Löpönvaara ja meteoriittien alkuperä
Suomalaisten meteoriittien ystävillä on viime vuosina ollut harvinaisen hyvät ajat. Lieksan pallasiitin ja Löpönvaaran rautameteoriitin tunnistus- ja tutkimushistorian seuraaminen on ollut poikkeuksellisen kiinnostavaa, Suomesta kun ei uusia meteoriitteja kovin tiuhaan ole viime vuosikymmeninä löydetty. Itsekin olen intoutunut kirjoittamaan Lieksasta ja Löpönvaarasta huhtikuussa 2023, toukokuussa 2023, edelliseen juttuun päivityskommentin helmikuussa 2024, sekä viimeksi toukokuussa 2024. Jos aihe kiinnostaa eivätkä tarinan vaiheet ole ennestään tutut, kannattanee nuo blogitekstit ja niihin linkatut selvitykset Lieksan löytöhistoriasta lukaista ensiksi. Tarina nimittäin Löpönvaaran osalta jatkuu.
Pieni perusasioiden kertaus lienee kuitenkin paikallaan. Meteoriittiharrastaja Pekka Kokko löysi Löpönvaaran meteoriitin 7.10.2017 muutaman sadan metrin päästä saman vuoden toukokuussa löydetystä Lieksan meteoriitista. Löpönvaara oli neljäs samaiselta vaaralta löydetty mahdollinen meteoriitti, joten alkujaan se kulki kenttänimellä Lieksa-4.
Ensimmäisissä Geologian tutkimuskeskuksessa tehdyissä analyyseissä paljastui, että reilu 160-grammainen Lieksa-4 sisältää meteoriitiksi tolkuttoman paljon fosforia. Suurelta osin tästä johtuen sen aluksi tulkittiin pudonneen metsätyökoneesta eikä avaruudesta.
Tarina ei kerro, kuinka kappale päätyi Turkuun Laura Kotomaan syynättäväksi. Joka tapauksessa oli erittäin hyvä kun päätyi, sillä tarkemmissa tutkimuksissa Lieksa-4 eli Löpönvaara paljastui sittenkin meteoriitiksi, ja vieläpä hyvin harvinaiseksi sellaiseksi. Löpönvaara onkin Suomen ensimmäinen rautameteoriitti, ja siis huomattavan hämmentävästi eri tyyppiä kuin viereinen pallasiitti eli kivirautameteoriitti Lieksa. Mihinkään tunnettuun rautameteoriittiluokkaan Löpönvaaraa ei kuitenkaan saatu mahtumaan, aivan samoin kuin Lieksakaan ei ole tavanomainen pallasiitti.
Nyt lokakuussa käsitykset Löpönvaarasta hieman tarkentuivat, kun Kotomaan kotimainen tutkijaryhmä julkaisi Meteoritics & Planetary Science -lehdessä vapaasti luettavissa olevan vertaisarvioidun artikkelin Löpönvaara: A new phosphorus-rich iron meteorite from Finland.
Löpönvaara on yksi 160:stä rautameteoriitista (tilanne 30.10.2025), jotka eivät sovi mihinkään olemassaolevaan meteoriittiluokkaan. Kuten Kotomaan artikkelin otsikkokin korostaa, etenkin korkea fosforipitoisuus erottaa sen muista: Löpönvaarassa on yli neljä painoprosenttia fosforia. Se on yli tuplasti enemmän kuin muissa seuraavaksi eniten fosforia sisältävissä rautameteoriiteissa, joista valtaosa kuuluu tuoreehkoon IIG-luokkaan. Vaikka IIG-meteoriitit ja luokittelematon Soper ovat Löpönvaaran lähimmät vertailukohdat, eroaa Löpönvaara niistä kuitenkin tekstuurin, mineraalien ja kemiallisen koostumuksen osalta niin merkittävästi, etteivät ne nyky-ymmärryksen valossa voi olla peräisin samalta emäkappaleelta. Esimerkiksi raudan tapaan käyttäytyvien siderofiilisten alkuaineiden jakauma Löpönvaarassa on ainutkertainen.
