Franz von Paula Gruithuisen – kuuhullu ja kraatteripioneeri
Baijerilainen Franz von Paula Gruithuisen (1774–1852) on yksi kuu- ja kraatteritutkimuksen historian kiistanalaisimpia ja siksi myös mielenkiintoisimpia hahmoja. Aluksi tämän monialaisen lääkärin ja luonnontutkijan havainnot Kuun pinnanmuodoista ja etenkin hänen niistä tekemänsä tulkinnat nauttivat 1800-luvun tutkijoiden ja sivistyneistön parissa suosiota. Hyvin pian hänelle kuitenkin naureskeltiin aivan yleisesti. Tilanne ei siitä ole juuri muuttunut, vaikka yksi modernin kraatteritutkimuksen perustajista, Ralph Baldwin (1912–2010) jakoi Gruithuisenille kunniaa 1940-luvulta alkaen.
Onneksi 2000-luvulla etenkin englanninkielisessä maailmassa on alkanut pienimuotoinen Gruithuisenin maineenpalautus niin lääketieteen kuin kuu- ja kraatteritutkimuksenkin puolella. Suomeksi Gruithuisenista ei kuitenkaan ole tarjolla edes omaa sivua Wikipediassa, ja tähtitieteen historiaa käsittelevissä kirjoissa hänestä on ainakin minun tietääkseni julkaistu vain lyhyitä mainintoja. Kuuharrastajille on onneksi tarjolla Ursan Zeniitti-verkkolehdessä vuonna 2016 julkaistu Jari Kuulan mainio juttu Gruithuisenin kuuluisimmasta havainnosta. Gruithuisen oli kuitenkin muillakin aloilla sen verran merkittävä kaveri, että kyllä hänen tekemisensä vähintään yhden blogitekstin suomeksikin ansaitsevat.
Varhaisvuodet
Franz von PaulaGruithuisen syntyi vuonna 1774 Haltenbergin linnassa eteläisessä Baijerissa, nykyisen Saksan kaakkoisosassa. Hänen äitinsä, kuvanveistäjän tytär Maria Rosina Lederer (1726–1798) oli baijerilainen. Hänen isänsä sen sijaan oli hollantilainen Petrus van den Gruijthuijzen (1732–1793). Hän työskenteli Haltenbergin linnassa haukkametsästäjänä.
Perheellä ei juurikaan ollut varaa kouluttaa nuorta Franzia, joten hän oli paikallisen parturi-kirurgin oppipoikana. Neljätoistavuotiaana hän lähti vapaaehtoiseksi Itävallan (Habsburgien) ja Turkin (ottomaanien) väliseen sotaan (1788–1791). Sodassa hän toimi kenttälääkärin avustajana, minkä jälkeen hän palasi parturi-kirurgin töihin. Vapaa-ajallaan hän kuitenkin opiskeli omin päin tähtitiedettä, filosofiaa ja kieliä.
Vuonna 1792 hän alkoi työskennellä Baijerin vaaliruhtinas Kaarle Teodorille (1724–1799). Ruhtinas vaikuttui Gruithuisenin innostuksesta ja kyvyistä tieteellisten kokeiden tekijänä ja kaukoputken rakentajana, joten hän päätti rahoittaa tämän yliopisto-opinnot. Gruithuisen aloittikin filosofian, luonnontieteiden ja lääketieteen opinnot Landshutin yliopistossa kesällä 1801 Kaarle Teodorin tosin kuoltua jo pari vuotta aiemmin.
Vuonna 1808 Gruithuisen sai valmiiksi Ranskan vallankumouksen vuoksi ajankohtaisen väitöskirjansa. Se käsitteli mestattujen päiden ja vartaloiden tuntemuksia sekä tapoja, joilla näistä voisi saada tietoa. Gruithuisenin mukaan giljotiini ei ollut niin”inhimillinen” mestaustapa kuin oli ajateltu, vaan katkaistut päät elivät ja tunsivat vielä pitkään mestauksen jälkeenkin. Gruithuisen myös epäili oikeuslaitoksen erehtymättömyyttä kuolemantuomioita jaettaessa.
