E-thesis

Recent Submissions

  • Kokkonen, Tiina (2015)
    Tartuntatauteja esiintyy eliölajien keskuudessa monenlaisia. Taudinaiheuttajissa tapatuu aina toisinaan mutaatioita, jolloin tautipopulaation ominaisuudet muuttuvat ajan kuluessa. Tätä taudinaiheuttajien evolutiivista muuntelua tarkastellaan tässä tutkielmassa adaptiivisen dynamiikan keinoin. Tutkielmassa käsitellään sitä, miten evolutiivista muuntelua tutkitaan, mitä oletuksia pitää ottaa huomioon sekä millä työkaluilla kyseistä ilmiötä on mahdollista tutkia. Aluksi käydään läpi adaptiivisen dynamiikan perusperiaatteita sekä tässä tutkielmassa käytettyjä oletuksia ja tarvittavaa terminologiaa. Adaptiivinen dynamiikka on luonnonvalintaan pohjautuvaa evoluution tutkimista matemaattisin keinoin. Tärkeitä termejä, jotka tutkielmassa esiintyvät ovat muun muassa lisääntymisluku (R0), invaasiokelpoisuus (sr(m)) sekä evolutiivisesti vakaa piste (ESS). Evolutiivisen muuntelun tarkastelussa oleellinen apuväline on invaasiokuvio (PIP), joka on invaasiokelpoisuuden merkkikaavio. Tutkielmassa tarkastellaan erityisesti populaation evolutiivista käyttäytymistä singulaarisessa strategiassa r . Lisäksi perehdytään erilaisiin tartuntatautimalleihin, niiden oletuksiin, valintaan ja muotoiluun. Tässä tutkielmassa esimerkkien avulla esillä ovat SIS- ja SIR-mallit. Näissä malleissa populaatio jaetaan altiiden (S), sairastuneiden (I) ja poistettujen (R) luokkiin. Lisäksi määritellään tarvittavat parametrit taustakuolleisuudelle, tautiin liittyvälle kuolleisuudelle sekä tarttumis-, toipumis- ja lisääntymisintensiteetille. Lopuksi pohditaan vielä hieman evolutiivisen itsemurhan käsitettä. Tutkielmassa määritellään tietyt oletukset eräälle SIR-mallille, jolloin taudin on mahdollista muuntua siten, että se lopulta tappaa itsensä sukupuuttoon. Lisäksi mietitään kuinka realistisia nämä oletukset ovat eli olisiko tapahtuma mahdollinen oikeassakin elämässä. Tutkielmassa käydään läpi tarvittavaa pohjatietoa ja hyödyllisiä matemaattisia välineitä taudinaiheuttajassa tapahtuvan evolutiivisen muuntelun tutkimiselle. Lisäksi opitaan ymmärtämään oleelliset asiat mallinnuksen taustalla ja mallin valintaan vaikuttavat tekijät. Huomataan myös, että jo pienet muutokset alkuoletuksissa voivat vaikuttaa hyvinkin dramaattisesti lopputulokseen, joten oletuksien valinta ja muotoilu on erittäin tärkeää.
  • Sauvala, Sanna (2015)
    Tutkielmassa tutustutaan Fibonaccin lukuihin ja Lucasin lukuihin. Tavoitteena on ensinnäkin tarkastella Fibonaccin lukuja ja näiden yhteyttä Lucasin lukuihin ja kultaiseen leikkaukseen. Toiseksi tavoitteena on tarkastella erityisesti Fibonaccin lukuja lukuteorian näkökulmasta tutkimalla alkulukuihin ja jaollisuuteen liittyviä ominaisuuksia. Lisäksi todistetaan Zeckendorfin lause. Tutkielmassa on neljä lukua. Ensimmäisessä luvussa on johdanto ja viimeisessä luvussa on loppusanat. Johdannossa on lyhyt historiallinen katsaus aiheeseen. Toisessa luvussa on ominaisuuksia ja määritelmiä. Luvussa 2.1 määritellään Fibonaccin luvut. Ensimmäiset Fibonaccin luvut ovat nolla ja yksi. Seuraava Fibonaccin luku saadaan aina määrittämällä kahden edellisen Fibonaccin luvun summa. Luvussa 2.2 tarkastellaan lyhyesti Fibonaccien lukujen yhteyttä matriiseihin ja todistetaan tämän avulla kaksi tulosta Fibonaccin luvuille. Luvussa 2.3 esitetyt Lucasin luvut määritellään alkuarvoja lukuun ottamatta samoin kuin Fibonaccin luvut. Ensimmäiset Lucasin luvut ovat kaksi ja yksi. Luvussa 2.4 tutkitaan kultaista leikkausta. Kultainen leikkaus saadaan, kun jaetaan jana kahteen osaan. Jaon ehtona on, että pidemmän ja lyhyemmän osan pituuksien suhde on yhtä suuri kuin koko janan ja pidemmän osan pituuksien suhde. Luvussa 2.5 todistetaan Binet'n kaava Fibonaccin luvuille ja Lucasin luvuille. Binet'n kaavan avulla voidaan määrittää valittu Fibonaccin tai Lucasin luku tuntematta muita Fibonaccin tai Lucasin lukuja. Binet'n kaavan avulla osoitetaan, että peräkkäisten Fibonaccin lukujen suhde lähestyy kultaista leikkausta indeksin kasvaessa rajatta. Lucasin luvuille saadaan samanlainen tulos. Kolmannessa luvussa tarkastellaan lukuteorian ominaisuuksia. Luvussa 3.1 Määritellään Fibonaccin ja Lucasin alkuluvut. Nämä ovat alkulukuja, jotka ovat myös Fibonaccin tai Lucasin lukuja. Osoitetaan, että peräkkäiset Fibonaccin luvut ovat suhteellisia alkulukuja. Luvussa 3.2 on jaollisuusominaisuuksia. Osoitetaan Fibonaccin lukujen olevan jaollisia toisillaan, jos niiden indeksit ovat jaollisia toisillaan. Tulos pätee myös toiseen suuntaan, jos jakajan indeksi ei ole kaksi. Todistetaan lisäksi, että Fibonaccin lukujen suurin yhteinen tekijä on aina Fibonaccin luku. Jaollisuusominaisuuksien perusteella osoitetaan, että alkulukuja on ääretön määrä. Luvussa 3.3 todistetaan Zeckendorfin lause. Sen perusteella jokainen positiivinen kokonaisluku voidaan esittää yksikäsitteisesti Fibonaccin lukujen summana, jos Fibonaccin luvut eivät ole peräkkäisiä ja jos niiden indeksi on suurempi kuin yksi.
