tutka

Marsin pinnalla on muinoin virrannut vettä ja toisinaan jäätiköt ovat ulottuneet lämpimiltä vaikuttavillekin seuduille. Tämä tiedetään varmasti, sillä nuo asiat on havaittu. Mutta milloin, kuinka ja miksi ovat olleet mallien varassa. Ilmastomallit kertovat muutosten olleen rajuja vielä aivan viime aikoihin saakka. Pitävien todisteiden puute on ollut mallien heikko kohta. Tähän asti.

Tänään (27.5.2016) Science-tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa perehdyttiin tutka-aineiston avulla naapuriplaneetan pohjoisen napajäätikön hienorakenteeseen. Viereinen kuva visualisoi tapaa, jolla tutka-aineisto näyttää napajäätikön sisäosat.

Tärkein havainto oli selvä merkki siitä, että Marsin viimeisin jääkausi loppui vajaat 400 000 vuotta sitten. Tuolloin planeetan napajäätiköt alkoivat jälleen vauhdilla kasvaa. Kyllä, jääkaudet toimivat Marsissa hieman eri tavoin kuin Maassa.

Tutkimuksen selvin löytö oli outo rajapinta, joka muodostui noin 370 000 vuotta sitten. Raja erottuu läpi koko napajäätikön.

Rajapinnan päälle on kertynyt jäätä tasaiseen vuositahtiin, ympäri koko napajäätikköä leviävänä mattona. Tuoreempaa jäätä on yhteensä 90 000 kuutiokilometriä, paksuimmillaan matto on noin 320-metrinen. Tutkijoiden arvion mukaan jäätä on kertynyt vuosittain keskimäärin 60 cm ja prosessi jatkuu yhä.

Ennen rajapintaa syntyneet kerrokset taas ovat pinnaltaan epätasaisia ja laikuttaisia. Ikään kuin niiden pinta olisi suuressa mittakaavassa jotenkin syöpynyt. Tuoreempi jäämatto on kasautunut tämän epätasaisen pinnan päälle.

Geologiassa tällaista rajapintaa kutsutaan epäjatkuvuudeksi. Se kertoo mittavasta eroosion aikakaudesta, tässä tapauksessa siitä, että napajäätikkö oheni kovaa vauhtia. (Sulavista jäämassoista ei oikein voida puhua, sillä nestemäistä vettä tuskin planeetalla näkyi. Jää tiettävästi sublimoitui suoraan kaasukehään.)

Tarkkaa ohentumisen ajankohtaa tai jakson pituutta on toistaiseksi mahdotonta selvittää.

Miten jäätikön pienentyminen sitten kertoo jääkaudesta? Jääkausihan johtuu jäätiköiden kasvusta ja etenemistä kohti lämpimämpiä seutuja. Näin käy, kun napa-alueet ja niitä ympäröivät seudut viilenevät. Maassa ainakin.

Marsissa tilanne on hieman nurinkurinen. Planeetan akselin reipas kallistuminen nimittäin johtaa napa-alueiden lämpenemiseen. Napajäätiköt pienenevät ja niihin sitoutunut vesi siirtyy kaasukehään. Vesihöyry härmistyy lopulta takaisin pinnalle, mutta paikka on viilentyneillä keskileveysasteilla. Meikäläisittäin Välimeren tienoita vastaaville seuduille muodostuu mittavia jäätiköitä.

Havainto vastaa parhaimpia ilmastomalleja lähes täydellisesti - niiden mukaan Marsin viimeisin jääkausi loppui vajaat 400 000 vuotta sitten.

Kun ajelee Ranskassa, Normandian rannikolla, ei voi olla huomaamatta muistomerkkejä ja jälkiä toisesta maailmansodasta. Siinä missä Liittoutuneiden maihinnousun merkit näkyvät ennen kaikkea Normandiassa, on esimerkiksi saksalaisten bunkkereita, tykkejä ja muita jäänteitä pidemmälläkin matkalla koko Pohjanmeren, Englannin kanaalin ja Atlantin rannikolla. Mutta Normandia on myös saksalaismuistomerkkienkin suhteen kiinnostava – on niitä sitten varta vasten etsimässä tai vain kiinnittää niihin huomiota ohi ajaessa.

Kun esimerkiksi Caenista ajaa kohti merta, on tien vieressä Douvresissa pieni kyltti, jossa lukee yksinkertaisesti "Tutkamuseo". Tien päässä on saksalaisten rakentama bunkkeri ja muutamia antenneja, joista suurin on kahdeksanmetrisellä paraabeliantennilla varustettu ns. Würzburg-Riese -tutka.

