Tarkkaillaan pienten kiteiden muodostumista (vulkaaninen kivi -malli)
• Hidas jäädytys styroksilaatikossa → Tarkkaillaan suurten kiteiden kasvamista (syväkivi -malli)

Koejärjestys:

Sulattakaamme hypo
Laita petrimaljaan niin paljon hypoa, ettei pohja näy, ja lämmitä sitä ”vesihauteessa” sähköliedellä, jossa on hieman vettä. Natriumtiosulfaatin sulamispiste on alhainen, noin 48 °C, joten se muuttuu nopeasti läpinäkyväksi nesteeksi. Sekoita varovasti syömäpuikoilla, kunnes se on täysin liuennut.

Jaetaan kahteen ryhmään
Kun neste on valmis, poista se heti tulelta. Muista käyttää työhanskoja palovammojen välttämiseksi. Aseta toinen petrimalja jääveden päälle ja toinen styroksilaatikkoon.

Onnistumisen vinkki! Ripottele ”taikapölyä”
Tässä on tärkein kohta! Ripottele valmiiksi murskattua hypon jauhetta kevyesti molempiin petrimaljoihin. Tämä toimii ”kideytiminä”, jotka ovat kiteiden kasvun ”siemeniä”. Itse asiassa, jos tätä vaihetta ei tehdä, neste voi joutua ”alijäähtymistilaan”, jossa se menettää mahdollisuuden jähmettyä, eikä kiteitä välttämättä muodostu edes 20 minuutin odottelun jälkeen.

Perusteellinen havainnointiaika
Sen jälkeen odotamme vain 15–20 minuuttia! Tarkkaillaan, miten kiteet kasvavat petrimaljassa kuin elävät olennot. Millaisia eroja kiteiden muodostumisessa on havaittavissa? Olen tehnyt timelapse-videon kiteiden muodostumisesta. 20 minuutin muutos on nähtävissä vain yhdessä minuutissa!
Katso tämä video.

Yllättävä tulos! Tämä on maapallon pienoismalli

No niin, katsotaanpa tuloksia. Vasemmalla on hitaasti jäähdytetty syväkivimalli ja oikealla nopeasti jäähdytetty vulkaanisen kiven malli.

▼Nopeasti jäähdytetty (vulkaanisen kiven malli)

Pieniä, hienojakoisia kiteitä on muodostunut koko pinnalle. Kun magma jäähtyy nopeasti maanpinnan lähellä, atomeilla ei ole aikaa järjestäytyä hitaasti, ja vain pieniä kiteitä voi muodostua. Tämä muistuttaa täysin ”vulkaanisten kivien” muodostumistapaa!

▼Hitaasti jäähdytetty (syväkiven malli)

Katsokaa! Neulanmuotoiset, pitkät ja suuret kiteet kasvavat vapaasti. Tämä on sama periaate kuin ”syväkivien” muodostumisessa, jossa magma jäähtyy hitaasti pitkän ajan kuluessa syvällä maan alla, jolloin atomit voivat kasvaa suuriksi.

Vinkkejä tämän kokeen onnistumiseen tunnilla

• Ennen koetta kysymällä: ”Millaisia kiviä luulet syntyvän, jos jäähtymistapa on erilainen?” kannustetaan oppilaita tarkkailemaan kokeilua tavoitteellisesti.
• Tämä koe on valmisteluista siivoukseen saakka täysin tarkkailtavissa oppitunnin aikana (40-50 minuuttia).

Mitä pidit tästä? Pienellä valmistelulla ja muutamalla menettelyvinkillä voit toistaa magmakiven muodostumisen kaltaisen, maapallon mittakaavan ilmiön petrimaljassa vaikuttavalla tavalla. Tämä koe, joka herättää oppilaiden ”ahaa!” -elämyksiä ja älyllistä innostusta, kumoa varmasti mielikuvan ”luonnontieteen kokeet vaativat vaikeita välineitä”. Sisällytä se ehdottomasti luonnontieteen hauskaan opetukseen!

Tiedustelut ja pyynnöt

Tehdään tieteen ihmeistä ja hauskuudesta helpommin lähestyttävää! Olen koonnut selkeästi hauskoja tiedekokeita, joita voi tehdä kotona, ja vinkkejä niiden onnistumiseen. Etsi rohkeasti lisätietoja!
・Tietoja ylläpitäjästä, Ken Kuwakosta, löydät täältä
・Erilaiset pyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekurssit, TV-ohjaus, esiintymiset jne.) löydät täältä
・Artikkelipäivitykset julkaistaan X:ssä!

Tieteen idea -kanavalla on kokeiluvideoita!

２月のイチオシ実験！梱包材で遊ぼう！

• 静電気の時期になってきました。子供と一緒に梱包材で盛り上がろう！→ やめられなくなる！静電気実験２０

体中に梱包材をはりつけてみよう！

テレビ番組等・科学監修等のお知らせ

• 「月曜から夜更かし」（日本テレビ）にて科学監修・出演しました。

書籍のお知らせ

• 1/27 『見えない力と遊ぼう！電気・磁石・熱の実験』（工学社）を執筆しました。
• サクセス15 ２月号にて「浸透圧」に関する科学記事を執筆しました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

講師等・ショー・その他お知らせ

• 2/20（金）「生徒の進学希望実現支援事業」研究授業＠福井県立若狭高等学校　講師
• 3/20（金）　日本理科教育学会オンライン全国大会2026「慣性の法則の概念形成を目指した探究的な学びの実践」について発表します。B会場 第３セッション： 学習指導・教材（中学校）③　11:20-12:20
• 7/18（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 10/10（土）　サイエンスショー予定
• 各種SNS　X(Twitter)／instagram／Facebook／BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。