  • Pusa, Taneli (2015)
    The objective of this work is to generalize the pseudolikelihood-based inference method from ordinary Markov networks to an extension of the model containing context-specific independencies: the labelled graphical model. Probabilistic graphical models like the Markov and Bayes networks are used to represent the dependence structure of multivariate probability distributions. Machine learning methodology can then be used to learn these dependence structures from sample data. The Markov network is a model, which assigns no directionality to interactions between variables: the probability distribution is represented by an undirected graph, where nodes correspond to variables and edges to direct interactions. A labelled graphical model extends this idea by assigning labels to edges to represent contexts, i.e outcomes of other variables in the distribution, in which the associated variables are independent. Bayesian inference can be used to learn the dependence structure of a set of variables using data. The standard procedure is to consider the posterior probability of a model given the data and aim to maximize this score. This involves explicitly calculating the marginal likelihood of the model. In the case of Markov networks and consequently labelled models, this can not be done analytically and approximation methods must be used. Pseudolikelihood is one such method, which allows for both the analytical calculation of the so-called marginal pseudolikehood replacing the actual marginal likelihood of a model and the computationally very advantageous property of a node-wise factorizable score-function. This thesis presents the general theory behind the labelled graphical models and the basics of Bayesian inference. The pseudolikelihood approximation is introduced and applied to labelled models and the consistency of the score is proved. Lastly a greedy hill climb -algorithm is used to demonstrate the inference in practice by a synthetic and a real data example.
  • Laakasuo, Michael (Helsingin yliopisto, 2015)
    In our previous studies it has been found that a phenomenon labeled tilting is a form of moral anger. When players are in tilt they make a series of bad decisions, chase their losses and express anger by cursing their opponents. In the context of tilting, the players also report episodes of memory loss. Additionally, we also developed a scale that measures the level of a player's poker experience, and we found evidence to suggest that poker experience is associated with mature self-reflection skills. We also found that the likelihood of a poker player making the correct decision in poker decision making tasks increased as a function of self-reflection and poker experience. In Study 1 I found evidence supporting the hypothesis that the regulation of emotions is an important part of the skill set of poker players. Specifically, if poker players have read a story about betrayal where they are asked to take the position of the victim before they make their decisions in poker decision making tasks, they make mathematically worse decisions than those participants who have only read a control story. The effect was moderated by the presence of a pair of moving eyes placed on the screen, which were used as proxy for the social environment. The results support the hypothesis that tilting is related to moral anger, or at least some form of anger that seems consistent with the events taking place in the social context. In Study 2, I assessed the associations between the HEXACO personality inventory -revised and poker experience. I obtained evidence supporting the notion that emotional stability is positively associated with accumulated poker experience. In Study 3 I showed that poker experience does not seem to be correlated with emotional intelligence, selfishness, self-control problems, social alienation or lowered levels of life satisfaction. I also note that these measures correlate with instruments measuring problem gambling. However, I observed either no correlations, or correlations hinting towards health benefits, between these instruments and poker experience. I concluded that problem gambling instruments need further development Taken together our results indicate that there are numerous benefits in approaching the field of gambling studies from a non-clinical angle.
  • Köhler, Sebastian (Helsingin yliopisto, 2015)
    Denna pro gradu-avhandling undersöker framför allt det historiska, men också det filosofiska i Fredrik Långs roman Mitt liv som Pythagoras (2005). Romanen är en fantasifull berättelse om den antika filosofen och matematikern Pythagoras liv. Avhandlingens syftet är att genom en genreanalys reda ut vilket slags historisk roman det är frågan om, hur romanen förhåller sig till sin genre, vilken uppfattning av historien som romanen förmedlar, och vilken dess funktion som historisk roman är. Därtill analyserar jag de idéer som romanen bär på och som är centrala för verket. Jag undersöker romanens etiska budskap och dess tematisering av frihet och slaveri med målet att genom en tolkning finna en övergripande idé som binder ihop verket som helhet. Min läsning av Mitt liv som Pythagoras grundar sig på en kontextbaserad och hermeneutisk metod där jag också fäster uppmärksamhet vid strukturer i texten och berättandet. Den teoretiska referensramen utgörs i första hand av den historiska romanens genreteori. Med stöd i Ansgar Nünnings, Linda Hutcheons och Elisabeth Wesselings teoribildning om den postmoderna historiska romanen argumenterar jag för att Mitt liv som Pythagoras är en postmodern historisk roman. Romanen förenar på ett finstilt sätt en hel samling drag som är kännetecknande för den postmoderna historiska romanen, till exempel en utpräglad intertextualitet, marginaliserade folkgruppers historia (i det här fallet slavarnas i det antika grekiska samhället), parodiering av klassiska konventioner, och kunskapsteoretiska frågor. Den uppfattning av historien som romanen mångfacetterat förmedlar är att historien är ett narrativ, en konstruktion skapad av människan. Romanens funktion är framförallt att vara kritisk mot den traditionella historieskrivningen, absoluta sanningar, det antika grekiska samhället, men också vårt samhälle idag. Jag anser att romanens kritik av slaveriet inte i första hand innebär ett frihetsidealiserande, utan en kamp för jämlikhet, som berör även nutiden. Vid sidan om jämlikhet framhåller jag att ansvar, och i synnerhet att ta ansvar över sitt eget liv, är den andra etiska idén som romanen förfäktar. Slutligen argumenterar jag för min tolkning att romanens centrala och sammanbindande idé är den, att varje ideal ofrånkomligt är bundet vid sin motsats och bär motsatsen inom sig. Jämlikhet, sanning, kunskap, och i viss mån frihet är således ideal som vi bör eftersträva, men som vi aldrig fullt kan nå.
