Arkisto
- elokuu 2023
- heinäkuu 2023
- kesäkuu 2023
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- heinäkuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
Mikä Pluton sydäntä painaa?
Kun NASAn New Horizons -luotain kesällä 2015 hiljalleen lähestyi Plutoa ja kuvista alkoi erottua jotain tolkullista, tiedotusvälineiden ja yleisön mielenkiinto tarttui välittömästi vaaleaan sydämen muotoiseen alueeseen. Se oli tavallaan onnekas sattuma, sillä periaatteessa tuo meemimagneetti olisi voinut olla Pluton toisellakin puolella. Tuolloin kukaan ei vielä tiennyt, että näkyvissä olivat koko Pluton kehityksen tärkeimmät piirteet.
Pluton sydän on viralliselta nimeltään Tombaugh Regio, asiaankuuluvasti Pluton löytäjä Clyde Tombaugh’n (1906–1997) mukaan nimetty. Sydämen läntinen puolisko, Sputnik Planitian tasanko ja sen alla lymyilevä Sputnikin allas, ovat luultavasti hallinneet planeetan1 geologisia prosesseja yli neljän miljardin vuoden ajan. Ne ovat jättäneet jälkensä esimerkiksi Pluton ilmastoon, jäätiköihin ja mahdollisesti jopa pyörimisakselin paikkaan.2
Pluton ja Tombaugh Region maisemassa ja geologiassa on runsaasti maapallolta tuttuja piirteitä. Jäätiköt virtaavat vuoristoista alemmaksi tasangoille kaivertaen samalla laaksoja ja kuljettaen moreenia mukanaan. Vuorenhuiput törröttävät nunatakkeina ympäröivän jäätikön pinnasta läpi. Siellä täällä, vaikkakin melko harvakseltaan, vastaan tulee törmäyskraattereita, joskus joku vanha tulivuorikin. Kevyt tuulenvire kasaa tai puhdistaa hiekkaa esteiden takaa tuulijuoviksi ja muodostaa joillekin alueille poikittaisdyynien kenttiä. Ja taivaskin on, tavallaan, sininen.
Yksi oleellinen tekijä, joka kuitenkin erottaa Maata ja Plutoa, on rapsakka 230 asteen pakkanen. Sen seurauksena yhdisteet, jotka täällä olisivat kaasuja tai nesteitä, ovat Pluton kivilajeja: Pluton ”peruskallio” on vesijäätä, jäätiköt typpeä ja häkää, hiekka metaania, ja kaasukehän autereesta monttujen pohjille kertyvä pöly toliineja.
Kohonneiden reunojen rajaama Sputnikin allas on läpimitaltaan noin 1400 km x 1200 km. Sen reunat yltävät noin kilometrin verran ympäristön yläpuolelle. Altaan sisäosia täyttävän Sputnik Planitian tasangolle on reunalta noin 2,5–3,5 km:n loiva pudotus. Eteläosassa reunaa ei ole, mikä yhdessä altaan soikean muodon kanssa on johtanut ajatukseen, että kyseessä on pohjoisluoteesta tai toisten mukaan eteläkaakosta suunnilleen 45°:n kulmassa tulleen asteroidin synnyttämä törmäysallas, jonka alla on vähintään sata kilometriä syvä meri.
Sputnik Planitiaa peittää tasainen ja pinnaltaan selvästi erittäin nuori jäätikkö. Nuoruudesta kielii se, ettei jäätikön pinnalta ole löydetty ainuttakaan törmäyskraatteria. Kraattereiden puutteen perusteella jäätikön pinta on korkeintaan joitain kymmeniä miljoonia vuosia vanha. Todellinen ikä lienee vielä huomattavasti nuorempi.