Väitöksensä jälkeen Gruithuisen pääsi opettajaksi Münchenin lääketieteelliseen kouluun. Siellä hän opetti fysiikkaa, kemiaa, antropologiaa ja eläintiedettä, kunnes hänet vuonna 1823 nimitettiin anatomian ja fysiologian professoriksi. Kun Ludvig-Maximilianin yliopisto siirtyi Landshutista Müncheniin vuonna 1826, sai Gruithuisen yliopiston tähtitieteen professuurin. Samalla hänet vapautettiin kaikesta joutavasta paperinpyörityksestä ja hänen annettiin keskittyä täysin tutkimukseen. Tässä tehtävässä hän toimikin vuonna 1852 tapahtuneeseen kuolemaansa saakka.
Gruithuisenin saavutuksia
Kuututkimustensa ohella Gruithuisen tunnetaan parhaiten virtsakivien murskausmenetelmän kehittäjänä.1 Virtsakiviä oli kyllä leikkausteitse murskattu aiemminkin. Leikkaukset olivat yleensä onnistuneita, mutta potilas usein kuoli. Gruithuisenin palkitulla prototyyppilaitteistolla leikkausta ei tarvittu, joten potilaskin saattoi jäädä useammin eloon.
Lääketieteen saralla muut Gruithuisenin jälkikäteen tarkastellen keskeimmät tutkimukset koskivat infektioita ja verta. Fysiologina Gruithuisen puolestaan oli ensimmäinen, joka ymmärsi monien eläinten kiiluvien silmien johtuvan verkkokalvon takana olevasta kerroksesta, joka heijastaa osan valosta takaisin ja mahdollistaa täten paremman hämäränäön.
Gruithuisen oli myös merkittävä geotieteilijä. Hän kehitteli korkeudenmääritysmenetelmiä ja rakensi ensimmäisen pystysuoraan heiluriin perustuneen seismografin, joka pystyi rekisteröimään maanjärityksiä merkittävien etäisyyksien päästä. Vuonna 1812 hän havaitsi Italiassa 250 km:n päässä tapahtuneen järistyksen. Gruithuisen väitti myös rekisteröineensä Jamaikalla tapahtuneen maanjäristyksen, mutta nykytutkimuksen mukaan tämä menee Gruithuisenia vaivanneen turhan vilkkaan mielikuvituksen piikkiin.
Jääkausitutkijanakin hän oli esimerkiksi alan perustajiin lukeutuvia Jean de Charpentieriä (1786–1855) ja Louis Agassizia (1807–1873) edellä, sillä jo vuonna 1809 hän esitti, että ensin vuoristojäätiköt ja sitten niiden sulamisvedet olivat kuljettaneet massiivisia siirtolohkareita Alpeilta Baijerin tasangoille. Gruithuisen ei kuitenkaan ilmeisesti ymmärtänyt vuoristojäätiköiden virtausta, joten vaikka idea sinänsä oli oikeansuuntainen, fysikaalinen perusta oli pielessä.
Gruithuisenin suurin rakkaus oli kuitenkin hänet jo nuorena mukaansa temmannut tähtitiede. Sen parissa hän saattoi antaa mielikuvituksensa lentää. Monet Gruithuisenin hurjimmista väitteistä liittyivät avaruusolentoihin. Hän esimerkiksi uskoi vakaasti – tai ainakin lukijoilleen uskotteli – että komeetat ovat asuttuja. Venuksen napa-alueiden hän näki olevan kirkkaampia kuin planeetan muu pinta. Tämä oli luultavasti aivan todellinen havainto, sillä Gruithuisen oli tiettävästi poikkeuksellisen tarkkasilmäinen havaitsija, ja Venuksen pilvet todella ovat hivenen kirkkaampia napa-alueilla. Tämä erottuu selvemmin ultraviolettiaallonpituudella, mutta on nähtävissä niin nykyisillä kuin Gruithuisenin aikaisillakin pienillä kaukoputkilla.