Tekstuuriltaan Löpönvaara on jännä. Ensinnäkin rakenteellisesti se on ataksiitti, eikä siinä näin ollen esiinny rautameteoriittien ”klassista” ominaispiirrettä, Widmanstättenin lamelleja. Näin on siitä huolimatta, että Löpönvaarassa ei ole nikkeliä niin paljon kuin ataksiiteissä yleensä, ja sen nikkelirauta on kamasiittiä (α-Fe,Ni) eikä taeniittia (γ-Fe,Ni), jota ataksiitit normaalisti ovat.
Löpönvaaran kamasiitti muodostaa palleroita, joita ympäröi verkkomainen schreibersiitti ((Fe,Ni)3P). Juuri schreibersiitissä – joka varhaisella maapallolla on voinut olla elämän kehittymisen kannalta todellinen taivaan lahja – on valtaosa Löpönvaaran fosforista. Tämä erikoinen rakenne ei kuitenkaan liene alkuperäinen, vaan tulosta myöhemmästä lämpenemisestä.
Lämpeneminen ja sitä seurannut nopea kiteytyminen alhaisessa, alle 600°C:een lämpötilassa johtuivat todennäköisesti Löpönvaaran emäkappaletta runnelleesta isosta törmäyksestä. Kotomaa ja kumppanit esittävät, että kyseessä olisi voinut olla nokkakolarin sijasta loivempi pyyhkäisy, joka olisi poistanut lämpöeristeenä toimineen protoplaneetan vaipan lähes kokonaan. Kun palttoo oli heitetty pois, pääsi jäljelle jäänyt alaston rautaydin jäähtymään nopeasti.
Iso törmäys jätti jälkensä Löpönvaaraan, mutta yksi on joukosta poissa. Kaksi ja puoli vuotta sitten nimittäin raportoitiin, että tuolloin vielä Lieksa-4:nä tunnettu Löpönvaara olisi sisältänyt törmäyksen hirmuisessa paineessa syntyneitä Neumannin viivoja, joiden historiastakin intouduin tuolloin kirjoittelemaan. Uusissa ja oletettavasti tarkemmissa tutkimuksissa niitä ei kuitenkaan enää nähty. Artikkelista ei selviä, oliko kyseessä alunperin virhehavainto tai -tulkinta, vai onko näytteestä sittemmin esimerkiksi sahattu näkyviin eri suunnassa oleva pinta, jossa Neumannin viivat eivät niin selkeästi ole enää havaittavissa. Niin tai näin, tämänhetkinen tulkinta on, ettei Neumannin viivoja Löpönvaarassa ole. Harmi sinänsä, ainakin näin šokkimetamorfisten ilmiöiden ystävän näkökulmasta.
Suuri törmäys ei yksistään riitä selittämään kaikkia Löpönvaarassa havaittuja piirteitä. Ihan aluksi on nimittäin tarvittu perinteisempiä magmaattisia ilmiöitä. Jos Kotomaan tutkimusryhmä on oikeassa, Löpönvaaran emäkappaleen jäähtyessä on kivisulan koostumus tavalliseen tapaan muuttunut fraktioivan kiteytymisen edetessä. Sen loppupuolella on kuitenkin käynyt niin, että jäähtyvästä sulasta onkin alkanut erottua toista, koostumukseltaan aivan erilaista kivisulaa. Nämä kaksi koostumukseltaan toisistaan poikkeavaa sulaa eivät enää sekoitu keskenään.
Klassinen vertailukohta tällaiselle nesteiden sekoittumattomuudelle on veden ja öljyn seos. Mikäli sitä vatkaa, ovat vesi ja öljy pieninä mutta erillisinä pisaroina toistensa joukossa. Sitten kun seoksen antaa seistä paikoillaan, erottuvat öljy ja vesi omiksi kerroksikseen.