Sputnik Planitian jäätikkö koostuu lähinnä typpijäästä. Lisäksi mukana on hieman häkää ja kenties hyppysellinen metaania. Jäätikön pinta on erittäin tasainen, mutta tasangon keski- ja pohjoisosissa erottuu muutaman kymmenen kilometrin läpimittaisista soikeista ”soluista” koostuva verkkomainen rakenne. Solujen 100–150 m kohonneet keskustat ovat hyvin vaaleita, joitain kymmeniä metrejä vajonneet reunat hivenen tummempia.
Solujen muodostaman verkkomaisen rakenteen on tulkittu olevan seurausta lämmön kuljetuksesta syvemmältä kohti pintaa, eli konvektiosta. Teorian mukaan Sputnikin jäätikön solut ovat konvektiosoluja, joiden keskellä lämpö ja jää virtaavat tänäkin päivänä ylöspäin painuakseen solujen reunoilla taas alas. Konvektiosolut ovat huomattavasti tutumpia ilmakehästä, Auringon pinnalta tai puurokattilasta, mutta periaatteessa ihan sama ilmiö toimii myös aurinkokunnan ulkoalueiden hyisissä olosuhteissa. Laskujen mukaan konvektio pitää Sputnik Planitian pinnan vain noin puolen miljoonan vuoden ikäisenä. Tämä olisi millä tahansa aurinkokuntamme kiinteällä kappaleella erittäin nopea uusiutumistahti, mutta Pluton kaltaisella kaukana Auringosta sijaitsevalla pienellä jäätyneellä planeetalla näin aktiivinen sisäsyntyisten voimien ajama geologinen muutos tuntuu vieläkin hurjemmalta.
Vaikka törmäyssynty on Sputnikin altaalle selvästi suosituin selitysmalli, toisenlaistakin mahdollisuutta on esitetty. Pluton kiertoradan ja pyörimisakselin ominaisuuksista johtuen 30. leveyspiiri niin etelässä kuin pohjoisessakin on pidemmän päälle Pluton kylmin vyöhyke. Näille vyöhykkeille kertyy siksi eniten jäätä. Jos nykyisen Spunik Planitian kohdalle on syntynyt vaaleampi alue, esimerkiksi ihan tavallisen keskikokoisen törmäyskraatterin heittelekenttä tai vaikka kryovulkaaninen purkaus, alueen kasvanut heijastuskyky viilentää juuri sitä kohtaa entisestään. Näin syntyy kylmyysnapa, johon on yhä helpompi ja helpompi kertyä lisää jäätä, vallankin kun jäätikkö alkaa oman massansa alla painua alaspäin ja syntyy laaja monttu. Tämän teorian mukaan Sputnik Planitian alla ei siis tarvitse olla valtaisaa törmäysallasta, vaan koko jäätikkö ja allas olisivat voineet syntyä vain taivaanmekaniikan ja sedimenttien kertymisen seurauksena hyvin varhain Pluto–Charon-kaksoisplaneettajärjestelmän3 nuoruudessa. Mallilla on kuitenkin suuria vaikeuksia selittää uskottavasti esimerkiksi Sputnik Planitiaa ympäröivää kohonnutta reunaa.
Niin tai näin, muutaman tai korkeintaan noin kymmenen kilometrin syvyinen allas täyttyi typpijäällä jokusessa kymmenessä miljoonassa vuodessa. Yhtenä luonnollisena seurauksena tästä joko törmäyksen ja sedimentaation tai pelkän sedimentaation synnyttämästä Sputnikin (oletetusta)4 massakeskittymästä eli maskonista oli, että koko Pluto keikahti. Sen myötä Sputnik Planitia päätyi nykyiseen asemaansa Plutoa ja Charonia yhdistävälle suoralle, Charonista ainaisesti näkymättömälle puolelle.
