Venuksessa vanhakin nuortuu
Kuten kaikki planeetoista kiinnostuneet muistavat, Venus on tutkimuksen osalta nykyisin pahasti unohdettu planeetta. Tätä tosiseikkaa vain on aika vaikea ymmärtää. Venus kun on Auringon ja Kuun jälkeen ylivoimaisesti taivaan kirkkain kohde, ja Kuun jälkeen Maata lähimmäksi tuleva planeetta. Se on lähes maapallon kokoinen: Venuksen pinta-ala on yli 90 % Maan kokonaispinta-alasta, mutta kolminkertainen Maan mantereiden pinta-alaan nähden. Tutkittavaa siis piisaisi.
Lisäksi tiedämme etenkin Venuksen varhaisesta geologisesta kehityksestä todella vähän. Tämä johtuu etenkin siitä, että sen pinta näyttää uudistuneen ehkäpä joskus 500–1000 miljoonaa vuotta sitten. Emme siksi pääse näkemään suoria todisteita Venuksen varhaisimmista vaiheista. Vulkanismin ja tektoniikan yhteispelin seurauksena syntyneitä kummallisia pinnanmuotoja kuten koronia, novia tai araknoideja taas ei ole löydetty mistään muualta aurinkokunnastamme. Vertauskohtien ja monipuolisemman datan puutteessa emme siis kovin yksityiskohtaisesti ja varmasti tunne niiden syntyä ja kehitystä, vaikka näemmekin ne.
Ei Venuksen pökerryttävän paksua kaasukehääkään järin hyvin ymmärretä. Tuulet kiertävät Venuksen neljässä Maan vuorokaudessa, kun verkkainen Venus itse pyörähtää väärin päin akselinsa ympäri 243:ssa Maan päivässä. Tästä superrotaatioksi kutsutusta ilmiöstä on kyllä kivoja teoreettisia malleja, mutta ei kukaan oikeasti tiedä, miten ihmeessä ilmiö loppujen lopuksi on syntynyt ja miten se pysyy käynnissä. Myös elämästä Venuksen pilvissä on puhuttu vakavasti havaintoihin pohjautuen jo 1960-luvulta lähtien. Venuksen luulisi siis kiinnostavan.
Venuksen kaasukehä onkin sentään saanut hieman 2000-luvun lähitutkimusta osakseen, kun siihen perehtyivät eurooppalainen Venus Express vuosina 2006–2014 ja osin myös japanilainen, pahoista ongelmista kärsinyt Akatsuki vuosina 2015–2024. Vaan milloin saimmekaan viimeksi geologian kannalta ihan oikeasti todella käyttökelpoista tutkimusaineistoa Venuksen pinnasta? Se oli vuonna 1994, kun jalkapallon MM-kisat pelattiin edellisen kerran Yhdysvalloissa, Ahtisaari oli juuri aloittanut presidenttinä, ja Star Trekin uusi sukupolvi päättyi mutta Babylon 5 onneksi alkoi.1 Sitä sopii itse kukasenkin tykönänsä miettiä.
Tuo NASAn Magellan-luotaimen yli kolmekymmentä vuotta sitten tuottama data, etenkin sen ottamat tutkakuvat lähes koko Venuksen pinnasta, ovat edelleen laadukasta tutkimusaineistoa, jos joku vaan haluaa siihen paneutua. Onneksi viime vuosina on esiin noussut uusia Venus-tutkijoita, jotka katsovat vanhaa dataa uusin silmin ja osin myös uudenlaisen osaamisen siivittäminä. Sen myötä vanhakin nuortuu.