Löpönvaaran emäkappaleella on voinut käydä samoin. Jäähtyvä kivisula erottui (ainakin) kahdeksi erilaiseksi sulaksi, joista Löpönvaara edustaa sitä, johon fosfori rikastui poikkeuksellisen runsaasti, mutta josta rikki ja siderofiiliset alkuaineet köyhtyivät. Siitä toisesta Löpönvaaran kanssa samaan aikaan syntyneestä sulasta ei ainakaan tällä hetkellä tiedetä olevan näytteitä maailman meteoriittikokoelmissa.
Löpönvaara on siis kaikin puolin kumma tapaus. Sen ainutlaatuisen koostumuksen ja tekstuurin synnyn voi Kotomaan tutkimusryhmän mukaan tiivistää kolmeen prosessiin: 1) sulien sekoittumattomuus, 2) suuri törmäys sekä 3) sitä seurannut nopea kiteytyminen.
Kuva: L. Kotomaa et al. 2025. Löpönvaara: A new phosphorus-rich iron meteorite from Finland. Meteoritics & Planetary Science 60(10):2442–2457 / CC BY 4.0.
Meteoriittien emäkappaleet
Jokainen meteoriitti on itsessään ainutkertainen, kaunis ja kiehtova. Todella mielenkiintoiseksi, ainakin jos minulta kysytään, tilanne muuttuu kuitenkin sitten, kun yritetään nähdä metsä puilta.
Puiden eli meteoriittien yhdistäminen metsään eli niiden emäkappaleisiin – asteroideihin ja protoplaneettoihin – on ikiaikainen ongelma. Meteoriitteja pystytään syynäämään laboratorioissa alati paranevalla tarkuudella, mutta asteroidien koostumusta voidaan tutkia lähinnä vain niistä heijastuneen valon perusteella. Avaruuden hiukkas- ja mikrometeoriittipommituksessa pinnaltaan muuttuneen asteroidin spektriä ei kuitenkaan ole aivan helppo vertailla ilmakehän läpi syöksyneen ja maapallon oloissa mahdollisesti pitkäänkin rapautuneen meteoriitin spektriin.
Eri meteoriittiluokat on tavattu yhdistää eri emäkappaleisiin. Meteoriittiluokittelu ja luokkien mahdollisten sukulaisuussuhteiden selvittely on kuitenkin hankala taiteenlaji. Oman ongelmansa luovat Löpönvaaran ja Lieksan kaltaiset meteoriitit, jotka eivät tunnu olevan ainakaan läheistä sukua millekään muulle meteoriitille. Niinpä vastaus kysymykseen siitä, kuinka monelta emäkappaleelta meillä on näytteitä meteoriittikokoelmissamme, riippuu ratkaisevasti siitä, kenelle kysymyksen sattuu esittämään. Esimerkiksi viitisen vuotta sitten ehdotettiin, että silloin tunnetut meteoriitit edustivat vähintään 95:ttä ja korkeintaan 148:aa emäkappaletta. Turhauttavaa on, että näistä kappaleista ei Kuun, Marsin ja pikkuplaneetta Vestan lisäksi ole onnistuttu uskottavasti tunnistamaan ainuttakaan.
Suunnilleen vuosi sitten lähinnä Miroslav Brožin johdolla ilmestyi sarja artikkeleja, joissa esitettiin toistaiseksi vakuuttavimmat mallit sen puolesta, että valtaosa Maahan päätyvistä meteoriiteista on peräisin vain muutamista asteroidiperheistä. Ne syntyivät ainoastaan joidenkin tai joidenkin kymmenien miljoonien vuosien takaisista asteroidien keskinäisistä törmäyksistä, eli paljon myöhemmin kuin yleensä ajatellaan.
Mikäli mallit ovat oikeassa, on valtaosa hiilikondriiteista peräisin vain kolmesta asteroidiperheestä: CR- ja CM-kondriitit (kuten Kivesvaara) Veritas-perheestä, CO-, CV- ja CK-kondriitit Eos-perheestä, ja CI-kondriitit Polana-perheestä. Polana-perhe on sikäli kiinnostava, että mikäli Brož tutkijakollegoineen on oikeassa, ovat asteroidit Bennu ja Ryugu peräisin yhdestä ja samasta primäärisestä emäkappaleesta – siitä, josta Polana ja muut perheen jäsenetkin. Tämä on kohtalaisen onnetonta, koska suurin osa asteroideilta haetuista näytteistä on peräisin juuri näiltä kahdelta asteroidilta. Mikäli kohteiksi olisi valittu kaksi rataparametreiltään selvästi erilaista asteroidia, olisi tämä toteutunut riski voitu välttää.