  • Österman, Janina (Helsingin yliopisto, 2015)
    Nitrogen is an indispensable element for plants and animals to be able to synthesise essential biological compounds such as amino acids and nucleotides. Although there is plenty of nitrogen in the form of nitrogen gas (N2) in the Earth s atmosphere, it is not readily available to plants but needs to be converted (fixed) into ammonia before it can be utilised. Nitrogen-fixing bacteria living freely in the soil or in symbiotic association with legume plants, fix N2 into ammonia used by the plants. This is known as biological nitrogen fixation (BNF). In contrast to industrial nitrogen fixation, an energy-demanding process using high temperature and pressure to produce chemical fertilizers, BNF makes use of solar energy alone to complete the same reaction. However, the requirements on compatibility of plants and nitrogen-fixing micro-organism, the rate of conversion and the ability of the micro-organisms to survive in stressful environments are limiting factors of this system. The current demand for more sustainable food production makes BNF an attractive alternative. However, optimization of existing BNF systems as well as development of new highly productive ones is necessary, to be able to replace the use of chemical fertilisers. In order to develop new alternatives, we need to gain more knowledge on the requirements set by both plants and micro-organisms for successful and efficient nitrogen fixation to occur. In this thesis, the nitrogen-fixing legume host Galega (goat s rue) and its symbiotic microbial partner Neorhizobium galegae were used as a model system to investigate the features defining good symbiotic nitrogen fixation. Studies of genetic diversity within the host plant showed that there are genetic traits making a distinction between the two species G. orientalis and G. officinalis, both at a whole-genome level and at the level of specific symbiosis-related genes. Genome sequencing of ten strains of N. galegae provided a useful dataset for studying i) the genomic features separating N. galegae from related nitrogen-fixing bacteria (rhizobia) and ii) the genetically encoded characteristics that divide strains of N. galegae into two separate symbiovars (symbiotic variants that show different phenotypes on the two different Galega host plant species). These studies provided new information on genes possibly involved in determining host specificity and efficiency of nitrogen fixation. In addition, previously unrecognised genetic contents provided insight into the ecology of N. galegae. Most importantly, genome sequencing enabled identification of the noeT gene, responsible for acetylation of the N. galegae Nod factor (signal molecule required for symbiosis). Although the noeT gene did not turn out to be the crucial determinant enabling nodulation of Galega spp. as previously anticipated, these results are important for future studies on mechanisms behind the selectiveness (host specificity) observed in nitogen-fixing symbioses between Galega and N. galegae.
  • Leppimaa, Sanna (2015)
    Työssä käsitellään opetuspelejä ja motivaatiota matematiikan opetuksessa. Tarkastelun kohteena ovat motivaatiota lisäävien seikkojen ja pelien ominaisuuksien yhtenevyydet. Apuna käytetään kaupunkisuunnistusta ja mobiiliteknologiaa yhdistävää peliä, jonka sisältö laadittiin lukion lyhyen matematiikan opetukseen sopivaksi. Pelistä saatiin käytännön kokemuksia peliä johtamalla ja kyselyiden avulla sitä pelanneelta lukioryhmältä. Työssä pohditaan tämän pelin mahdollisuuksia matematiikan opetuksessa ja motivaation lisäämisessä. Luku 2 alkaa pelejä käsittelevällä osuudella, jossa kerrotaan, minkälaisia ominaisuuksia peleillä on ja mitä nämä ominaisuudet tarkoittavat pelaajan näkökulmasta. Pelejä voidaan kutsua organisoiduksi leikiksi: niillä on leikinomaisia piirteitä, mutta niiden säännöt ovat leikkiä selkeämmät. Lisäksi peleissä on jokin tavoite, johon pääsemistä edeltävät erilaiset haasteet tai vastustajat. Leikin tavoin peleissä on vuorovaikutusta, joka voi olla ihmisten tai ihmisen ja tietokoneen välistä. Pelit myös kertovat tarinoita, olivat ne sitten monimutkaisia juonia tai kahden henkilön välistä kilpailua. Luvussa 2 käsitellään pelien lisäksi motivaatiota. Motivaatiota tutkittaessa etsitään vastausta siihen, miksi ihmiset toimivat niin kuin toimivat. Työssä huomio keskittyy siihen, kuinka motivaatiota voidaan lisätä. Tätä tarkastellaan sen kannalta, millaisen toiminnan on todettu olevan houkuttelevaa. Esiin nousee neljä ominaisuutta: onnistumiskokemuksien tuottaminen, uteliaisuuden herättäminen, itseilmaisuun kannustaminen ja ihmissuhteiden vaaliminen. Luvussa 3 käydään lyhyesti läpi työn ja sitä varten pelatun pelin tausta. Luku 4 jatkaa luvun 3 lyhyestä taustaselvityksestä kertomalla tarkemmin pelin kulusta ja säännöistä. Luvussa 5 käsitellään pelistä saatuja kokemuksia, joita kerättiin kyselyillä, joihin vastasivat peliä pelanneet opiskelijat sekä peliä vetämässä ollut opettaja. Opiskelijat ja opettaja vastasivat yhteen kyselyyn ennen peliä ja toiseen pelin jälkeen. Kyselyjen perusteella opiskelijoilla oli pelistä melko positiivinen kuva niin ennen peliä kuin sen jälkeenkin. Opettaja suhtautui ennen peliä hiukan epäileväisesti, mutta pelin jälkeen hänen mielikuvansa olivat muuttuneet positiivisemmiksi. Vastauksista todetaan löytyvän seikkoja, joiden perusteella voidaan arvella opiskelijoiden nähneen pelissä houkuttelevan tekemisen ominaisuuksia. Pelin käytännön onnistumista tarkastellessa havaitaan tämä sama tulos. Luvussa 6 pyritään yhdistämään motivaation ja pelien teoriat pelatun pelin kanssa. Tarkastelun kohteena on se, kuinka hyvin työtä varten pelattu peli onnistui toteuttamaan houkuttelevan tekemisen ominaisuuksia. Kaikkien näiden ominaisuuksien toteutumisen mahdollisuuksia voidaan kasvattaa. Työtä varten pelattu peli ja pelit yleensä todetaan perutelluksi osaksi matematiikan opetusta. Erityisesti pelien arvellaan lisäävän opiskelijoiden innostusta osallistua tunnin kulkuun ja näin saavan myös lisää mahdollisuuksia innostua matematiikasta.