Gruithuisen myös näki, hyvin monen muun tavoin, Venuksen yöpuolella himmeää hehkua. Ilmiön selityksestä kiistellään edelleen, mutta todellisesta valohehkusta ei liene kyse, koska mikään mittalaite ei sitä onnistu noteeraamaan. Gruithuisenin selitys hehkulle oli kuitenkin vertaansa vailla: kyseessä on Venuksen asukkaiden sytyttämä juhlavalaistus.
Kuuhavainnot
Gruithuisenin sankari oli selenografian isäksikin kehuttu Johann Hieronymus Schröter (1745–1816). Kuu oli täten luonnollisesti hänen suosikkikohteensa. Myöhemmät kuututkimuksen merkkimiehet, kuten Thomas Gwyn Elger (1836–1897) ja Edmund Neison (eli Edmund Neville Nevill, 1849–1940), joilla oli jo käytössään Gruithuisenia paremmat kaukoputket, ylistivät hänen tarkkoja havaintojaan. Esimerkkinä niistä voi vaikka vilkaista Gruithuisenin yli 200 vuotta sitten vain kuusisenttisen kaukoputken läpi nähdystä Triesneckeristä ja läheisestä grabensysteemistä tekemää piirrosta. Neisonia on myös kiittäminen siitä, että Gruithuisen sai Kuuhun nimikkokraatterinsa ja –tulivuorensa.
Gruithuisenin ongelma kuututkijana(kin) oli, ettei hän saanut mielikuvitustaan pidettyä kurissa. Vaikka nykyisin tiedetään Kuun napa-alueilla olevan jäätä, ei Gruithuisenin väitteessä, että napaseudut näkyvät kirkkaampina lumen vuoksi, ole totuuden hiventäkään. Tämä oli kuitenkin Gruithuisenin väitteeksi hyvin vaatimaton. Tunnetuin Gruithuisenin ”havainto” oli Schröterin kraatterin pohjoispuolella sijaitseva kuukaupunki, jota hän kutsui nimellä Wallwerk. Sen voisi suomentaa lähinnä vallitukseksi. Vallituksen sisäpuolella asui luonnollisesti seleniittejä. Gruithuisen näki alueella myös tähdenmuotoisen piirteen, joka tietenkin oli seleniittien temppeli, jossa nämä palvoivat tähtiä.
Gruithuisenin väite kuukaupungista sai osakseen innostunutta huomiota, mutta välittömästi myös tyrmäyksen muilta tutkijoilta. Ei siis ihme, että esimerkiksi Heinrich Olbers (1758–1840) ja Carl Gauss (1777–1855) pitivät Gruithuisenia omituisena höpöttäjänä.
Gruithuisenin toinen kuukaupunki Copernicuksen kaakkoispuolella, eli hyvin lähellä ensimmäistä, ei enää jaksanut herättää suurempaa mielenkiintoa. Tässä vaiheessa kunnianarvoisat tieteelliset aikakauslehdet eivät enää edes huolineet Gruithuisenin artikkeleja. Niinpä hän julkaisi ne itse perustamissaan lehdissä.
Gruithuisenin kraatterihypoteesi
1800-luvulla ja pitkään sen jälkeenkin Kuun kraattereita pidettiin tuliperäisinä. Tämä kävi järkeen, sillä geologit vannoivat uniformitarianismin nimiin, jonka mukaan nykyisyys on menneisyyden avain. Tulivuorenpurkauksia päästiin havaitsemaan, ja ne synnyttivät suunnilleen pyöreitä kraattereita. Jo Robert Hooke (1635–1703) oli tosin vuonna 1665 todennut, että kyllä putoilevat kappaleetkin kokeissa muodostivat Kuun kraattereiden kaltaisia pyöreitä rakenteita. Tuon ajan oppineiden maailmassa taivaalta ei kuitenkaan putoillut kiviä tai mitään muutakaan, joten Hooke hylkäsi tämän idean. Hooken viitoittamalla vulkaanisella tiellä valtaosa tutkijoista pysyttelikin seuraavat kolmesataa vuotta.
