Arkisto
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 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
Europa – laattatektoniikkaa biljardipallolla?
Pian auringonlaskun jälkeen Padovassa tammikuun seitsemäntenä päivänä vuonna 1610 Galileo Galilei (1564–1642) suuntasi vielä uudenkarhean kaukoputkensa kohti Jupiteria. Vain viitisen viikkoa aiemmin hän havainnut Kuun olevan vuorten ja eri kokoisten pyöreiden kuoppien kirjoma monimuotoinen maailma, kaikkea muuta kuin aristotelisen täydellinen kirkon hyväksymä pallo. Nyt vuorossa oli vähintään yhtä järisyttäviä havaintoja.
Galilei näki suorassa rivissä Jupiterin itäpuolella kaksi ”tähteä” ja länsipuolella yhden. Aluksi hän ei kiinnittänyt niihin sen kummempaa huomiota, sillä hän piti niitä tavallisina taustataivaan tähtinä. Jo aiemmin hän oli nimittäin kaukoputkellaan pannut merkille, että tähtiä oli avaruudessa valtavan paljon enemmän kuin paljailla silmillä pystyi näkemään. Sekin oli maailmankuvaa järisyttänyt havainto.
Seuraavana iltana, 8.1.1610, Galilei havaitsi jälleen Jupiteria. Nyt hän hämmästyi: kolme kirkasta ”tähteä” näkyikin linjassa Jupiterin länsipuolella. Jupiter toki liikkuu koko ajan taivaalla taustatähtiin nähden kuten Galilei erittäin hyvin tiesi, mutta näiden kolmen ”tähden” suhteen Jupiter näytti liikkuvan päinvastaiseen suuntaan kuin sen pitäisi.
Tammikuun yhdeksännen päivän iltana Galilei ei tehnyt havaintoja, mutta kymmenentenä hän oli jälleen Jupiterin kimpussa. Nyt ”tähtiä” näkyi kaksi, molemmat Jupiterin itäpuolella. Tässä vaiheessa Galilei oivalsi, että Jupiter ei suinkaan mutkittele illasta toiseen, vaan ”tähdet” kiertävät Jupiteria. Ensimmäiset kuut Maa–Kuu-järjestelmän ulkopuolelta oli löydetty, eikä Maa senkään vuoksi ollut enää erikoisasemassa aurinkokunnassamme.
Galilein ensimmäisen Jupiter-piirroksen lähimpänä Jupiteria itäpuolella sijainnut ”tähti” muodostui todellisuudessa kahdesta kuusta. Nykyisiltä, Galilein syvästi inhoaman baijerilaisen Simon Mariuksen (1573–1625) vuonna 1614 antamilta nimiltään Iona ja Europana tunnetut kuut olivat tuolloin niin lähellä toisiaan, ettei Galilei vaatimattomalla kaukoputkellaan kyennyt erottamaan niitä erillisinä kohteina. Kauimpana idässä oli Kallisto1, lännessä puolestaan Ganymedes.1 Seuraavana iltana Galilei ei hoksannut edelleen kaukana idässä ollutta Kallistoa lainkaan. Lännessä olleet kuut olivat Jupiterista lukien Io, Europa ja Ganymedes. Niinpä ihmiskunnan ensimmäiset piirrokset Kallistosta ja Ganymedeestä tehtiin 7.1.1610, mutta Iosta ja Europasta erillisinä kohteina vasta seuraavana iltana. Galilein kunniaksi nämä Jupiterin neljä suurinta kuuta tunnetaan nykyisin Galilein kuina.
Europa on muuttunut neljässä vuosisadassa valopisteestä monien planeettatutkijoiden mielestä yhdeksi aurinkokuntamme kiinnostavimmista kohteista. Avaruusaikakauden ensimmäiset vilkaisut Europaan eivät kuitenkaan vielä kovin paljon lupailleet. Harva muistaa Pioneer 10 ja 11 -luotainten Jupiterin ohilentoja joulukuissa 1973 ja 1974.2 Osittain tämä johtuu siitä, että kuvat Jupiterista eivätkä vallankaan sen kuista olleet järin hääppöisiä. Tässä vaiheessa kuitenkin oli jo selvää, että Europan kuori, tai vähintään sen pinta, on lähinnä vesijäätä.
Voyager-luotainten ohilennoilla maaliskuussa ja heinäkuussa 1979 Europa oli ratamekaniikan armottomien lakien vuoksi heikoimmin kuvattu Galilein kuu. Siitä huolimatta planeettatutkijoiden eteen avautui hämmästyttävä näkymä aurinkokunnan tasaisimpaan kappaleeseen. Sen pinnalta puuttuivat kraatterit lähes kokonaan, mutta sitä kirjoi ainutlaatuisten halkeamien ja muiden viivamaisten rakenteiden verkosto. Kesti kuitenkin kymmenen vuotta, ennen kuin tutkijat saivat aikaiseksi ensimmäisen artikkelin, jossa hahmoteltiin ajatusta toistensa suhteen liikkuvista jäälaatoista ja esitettiin rekonstruktioita siitä, kuinka erilaisten siirrosten erottamat laatat ovat toistensa suhteen liikkuneet. Samalla Europasta tuli maapallon jälkeen ainoa kappale aurinkokunnassamme, jossa oli siihen mennessä havaittu selviä todisteita Maan laattatektoniikalle ominaisista sivuttais- eli kulkusiirroksista, joissa laatat liukuvat toistensa ohitse.