  • Vihanninjoki, Vesa (Helsingin yliopisto, 2015)
    Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee ympäristön esteettisyyden määrittelyä ja esteettisen ympäristön tuottamista suomalaisen kaupunkisuunnittelun kontekstissa. Tutkielmani teoreettinen perusta on filosofisessa estetiikassa erityisesti fenomenologisessa ympäristöestetiikassa mutta tutkielman monitieteellisestä asetelmasta johtuen sovellan estetiikan piirissä esitettyjä ajatuksia huomattavissa määrin ja samalla etsin rajapintoja eri teoriaperinteiden välillä. Vaikka kaupunkisuunnittelulla on oma teoreettinen viitekehyksensä ja teoriaperinteensä, pitäydyn tietoisesti ennen kaikkea filosofiselle estetiikalle tyypillisessä tavassa jäsentää tutkimuskohteensa. Kiinnitän tutkielmassani erityisesti huomiota siihen, kuinka varsinainen tutkimuskohde suomalaisen kaupunkisuunnittelun kokonaisuus ylipäänsä on käsitteellistetty. Tutkielmani ei kuitenkaan ole puhtaan käsiteanalyyttinen, vaan pyrin myös kehittämään uusia ja aikaisempia hedelmällisempiä tapoja jäsentää tutkimuskohdetta käsitteellisesti. Ensisijaisena tavoitteenani onkin kaupunkisuunnittelua koskevan ymmärryksen lisääminen, mihin pyrin yhteismitallistamalla eri osapuolten eri asiayhteyksissä käyttämää suunnittelun käsitteistöä sekä suunnittelun kontekstissa yleisesti esiintyvää käsitteellistä argumentaatiota. Tarkasteluni pääpaino on läpi koko tutkielman erityisesti kaupunkisuunnittelun esteettisessä ulottuvuudessa ja sellaisissa käsitteissä, joilla on huomattavaa relevanssia kaupunkisuunnittelun estetiikan ja esteettisyyden kannalta. Otan tutkimukseni lähtökohdaksi tarkoituksellisesti hieman hankalan ja monitulkintaisen käsitteen esteettinen laatu , sillä se osaltaan manifestoi sitä ristiriitaa, joka filosofis-esteettisen ja insinööritieteellisen näkökulman välillä vallitsee. Esteettinen on tunnetusti hyvin vaikeasti määritettävä ja täten filosofisesti erityisen kiinnostava käsite; esteettisyys on ilmiö, jonka käsitteellistäminen on itsessään merkittävä filosofinen ongelma. Laatu puolestaan ilmentää insinööritieteille ominaista mitattavuuden ja laskennallisuuden vaatimusta, sillä teknisessä mielessä ei ole järkevää puhua laadusta, jota ei lainkaan voida mitata tai laskea. Näin ollen esteettinen laatu näyttäisi viittaavan ilmiöön, joka on samanaikaisesti hyvin vaikeasti käsiteltävä ja käsitteellistettävä mutta silti mitattavuuden ja laskennallisuuden piirissä. Käyttämällä esteettisen laadun käsitettä pyrin siis avaamaan niitä ongelmia ja ristiriitaisuuksia, joita ympäristön esteettisyyteen ja sen käsittelyyn kaupunkisuunnittelussa nähtävästi liittyy. Tältä pohjalta voidaankin muotoilla kaksiosainen tutkimuskysymykseni: kuinka kaupunkisuunnittelun yleisesti hyväksyttyjen käytäntöjen ja ajattelutapojen kokonaisuus eli kaupunkisuunnittelukulttuuri vaikuttaa rakennetun ympäristön esteettiseen laatuun, ja mikä on kaupunkisuunnittelukulttuurin viimeaikaisten muutosten merkitys rakennetun ympäristön esteettisen laadun kannalta? Tutkielmani on rakenteeltaan kolmeosainen. Tutkielman alkupuolella tarkastelen kaupunkisuunnittelun ja siihen kuuluvan esteettisyyden kannalta keskeistä käsitteistöä sekä kaupunkisuunnittelulle ominaisia argumentaatiostrategioita. Avaan myös näiden kokonaisuuksien taustalla vaikuttavia, eri osapuolten kesken jaettuja ja usein julkilausumattomia oletuksia siitä, mitä kaupunkisuunnittelu oikeastaan tarkoittaa ja millaisia ulottuvuuksia siihen voidaan tai tulee sisällyttää. Tämän jälkeen luon katsauksen kaupunkisuunnittelun historiaan ja nykypäivään, suomalaisen (ja ennen kaikkea helsinkiläisen) kaupunkisuunnittelukontekstin erityispiirteisiin sekä eräisiin havaittavissa oleviin kehityskulkuihin, jotka haastavat suomalaiselle kaupunkisuunnittelukulttuurille ominaisen kokonaisvaltaisuutta korostavan suunnitteluihanteen. Itse