Pölisevän kuivat rinneraidat
Kevät tuli,
lumi suli.
Puro sanoi:
Puli puli!1
Näillä perinteisillä sulosäkeillä on eräiden tutkijoiden mukaan voitu selittää monilla Marsin rinteillä esiintyvät hieman purojen kaivertamilta uomilta ja niiden synnyttämiltä kerrostumilta näyttävät raidat ja juovat. Lumen sijasta tosin yleensä selityksissä on ollut kyse hieman Marsin pinnan alla esiintyvistä routakerroksista tai jonkinlaisista jäälinsseistä. Idea on kuitenkin ollut, että vesi – luultavasti jollakin suolapitoisella pakkasnesteellä terästettynä – virtailee hetkellisesti vielä nykyisinkin Marsin pinnalla.
Kuten hyvään tieteeseen kuuluu, vastaväittäjät ovat olleet vähintään yhtä äänekkäitä. Heidän mukaansa vettä tai mitään muutakaan nestettä ei tarvita, vaan kyseessä ovat vain pienet, kuivat ja lähinnä pölystä koostuvat maanvyörymät – periaatteessa samanlaiset kuin esimerkiksi Kuun nuorien kraatterien rinteillä, mutta toki marsilaisilla erikoisuuksilla höystettynä. Juupas–eipäs -väittely on ollut tasaista, enkä ainakaan itse ole jaksanut viime vuosina kiinnittää siihen paljonkaan huomiota, kun mitään uutta merkittävää ei ole tuntunut löytyvän.
Marsin rinteillä esiintyvät useimmiten tummat raidat ja niiden selittäminen virtaavalla vedellä eivät olekaan mikään uusi asia. Kuten melkein kaikki jännät jutut Marsissa, jota ei nähty vielä 1970-luvun alussa Mariner 9:n kuvista, löydettiin englanniksi nimellä slope streak tunnetut raidat 1970–80-luvuilla koko Marsin kuvanneiden Viking-kiertolaisten kuvista.2 Pisimmillään ne voivat olla jopa muutaman kilometrin mittaisia. Leveydeltään nämä rinneraidat ovat tyypillisesti joitain kymmeniä metrejä. Niissä tapauksissa, joissa topografiaa on voitu mitata, on niiden havaittu olevan alle metri ympäristöään alempana.
Nykyisin oletetaan, että tummat raidat ja huomattavasti harvinaisemmat ympäristöään vaaleammat rinneraidat ovat saman ilmiön eri ikäisiä ilmenemismuotoja. Tummat ovat tuoreita, ja ne vaalenevat vanhetessaan muun muassa niitä peittämään laskeutuvan pölyn vaikutuksesta. Ne erottuvat silti ympäristöstään mm. erilaisen raekokonsa ansiosta.
Vuodesta 2006 Marsin kiertäneen Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) -luotaimen HiRISE-kameran huipputarkoista kuvista löydettiin 2010-luvun alussa erittäin paljon tavallisiltä tummilta rinneraidoilta näyttävä, mutta kuitenkin uudenlainen ilmiö: eteläisillä ylängöillä, tyypillisesti päiväntasaajaa kohti olevilla ja siis ympäristöään lämpimämmillä rinteillä nähtiin korkeintaan viiden metrin levyisiä tummia raitoja, jotka ilmestyivät kesällä, mutta katosivat talvella vain putkahtaakseen näkyviin taas seuraavana kesänä. Joskus ilmestyttyään uudelleen ne olivat aiempaa pidempiä, toisinaan vain hieman eri muotoisia. Siksi niille annettiin nimeksi recurring slope lineae (RSL). Suomeksi niitä voisi kömpelöhkösti kutsua vaikka toistuviksi rinnelineamenteiksi.
Toistuville rinnelineamenteille on tyypillistä, että ne alkavat kalliopaljastuman alaosasta. Toisin kuin tavanomaiset rinneraidat, ne esiintyvät alueilla, joilla pölyä on vain niukasti. Niiden viehtymys aurinkoisiin rinteisiin viittaa virtaavan veden mahdollisuuteen, mutta varmuutta suuntaan tai toiseen ei ole saatu. Kuten tavallistenkin rinneraitojen kohdalla, sekä märän että kuivan koulukunnan edustajilla on vahvat ja sinänsä hyvinkin pätevänoloiset argumenttinsa. Selvyyttä ei ole siitäkään, onko rinneraidoissa ja RSL:ssä pohjimmiltaan kyse eri ilmiöistä, vai ovatko ne vain saman asian ilmentymiä erilaisilla alueilla.