Lähes kotoisan Kuumme läpimittaista Europaa pidetään edelleen tektoniselta kannalta eniten Maata muistuttavana taivaankappaleena. Vuosina 1995–2003 Jupiteria kiertäneen Galileo-luotaimen kuvista oli nähtävissä, että lukuisat jäälaatat olivat liukuneet toistensa ohi ja erkaantuneet toisistaan. Missään ei kuitenkaan tuntunut olevan alueita, joissa laatat olisivat painuneet toistensa alle. Tämä oli tietenkin ongelma, sillä vaikka planetaarista laajenenemista voi tapahtua – esimerkkinä keskeltä turpoamisensa vuoksi ratkennut Pluton kuu Charon3 – ei Europalla kuitenkaan näy merkkejä globaalista laajenemisesta. Lopulta kahdeksisen vuotta sitten esitettiin tulkintoja, joiden mukaan tällaisia subduktiovyöhykkeitä Europassakin kuitenkin olisi. Moni yksityiskohta Europan tektoniikasta jäi kuitenkin edelleen auki.
Marraskuun Journal of Geophysical Research – Planets -lehdessä julkaistiin mielenkiintoinen laaja vapaasti luettavissa oleva tutkimus, joka tarjoaa vastausyrityksiä useisiin Europan tektoniikkaa koskeviin kysymyksiin. Geoffrey C. Collinsin johtama yhdentoista ihmisen ryhmä tutki Europan etäpuolella, siis aina Jupiterista poispäin kääntyneellä puoliskolla pituuspiirin 140°E tuntumassa olevia pinnanmuotoja kolmella lähes navalta toiselle ulottuvalla alueella.
Tutkimuksen keskeisiä johtopäätöksiä on kolme:
- Laattatektoniikan kaltainen aktiivisuus on Europalla laajalle levinnyttä, muttei globaalia. Laattojen liike on siis alueellisesti rajoittunutta ja voi näin ollen heijastella alueellisia tai paikallisia prosesseja. Tämä poikkeaa maapallosta, jossa laattatektoniikka on globaali, pohjimmiltaan lähes kaikkia suurimpia geologisia ilmiöitä hallitseva prosessi.
- Laattatektoniikan kaltainen aktiivisuus on ajoittaista eikä ole käynnissä tällä hetkellä. Laattojen liike siis käynnistyy tietyllä alueella, päättyy jossain vaiheessa ja alkaa myöhemmin uudelleen jossain muualla. Myös tässä mielessä Europa poikkeaa merkittävästi maapallosta.
- Laattojen liike on rajoittunutta. Havaitut siirtymät olivat tyypillisesti kymmenen kilometrin luokkaa, eikä missään nähty sataan kilometriin yltäviä siirtymiä. Myös tämä on merkittävä ero maapalloon, jossa tällaisia rajoitteita ei ole.
Collinsin ryhmän tulokset antavat siis hyvin vahvaa tukea ajatukselle, että Maan ohella myös Europalla on laaja-alaisia tektonisia liikuntoja, joissa suuret laattamaiset kuoren kappaleet liikkuvat toistensa vieritse, erkaantuvat toisistaan uuden aineksen purkautuessa niiden väliin, ja painuvat toistensa alle törmätessään. Eri asia sitten on, tohtiiko tällaista kutsua laattatektoniikaksi vai ei.
Miksi sitä sitten haluaakaan kutsua, Europan laatat kuitenkin joka tapauksessa ovat mitä suurimmalla todennäköisyydellä liikkuneet viimeisen sadan miljoonan vuoden aikana. Geologisessa mielessä merkittävä, koko Europan pintaa uudistanut toiminta on siis ollut käynnissä varsin äskettäin. Tästä kertoo myös Europan kraatteritiheys, joka on koko aurinkokunnan pienimpiä. Mutta miksi laatat eivät ole tällä hetkellä vaeltamassa mihinkään? Ja miksi liike on rajoittunutta niin ajallisesti kuin paikallisestikin? Ja johtuuko laattojen ajoittainen kuljeskelu ja pyörähtely Europan sisäisestä energiasta, vai onko kyseessä Jupiterin aiheuttamien massiivisten vuorovesivoimien aikaansaama liike?
Kuten Collinsin ryhmä artikkelissaan korostaa, näihin ja moniin muihin keskeisiin Europan geologista kehitystä koskeviin kysymyksiin on nykyisen luotainaineiston avulla hyvin vaikea antaa mitään varmahkoa vastausta. Niin suuri menestys kuin Galileo-luotain olikin, sen jumittunut pääantenni rajoitti etenkin kuvien määrää ja laatua erittäin tuntuvasti. Kun pintaa ei näe, sitä on aika hankala tutkia. Todennäköistä onkin, että todella merkittäviä edistysaskeleita Europan tektoniikan ymmärtämisessä saadaan odottaa 2030-luvulle. Silloin toivon mukaan NASAn Europa Clipper -luotain tuottaa tutkijoiden käyttöön nykyistä huomattavasti kattavampaa ja tarkempaa kuva- ja koostumustietoa.
Europa Clipperin päätehtävä on selvittää, onko Europan jääkuoren alla paikkoja, jotka voisivat ylläpitää elämää. Yksi elämälle suotuisten olosuhteiden kannalta oleellisimmista prosessesita on ravinteiden kierrätys. Sen näkökulmasta Collinsin ryhmän havainnot toisiinsa törmäävistä ja sitä myöten jollain toistaiseksi tuntemattomalla tavalla syvyyteen uppoavista laatoista voivat olla hyvinkin oleellisia. Ravinteita voidaan kuitenkin kierrättää pinnalta mereen myös muuten kuin toisiinsa törmäävien laattojen avulla. Tästäkin aiheesta ilmestyi viime marraskuussa kiehtova tutkimusartikkeli, mutta se tarina saa odottaa vuoroaan ensi kertaan.