Suuret altaat, olivat ne sitten törmäys- tai sedimenttisyntyisiä, vaikuttavat ympäristöönsä monin tavoin vielä pitkään syntynsä jälkeenkin. Viime vuoden lopulla ilmestyi Journal of Geophysical Research: Planets –julkaisusarjassa Patrick McGovernin ja kollegoiden vapaasti luettavissa oleva tutkimus Tectonism and Enhanced Cryovolcanic Potential Around a Loaded Sputnik Planitia Basin, Pluto. Se syventää merkittävästi käsityksiämme koskien Sputnik Planitian ja Sputnikin altaan vaikutuksia Pluton tektoniikkaan ja mahdolliseen kryovulkanismiin.5
Sputnik Planitiaa ympäröi laaja tektonisten rakenteiden järjestelmä. Enimmäkseen kyseessä ovat grabenit (eli hautavajoamat), mutta joukossa on myös epämääräisempiä jyrkänteitä ja rakoja. Niiden globaali kartoitus osoitti, että ne tuppaavat olemaan huomattavan usein Sputnik Planitiaan nähden joko karkeasti ottaen säteittäisiä tai konsentrisia (joita Pluton tapauksessa on hieman hämäävästi kutsuttu atsimutaalisiksi). Ilmiönä tämä ei ole mitenkään uusi, vaan sitä on esimerkiksi Kuun maskon-altaiden tapauksessa yritetty ymmärtää jo vuosikymmeniä.
Tällaisissa altaita ympäröivissä rakenteissa on se hyvä puoli, että ne antavat tietoa planeetan pintaosien jäykästi käyttäytyvän osan eli litosfäärin paksuudesta ja lujuusominaisuuksista. McGovern kollegoineen tutki tietokonemalleilla, millainen kerros typpijäätä Sputnikin altaan täytteenä tarvitaan ja millaiset ovat litosfäärin ominaisuudet, jotta havaitun kaltaiset rakenteet voisivat syntyä.
Kuten geofysikaalisten tietokonemallinnusten kohdalla aina käy, yksiselitteistä mallia ei pystytä luomaan. Epätodennäköisempiä vaihtoehtoja voidaan kuitenkin karsia pois, mikäli ne vaikuttavat olevan ristiriidassa muiden havaintojen tai tulkintojen kanssa. McGovernin ryhmän tutkimuksessa typpijäätikön paksuudeksi saatiin noin kolme kilometriä. Tämä sopii yhteen törmäysallasteorioiden kanssa, vaikka onkin altaan mahdollisen syvyyden osalta melko vähäinen paksuus. Mielenkiintoista on, että McGovernin mallinnusten mukaan allas ei kuitenkaan ole ollut muodoltaan maljamainen kun typpijää alkoi sen pohjalle kertyä, vaan lähinnä paistinpannua muistuttava laakea painanne.
Sputnik Planitian typpijäätikkö sekä taivutti että venytti vesijäästä koostuvaa litosfääriä. Tämän tektonisen deformaation seurauksena syntyivät niin konsentriset kuin suunnilleen säteittäisetkin rakenteet Sputnikin altaan ympärille. Mallinnukset antoivat litosfäärin paksuudeksi 40–75 km. Sen alla on Pluton nestemäisestä vedestä koostuva meri.
Kun litosfääriä taivutetaan ja venytetään siten, että siihen saadaan aikaiseksi merkittäviä halkeamia ja muita heikkousvyöhykkeitä ja samalla painetaan alaspäin suurelta osin nestemäistä kerrosta, luodaan suotuisat olosuhteet nesteen purkautumiseksi pinnalle. Plutosta tunnetaankin puolentusinaa aluetta, joilla on havaittu jonkinlaisia merkkejä tällaisesta prosessista. Kuinka ollakaan, nämä kryovulkaaniset alueet sijoittuvat Sputnik Planitian ympärille. McGovernin ja kumppaneiden mukaan tässä ei ole mitään ihmeellistä, vaan allasta ympäröivät kryovulkaaniset piirteet ovat luonnollinen seuraus Sputnikin altaan synnystä, täyttymisestä ja painumisesta.