Gruithuisenin kannalta oli erityisen merkittävää, että Ernst Chladni (1756–1827) oli esittänyt vuonna 1794 hurjan väitteen. Sen mukaan taivaalta todellakin putoilee kiviä, toisinaan runsaastikin. Ei Chladnia tietenkään välittömästi uskottu. Vähä vähältä hänen väitteidensä tueksi tuli kuitenkin runsain määrin luotettavia havaintoja meteoriittien putoamisista.
Chladni oli myös muutamien muiden sakslaistutkijoiden ohella esittänyt, että planeetat ja kuut syntyivät pienempien kappaleiden kasaantuessa yhteen. Gruithuisen tarttui tähänkin ajatukseen. Putoilevista meteoriiteista ja kasaantumismallista hän jalosti hypoteesin, jota yleisesti pidetään ensimmäisenä jotensakin tieteellisenä törmäyksiin pohjautuvana Kuun kraattereiden syntymallina.
Gruithuisenin mallissa taivaankappaleet, erityisesti komeetat, muodostuvat samankeskisistä kerroksista. Törmäykset tapahtuivat pehmeään Kuun pintaan hyvin hitaalla nopeudella siten, että käytännössä kappaleet lähinnä upposivat oman painonsa alla. Törmäyksessä kappaleen uloimmat kerrokset kuoriutuivat irti ja muodostivat kraatterin reunat. Gruithuisenin mukaan kraatterien portaittain laskevat sisäreunat (terassit) ovat todiste näistä törmänneiden kappaleiden erilaisista kerroksista.
Kraatterien keskuskohoumien selitykseksi Gruithuisen keksi veden. Gruithuisenin tekstin englanniksi käännettyä katkelmaa lukiessani perimmäinen ajatus jää ainakin itselleni hieman hämäräksi, mutta keskuskohoumat syntyivät, kun törmäys tapahtui hyvin syvään veteen ja törmänneen kappaleen hajonnut lakiosa päätyi nykyiselle paikalleen kraatterin keskelle veden kerrostamana. Copernicuksen (jolla on moniosainen keskuskohouma) ja Claviuksen (jonka keskuskohouma on melko pieni ja hieman epämääräinen) tapauksissa vettä oli Gruithuisenin mukaan varsin niukasti tarjolla.
Törmäyshypoteesi ei ollut mikään ohimenevä aatos, vaan Gruithuisen käsitteli sitä lukuisissa artikkeleissaan vuosien 1823 ja 1851 välisenä aikana. Hän ei myöskään rajoittanut ideaansa vain Kuuhun, vaan myös Maassa oli Gruithuisenin mukaan suuria törmäyskraattereita. Jotkut niistä, kuten Île Saint-Paul eteläisellä Intian valtamerellä, ovat vulkaanisia kraattereita, mutta enimmäkseen Gruithuisenin ehdottamat kohteet ovat vain ”tavallista” laattatektoniikan hallitsemaa geologiaa. Pitäessään Böömiä törmäyssyntyisenä hän itse asiassa seurasi itseään Galileo Galileita (1564–1642). Yhtään todellista Maan törmäyskraatteria ei Gruithuisenin ehdokkaissa ollut.
Kuussa ja Maassa havaittavien pyöreähköjen rakenteiden selittäminen törmäyksillä oli sinänsä järkevää, vaikkei Gruithuisenin malli fysikaalisesti millään lailla mahdollinen olekaan. Itselleen valitettavan tyypillisesti Gruithuisen ei kuitenkaan jättänyt asiaa tähän. Hänen mukaansa Marsissa ja Venuksessa näkyy myös pyöreitä piirteitä, jotka selittyvät samalla tavoin törmäyksillä. Mikä pahinta, Gruithuisen ulotti mallinsa myös Aurinkoon. Itselleni tosin ei ole käynyt selväksi, tarkoittiko hän auringonpilkkuja vai jotain muuta. Siinä mielessä hän tosin oli oikeassa, että kraatteroituminen on aurinkokuntamme tärkein geologinen prosessi ja että Aurinkoonkin törmäilee jatkuvasti kappaleita. Lisäksi niin Aurinko kuin sitä kiertävät kappaleetkin ovat syntyneet samalla tavoin aineksen kasautuessa yhteen. Marsin, Venuksen tai Auringon törmäysjälkiä hän vain ei mitenkään pystynyt ”ilveksensilmistään” huolimatta havaitsemaan.