Sitä odotellessa voi vaikka vilkaista mainiosti näkyvissä olevaa Jupiteria pienellä kaukoputkella tai jalustalle asetetulla kiikarilla. Samalla voi tuumiskella, kuinka nopeasti itse olisi oivaltanut näiden pienten valopisteiden olevan Jupiteria kiertäviä kuita, kun mitään sellaista ei tiedetty eikä taika- ja kirkkouskon täyttämässä maailmassa myöskään hyväksytty voivan olla olemassakaan.
1Vaikka olenkin lähtökohtaisesti sitä mieltä, ettei taivaankappaleiden tai niiden pinnanmuotojen nimien kirjoitusasuja pitäisi suomalaistaa (perusteet ovat turhan pitkät tässä läpikäytäviksi), Jupiterin neljän suurimman kuun nimet ovat suomalaisissa asuissaan vuosikymmenten aikana muodostuneet melkoisen vakiintuneiksi, etenkin harrastajapiireissä (ja tutkijapiirejä Galilein kuiden ympärillä ei Suomessa tiettävästi koskaan ole ollutkaan). Niinpä poikkeus vahvistaa säännön, ja kirjoitan Kallistosta Calliston sijaan. Samoin aurinkokunnan suurin kuu on Ganymedes eikä suinkaan Ganymede.
2Veikkaisin, että vielä harvempi muistaa Pioneer 10:n ja 11:n olleen eräänlaisia Voyager-luotainten selviytymismahdollisuuksien esikartoituksia. Voyagerien piti tehdä Jupiterin lähiohitukset päästäkseen tutkimaan muita jättiläisplaneettoja. Tuossa vaiheessa ei kuitenkaan tiedetty, kuinka karuun magneettiseen myräkkään ja hiukkaspommitukseen Voyagerit joutuisivat Jupiterin ohi pyyhältäessään. Pioneerien ensisijainen tehtävä olikin tutkia hiukkasia ja sähkömagneettisia kenttiä Jupiterin lähiympäristössä. Tämä näkyi niiden mittalaitevalikoimassa, jossa ei varsinaista kameraa ollut lainkaan. Lähimmäksi kameraa pääsi mitättömällä 2,5 cm:n linssillä varustettu kuvantava fotopolarimetri, joka kuvasi Jupiteria ja sen kuita punaisen ja sinisen valon aallonpituuksilla. Synteettisen vihreän kaistan avulla saatiin aikaiseksi normaalimman näköisiä kuvia.
3Nimitettäköön Charonia tässä perinteiden mukaisesti Pluton kuuksi, vaikka järkevämpää olisi kutsua Plutoa ja Charonia kaksoisplaneettajärjestelmäksi, ei vähiten siksi, että järjestelmän massakeskipiste on tyhjässä avaruudessa Pluton ja Charonin välissä.
2 kommenttia “Europa – laattatektoniikkaa biljardipallolla?”
Vastaa
Keurusselän viilausta
Kahdellatoista törmäyskraatterillaan Suomi on pinta-alaan suhteutettuna maapallon kraatteroitunein maa. Kraattereista Keurusselkä on Suomen suurin. Törmäyskraatterin sijasta sitä tosin voi perustellusti kutsua törmäysrakenteeksi, koska se on erittäin kulunut, eikä alkuperäisestä kraatterin muodosta ole enää mitään jäljellä. Kaikki Keurusselkää vakavammin tutkineet ovatkin yksimielisiä siitä, että kraatteri on kulunut pohjiaan myöten tai todennäköisemmin Keurusselän nykyinen eroosiotaso on kraatterin alkuperäisen pohjan alapuolella.
Tällaisen lähes kokonaan näkyvistä kadonneen törmäysjäljen tutkimus on merkittävästi haasteellisempaa kuin paremmin säilyneiden kraatterien. Valtaosa Keurusselän törmäyksessä syntyneistä kivilajeista on eroosion myötä menetetty ikuisiksi ajoiksi. Tähänastisten julkaistujen havaintojen perusteella jäljellä on törmäyksessä tavalla tai toisella murskautuneesta kivestä koostuva nyrkin kokoinen breksialohkare,1 sekä yksi varmahko osittain sulaneestakin aineksesta koostuva breksiajuoni, joka on mahdollistanut Keurusselän törmäyksen ajoittamisen. Sikäli kun juonen ajoitus pätee, Keurusselkä syntyi vähintään noin 1150 miljoonaa vuotta sitten.
On kuitenkin yksi törmäyskivien tyyppi, joita Keurusselällä tutkijoiden riemuksi piisaa: pirstekartiot. Ne muodostuvat melko alhaisessa šokkipaineessa mihin tahansa kivilajiin. Pirstekartiot ovat kiven läpikotainen rakennepiirre. Ne muodostavat tavallisesti vain osittaisen kartion kaarevan pinnan, jota koristavat säteittäisesti kartion yleensä katkenneesta huipusta lähtevät uurteet ja harjanteet. Aiemmin pelkkiä pirstekartioitakin pidettiin varmoina törmäystodisteina ja ”virallisesti” niin on vieläkin, mutta käytännössä nykyisin vaaditaan myös vähintään mikroskooppisia lisätodisteitakin. Onneksi Keurusselän pirstekartioista niitä šokkilamellien muodossa löytyykin.
Keurusselkä paljastui törmäyskraatteriksi, kun Satu Hietala löysi alueelta ensimmäiset pirstekartiolohkareet syksyllä 2003. Sittemmin yhdessä Jarmo Moilasen kanssa pirstekartioita tavoitettiin runsain mitoin lisääkin. Tuolloin molemmat olivat vielä geologian harrastajia, mutta nykyisin ammattitutkijoita, jotka ovat onneksi edelleen kiinnostuneita Keurusselästä. Niin ovat olleet varsin monet muutkin, ja oman epätieteellisen näppituntumani mukaan Keurusselästä onkin tullut Suomen toiseksi tutkituin törmäyskraatteri Lappajärven jälkeen.