Toukokuussa Nature Communications -verkkolehdessä julkaistiin artikkeli, joka sai minutkin taas pitkästä aikaa kiinnostumaan Marsin rinneraidoista. Valentin Tertius Bickel ja Adomas Valantinas otsikoivat vapaasti saatavilla olevan juttunsa jämäkästi: Streaks on martian slopes are dry. Siis Marsin rinneraidat ovat kuivia. Tutkimuksen keskeisestä johtopäätöksestä ei ainakaan jää epäselvyyttä.
Otsikon väitteessä ei sinänsä ole mitään ihmeellistä, sillä samaa ovat sanoneet monet tutkijat aiemminkin. Se mikä tutkimuksesta julkaistuissa uutisissa oli päräyttävintä, oli tutkittujen raitojen määrä, noin puoli miljoonaa. Vertailun vuoksi: vuonna 2011 varmoja toistuvia rinnelineamenttejä havaittiin seitsemän, joten ero on melkoinen. Bickelin ja Valantinaksen tutkimus kattoi myös koko Marsin, joten määrällisesti ja alueellisesti on ainakin tarjolla merkitykselinen joukko havaintoja. Piti siis kaivaa itse artikkeli esille ja tutkailla, mistä oikein on kyse.
Bickelin ja Valantinaksen hurjien havaintomäärien taustalla on – ei mitenkään yllättäen – syväoppiminen eli tekoäly, joka on opetettu tunnistamaan MRO:n kontekstikameran (context camera, CTX) kuvista rinneraidat. Ihmisiäkin toki tarvittiin paitsi kouluttamaan tekoälyä, myös mm. poistamaan tuplahavaintoja, joita kuvien päällekkäisyys aiheutti. Tutkijat myös tarkastivat itse pikaisesti jokaisen tekoälyn tarjoamasta 661 144:stä raitakandidaatista. Lopputulos oli 13 026 kirkasta ja 484 019 tummaa rinneraitaa. Se on paljon.
Se mikä itselleni jää tutkimuksessa hämäräksi, on toistuvien rinnelineamenttien määrä, samoin kuin se, onko ne jotenkin onnistuttu tunnistamaan varmuudella, vai onko ne otettu mukaan jostain HiRISE-pohjaisesta lähteestä. Ne nimittäin jäävät leveydeltään CTX:n kuuden–seitsemän metrin erotuskyvyn alle. Siten CTX-kuvissa ne väkisinkin vain tummentavat kuvapistettä ilman, että tummentavan piirteen muodosta tai leveydestä saa varmuutta. Tällaisessa tapauksessa virhetunnistuksen todennäköisyys luonnollisesti kasvaa reippaasti. Uskotaan kuitenkin, että Bickel ja Valantinas hoitivat homman asiallisesti.
Bickelin ja Valantinaksen jutussa on lueteltu korrelointeja tai niiden puutteita ähkyksi asti. Keskeisimmät asiat saa kuitenkin tiivistettyä suht vähällä vaivalla.
Tummat ja kirkkaat rinneraidat esiintyvät päiväntasaajan ympärillä, mutta epäsymmetrisesti. Pääesiintymisalue ulottuu 40° päiväntasaajalta pohjoiseen, mutta vain 20° etelään. Tummia raitoja tavataan kuitenkin keskimäärin 4° pohjoisempana kuin kirkkaita. Alueellisen jakauman ero on selvä toistuviin rinnelineamentteihin, jotka ovat pääosin eteläisellä pallonpuoliskolla 30:n ja 50:n leveyspiirien välisellä alueella.
Leveysaste ei ole ainoa merkittävä eroavaisuus tavallisten rinneraitojen ja RSL:n välillä. Rinneraidat ovat pölyisellä alangolla, RSL:t kallioisella ylängöllä. RSL:t ovat ekvaattoriin päin kallellaan olevilla rinteillä, mutta rinneraidoilla moista taipumusta ei ole. Rinneraitojen alueella tuulee tavallista enemmän, kun RSL:n esiintymisalueella on keskimääräistä heikkotuulisempaa. Eroja on myös esimerkiksi alueiden lämpö- ja kosteusolosuhteissa.