Tunnetuimmat Pluton kryovulkaanisiksi tulkitut piirteet ovat Sputnikin eteläpuolella sijaitsevat Piccard Mons ja etenkin Wright Mons. Noin neljä kilometriä korkeaa ja läpimitaltaan 165-kilometristä Wright Monsia on pidetty kryovulkaanisena vuorena, jonka keskellä on syvä romahtamalla syntynyt kaldera. Viime syksynä melko raflaavalla otsikolla uutisoidun, Kelsi N. Singerin johdolla tehdyn ja toistaiseksi vain kokousesityksen tiivistelmänä julkaistun alustavan tutkimuksen mukaan Wright Monsin laella ei kuitenkaan välttämättä olekaan pinnanalaisen kryolaava- eli käytännössä vesisäiliön tyhjentymistä seuranneessa romahduksessa syntynyt kaldera. Sen sijaan kyseessä on Singerin ja kollegoiden uuden tulkinnan mukaan vain kohta, joka ei syystä tai toisesta täyttynyt kryolaavoilla. Sikäli kun heidän näkemyksensä pätee, ne purkautuivat pinnalle jostain aivan muualta kuin Wright Monsin tai Piccard Monsin huipuilla olevista kuopista. Kenties niiden lähteinä olivat omien purkaustuotteidensa peittämiksi jääneet raot.
McGovernin ja kollegojen tutkimuksen kannalta ei ole järin merkityksellistä, onko Wright Monsin huipulla kaldera vai ei. Joka tapauksessa heidän mallinnustensa mukaan Sputnik Planitian typpijäälastin aiheuttama litosfäärin venytys ja vääntö mahdollistivat hyisen pinnanalaisen meriveden tursuamisen Pluton pinnalle. Sama mekanismi – ja sen taustalla yli neljä miljardia vuotta sitten tapahtunut asteroiditörmäys – on pohjimmiltaan vastuussa suurimmasta osasta Pluton kiinnostavimpia geologisia piirteitä.
1Virallisesti avaruudellisista nimi- ja luokitteluasioista päättävä kansainvälinen tähtitieteellinen unioni IAU teki elokuussa 2006 omien sääntöjensä ja tieteen hyväksi havaittujen menettelytapojen vastaisen päätöksen, jonka mukaan Pluto ei enää ole ”planeetta” vaan tuolloin pikaisesti keksittyjen määritelmien mukainen uudenlainen kappale, ”kääpiöplaneetta”. Valtaosa planeettageologeista ja muista planeettatutkijoista, joita ei juurikaan päätöksentekoon osallistunut (koska he eivät ole IAU:n jäseniä eikä heiltä tai keneltäkään muultakaan kysytty asiasta mitään ennen äänestyspäätöstä), piti tuolloin ja pitää edelleen päätöstä kokolailla järjettömänä. Siksi he edelleen kutsuvat Plutoa planeetaksi. Planeettageologien mielestä planeettoja ovat myös esimerkiksi asteroidivyöhykkeen suurin kappale Ceres sekä jättiläisplaneettojen suuret kuut. Planeettatutkija Phil Metzgerin johdolla on Icarus-lehdessä julkaistu vuosina 2019 ja 2021 kaksi erinomaista artikkelia, joissa luokittelukysymys käydään kattavasti läpi. Jälkimmäinen artikkeleista on vapaasti luettavissa. Naapuriblogin puolella Mikko Tuomi kirjoitti marraskuun alussa erinomaisen tekstin tästä aiheesta pitkälti Metzgerin jälkimmäisen artikkelin pohjalta. Siitä kannattaa aloittaa, jos taivaankappaleiden luokittelun problematiikka kiinnostaa.
2Tässä on kyse englanniksi true polar wander’ista. En ainakaan tähän hätään saa päähäni, millä nimellä sitä on suomeksi kutsuttu.