Marraskuun Meteoritics & Planetary Science –lehdessä ilmestyi Hietalan ja Moilasen yhdessä monia Suomen ja maailman kraattereita tutkineen virolaisen Jüri Pladon kanssa kirjoittama tutkimusartikkeli Keurusselkä impact structure, Finland — Overview, new observations, and renewed interpretation of the size. Se on ilahduttavasti ihan laillisesti kaikkien vapaasti luettavissa. Kuten otsikko lupaa, artikkeli tarjoaa kattavan läpileikkauksen aiemmista tutkimuksista ja kokoaa yhteen Hietalan ja Moilasen Keurusselän kenttätyötulokset lähes parin vuosikymmenen ajalta.
Ehkäpä keskeisin tai ainakin helpoimmin sulatettava uusi anti artikkelissa on entistä tarkempi tietämys pirstekartioalueen laajuudesta. Hietalan ja Moilasen tutkimusten mukaan pirstekartioita esiintyy Keuruun ja Mänttä–Vilppulan kalliopaljastumissa noin 15 km:n läpimittaisella alueella. Tämän perusteella artikkelissa ehdotetaan Keurusselän kraatterin läpimitaksi 37,5 km.
Ehdotus pohjautuu kahden johtavan kraatterispesialistin, Gordon Osinskin ja Ludovic Ferrièren vuonna 2016 lanseeraamaan riippuvuussuhteeseen. Sen mukaan suuren törmäyskraatterin niin sanottu apparent diameter – kutsuttakoon sitä nyt paremman termin puutteessa vaikka ”näennäiseksi halkaisijaksi”2 – on pirstekartioalueen läpimitta jaettuna 0,4:llä. Kukaan ei ole varma, miten tämä ”näennäinen halkaisija” suhtautuu kraatteriin ”viralliseen”, reunalta toiselle mitattuun halkaisijaan. Käytännössä Hietalan ryhmän laskema 37,5 km tarkoittaa siis vain sitä, että aikoinaan kraatteri oli todennäköisesti suurempi kuin 37,5 km.
Eri asia sitten on, kuinka tarpeellista on ilmoittaa puolen kilometrin tarkkuudella muutamien kymmenien kilometrien suuruusluokkaa oleva luku, joka on saatu alkujaankin melkoisen karkeasta kaavasta. Omassa, varmaankin turhankin kriittisessä mielessäni käsitys Keurusselän koosta ei uuden tutkimuksen myötä siis muuttunut miksikään. Jos joku minulta sitä sattuisi kysymään, vastaukseni lienisi edelleen jotain sellaista kuin ”luultavasti yli 35–40 km”.
Näennäiseen läpimittaan läheisesti liittyvään eroosiotasoonkin Hietalalla ja kumppaneilla on sanansa sanottavana. Aiempi, parin vuoden takainen arvio eroosion määrästä Keurusselällä oli 0,80–1,23 km. Uusi laskennallinen arvio eroosion maksimimäärästä on 1,50 km ja sen on arvioitu olleen suurempaa kraatterin itäosissa.3 Korkeintaan puolentoista kilometrin kerros kiveä siis on Keski-Suomesta viimeisen reilun miljardin vuoden aikana kulunut pois. Se voi tuntua paljolta, mutta tällainen eroosiotahti on maapallon mittakaavassa poikkeuksellisen hidas.
Laserkeilauksen avulla tuotetut erittäin tarkat korkeusmallit ovat viime vuosina mullistaneet maapallon pinnan tutkimuksen monilla aloilla, myös geologiassa. Hietalan ryhmän tutkimuksessa Maanmittauslaitoksen erinomaista laserkeilausaineistoa käytettiin Keurusselän rakennepiirteiden selvittämiseen. Geologian tutkimuskeskuksen Mika Larronmaan tekemän tulkinnan mukaan laserkeilausaineistossa on pirstekartioalueen pohjois- ja eteläreunoilla havaittavissa kaarevia, törmäyssyntyisiksi siirroksiksi oletettuja rakenteita. Niiden etäisyys toisistaan on noin 18–25 km. Tällainen noin 25 km:n läpimittainen rakenne sopii jo vuosina 2006 ja 2013 seismisestä aineistosta tulkittuihin kraatterin reunaan mahdollisesti liittyviin siirroksiin.4 Millään lailla varmoina näitä tulkintoja ei kuitenkaan edes kirjoittajien itsensä mielestä voida vieläkään pitää.
Kaarevien siirrosten lisäksi korkeusmallista tulkittiin suoria lineamenttejä. Niiden suunnat poikkeavat alueellisista, joten niiden oletettiin olevan mahdollisesti myös törmäykseen liittyviä. Vastaavia säteittäisiä ja konsentrisia rakoja ja siirroksia on havaittu (tai ainakin tulkittu) olevan suurehkoissa kraattereissa eri puolilla maailmaa, myös esimerkiksi Lappajärvellä.
Ilmeisesti uusi tulkinta on tehty myös Hietalan ja Moilasen vuonna 2006 löytämästä sulapitoisesta breksiajuonesta. Samasta juonesta on peräisin Keurusselän ikämääritys. Aiemmissa tulkinnoissa juonen kiviaineksen on oletettu sulaneen, kun kalliolohkot kraatterin keskuskohouman alueella törmäyksen seurauksena liikkuivat ja hankasivat toisiaan vasten. Tällaisessa hankauksessa kiviaines usein vain murskautuu ja muuttuu hyvin hienorakeiseksi. Joskus se voi kuitenkin myös sulaa. Tällaisia kitkasulamisen kautta syntyneitä kiviä kutsutaan niin törmäyskraattereiden yhteydessä kuin myös ”tavallisissa” tektonisissa liikunnoissa pseudotakyliiteiksi.