Vaikka tutkimuksen keskeinen tavoite oli yhtenäinen globaali kartoitus, voi sen perusteella vetää myös johtopäätöksiä mahdollisista syntymekanismeista. Bickel ja Valantinas nostavat esiin kolme keskeistä havaintoa. Rinneraidat ovat useammin lähellä tuoreita pieniä törmäyskraattereita kuin satunnaisuuden perusteella voisi olettaa, ne ovat tuulisilla alueilla, ja niille kertyy talviaikana tavallista enemmän pölyä. Paksut pölykerrostumat ovat epävakaita, joten tuulen ja törmäysten synnyttämä tärinä olisi heidän mukaansa syynä rinneraitojen syntyyn. Toistuvien rinnelineamenttien tapauksessa laukaisimina voisivat lisäksi toimia pölypyörteet ja suurempien lohkareiden synnyttämien maanvyöryjen aiheuttama tärinä. Suolaista vettä tai jäätä ei kummankaan tyypin muodostumiseen heidän mukaansa tarvita.
Artikkelissa esitettiin myös mielenkiintoinen ajatus rinneraitojen ja pölymyrskyjen mahdollisesta yhteydestä. Bickelin ja Valantinaksen mukaan rinneraidat siirtävät useamman planeetanlaajuisen pölymyrskyn verran pölyä jokaisena Marsin vuonna. Suoria havaintoja rinneraidoista pukkaamassa pölyä Marsin kaasukehään ei ole, mutta Bickel ja Valantinas heittävät ilmoille ajatuksen, että rinneraidoilla voi olla huomattavakin vaikutuksensa Marsin kaasukehän pölybudjettiin ja sitä myötä koko planeetan ilmastoon. Marsin pölymyrskytutkijat varmasti tarttuvat tähän ideaan tulevaisuudessa.
Jos Bickel ja Valantinas ovat oikeassa, eikä tavallisten rinneraitojen sen paremmin kuin toistuvien rinnelineamenttienkaan syntyyn tarvita vettä, vaikuttaa se myös tuleviin Mars-lentoihin. Mahdollisen Marsin elämän suojelu Maan pöpöiltä on erittäin tärkeä kysymys laskeutujia ja mönkijöitä suunnitellessa, niitä kun ei koskaan saada täysin vapaiksi maapallon elämästä. Jos rinneraitojen alueella ei olekaan vettä, ovat myös (maankaltaisen) elämän edellytykset merkittävästi vähäisemmät. Näin ollen laskeutujia, mönkijöitä ja lopulta myös astronautteja voitaisiin lähettää näille alueille paljon vapautuneemmin kuin on tavattu ajatella.
Tavallisten tummien ja kirkkaiden rinneraitojen osalta Bickelin ja Valantinaksen massiivinen tutkimusaineisto ja havaitut korrelaatiot ovat vähintäänkin vakava isku vetisten syntymallien kannattajille. RSL:n osalta tilanne ei kuitenkaan omasta, asiaa sen syvällisemmin tuntemattoman ihmisen näkökulmastani vaikuta ollenkaan niin selvältä. Bickel ja Valantinas toteavat itsekin, että heidän havaintonsa antavat tukea tulkinnalle, jonka mukaan rinneraitojen ja toistuvien rinnelineamenttien synty on pohjimmiltaan erilainen prosessi. Ja vaikka rinneraitoihin verrattuna RSL:t ovatkin uusien tulosten mukaan kuivemmilla alueilla, niiden esiintyminen kesäisin ja päiväntasaajalle päin kallellaan olevilla rinteillä on kelpo aihetodiste vetisten mallien puolesta.
Rinneraidat siis näyttävät nyt kuivilta, ja märkien mallien kannattajien täytyy jatkossa kyetä tyrmäämään Bickelin ja Valantinaksen kattava havaintoaineisto, tai ainakin uskottavasti tulkitsemaan se täysin päin vastoin. Toistuvien rinnelineamenttien osalta tilanne vaikuttaa huomattavasti avoimemmalta. Onkin mielenkiintoista nähdä, millaisia vasta-argumentteja vetistä vaihtoehtoa kannattavat tulevaisuudessa esittävät.
1Mieltäni kalvaa inhottava tunne, että olen piinannut lukijoita tällä värssyllä ennenkin, mutten löydä sille varmistusta. Pahoittelen, mikäli niin on. Huonot jutut eivät toistettaessa ainakaan parane.
2Frank C. Chuangin ja kumppaneiden artikkelissa vuodelta 2007 todetaan: ”These features have been identified since the early Mariner and Viking missions to Mars…”, eli voi olla, että nämäkin nähtiin jo Mariner 9:n kuvissa. Muissa aiheesta lukemissani artikkeleissa ei tosin Mariner-luotaimista ole puhuttu.