Tessera perinteisen näkemyksen mukaan
Neuvostoliitto hallitsi Venus-tutkimusta 1970– 80-luvuilla. Venera 15 ja 16 -luotaimet kartoittivat tutkillaan Venuksen pohjoisen pallonpuoliskon vuosina 1983–1984. Kuvista tunnistettiin ensin parketiksi ja lopulta tesseraksi nimettyjä tutkakuvissa kirkkaina erottuvia alueita, joita Venuksen kuorta venyttäneet ja puristaneet voimat näyttivät muokanneen ankarasti. Tessera-alueet tulkittiin Venuksen vanhimmiksi pinnanmuodoiksi, ja ne sijaitsevat yleensä ympäröiviä nuoria tuliperäisiä tasankoja ylempänä. Lisäksi niiden koostumuksesta saatujen hajanaisten viitteiden perusteella monet tutkijat olettivat tessera-alueiden kenties olevan jotain maapallon vanhojen graniittisten mantereiden kaltaista.
Tessera peittää vain seitsemisen prosenttia Venuksen pinnasta, mutta planeetan laajimmat ylänköalueet koostuvat suurelta osin tesserasta. Niiden lisäksi pienempiä tessera-alueita kohoaa siellä täällä pieninä saarina vulkaanisilla tasangoilla. Tämä kaikki on sopinut yleiseen käsitykseen vanhasta ”mantereesta”, joka paikka paikoin pilkottaa nuorempien kerrostumien alta.
Tämä on kuitenkin kenties johtanut kenties hieman liian yksioikoiseen näkemykseen tesseran olemuksesta, sillä käsite ”tessera” itsessään, kuten yleensä muutkin planeettageologien pinnanmuodoista käyttämät nimitykset, on vain kuvaileva. Se ei ota kantaa pinnanmuodon geologiseen alkuperään. Niinpä eri tessera-alueet voivat olla eri-ikäisiä, syntyneet eri kivilajeista eri tavoin, ja niitä ovat voineet muokata erilaiset tektoniset prosessit.
Tessera ja tasangot
Kesäkuussa Journal of Geophysical Research: Planets -lehdessä ilmestyi Paul Byrnen, Christian Klimczakin ja kumppaneiden mukavasti Venus-venettä keikuttava artikkeli Geologically Recent Formation of Some Tesserae on Venus by Plains Deformation. Byrnen ja pitkälti saman tutkimusryhmän edesottamuksista tesseran suhteen kirjoittelin jo kuutisen vuotta sitten. Tuolloin ryhmä esitti, että ainakin osa tesserasta koostuu kerroksellisista, poimutetuista ja erodoituneista kivistä. Nyt porukka jatkaa tesseran mylläämistä.
Uudessa artikkelissaan Byrne ja Klimczak ryhmineen tutkivat Venuksen suurimpien ylänköalueiden, eli blogin innokkaimmille lukijoillekin tutun Aphrodite Terran ja Ishtar Terran reunojen tessera-alueiden suhdetta ympäröiviin tasankoihin. Tutkimus ei yritäkään olla kaikenkattava, vaan pyrkii neljän esimerkkialueen avulla osoittamaan, ettei kaikki ole tesseran suhteen kuten yleensä oletetaan.
Kaikilla neljällä tutkitulla alueella havaittu geologinen tilanne on samanlainen. Tesseraa ympäröi tasanko, jollaisten yleisesti oletetaan koostuvan laavoista esimerkiksi Kuun merien tapaan. Tutkimusalueiden tasangot ovat vieläpä sellaisia, jotka Venus-gurut Mihail Ivanov ja James Head ovat tulkinneet koko planeetan nuorimpiin kuuluviksi. Tutkituilla tasangolla ja tesseralla on yhdensuuntaisia harjanteita. Niillä on kuitenkin se ero, että tasangolla harjanteet ovat kapeita, mutta tesseraa lähestyttäessä ne kasvavat parikymmentä kilometriä leveiksi.
Byrne ja Klimczakin ryhmä tulkitsee harjanteet poimuiksi. Tässä näkemyksessä sinänsä ei ole mitään uutta. Poimut ovat tektonisia rakenteita, jotka syntyvät kiveä puristettaessa. Kohtalaisen hyvän käsityksen Venuksen harjanteista poimuiksi tulkittuina saa, kun hieman ryttää lattialla olevaa mattoa. Venuksen ja maton poimut voivat olla leveitä ja laakeita, tai sitten kapeita ja vieri vieressä.