Aiemmin tuota Keurusselän Kirkkorannan juonta siis pidettiin jonkinlaisena pseudotakyliittisenä breksiana. Nyt Hietala ja kumppanit kuitenkin kutsuvat juonta törmäyssulaksi (artikkelissa siis englanniksi impact melt). Törmäyssula syntyy itse törmäävän kappaleen aikaansaamasta kuumuudesta. Syvälle varsinaisen törmäyssulakerroksen ja kraatterin pohjan alapuolelle ulottuvia törmäyssulajuonia tunnetaan useista eri kraattereista. Sellainen ei siis olisi minkäänlainen mahdottomuus Keurusselälläkään. Törmäyssulien hyvä puoli pseudotakyliitteihin verrattuna on, että törmäyssuliin on sekoittunut ainesta törmänneestä kappaleesta. Näin niistä voidaan useissa tapauksissa määrittää törmänneen kappaleen koostumus, siis se, minkä tyyppinen meteoriitti kyseessä oli. Harmillisesti Hietalan ryhmän artikkelissa ei kuitenkaan esitetä todisteita uuden tulkinnan puolesta eikä kerrota tarkemmin, mihin tulkinta perustuu.
Uudessa Keurusselkä-artikkelissa siis kootaan yhteen lähes parin vuosikymmenen aikana tehdyt keskeisimmät Keurusselkää koskeneet tutkimukset. Erityisen oleellista on Hietalan ja Moilasen kenttätutkimustulosten esilletuonti. Mitään mullistavan uusia näkökulmia – ainakaan perusteltuja – artikkelissa ei kuitenkaan tuoda esille. Keurusselkä on siis kuluneisuudestaan huolimatta edelleen Suomen suurin törmäyskraatterin jäänne, ja yksi maapallon vanhimmista. Avoinna kuitenkin ainakin oman näkemykseni mukaan on muun muassa se, kuinka suuri se alkujaan oli. Ehkäpä nyt uudelleen virinnyt suomalaisten kraatterien tutkiminen suomalaistenkin tutkijoiden toimesta tarjoaa tulevaisuudessa vastauksen tähän ja lukuisiin muihin niin Keurusselkää kuin muitakin Suomen kraattereita koskeviin kysymyksiin.
1Breksialohkareita on kyllä löydetty useampiakin, mutta tiettävästi vain yksi on tähän mennessä osoitettu törmäyssyntyiseksi.
2”Apparent diameter” oli vuosikymmenten ajan täysin yksiselitteinen käsite. Suuria kokeellisia räjähdyskraattereita, pieniä laboratoriomittakaavan törmäyskraattereita ja Kuun kraattereita mittailleet tutkijat käyttivät nimitystä kuvaamaan kraatterin halkaisijaa mitattuna ympäröivän maanpinnan tasossa kraatterin syntyhetkellä. Tämä ”apparent diameter” eli ”näennäinen halkaisija” oli siten pienempi kuin reunanharjalta toiselle mitattu ”tavallinen” kraatterin halkaisija. Jostain ainakin itselleni kovin mystiseksi jääneestä syystä vuonna 2005 arvovaltainen kirjoittajajoukko kuitenkin muutti tilanteen tekemällä ehdotuksen, jonka mukaan ”apparent diameter” tarkoittaakin uloimpien törmäyssyntyisen suunnilleen konsentristen normaalisiirrosten rajaaman rakenteen halkaisijaa mitattuna ympäröivän maanpinnan tasossa törmäyshetkellä. Koska maapallon kraattereiden iät ja eroosiotasot ovat tyypillisesti erittäin huonosti tunnettuja, on tämä uusi ”apparent diameter” yleensä käytännössä vain huonosti perusteltu arvaus, ainakin jos se annetaan määritelmän mukaisesti (mitä uskoakseni ei kuitenkaan useinkaan tehdä, kuten tämäkin tutkimus osoittaa (ks. alaviite 4)). Osinski ja Ferrière sitoivat kaavansa tähän vuoden 2005 ”apparent diameteriin” ja heidän kaavallaan Hietala kollegoineen nyt siis laski uuden ”näennäisen halkaisijan”
3Se, miten tähän 1,50 km:n arvioon päädyttiin, jäi itselleni hivenen hämäräksi, mutta kyseessä lienee henkilökohtainen ongelma.
4Kuten yllä viitteessä 2 mainitsin, nykymääritelmien mukaan uloimmat havaitut kraatterisyntyiset konsentriset siirrokset määrittävät kraatterin ”näennäisen halkaisijan”. Vaikkei Hietalan ja kollegoiden artikkelissa asiaa mainitakaan, saadaan artikkelissa esitetyista uusista havainnoista siis kaksi varsin erilaista ”näennäistä halkaisijaa”, eli korkeusmallista ja seismisistä luotauksista tulkittu 25 km (jossa tosin eroosiota ei ole huomioitu) ja pirstekartioalueen kokoon pohjautuva laskennallinen 37,5 km.
Kun aika on kypsä, tämä juttu ilmestyy jossain hivenen laajemmassa muodossa myös Suomen kraatterit -blogissa.