asiassa suomalaisen kaupunkisuunnittelun kokonaisuus sen lähtökohdat, keinot ja tavoitteet on kohdannut ja kohtaa oletettavasti jatkossakin niin merkittäviä muutospaineita, että on aiheellista puhua eräänlaisesta kaupunkisuunnittelukulttuurin murroksesta. Korostan myös tässä kaupunkisuunnittelukulttuuria koskevassa tarkastelussani potentiaalisia yhteyksiä kaupunkisuunnittelun esteettiseen ulottuvuuteen. Tutkielman lopuksi laadin synteesin siitä, kuinka kaupunkisuunnittelun esteettinen ulottuvuus on suomalaisessa kontekstissa tyypillisesti ymmärretty ja kuinka se ehkä kannattaisi ymmärtää. Kiinnitän erityisesti huomiota siihen, kuinka hyvin tai kattavasti kaupunkisuunnittelun eri osapuolet lopulta jakavat erilaiset taustaoletukset kaupunkisuunnittelun ja sen esteettisen ulottuvuuden luonteesta. Tarkastelen siis kriittisesti vallitsevia käsityksiä siitä, millaisia ulottuvuuksia ja toimijoita kaupunkisuunnitteluun kuuluu ja minkälaisia näiden kaupunkisuunnittelun ulottuvuuksien ja toimijoiden välisten suhteiden on ajateltu olevan.
  • Lammi, Hannu (2015)
    This work explores the lateral spreading of hot, thick, Paleoproterozoic crust via a series of 2D thermomechanical numerical models based on two geometrical a priori models of the thickened crust: plateau and plateau margin. High Paleoproterozoic radiogenic heat production is assumed. The material viscosity is temperature-dependent following the Arrhenius law. The experiments use two sets of rheological parameters for the crust: dry (granite/felsic granulite/mafic granulite) and wet (granite/diorite/mafic granulite). The results of the modeling are compared to seismic reflection sections and surface geological observations from the Paleoproterozoic Svecofennian orogen. Numerical modelling is performed with Ellipsis, a particle-in-cell finite element code suitable for 2D thermo-mechanical modelling of lithospheric deformation. It uses Lagrangian particles for tracking material interfaces and histories, which allow recording of material P-T-t paths. Plateau-models are based on a 480 km long section of 65 km-thick three-layer plateau crust. In the plateau margin-models, a transition from 65 km thick plateau to 40 km thick foreland is imposed in the middle of the model. The models are extended symmetrically from both ends with slow (1.9 mm/a) and fast (19 mm/a) velocities. Gravitational collapse is simulated with an additional set of fixed boundary plateau margin models. The models are studying the effect of free moving boundaries on the crustal structure and the conditions for mid-crustal flow. Strong mid-crustal channel flow is seen in plateau margin models with dry rheology and slow extension or with fixed boundaries. With fast extension or wet rheology channel flow grows weaker/diminishes. In models with slow extension or fixed boundaries, partial melting controls the style of deformation in the middle crust. Vertical movement of the partially molten material destroys lateral flow structures in plateau regions. According to P-T-t paths, the model materials do not experience high enough temperatures to match HT-LP metamorphic conditions typical for Svecofennian orogenic rocks. Metamorphic conditions in the dry rheology models have counterparts in the LT-LP (>650 °C at ≤600 MPa) amphibolite facies rocks of the Pielavesi area. Plateau margin models with dry rheology and slow extension or fixed boundaries developed mid-crustal channel flow, thinning of middle crust, exhumation of mid-crustal domes and smooth Moho, all of which are found in crustal scale reflection sections. Results of this work suggest plateau margin architecture prior to extension that took place at slow velocities or through purely gravitational collapse, although peak temperature of Svecofennian HT-LP metamorphism was not attained.