Tavalliset kivimeteoriitit, jotka muodostavat selvästi suurimman osan kaikista meteoriiteista, ovat Brožin ryhmän mukaan peräisin neljästä asteroidiperheestä: tavallisimmat H-kondriitit (kuten Åbo, Metsäkylä ja Orimattila) Karin- ja Koronis-perheistä, L-kondriitit (kuten St. Michel eli Mikkeli, Salla, Valkeala ja Varpaisjärvi) Massalia-perheestä, ja LL-kondriitit (kuten Bjurböle1) Flora-perheestä.
L-kondriitit ovat pohjoiseurooppalaisesta näkökulmasta erityisen kiinnostavia, koska ne synnyttivät ordoviikkikaudella suuren osan alueen törmäyskraattereista. Lisäksi niitä on löydetty fossiilisina meteoriitteina eri louhoksista. Karin- ja Koronis-perheiden olisi puolestaan syytä olla etenkin Etelä-Pohjanmaan järviseudun asukkaille läheisiä, sillä Euroopan suurin kraatterijärvi Lappajärvi sijaitsee H-kondriitin synnyttämässä törmäyskraatterissa.
Harvinaisemmista meteoriittityypeistä acapulcoiitit ja lodraniitit lienevät peräisin Iannini-perheen asteroideista. Aubriitit ovat Hungaria-perheen lapsia, enstatiittikondriitit (kuten Hvittis eli Huittinen) taas lähinnä Nysa-perheen vesoja.
Meteoriittien alkuperää ihmetellessä on syytä pitää mielessä, että Brož kollegoineen on tutkimuksissaan ottanut huomioon lähinnä ratadynamiikan, spektroskooppiset ominaisuudet ja meteoriittien avaruudessa viettämän iän.2 Ihmettelisin, jolleivat varsinaiset meteoriittien syntyä tutkivat geologit ja geokemistit esittäisi äänekkäitäkin vastalauseita Brožin perheidyllille. Tästä huolimatta on todella huikeaa, että uskottavasti perusteltavissa olevat mallit avaavat nyt ensi kertaa ikkunoita niihin muinaisiin maailmoihin ja katastrofeihin, joista suurin osa maapallolle nykyisin putoavista meteoriiteista on peräisin.
Entä kuinka tähän suhtautuvat Löpönvaara, Lieksa ja muut rauta- ja kivirautameteoriitit? Tässä kohdassa törmätään isoihin ongelmiin, sillä yhdenkään rauta- tai kivirautameteoriitin emäkappaleesta ei ainakaan minun tietääkseni ole toistaiseksi kyetty esittämään uskottavia teorioita.
Luokittelemattomien rautameteoriittien erittäin suuri määrä (160) viittaa osaltaan siihen, että rautameteoriittien alkuperän ymmärtämisessä on vielä suuria aukkoja. Tuntuisi aika erikoiselta, että kivimeteoriiteista ylivoimaisesti suurin osa on peräisin vain reilusta tusinasta emäkappaleita (jos siis Brožin teoria hyväksytään toistaiseksi parhaaksi totuuden likiarvoksi), mutta harvinaisten rauta- ja kivirautameteoriittien selittämiseen vaaditaankin sitten parisataa emäkappaletta.
Kuten Kotomaa kollegoineen artikkelissaan totesi, Lieksan ja Löpönvaaran meteoriiteissa on geokemiallisesti eräitä samankaltaisuuksia. Yhteneviä piirteitä ei kuitenkaan ole missään nimessä niin paljon, että nykytietämyksen perusteella niiden voisi sanoa olevan varsinaisia verisukulaisia. Jotenkin kuitenkin kaksi erilaista kappaletta päätyi käytännössä täsmälleen samaan paikkaan.