8 kommenttia “Keurusselän viilausta”
-
Jukka Luoma-aho sanoo:
Mielenkiintoinen artikkeli.Mutta kun katsoin kraateri paikkoja niin nehän on yhdessä jonossa.Aivan kuin maa ois kulkenut saman meteoriitti pilven läpi satojen Milj. Vuosien ajan Ois jännää jos kraaterit jatkuisivat itään päin mennessä .Yst. terv. Asiasta mitään tietämätön
-
Teemu Öhman sanoo:
Tuo on hyvä huomio. Kraatteriketju itse asiassa jatkuu itään päin, sillä rajan tuolla puolen on Pentti Eskolan 1920-luvulla maineeseen nostama Jänisjärven kraatteri. Ketju jatkuu länteenkin, sillä myös Ruotsin ja Norjan kraatterit (Barentsin meressä sijaitsevaa Mjølniriä lukuun ottamatta) sijaitsevat suunnilleen samalla kapeahkolla vyöhykkeellä. Vain Taivalkosken Saarijärvi on hieman pohjoisempana. Lisäksi Pohjois-Ruotsissa on Vakkejokkin breksiaesiintymä, mutta sen emäkraatteria ei tunneta. Pohjois-Ruotsista tunnetaan törmäyssulakiviä myös irtolohkareina, mutta niidenkin emäkraatteri on kateissa.
Syytä kraatterien erikoiseen jakaumaan ei tunneta, mutta eipä sitä toisaalta ole oikein tosissaan kukaan tutkinutkaan. Periaatteessa pohjoisessa pitäisi kraattereita olla enemmän kuin etelässä, sillä kallioperä on Fennoskandian pohjoisosissa vanhempaa, joten kraattereita olisi kerennyt syntyä enemmän. Syyt jakaumaan voivat liittyä vaikkapa erilaiseen kulutushistoriaan (esimerkiksi viimeimmän jääkauden kulutus oli pohjoisessa jäänjakaja-alueella paljon vähäisempää kuin etelämpänä, joten kraatterit voivat pohjoisessa olla pahemmin peittyneitä) tai siihen, että etelän tutkijoilla on pohjoiseen pitkä ja kallis matka. Tai sitten kyse on jostain ihan muusta. Mutta vaikka se houkuttelevalta tuntuukin, se on kuitenkin varmaa, että kyse ei ole saman meteoroidipilven läpi kulkemisesta miljardin vuoden aikajaksolla.
-
-
Markku Kaakkolammi sanoo:
Eikö tuota ”näennäistä” voi korvata ”arvio” sanalla ? Näennäinen viittaa enemmän kuviteltuun, ja kraateri on kuitenkin olemassa. Sinänsä tyhmää, että Suomessa tehdystä tutkimuksesta joutuu tekemään käännöksiä englannista. Ensin Suomeksi ja siitä kääntämään, vaikka oltaisiin kuinka kansainvälistä, arvoisat tutkijat. Palkkanne kuitenkint tulee Suomesta.
-
Onpas ilahduttavaa huomata, että kraatteriterminologia herättää kiinnostusta! Sinänsä toki voisi aivan hyvin puhua myös arviohalkaisijasta. Termithän ovat vain sopimuskysymyksiä. Tämän termin määrittelyssä pitäisi sitten tehdä myös ratkaisu sen suhteen, kumpaa ”apparent diameteriä” tuo ”arviohalkaisija” tarkoittaisi (vai haluttaisiinko noudattaa englannin sekasotkumallia ja tarkoittaa sillä molempia; vrt. esim. ”transient cavity” ja ”transient crater”: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Geologia:kaivautumiskraatteri). Tieteen termipankissa (https://tieteentermipankki.fi/) on tehty ansiokasta monialaista tieteen termityötä, mutta tosiasia on, että monella tutkimusalalla, vaikkapa kraatteritutkimuksessa, ei yhteisesti hyväksyttyä suomenkielistä termistöä yksinkertaisesti ole. Ja kun Suomessa ei ole tälläkään hetkellä ainakaan minun tietääkseni yhtään tutkijaa, jonka palkasta merkittävä osa olisi suunnattu kraatteritutkimukseen, olisi aika kova vaatimus, että heidän pitäisi harrastuksekseen tehdä vielä oman alansa termityötä.
Lähtökohtaisesti olen toki sitä mieltä, että tieteestä täytyy pystyä puhumaan ja kirjoittamaan omalla äidinkielellään. Jollei se ole mahdollista, ei kieli kuulu sivistyskielien joukkoon, ja se olisi monessa mielessä turmion tie. Siksi tarvitaan suomenkielisiä tiedetoimittajia, tietokirjailijoita ja kääntäjiä, sekä resursseja eli rahaa heidän työhönsä (ja sama tietysti muilla kotimaisilla kielillä). Ja tarvitaan suomenkielisiä sanoja. Ylitsepääsemätön ongelma kuitenkin on, että monet tutkimusalat ovat olemattoman pieniä, tai niitä ei akateemisessa mielessä ole lainkaan. Esimerkiksi itselleni läheisimpiä tutkimusaloja, eli planeettageologiaa ja kraatteritutkimusta, ei ole Suomessa opetettu vuosikymmeneen. Kun ei ole alan opetusta, ei ole myöskään tarvetta alan sanoille.
Periaatteen tasolla ymmärrän myös näkemyksen, että ensin pitäisi tehdä tutkimus suomeksi ja sitten englanniksi. Kellään vain ei olisi sellaiseen aikaa (eli rahaa). Pikkuruisilla aloilla on myös hyvin vaikea nähdä sellaisella varsinaista tarvettakaan. Mikäli vaikkapa tässä blogitekstissä esitelty Keurusselkä-artikkeli olisi tarjolla myös suomeksi (Missä? Kuka sen julkaisisi ja kustantaisi?), en millään jaksa uskoa, että sitä oikeasti lukisi edelleenkään Suomessa kuin muutama ihminen, sillä kielestä riippumatta kyse on pitkälle erikoistuneesta tieteestä, joka ei ihan herkästi asiaan tarkemmin perehtymättömille maallikoille aukea.