3Kirjoitan tässä Charonin IAU:n virallisen määritelmän mukaisesti C:llä toisin kuin suomeksi usein tehdään ihan vain sillä, etten ole päässyt itseni kanssa yhteisymmärrykseen siitä, voisiko Kharonia K:lla suurimpien Galilein kuiden (Ganymedes ja Kallisto) tapaan pitää niin vakiintuneena ja hyväksyttävänä muotona, että suomalaistettua nimeä voisi perustellusti ja hyvällä omallatunnolla käyttää. Tänään olen sitä mieltä että ei voi, huomenna voin olla toista mieltä. Parantumattomana romantikkona minua ärsyttää, että ”Kharon” hävittäisi osittain näkyvistä sen, että Charonin löytäjä James Christy halusi nimetä löytönsä vaimonsa mukaan. Tämä korostaa sitä ongelmaa, että paitsi ettei suomeksi ole hyväksyttyä (planeetta)geologista termistöä, myöskään nimistön kirjoitusasusta ei ole minkäänlaista pätevää ja perusteltua suositusta tai vakiintunutta käytäntöä.
4Maskonin olemassaolosta ei ole varmuutta, sillä New Horizons ei ohilennollaan pystynyt tekemään hyödyllisiä painovoimamittauksia. Siksi Sputnikin massakeskittymän olemassaolo on jouduttu olettamaan epäsuorien havaintojen pohjalta.
5Jääviysilmoitus siltä varalta, että joku keksii alkaa urputtaa siitä, että tuhlaan bittiavaruuden rajallista tilavuutta kavereideni töiden kehumiseen: No, niin teenkin, ja vieläpä ihan ilman tunnontuskia. Jutun kirjoittajat Patrick J. McGovern, Oliver L. White ja Paul M. Schenk ovat kaikki vanhoja tuttujani, eli Pat on entinen pomoni, Olly naapurini ja työkaverini, ja Paul muuten vaan harvinaisen fiksu ja mukava mies, jonka työhuone oli aikoinaan muutaman oven päässä omastani.
Muokkaus 1.2.2022: Lisätty ensimmäinen alaviite Pluton luokittelusta planeetaksi ja muutettu seuraavien alaviitteiden numerointi.
Marsilaiset piparkakut
Reiän kaivaminen toisen planeetan pintaan on hankalaa hommaa. Jos asiasta on epäilyksiä, kannattaa kysäistä vaikka Apollo 15:n komentajalta Dave Scottilta tai vuosi sitten kollektiivisen pyyhkeen kehään heittäneiltä DLR:n ja NASAn insinööreiltä, jotka pitkään ja urheasti mutta lopulta kokolailla turhaan taistelivat InSight-luotaimen keinokontiaisen kanssa marsperän vähäistä kitkaa vastaan.
Niin Apollo 15:n kuin InSightinkin tapauksessa reikien kaivamisen yksi tarkoitus oli tutkia Kuun ja Marsin lämpövuota. Sen selvittämiseksi hyviä vaihtoehtoja kaivuhommille ei juuri ole. Monesti kuitenkin riittää, että kaukokartoituksen avulla selvitetään, mitä pinnan alla todennäköisesti on. Silloin on helpompi ja halvempi antaa luontoäidin hoitaa kaivaukset.
Törmäyskraattereiden keskuskohoumat ja heittelekentät ovat ilmainen ikkuna planeettojen pinnanalaiseen maailmaan. Jotta esimerkiksi heittelekenttien välittämä viesti saadaan tulkittua, pitää tietenkin ymmärtää, kuinka ne syntyvät. Maapallolla on vain kourallinen vähänkään suurempia kraattereita, joiden heittelekenttä on säästynyt pahimmalta eroosiolta ja peittymiseltä. Siksi Maa ei ole paras mahdollinen paikka heitteleen tutkimiseen.
Koska Mars muistuttaa olosuhteiltaan melkoisesti Maata, ovat marsilaiset heittelekentät paras vertailukohta Maan heittelekentille. Siksi Maan heittelekenttien ymmärtämiseksi on fiksua katsoa Marsiin. Marsissa heittelekentät ovat myös monimuotoisempia kuin millään muulla tunnetulla aurinkokunnan kappaleella. Jos ymmärtää Marsin heittelekenttien synnyn, on aika hyvä käsitys niiden synnystä myös muualla aurinkokunnassa.