Harjanteiden ikäsuhde tasankoon jota ne halkovat ei ole aina täysin selvä. Paikoin tutkimusalueilla on kohtia, joissa Magellanin tutkakuvien perusteella näyttää siltä, että harjanteet ovat alla olevaan vanhempaan kallioperään syntyneiden poimujen harjoja. Ne näkyvät nyt ainoastaan siksi, että tasangon nuori laavakerros ei ole riittäävän paksu peittääkseen vanhoja harjanteita kokonaan. Oleellista kuitenkin on, että valtaosa Byrnen ja Klimczakin tutkimista harjanteista on nuorempia kuin itse tasanko. Ensin on siis syntynyt tasanko ja sitten sitä on puristettu, mikä johti harjanteiden syntyyn.
Keskeinen havainto on, että poimuiksi tulkitut harjanteet levenevät tesseraa lähestyttäessä ja ovat leveimmillään itse tesseralla. Tämä sopii yhteen sen maapalloltakin havaitun ja niin mekaanisin mallinnuksin kuin laskuinkin todennetun seikan kanssa, että ohueen jämäkämmän kallioperän päällä olevaan kerrokseen syntyy kapeita harjanteita, mutta paksuun ”peruskallioon” leveämpiä.
Ivanovin, Headin ja monen muun Venus-vaikuttajan mukaan pinnalla havaittavien tektonisten rakenteiden määrä kertoo, ainakin monissa tapauksissa, kutakuinkin suoraan pinnan suhteellisen iän. Moneen suuntaan reippaasti muokkautunut tessera on vanhinta, rakoilleet densely lineated plains -tasangot sitä nuorempia, ja Byrnenkin ryhmän tutkimusalueen harjanteiden kuvioimat ridged plains -tasangot vielä nuorempia.
Tämän perinteisen ajatusmallin Byrne ja kumppanit nyt haastavat. Sen sijaan, että tessera, tasangot ja harjanteet syntyivät eri aikoina ja erilaisten geologisten prosessien seurauksina, ainakin tutkituilla neljällä alueella näyttää ilmeiseltä, että havainnot voi selittää yksinkertaisesti sillä, kuinka paljon kallioperää on puristettu kasaan, mikä taas riippuu paljolti kerrospaksuuksista.
Sikäli kun Byrnen ja Klimczakin ryhmän idea pitää paikkansa, se nuorentaa osaa tesserasta merkittävästi. Tesseran keskiosat voivat silti heidänkin mukaansa olla vanhoja. Geologisessa mielessä vain vähän aikaa sitten tapahtuneen poimutuksen myötä tessera-alueet ovat kuitenkin kasvaneet, koska nuorien tasankojen reunoja on tektoniikka murjonut ja ne on niin muodoin liitetty tesseraan. Se, mitä on aiemmin pidetty planeetan vanhimpana pintana, voikin osin olla kaikkein nuorinta.
Tasankoaineksen liittyminen tesseraan sopii mainiosti myös Byrnen aiempiin havaintoihin ja tulkintoihin siitä, että vähintään osa tesserasta koostuu kerroksellisista poimutetuista kivistä. Kerroksellinen tessera olisi siis aiempaa nuorta tasankoainesta, joka tektonisen deformaation vuoksi onkin muuttunut tesseraksi.
Byrnen porukka myöntää auliisti, että kaikille tessera-alueille heidän havaintojaan ja tulkintojaan ei voi yleistää. Ivanovin ja Headin mukaan kolme neljännestä tessera-alueiden reunoista on nuorempien laavatasankojen peitossa ilman harjanteita tai muita erityisempiä tektonisia rakenteita. Niillä tessera ei siis ainakaan ole rohmunnut ympäröiviä tasankoja itselleen. Kattavaa kartoitusta Byrne ja kumppanit eivät kuitenkaan ole toistaiseksi tehneet, joten epäilemättä alueita, joilla uusi malli luultavasti toimisi, on nyt esiteltyjä kohteita enemmän.