Tietenkin on mahdollista, että kaksi erilaista harvinaista meteoriittia putosi eri aikoihin sattumalta samalle pohjoiskarjalaiselle vaaralle.3 Pahuksen epätodennäköistä moinen kuitenkin on. Epätodennäköistä on tosin sekin, että kaksi poikkeuksellista asteroidityyppiä törmäsi muinoin avaruudessa ja niittautui yhdeksi möykyksi päätyäkseen sitten lopulta suomalaisten harrastajien löytämiksi meteoriiteiksi.
Voisiko näiden epätodennäköisten vaihtoehtojen sijasta selitys piillä siinä, että Lieksa ja Löpönvaara ovat sittenkin peräisin samasta kappaleesta, mutta ymmärryksemme rauta- ja kivirautameteoriittien synnystä ja kehityksestä on vielä joiltain osin todella pahasti vajavaista? En haluaisi uskoa, että meteoriittitutkijat ovat vuosikymmeniä olleet niin reippaasti hakoteillä, mutta ei se mahdotontakaan ole.
Kotomaan artikkelissa lupailtiin, että Löpönvaaran ja Lieksan sekä muiden samalta alueelta löydettyjen rautakappaleiden mahdollinen sukulaisuus on jatkotutkimusten aihe. Samoin Brož kannusti tulevaisuudessa selvittämään rautameteoriittien ja pallasiittien alkuperää. Toivotaan, että nämä tutkimukset toteutuvat ja että vielä jonain päivänä Lieksan ja Löpönvaaran meteoriittimysteeri ratkeaa.
1Tarkemmin sanottuna Bjurbölen luokitus tosin on L/LL, joten tässä ajatusmallissa se voisi olla siis peräisin joko Massalia- tai Flora-perheestä.
2Kannattaa panna merkille, että nykyisin putoilevat Karin- ja Koronis-perheiden H-kondriitit ovat peräisin törmäyksistä noin 5,7 ja 7,6 miljoonaa vuotta sitten, mutta esimerkiksi Lappajärven ikä on 78 miljoonaa vuotta. Lappajärven synnyttänyt kappale ei siis muodostunut samassa rytäkässä kuin nykyiset H-kondriitit, mutta alkuperäinen emäkappale on sama. Näin siis jos Brožin malli on oikeassa.
3Tai jonnekin lähistölle, koska on mahdollista, että Lieksa ja Löpönvaara ovat jääkauden aikaisen jäätikön kuljettamia.
”Tarina ei kerro, kuinka kappale päätyi Turkuun.”
Muistaakseni GTK:n tutkimuksen jälkeen tuli puheeksi mahdollinen jatko/uusinta tutkimus Turussa. Ja siihen tarinaan liittyy jo nyt edesmennyt Esko Lyytinen ja ÅboAkademin Dr, Dosentti ja Tulipallotyöryhmän jäsen Johan Lindén.
Kiitos tiedosta, tämä oli erittäin mielenkiintoista! Tämmöiset jutut on aina inhimillisestä ja historiallisesta näkökulmasta kiinnostavia ja arvokkaita. Toivottavasti kotimaiset meteoriittikirjoittajat laittavat tämänkin paperille, sillä minua oikeasti hirvittää tulevaisuuden tieteenhistorioitsijoiden puolesta, kun nykyään ei mistään jää mitään pysyvää jälkeä.
Kyllä tällaiset yksityiskohdat on kirjoitettu talteen. Ne eivät vain aina selviä toimituksellisesta editoinnista julkaisuihin asti. Pekan mainitsema Johan Lindén teetätti siivun Löpönvaarasta ja mittaili sen Mössbauer spektriä Turussa. Sitten se siirtyi Kotomaalle gradun aiheeksi.
Oikein hyvä! Näin toki sopi olettaakin. Lukeva yleisö (tai ainakin minä) odottaa kaiken kattavaa versiota erittäin suurella innolla. Ihan noin yleisellä tasolla todettakoon, että toimituksellinen editointi tuppaa olemaan tiedonjulkistamisen ja -tallentamisen kannalta aivan kauhia kiusa…