Törmäyskraattereiden tapauksessa heittele tarkoittaa kaikkea sitä ainesta, joka lentää ns. kaivautumiskraatterin ulkopuolelle. Kaivautumiskraatteri on hetkellinen, jossain mielessä kuvitteellinenkin otus, joka romahtaa lopulliseksi kraatteriksi. Toisin kuin äkkiseltään voisi ajatella, heittelettä löytyykin siksi myös lopullisen kraatterien reunojen sisäpuolelta, etenkin reippaasti romahtaneiden ns. kompleksikraatterien tapauksessa.
Heittele on kerros törmäyksessä kärsinyttä kiveä, joka on sekoittunut huomattavasti suurempaan määrään ihan tavallista kraatterin ulkopuolella ollutta kiviainesta. Kerros on paksuimmillaan kraatterin reunalla ja ohenee varsin nopeasti mutta tasaisesti etäisyyden kasvaessa. Laboratorio-olosuhteissa ja vaikkapa Kuussa heittelekentät käyttäytyvätkin useimmiten tuon perusperiaatteen mukaisesti.
Kuitenkin jo viisi vuosikymmentä sitten Marsia kiertäneen NASAn Mariner 9 -luotaimen kuvien perusteella huomattiin, että Marsissa tilanne on usein hyvin erilainen. Sen sijaan, että heittelekenttä ohenisi hiljalleen näkymättömiin, se monesti päättyykin yhtäkkiä töksähtäen. Ja kun laboratorio-olosuhteissa heittelekenttä on suurin piirtein pyöreä, Marsin kraattereita ympäröivä heittele on usein lähinnä lasten piirtämän kukan tai perinteisen piparkakun muotoinen. Heittelekielekkeiden reunaa kiertää tyypillisesti kohonnut harjanne, aivan kuin pipareihin tehty sokerireunus. Tällaisia piparkakkumaisia heittelekerroksia voi olla kaksi tai useampiakin päällekkäin (käytössä olevien kuvien erotuskyvystäkin riippuen), tai alempi heittelekenttä voi muistuttaa Kuun heittelekenttiä päällimmäisen ollessa enemmän tai vähemmän outo.
Piparkakkuheitteleiden synnystä on yksityiskohdissaan useita erilaisia teoriota. Ne voidaan kuitenkin nykyisin tiivistää lähinnä kahteen päämalliin. Niistä jälkimmäisen mukaan piparkakkuheitteleet syntyivät, kun kraatterista ulos sinkoutuva heittele vuorovaikutti Marsin (muinoin huomattavasti nykyistä paksumman) kaasukehän kanssa. Tähän malliin sopii, ettei tällaisia heittelekenttiä havaita kaasukehättömien Kuun tai Merkuriuksen kraattereilla. Ajatuksella on edelleen vakaat kannattajansa, mutta se on silti ollut jo pitkään vähemmistön suosiossa. Mallille vaikeuksia aiheuttaa mm. se, että Jupiterin jäisillä mutta kaasukehättömillä kuilla, etenkin Ganymedeellä ja vähäisemmässä määrin myös Europalla, esiintyy hyvin saman tapaisia heittelekenttiä kuin Marsissa.
Tavallinen, kuivasta kohdeaineksesta syntynyt heittele lentää kraatterista ulos kohtalaisen helposti hahmotettavien ballistiikan lakien mukaan, möyhentää maastoa alas tullessaan ja leviää suht siistiksi kerrokseksi kraatterin ympärille. Jos kuitenkin kohteessa on merkittävä määrä jäätä, tilanne mutkistuu merkittävästi. Valtavirtanäkemyksen mukaan Marsin kohdalla asia onkin juuri näin, eli piparkakkuheitteleet ovat osoitus roudan esiintymisestä Marsin pinnan alla.