  • Lindroos, Nina (2015)
    Ensimmäisellä Salpausselällä esiintyy suuria, hyvälaatuisia pohjavesiesiintymiä, joilla on riski pilaantua tiesuolauksen vaikutuksesta. Tiesuolaa (natriumkloridia) on käytetty Suomessa teiden liukkaudentorjuntamenetelmänä 1950-luvulta alkaen. Tiesuolan kokonaiskäyttömäärä oli Suomessa suurimmillaan 1990-luvulla, jonka jälkeen suolausta on vähennetty eri toimenpitein. Pohjaveden kloridipitoisuuden kehitystä ja siihen vaikuttavia tekijöitä ensimmäisen Salpausselän pohjavesiesiintymissä tutkittiin tilastollisten tunnuslukujen sekä trendi- ja regressioanalyysin avulla sekä tapauskohtaisesti kahdella esimerkkialueella, Lohjanharju B:n ja Utin pohjavesialueilla. Aineisto koostuu tiestö-, pohjaveden havaintopiste- ja pohjavesialuetiedoista. Tutkimuksessa on mukana 178 pohjaveden havaintopistettä 47 pohjavesialueelta. Aineiston yli 5400 kloridipitoisuustulosta on määritetty vuosina 1955–2014. Tiesuolan käyttömäärät tutkimusalueella tunnetaan vuosilta 2004–2014. Yksittäiset pohjavedestä määritetyt kloridipitoisuudet vaihtelevat 0,4–700 mg (l^(-1)). Koko aineistossa pohjaveden kloridipitoisuuksien keskiarvo on 27,7 mg (l^(-1)) ja mediaani 14,0 mg (l^(-1)). Kloridin ympäristönlaatunormi (25 mg (l^(-1))) ja terveysviranomaisten asettama suositusarvo talousvedelle (25 mg (l^(-1))) on ylittynyt 26 %:ssa alueen kloridipitoisuushavainnoissa. Havaintopisteistä 49 %:ssa kloridipitoisuustrendi on nouseva tai voimakkaasti nouseva ja 40 %:ssa laskeva tai voimakkaasti laskeva tarkasteltaessa koko seurantahistoriaa. Tutkimusalueella suurin pohjavesien kloridipitoisuuksien mediaani oli ajanjaksolla 1993–1998. 2000-luvulla pohjaveden kloridipitoisuuksien mediaani on kasvanut kloridipitoisuusluokassa 0–9,9 mg (l^(-1)) ja laskenut kloridipitoisuusluokissa 10–24,9 mg (l^(-1)) ja ≥ 25 mg (l^(-1)). Koko aineistossa kloridipitoisuuksien hajonta on kasvanut ja ääriarvot yleistyneet 1990-luvulta alkaen. Tilastollisen analyysin perusteella useat tekijät vaikuttavat havaittuihin pohjaveden kloridipitoisuuksiin samanaikaisesti. Suurin yhteys on lyhyen sekä pitkän aikavälin suolausmäärillä, tien ja havaintopisteen välisellä etäisyydellä, pohjavesialueen kokonaispinta-alalla, pohjaveden muodostumisalueen pinta-alalla sekä muodostuvan pohjaveden määrällä. Pohjaveden kloridipitoisuuksien hallintaa voidaan yhä tehostaa pohjaveden laadun säännöllisellä seurannalla ja nykyistä tarkemmalla tieosuuskohtaisella suolan käytön dokumentoinnilla. Pohjaveden kloridipitoisuutta voidaan pienentää aluekohtaisesti tiesuolausta vähentämällä, pohjavesisuojauksia rakentamalla tai lisäämällä vaihtoehtoisten liukkaudentorjunta-aineiden käyttöä. Tulevaisuudessa Tieriskirekisteri (TSRR) on hyödyllinen apuväline tiesuolauksesta aiheutuvien pohjavesivaikutusten arvioimiseen ja hallintaan.
  • Varjus, Tomi (2015)
    Vihdin Enäjärvi on matala, pitkänomainen järvi Etelä-Suomessa. Sen liikarehevyyteen johtaneita tekijöitä ovat muun muassa viime vuosisadalla tehty vedenpinnan säännöstely sekä järveen kohdistunut 25 vuotta kestänyt Nummelan jätevesien pistekuormitus. Järven tilan parantamiseen tähtäävät kunnostustoimet aloitettiin vuonna 1993. Kunnostustoimiin ovat kuuluneet muun muassa alusveden hapetus, ravintoketjukunnostus teho- ja hoitokalastuksin sekä hajakuormituksen vähentäminen valuma-alueelle rakennettujen laskeutusaltaiden, kosteikkojen ja suojakaistojen avulla. Järvi on edelleen erittäin rehevä. Enäjärvellä on aikaisemmin tehty kaksi pintasedimenttitutkimusta, joista ensimmäinen ennen kunnostustöiden alkua vuonna 1991 ja seuraava vuonna 1999. Vuoden 1991 tutkimuksessa järven pohjaa peitti kauttaaltaan sulfidien värjäämä, huonosti ravinteita pidättävä sedimentti. Vuonna 1999 järven pintasedimentin havaittiin muuttuneen hapekkaaksi ravinteita hyvin sitovaksi nieluksi. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on toistaa nämä aikaisemmat tutkimukset. Yhdessä nämä kolme tutkimusta muodostavat yli 20 vuotisen Enäjärven sedimentin fosforinpidätyskyvyn seurannan. Näytteenotto toteutettiin kevättalvella 2013 samoilta näytepisteiltä kuin aikaisemmissakin tutkimuksissa. Näytteitä otettiin kolmelta eri syvyydeltä yhteensä 30 näytepisteestä. Näytteistä analysoitiin vesipitoisuus, hehkutushäviö ja kokonaisfosfori. Edellisten lisäksi sedimentin pintakerroksesta määritettiin fosforin jakautuminen neljään fraktioon. Saatuja tuloksia verrattiin aikaisempiin tutkimustuloksiin kaavioiden, muutosprosenttivertailun, Spearmanin järjestyskorrelaation sekä lineaariregression avulla. Havaintojen tukena käytettiin myös ELY-keskuksen keräämiä vedenlaatutuloksia. Tutkimus osoittaa järvellä tehtyjen kunnostustoimien vähentäneen järveen kohdistuvaa hajakuormitusta sekä sedimentin bioturbaatiosta aiheutuvaa fosforin liukenemista. Pintasedimentin hyvä laatu ja fosforin redox-sensitiivisen metallioksideihin kiinnittyneen fraktion korkeammat pitoisuudet järven laakeassa syvänteessä osoittavat alusveden happipitoisuuden pysyneen riittävän korkeana fosforin sitomiseksi. Joillakin näytepisteillä sedimentin pinnassa olleet sulfidilaikut ovat merkki jonkin asteisesta hapettomuudesta. Nämä, sekä viimeaikaiset vedenlaadun heittelyt viittaavat korkeaan pohjanläheiseen hapenkulutukseen joka voi ilman lisähapetusta johtaa vähitellen pintasedimentin pelkistymiseen.