Gruithuisenin perintö
Kuun pinnanmuotojen tutkimuksessa Gruithuisen muistetaan nykyisin käytännössä vain kuukaupungista ja seleniiteistä. Tämä on hieman sääli, sillä kuten Elgerin ja Neisonin todistukset osoittavat, Gruithuisen oli myös erittäin tarkka havaitsija. Lääketieteen, fysiologian ja seismologian alalla Gruithuisenin ansiot sen sijaan lienevät kokolailla kiistattomat. Hänen suunnilleen oikeaan osunut siirtolohkareiden selityksensä puolestaan mainittiin jo 1800- ja 1900-lukujen taitteessa ilmestyneessä kattavassa geologian historiateoksessa.
Kraatteritutkimuksessa Gruithuisen ei ollut ensimmäinen törmäyksiä ehdottanut – Hooken lisäksi esimerkiksi Edmond Halley (1656–1742) oli jo vuonna 1694 pohdiskellut jättimäisten törmäysten vaikutuksia maapallolle – mutta hän oli ensimmäinen, jolla oli tarjota edes jonkinlainen hahmotelma niistä mekanismeista, joilla kraattereiden keskeisimmät piirteet syntyivät. Etenkin Saksassa lukuisat tutkijat ottivat vaikutteita Gruithuisenin ideoista. Häntä voidaan siis perustellusti pitää törmäyskoulukunnan perustajana kuten Ralph Baldwin teki. Vähintäänkin hän oli yksi alan tärkeimmistä pioneereista.
Gruithuisen otti monilla eri tieteenaloilla ennakkoluulottomia ja merkittäviä askelia oikeaan suuntaan. Hän kuitenkin suurelta osin pilasi maineensa pähkähulluilla ideoillaan seleniiteistä ja muista avaruuden asukkaista. Naureskelun myötä hänen oikeasti merkittävät saavutuksensa vaipuivat pitkälti unholaan.
Lähivuosina ”Gruithuisen” voi silti olla Kuusta kiinnostuneiden huulilla huomattavasti aiempaa useammin. Yhdysvaltain tämänhetkisen myllerryksen keskellä on mahdotonta sanoa, mitä pitkään suunnitelluille kuulennoille tapahtuu. Gruithuisenin kraatterin pohjoispuolella sijaitsevalle Mons Gruithuisen Gamma -tulivuorelle on kuitenkin jo vuosia ollut aikomus lähettää laskeutuja ja mönkijä tutkimaan Kuussa poikkeuksellisia ns. happamia eli paljon piidioksidia sisältäviä kiviä. Aiemmin tavoitteena oli tämä vuosi, nyt tähtäin on kolmen vuoden päässä. Mikäli lento joskus toteutuu, on mielenkiintoista nähdä, puhutaanko sen yhteydessä sekopäisestä kuututkijasta vai monialaisesta tienraivaajasta.
1Kyseessä siis ovat nimenomaan virtsakivet, eivät sappikivet, kuten itsekin olen aiemmin virheellisesti väittänyt.
Tunnustettakoon, että yhtään Gruithuisenin alkuperäisartikkelia en ole lukenut, joten tämä teksti perustuu täysin toisenvaraisiin lähteisiin, joista linkattujen lisäksi Richard Baumin Gruithuisen-artikkeli Biographical Encyclopedia of Astronomers -teoksessa (2nd ed., 2014, Springer) oli hyödyllinen.