Sellaista mallia kyllä kannattaisin erittäin lämpimästi, että palkkaa työstään saavat tutkijat velvoitettaisiin tekemään julkaistuista tutkimuksistaan esimerkiksi noin puolen sivun selkokielinen tiivistelmä suomeksi (tai ruotsiksi). Tuollaiset voitaisiin hyvin vähällä vaivalla julkaista yliopiston tai tutkimuslaitoksen kotisivuilla ja tiedotusvälineidenkin olisi sieltä helppo poimia kiinnostavia juttuaiheita. Eri asia sitten on, kuinka moni niitä löytäisi tai lukisi, mutta ainakin periaate olisi minusta suositeltava. Nykyisinhän joillain tiedelehdillä on jo tapana, että varsinaisen tieteellisen tiivistelmän lisäksi artikkelista julkaistaan myös kansantajuinen yhteenveto (”plain language summary” on esim. Journal of Geophysical Researchillä käytössä).
-
-
Anssi sanoo:
Minkä verran uusi nyt syntyvä törmäyskraateri toisi lisätietoa kraatteritutkimukselle, eli tarkentaisiko se jo tunnettujen kraatereiden analyyseja?
-
Tuo on erittäin hyvä mutta myös erittäin laaja kysymys. Asiasta kirjoittaisi helposti ihan oma juttunsa – kiitos vinkistä! Otetaan nyt kuitenkin joitain äkkiseltään mieleen putkahtavia näkökantoja esille.
Lähdetään liikkeelle siitä oletuksesta, että voisimme seurata törmäävään kappaleen saapumista kaikessa rauhassa. Näin ollen oleelliset törmäyksen lähtöparametrit, jotka normaalisti joudutaan vain arvioimaan tilastollisten todennäköisyyksien pohjalta, olisivat tarkasti tiedossa. Näitä olisivat etenkin törmäysnopeus ja törmäyskulma. Törmänneen kappaleen massa saataisiin tarkasti läpimitasta (muodosta), joka olisi syynätty tarkkaan ennen törmäystä sekä väkisinkin jostain päin kraatterin ympäriltä tuoreeltaan löytyvien asteroidista irronneiden pienempien kappaleiden tiheydestä. Näin saataisiin välttämätön datapiste malleihin, joilla arvioidaan, millainen kappale on synnyttänyt minkäkin kokoisen kraatterin. Enää ei tarvitsisi olla tietokonemallinnuksien ja laboratoriomittakaavan kraatterikokeiden varassa, vaan asia todella tiedettäsiin, ainakin yhdessä tapauksessa. Tässä siis puhutaan kraatteritutkimuksen aivan perusytimeen kuuluvien asioiden selvittämisestä.
Unohdetaan tässä ajatusleikissä se, että kilometrikokoluokan asteroidin törmäys tekisi alueellisessa mittakaavassa ihmisille ja elävälle luonnolle aika ikävää jälkeä (joskin tuhon laajuuden ja monimuotoisuuden tutkiminen olisi luonnollisesti yksi aivan keskeinen tutkimuksen osa-alue). Itse siis näkisin mieluiten juuri tuollaisen muutaman kilometrin kiven synnyttämän keskisuuren, Keurusselkä-kokoluokan kraatterin muodostumisen. Sen ei kuitenkaan tarvitsisi syntyä Suomeen, vaan mieluummin jollekin sellaiselle seudulle, jossa Suomen tapaan alueen kallioperä ennen törmäystä tunnettaisiin huomattavan tarkasti geologisen kartoituksen, kairausten ja geofysiikan ansiosta, mutta jossa olisi kuitenkin kovan graniittisen peruskallion päällä selkeä, ehkäpä mieluiten vaakakerroksellinen sedimenttikivipatja, jossa olisi sopivasti toisistaan eroavia kerroksia. Mielellään patjassa olisi ainakin erilaisia hiekkakiviä, karbonaattikivikerros (esim. kalkkikiveä) ja mielellään jokin rikkipitoinen kemiallinen sedimentti, vaikkapa anhydriitti (CaSO4) tai sen vesipitoinen lähisukulainen kipsi (CaSO4•2H2O).
Nämä karbonaatit ja sulfaatit saisivat olla kohdekallioperässä siksi, että niiden käyttäytyminen šokkimetamorfoosissa tunnetaan edelleen aika heikosti ja ne ovat ilmastollisesti merkittäviä (etenkin vielä suuremman kokoluokan törmäyksissä, jossa niitä vapautuu ilmakehään erittäin suuria määriä). Tässä tapauksessa päästäisiin suoraan mittaamaan, minkä verran niistä haitallisia kaasuja ilmakehään vapautuu.
Sedimenttikivipatjan päällä saisi olla myös jonkunmoinen irtosedimenttikerros. Hiekka tai lössi sopisi mainiosti. Näin päästäisiin hyvinkin todennäköisesti selvittämään, miten Charles Darwinin ajoista asti länsimaisia tutkija hämmentäneet kauaksi emäkraatteristaan lentäneet lasikappaleet ja -pallot eli tektiitit ja mikrotektiitit oikein syntyvätkään. Ja koko tämän erilaisista kerroksista koostuvan kohdekallioperän tarkoitus on päästä selvittämään paitsi erilaisten kiviainesten käyttäytymistä šokkimetarmofoosissa, myös heitteleen syntyä suuremmissa kraattereissa: Miten syvyys, maastonmuodot ja kallioperän rakenteet ja muut ominaisuudet vaikuttavat siihen, mihin ja millaista heittelettä korrostuu?