  • Kahri, Antti Sakari (2015)
    Tämän pro gradu -tutkielman tarkoituksena on esitellä Riemann-Stieltjesin integraalia. Lukijalta odotetaan analyysin peruskurssien osaamista. Yleisesti tässä tutkielmassa käsitellään mielenkiintoisia ja tärkeitä Riemann-Stieltjesin ominaisuuksia. Näihin tuloksiin tarjotaan aina todistukset sekä muutamissa tapauksissa käydään läpi myös esimerkki. Tutkielma nojaa useasti aiemmin tutkielmassa todistettuihin lauseisiin tai määritelmiin, mikä vaatii lukijalta palaamista aiempiin todistuksiin. Mutta tässä tutkielmassa ei ole lainkaan todistuksia, jotka täytyisi tarkistaa muualta. Tässä rakennetaan koko ajan vanhan päälle ja lopussa sitten käydään läpi yksinkertainen esimerkki todennäköisyyslaskennasta, jossa käytetään läpikäytyjä Riemann-Stieltjesin ominaisuuksia. Tutkielmassa käydään läpi ensimmäiseksi Riemann-Stieltjesin integraalin määritelmä ja sen ominaisuuksia. Luvussa 3 käydään läpi muutamia olennaisimmista ominaisuuksista, joihin tullaan viittaamaan seuraavissa kappaleissa. Näitä ovat muun muassa lineaarisuus ja osittaisintegrointi. Porrasfunktiot ovat tämän tutkielman olennaisin funktioiden muoto. Luvussa 4 tulee monta tärkeää lisäominaisuutta ja tarkennusta. Ylä- ja alasummat mahdollisesti avaavat integraalin käsitystä vielä lisää. Rajoitetusti heilahtelevuus on hieno ominaisuus, joka toimii hyvänä linkkinä Riemannin integraaliin. Paljon tulee myös ehtoja Riemann-Stieltjesin integraalin olemassololle. Luvussa 5 käydään läpi kaksi erilaista väliarvolausetta Riemann-Stieltjesin integraalille. Viimeisessä luvussa katsotaan yhteys todennäköisyyslaskentaan ja käydään läpi yksi yksinkertainen esimerkki.
  • Martio, Leo (2015)
    Tutkielman aiheena on ollut tutkia onko mahdollista tuottaa sellainen interaktiivinen verkkosivu lukion pitkän matematiikan 7. kurssille (Derivaatta), missä teorian lisäksi opiskelija pystyy tekemään kurssiin liittyviä tehtäviä ja saada niistä automaattista palautetta. Sivustolta vaadittavia ominaisuuksia ovat matemaattisen tekstin editori tehtävien tekemiseen sekä piirto-ja animaatio-ohjelma matematiikan havainnollistamiseen. Sivustoa varten käytiin läpi useita jo olemassa olevia ohjelmia, joiden perusteella matemaattisen tekstin editori päätettiin tehdä itse ja piirto-ohjelmaksi valittiin Geogebra-ohjelma. Geogebra on suunniteltu matemaattiseksi havainnollistamisvälineeksi, jolla on helppo luoda matematiikan ongelmia visualisoivia kuvia ja animaatioita. Lisäksi se on helppo upottaa internetsivustolle. Matemaattista tekstiä tuottavaa editoria varten päädyttiin luomaan oma MathML-kieleen perustuva tekstieditori, jolla voi kirjoittaa matemaattista tekstiä internetsivuilla. Sivusto pitää sisällään teoriaosuudet raja-arvosta, jatkuvuudesta sekä derivaatasta ja pitää sisällään 30 näihin liittyvää tehtävää. Jokaisesta tehtävästä on kolme eri versiota, joista käyttäjälle arvotaan satunnaisesti yksi. Käyttäjä tekee tehtävän matemattiikkaeditoriin, jonka vastauksen ohjelma tarkistaa. Kun tehtävä saadaan suoritettua hyväksytysti, saa käyttäjä pisteen. Editori on selainkohtainen, joten selain muistaa jälkikäteenkin mitkä tehtävät käyttäjä on tehnyt. Käyttäjä voi myös tallentaa tekemänsä ratkaisut selaimen omaan muistiin myöhempää tarkastelua varten. Tutkimuksen tuloksena saatiin, että Derivaatta-kurssia varten on mahdollista tuottaa kokonainen sivusto, jonka avulla koko kurssin suorittaminen verkossa on mahdollista. Tutkielman sivusto ei käsitä koko kurssia, mutta kun siihen lisätään koko kurssin teoria ja tehtävät sekä niiden tarkistukseen tarvittava ohjelmisto (esim. STACK), kokeet, keskustelualueen sekä oppilaiden hallintaan liittyvät sivut on verkkokurssin läpikäyntiin tarvittava kokonaisuus olemassa. Tämän lisäksi sivustoa varten laadittu matematiikkaeditori ja tehtävät mahdollistavat opiskelijoiden harjoittelun tietokoneella tapahtuvaan matematiikan kirjoittamiseen, jota vuonna 2019 suoritettava sähköinen matematiikan ylioppilaskirjoitus vaatii.