Vaikka syvemmällä Marsin pinnan alla olisikin jäätä, Marsin pintakerrokset ovat pitkään olleet kuivia. Siksi törmäyksessä ensimmäisenä syntyvä ja kauimmaksi lentävä heittele on pääsääntöisesti ballistista. Sen sijaan syvemmältä peräisin oleva vetiseksi muuttunut heittele vain joiltain osin lentää ulommas, osittain taas vain plörtsähtää kraatterin reunan yli ja jatkaa kulkuaan mutavellimäisenä pintavirtauksena. Marsin pinnalla näkyy lukuisia esimerkkejä siitä, kuinka tällainen heittelevirtaus on kiertänyt vanhemman kraatterin reunojen tai muun pinnalta törröttävän esteen ympäri.
Kerroksellisen heittelekentän kohonnut reunus syntyi tämän mallin mukaan siten, että virtauksen ulkoreunan jo jämähdettyä paikoilleen virtaus jatkui sisempänä vielä hetken kasaten heittelekerroksen reunaan vallin. Tämäkään teoria ei kuitenkaan ole aivan ongelmaton, sillä esimerkiksi harjanteita heittelekielekkeiden reunojen niissä osissa, jotka sijaitsevat säteittäisesti kraatteriin nähden, on hieman hankala selittää millään yksinkertaisella versiolla mutavellimallista.*
Mikäli uskotaan piparkakkuheitteleiden vetiseen syntymalliin, ne tarjoavat kätevän tavan kartoittaa pintakerrosten alapuolisen roudan esiintymistä Marsissa. Koska eri kokoiset kraatterit kuopaisevat näkyville ainesta eri syvyyksiltä, saadaan heitteleiden avulla roudan esiintymisestä tietoa paitsi eri pituus- ja leveysasteilla, myös syvyysulottuvuuden osalta. Jonkinlaista ajallistakin kehitystä voidaan yrittää hahmotella, joskin tässä ongelmaksi muodostuu, että kaikki heitteleen ympäröimät kraatterit ovat geologisessa mielessä nuoria. Näin ollen heittelekentän ympäröimien kraatterien ikäjärjestyksen määrittäminen on hankalammanpuoleinen homma.
Mutavellimallin uskottavuutta tukee se, että piparkakkuheitteleiden ja ylipäätään kerroksellisten heitteleiden perusteella tehdyt tulkinnat roudan muinaisesta esiintymisestä Marsin kuoressa ovat pääpiirteissään olleet yhteneviä muiden tulkintojen kanssa. Esimerkiksi kraattereiden keskuskuopat, jotka voivat esiintyä osana keskuskohoumaa tai kokonaan sen korvaten (ja joista voisi joskus kirjoittaa ihan oman blogijuttunsa), lienevät myös routaindikaattori, ja suurissa puitteissa viittaavat samankaltaiseen muinaiseen roudan jakaumaan kuin heittelekentätkin. Samoin heittelekartat ovat kutakuinkin sopusoinnussa neutronispektrometrin tuloksista tulkittujen nykypäivän roudan esiintymisalueiden kanssa.
Marsin heittelekenttiä tutkitaan edelleen aktiivisesti. Icarus-lehden maaliskuun numeroon on julkaistavaksi hyväksytty Leah E. Sacksin ja kollegoiden maksumuurin takana oleva artikkeli Hargraves Crater, Mars: Insights into the internal structure of layered ejecta deposits¸ joka perustuu Sacksin häkellyttävän huippusalaiseen graduun. Se täydentää mukavasti viidenkymmenen viime vuoden aikana muodostunutta, mutta edelleen pahasti vajavaista käsitystämme kerroksellisten heittelekenttien synnystä.