Tällainen ideaalikallioperä auttaisi myös varmistamaan monia kraatteroitumismekaniikan perusasioita, kuten keskuskohouman tai reunan nousun määrää ja näihin liittyviä pohjimmiltaan rakennegeologian piiriin kuuluvia geologisia prosesseja. Nykykäsityksen mukaan esimerkiksi keskuskohouma nousee erittäin korkealle ilmaan ennen lässähtämistään lopulliseen muotoonsa. Tässä vaikuttaa keskeisesti prosessi nimeltään akustinen fluidisaatio, joka on paitsi erittäin laajalti väärin ymmärretty, myös pitkälti vain teorian varassa, koska suuressa mittakaavassa sitä ei koskaan ole päästy havaitsemaan käytännössä. Tässä ideaalikraatterin tapauksessa akustista fluidisaatiota voitaisiin havaita reaaliajassa ainakin satelliiteista.
Itse yhtenäinen törmäyssulakerros ja pienemmät törmäyssulalammikot kiinnostaisivat koosta riippuen paitsi kraatteritutkijoita, myös magmakivien syntyä tutkivia petrologeja, koska periaatteessa kyseessä on pitkälti sama prosessi kuin suuren magmasäiliön jäähtyessä ja kiteytyessä. Erona olisi lähinnä vain se, että tämän juuri syntyneen magmasäiliön pinta ei olisi kilometrien syvyydessä vaan tutkittavissa heti maanpinnalta alaspäin. Tutkimus olisi toki melkoisen pitkäikäistä, sillä jos otetaan mukaan ns. hydroterminen vaihe, jossa kuumat litkut kiertelevät kuumassa kiviaineksessa (mikä tietenkin on myös astrobiologien näkökulmasta kiintoisaa), sulakerroksen jäähtyminen kestäisi koosta riippuen satoja, tuhansia tai satoja tuhansia vuosia.
Tässä nyt pintapuolisesti muutamia näkökantoja aiheeseen. Käytännössä on tietenkin niin, että jokainen kraatteritutkimuksen osa-alue hyötyisi merkittävästi siitä, että päästäisiin reaaliajassa seuraamaan vierestä suuren kraatterin syntyä ja myöhempää muokkautumista. Ja koska kraatteroituminen on aurinkokunnan (ja oletettavasti myös muiden aurinkokuntien) tärkein geologinen prosessi, lisääntyisi ymmärryksemme myös muista kiinteistä taivaankappaleista ja niiden geologiasta merkittävästi. Vaikka tuo äärimmäisen kiehtovaa olisikin, on tietenkin syytä toivoa, ettei sellaista tilaisuutta tule.
-
Lasse Reunanen sanoo:
Vastasit 27.12. Jukka Luoma-ahon huomioon kraattereista yhdessä jonossa;
— ”Syytä kraatterien erikoiseen jakaumaan ei tunneta, —
kyse ei ole saman meteoroidipilven läpi kulkemisesta”…
Ajatuksena siinä voisi olla kyse myös, että kun Maa on aina samoin kallellaan
ratatasollaan kulkiessa avaruudessa –
niin siihen kallistuskulmaan viistosti osuisi myös meteoroidien tietty kulkurata
(ei mikään erillispilvi vaan laajempi niiden kiertorata Auringon ympäri).
Siten ne ratatasot Suomen keskiosan kohdilta poikittain osuneet vastakkain,
”miljardin vuoden aikajaksolla”…-
No, Maan akselin kaltevuus heittelee jo jokusen miljoonan vuoden aikaskaalalla pari-kolme astetta ja vaikka Kuu vaappumista tasoittaakin, niin tuollaisen miljardin vuoden aikana heittely ihan varmasti on vielä vähän enemmän, eli jos tuo malli pätisi, pitäisi pelkästään sen takia hajontaa kraatterien jakaumassa olla enemmän. Ja ylipäätään se, että jokin homma aurinkokunnan kaltaisessa eläväisessä ympäristössä pysyisi noin vakaana miljardi vuotta, ei vaan onnistu. Dynamiikka- ja ratalaskupuolen ihmiset osaisivat myös perustellen sanoa, miksi tuo idea ei ylipäätään toimisi, mutta minun on tyydyttävä vain sanomaan, että noin se ei vaan mene. Syyt kraatterien jakaumaan ovat varmasti geologis-inhimilliset, eivät tähtitieteelliset.
-
Galileo Galilei oli merkinnyt päiväyksensä (7.1.1610 ja 8.1.1610):
Adi 7 ja Adi 8, jotka lienee gregoriaanisen kalenterimme mukaiset
kun oli nykyisen Italian katolisella seudulla.
Täällä pohjoisemmassa, Ruotsin Suomen alueella oltiin vielä
juliaanisen kalenterin päiväyksillä, 10 vrk jäljessä –
siis vuoden 1609 loppupuolella päiväyksissään…
Unohtui kommentoida tähän ajallaan, pahoittelut. Gregoriaaninen vs. juliaaninen kalenteri on oleellinen asia Jupiterin kuiden löytöhistorian kannalta. Kuten tuolla blogitekstissä mainitsin, mutten sen kummemmin lähtenyt rönsyilemään (sitä kun tulee muutenkin tehtyä liian kanssa), Galilein ja Simon Mariuksen välit eivät olleet lämpimimmät mahdolliset. Hommahan meni niin, että Marius yritti väittää, että hän oli havainnut Jupiterin kuut ennen Galileita. Hän kuitenkin käytti vielä pakanallista juliaanista kalenteria, joten hänen (väitetyt) havaintonsa tehtiin todellisuudessa Galilein ensihavaintojen jälkeen. Tarinaa on avattu tarkemmin mm. tuossa blogitekstissä antamassani Marius-linkissä.