  • Pynttäri, Juuso (2015)
    Sokli is located in the municipality of Savukoski in eastern Lapland, Finland, nearby the Russian border. GTK’s research area of Kaulus is situated in the southern part of the Sokli carbonatite complex. The purpose of this work is to solve the petrography, geochemistry and P2O5-, Nb- and REE-mineralizations of rock types in the Kaulus region. In addition, the lithology of the area and the petrogenesis of these Devonian rocks are examined. A total of 1581.15 meters of drill core from 19 drill holes have been examined. Multi-element analysis has been done by XRF-method, trace elements have been analysed by ICP-MS-method and carbon has been analysed separately. From a total of 60 thin sections, 26 representative samples for the rock types of Kaulus have been selected, and were examined by EPMA, MLA and SEM. Some of the minerals have been imaged by BSE. The protolith rocks of Kaulus fenites are tonalite, granitic gneiss, gneiss, schist gneiss and amphibolite. The degree of metasomatism depends on the rock type and vicinity of carbonatite dikes. Felsic and intermediate fenites range from low-degree fenites through—medium degree fenites— to syenitic fenites. Phlogopitization reflect potassium metasomatism. No significant P2O5-, Nb- or REE-mineralizations were found in the fenites. Non-coherent mineralizations are local in respect to carbonatites. Metaphoscorites and metasilicocarbonatites are carbonated and alkali-metasomatized. The precursors of the metacarbonatites were probably magnetite olivinite, magnetite-olivine-amphibolite, olivine-pyroxenite, fenitized schist gneiss or gneiss and olivine-amphibolite. Metacarbonatites are enriched in P2O5 (2.6—4.0 %). Metaphoscorites occasionally have enriched Nb values (up to 1799 ppm), which may reflect to the composition of magmatic phoscorite. As CO2 concentrations increase in metacarbonatites, their REE-concentrations get similar with the REE-concentrations of carbonatites. According to average U/Th-ratios, Kaulus’s carbonatites magmatic Stages have developed in the following order: magnesiumcarbonatite ≈ ferrocarbonatite → magnesiumcarbonatite → calciumcarbonatite → ferrocarbonatite → REE-carbonatite. Carbonatites have probably developed from metasomatized mantle at a depth of 70—80 km. Ferrocarbonatites and magnesiumcarbonatites may have acted as a source to the REE-carbonatites of magmatic Stage 5. The richest P2O5-concentrations are in calciumcarbonatites and ferrocarbonatites (3.3 % and 4.4 %, respectively). The richest Nb-concentrations are in the REE-carbonatites, ferrocarbonatites and calciumcarbonatites (1834 ppm, 1790 ppm and 1636 ppm, respectively). The average REE-concentration of the REE-carbonatites is 1.63 % and the maximum is 1.94 %. The Sokli Kaulus lamprophyres are possibly aillikites and metasomatic aillikites. The results indicate that the lamprophyres of Sokli were generated in shallower mantle depths (80 km) than the kimberlites of the Terskii coast (80—100 km).
  • Vapalahti, Maria Katariina (2015)
    Pro gradussa kuvataan logistisen regressioanalyysin perusteet ja havainnollistetaan esimerkillä sen käyttöä suomalaisia koti- ja rotukissoja koskeneen terveyskyselyn astma-aineistossa. Logistista regressiota käytetään yleensä aineistoissa, joissa selitettävä muuttuja on kaksiluokkainen, mutta sovelluksia on myös useampiluokkaisille aineistoille samoin kuin aineistoille, joissa on useampi kuin yksi kaksiluokkainen selitettävä muuttuja. Logistista regressiota käytetään tutkimuksissa monilla eri tieteenaloilla, mutta erityisen hyvin se sopii epidemiologisiin tutkimuksiin. Usein tutkittava havaintoaineisto sisältää ryhmiä. Tällaiset rakenteet voivat vääristää tutkimuksen tuloksia, ellei niitä oteta huomioon aineiston analyysissa. Yksi vaihtoehto havaintoaineiston ryhmärakenteiden hallintaan on sisällyttää malliin satunnaisvaikutuksia (random effect) eli kertoimia, jotka koskevat vain ryhmän sisäisiä havaintoja. Tällaista mallia kutsutaan satunnaisten vaikutusten malliksi. Myös sekoittavat tekijät, muuttujien multikollineaarisuus ja interaktiot on pyrittävä löytämään analyysissa ja niiden vaikutus hallitsemaan. Tutkielman luvussa 1 kuvataan logistisen regression historia ja annetaan esimerkkejä logistisen regression käytöstä eri tieteenaloilla. Kissojen astmaa koskevaa esimerkkiä pohjustetaan selittämällä tarkemmin epidemiologisen tutkimuksen periaatteita ja logistisen regression käyttöä epidemiologiassa. Luvussa 2 esitellään logistisen regression matemaattinen teoria, joka pitää sisällään logistisen regressiomallin käsitteen esittelyn, regressiokertoimien tulkinnan, estimoinnin ja merkitsevyyden testaamisen sekä logistisen regressiomallin hyvyyden testaamisen. Lopuksi luvussa esitellään satunnaisvaikutusten käyttö aineistoissa, joissa havainnot muodostavat ryhmiä. Luvussa 3 logistista regressiota sovelletaan kissojen terveyskyselyn astma-aineistoon. Luvussa 4 pohditaan logistisen regressiomallin etuja ja puutteita sekä kissojen astma-aineistosta saatuja tuloksia. Luku 5 sisältää esimerkkiin liittyvät taulukot ja kuvat. Logistinen regressio on tehokas väline analysoitaessa aineistoja, joissa selitettävä muuttuja on kaksiluokkainen. Analyysissa on kuitenkin tärkeää ottaa huomioon aineiston mahdolliset ryhmärakenteet sekä löytää ja huomioida muuttujien väliset assosioituneisuudet, jotka voivat vääristää tuloksia. Esimerkin kissa-aineistossa kissarodut muodostivat ryhmiä. Analyysissa käytettiin muun muassa logistisen regressiomallin sovellusta, jossa kissojen rodut huomioidaan sisällyttämällä malliin kissarotujen satunnaisvaikutukset (random intercept). Kun lisäksi interaktioden, multikollineaarisuuden ja sekoittavien tekijöiden vaikutukset otettiin huomioon, kissojen astman todettiin olevan assosioitunut varsinkin korat-rotuisiin kissoihin.