Artikkelin lähtökohta on sikäli mielenkiintoinen, että 60-kilometrinen Hargraves ei ole perinteinen piparkakkuheittelekraatteri, eikä sitä löydy yleisimmistä kerroksellisen heitteleen luetteloista. Tämä johtuu siitä, että Hargravesin heittelekenttä on melko voimakkaasti kulunut. Näin ollen siitä ei helposti erotu tyypillisimpiä piparkakkuheitteleen piirteitä. Tarkemmalla analyysillä Sacks kollegoineen kuitenkin osoitti, että Hargravesin heittelekenttä muodostuu kahdesta selvästi erilaisesta kerroksesta.
Hargravesin alempi heittelekerros tulkittiin tavalliseksi ballistiseksi heitteleeksi. Sille tyypillistä on vaaleampi ja kirjavahko epätasainen pinta sekä useiden kymmenien tai satojen metrien läpimittaisten lohkareiden esiintyminen. Ylempi kerros taas on tummempi ja huomattavasti tasaisempi. Lohkareet ovat selvästi pienempiä ja niitä on vähemmän kuin alemmassa kerroksessa. Eroosion ansiosta ylempään kerrokseen on muodostunut ikkunoita, joiden ansiosta voidaan nähdä, että alempi heittelekerros todellakin jatkuu ylemmän alapuolella.
Yksi Hargravesin ylemmän heittelekerroksen oleellinen piirre ovat siinä paikoitellen nähtävät noin kymmenen metrin läpimittaiset pyöreähköt kuopat, jotka eivät ole törmäyskraattereita. Sellaisia on viimeisen reilun kymmenen vuoden aikana havaittu satojen muidenkin Marsin kraatterien ympärillä. Ne on tulkittu vesipitoisessa törmäyssulakivessä (tai ainakin sulaa sisältävässä törmäysbreksiassa) syntyneiksi piippumaisiksi rakenteiksi, joissa kuumat fluidit muokkasivat kiveä ja joiden kautta höyry pääsi purkautumaan törmäyssulasta. Maapallolla sellaiset tunnetaan parhaiten Riesin hyvin säilyneestä kompleksikraatterista, mutta niitä on löydetty myös muista kraattereista eri puolilta maailmaa.
Sacksin ja kollegoiden artikkeli siis vahvistaa käsitystä, jonka mukaan niin Marsissa kuin Maassakin törmäyskraattereiden kerrokselliset heittelekentät muodostuvat kahdessa peräkkäisessä, mutta mekanismeiltaan erilaisessa prosessissa. Alempi ”kuiva” kerros syntyy ballistisen heitteleen kerrostuessa ja möyhentäessä pintaa. Ylempi ”märkä” kerros puolestaan sisältää merkittävän määrän sekä törmäyssulaa että vettä, minkä ansiosta mutavellimäinen virtaus on oleellinen osatekijä sen synnyssä.
Hargravesin kaltaisia sopivasti kuluneita kraattereita ei jatkossakaan kannata unohtaa, kun yritetään syventää ymmärrystämme Marsin, Maan tai muiden vetisten taivaankappaleiden heittelekenttien synnystä tai niiden pinnanalaisesta koostumuksesta. Kraattereiden heittelekentät ovat vuosimiljardien kuluessa peittäneet esimerkiksi Marsin pinnan lähes kauttaaltaan. Niiden rapautuminen on tuottanut merkittävän osan siitä irtoaineksesta, jota esimerkiksi tuuli ja virtaava vesi ovat myöhemmin muokanneet ja kerrostaneet. Niinpä heittelekentät eivät ne ole pelkästään kraatteritutkijoita kiinnostava ongelma, vaan keskeinen palanen Marsin ja muiden planeettojen geologisen kehityksen selvitystyössä.
*Omassa pienessä mielessäni olen joskus pohtinut, onnistuisiko tuo pelkällä kitkalla, hieman samaan tapaan kuin aallot aina lyövät vasten rantaa. Tutkimuksia aiheesta ei ole silmiini osunut, joten kyseessä voi hyvin olla pelkkä aivopieru.