Tessera-tutkimuksen tulevaisuus?
Jos uusi malli pätee, on sillä moninaisia ja erittäin kauaskantoisia seurauksia Venuksen tutkimukselle ja tulkinnoille sen geologisesta menneisyydestä. Koska mallin mukaan vähintäänkin osa tesserasta selittyy luultavasti pitkään jatkuneella kuoren lyhenemisellä eli puristuksella, joka on vaikuttanut suureen joukkoon erilaisen iän, syntymekanismin ja koostumuksen omaavia kiviä, putoaa paljon käytetyltä pelkkiin rakenteisiin perustuvalta geologisten yksiköiden globaalilta korreloinnilta pohja pois. Tätä tukee myös viiden vuoden takainen havainto siitä, että tessera-alueiden koostumukset eri puolilla Venusta lienevät erilaisia. Uusiksi, ainakin osittain, pitäisi miettiä tesseran syntyhistoria, nuoren geologisen aktiivisuuden määrä, ja ylipäätään koko Venuksen geologinen kehitys. Samalla pitää tarkentaa ajatuksia siitä, mistä voisi vielä olla mahdollista löytää kiviä, jotka saattaisivat sisältää viestin Venuksen muinaisuudesta, jolloin sen olosuhteet luultavasti muistuttivat melkoisesti maapalloa.
Venuksen geologisen historian tulkintojen osalta eri kuppikunnat ovat kaivautuneet poteroihinsa ehkäpä vieläkin syvemmälle kuin planeettageologiassa yleensä. Onkin mielenkiintoista nähdä, millaisen vastaanoton Byrnen ja kumppaneiden räväkkä idea saa. Byrne ja Klimczak edustavat nuorempaa tutkijasukupolvea ja heillä, vallankin Klimczakilla, on planeettageologien joukossa poikkeuksellisen vahva rakennegeologian tausta. Vastaväitteet vaativat siis vahvoja perusteluja. Jääräpäisimmät tuskin ajatteluaan muuttavat, mutta etenkin tutkijanuransa alussa olevien soisi jatkossa miettivän Venuksen kehitystä myös hieman erilaisesta näkökulmasta kuin mihin on totuttu.
Yhdysvaltain kaoottisesta poliittisesta tilanteesta johtuen NASAn tulevista planeettaluotaimista ei uskalla sanoa oikeastaan mitään, mutta eurooppalaisilla on hyvä mahdollisuus päästä selvittämään Byrnen ja Klimczakin ryhmän ajatuksen todenperäisyyttä kenties jo 2030-luvun alkupuoliskolla: Euroopan avaruusjärjestö ESAn Envision-luotaimella pitäisi saada kertaluokkaa tarkempia tutkakuvia Venuksen pinnasta kuin muinoin Magellanilla. Mikä parasta, Envisionilla päästään näkemään myös muutama sata metriä Venuksen pinnan alle. Tesseran ja niitä ympäröivien tasankojen suhde ja syvärakenne on ilman muuta yksi Envisionin tutkimuskohteista.
Envisionia odotellessa vanhalla kunnon Magellan-aineistolla on vielä erittäin paljon tarjottavaa tutkijoille, kunhan vain sitä käytetään avoimin mielin. Tästä Byrnen ryhmän artikkeli on erinomainen muistutus.
1Joo, tiedän ja muistan kyllä, että Suomessa ST-TNG loppui vuonna 1996 ja B5 alkoi 1997, mutta Yhdysvalloissa nuo tapahtuivat vuonna 1994. Vaan millainen olikaan vuoden 1994 elokuvatarjonta? Shawshank Redemption, Léon, Heavenly Creatures, Priscilla, aavikon kuningatar, Quiz Show, Bullets over Broadway, Neljät häät ja yhdet hautajaiset… oi niitä aikoja.