Saksa oli 1800- ja 1900-lukujen vaihteessa uuden fysiikan ja sen käyttöönottamisen johtava maa, ja siellä tehtiin myös paljon sähkömagneettisuuteen liittyviä suuria keksintöjä. Tutkatekniikan suhteen perustavaa laatua oleva löytö oli Heinrich Hertzin vuonna 1888 tekemä koe, missä hän onnistui havaitsemaan metallikappaleesta takaisin heijastuneita radioaaltoja.

Vuonna 1904 Christian Hülsmeyer patentoi laitteen nimeltä Telemobilskop, joka pystyi havaitsemaan sumussa lähellä olevat laivat. Se ei kuitenkaan pystynyt mittaamaan kohteiden etäisyyksiä, joten sitä ei luokitella ensimmäiseksi tutkaksi.

Kunnia ensimmäisestä tutkasta meneekin Amerikkaan, Yhdysvaltain laivaston tutkijoille Hoyt Taylor ja Leo Young, jotka käyttivät alkeellista tutkaa ensimmäisen kerran vuonna 1922 Potomac-joella olleiden laivojen havaitsemiseen.

Sen jälkeen (tosin pienen tauon jälkeen) kiinnostavin tutkatekniikan kehitystyö tehtiinkin Yhdysvalloissa ja Britanniassa, mutta ei Saksakaan ollut sivuraiteella: laivaston fyysikko Rudolf Kühnhold kehitti vuonna 1933 tapoja käyttää mikroaaltoja kohteiden etäisyyden ja suunnan havaitsemiseen ja hän perusti kahden radioamatöörin, Paul-Günther Erbslöhin ja Hans-Karl von Willisenin kanssa seuraavana vuonna ensimmäisen tutkalaitteistoja rakentaneen yhtiön, GEMAn, eli Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA). 

Douvresin tutka-asema

Päivän kuvassa oleva tutka-antenni asennettiin paikalleen vain vähää ennen maihinnousua ja sen tehtävänä oli toimia maalinosoitustutkana. Se havaitsi taivaalla lentokoneita 80 kilometrin säteellä ja ilmatorjunta sekä saksalaishävittäjät pystyivät tietojen perusteella kohdentamaan iskunsa tarkemmin.

Tämänkaltaisia tutkia tehtiin sodan aikana noin 1500 kappaletta, mutta tämä kyseinen kappale on varsin omalaatuinen. Douvresin Tutka-asema tuhottiin maihinnousussa käytännössä kokonaan, kuten myös sen tutka-antennit.

Nyt näytteillä oleva antenni onkin peräisin professori Yves Rocardilta, joka on Ranskan radiotähtitieteen "isä". Hän oli hankkinut näitä varsin päteviä antenneja tutkimuskäyttöön ja sijoittanut ne ensin Meudonin observatorioon Pariisin luona ja sen jälkeen erityiselle radiohavaintoasemalle Nançay'hin.

1990-luvun alussa antennit olivat jo jääneet pois käytöstä, joten Caenin maihinnousumuseo Mémorial hankki antennin ja sijoitti sen hallitsemaansa Douvresin tutkamuseoon vuonna 1994, jolloin vietettiin maihinnousun 50. vuotismuistojuhlia.

Vaikka tällaisia tutkia valmistettiin runsaasti sodan aikana, on näitä enää vain kourallinen jäljellä.

Eilisessä päivän kuvassa teleskooppi chillaili leppoisasti Chilessä. Mutta viime viikon keskiviikkona illalla paikallista aikaa, 16. syyskuuta klo 19:54, eilisen kuvan observatoriokin tärisi kunnolla, kun 8,3 magnitudin maanjäristys vavisutti Chilen rannikkoa. Järistyksen keskus oli 46 kilometrin päässä Illaperin kaupungin luona noin 25 kilometriä meren alla ja se kesti kolmen minuutin ajan. Sitä seurasi useita jälkijäristyksiä, joista suurimmat olivat yli kuuden magnitudin – siis voimakkaita jo sellaisinaan.

Järistys tuntui Argentiinassa Buenos Airesissa ja Brasiliassa São Paulossa saakka.

Tavallista suurempi järistysaktiivisuus jatkuu Chilessä edelleen, sillä tänäänkin on samoilla seuduilla rekisteröity useita neljän magnitudin luokkaa olevia tärinöitä.

Maanjäristys sinällään ei ollut mitenkään yllättävä, sillä alueella Nazcan mannerlaatta työntyy Etelä-Amerikan mannerlaatan alle ja saa aikaan paljon vulkaanista toimintaa ja maanjäristyksiä. Muun muassa Andien vuoristo on syntynyt tästä subduktiosta. Viimeisen sadan vuoden aikana alueella on rekisteröity 15 magnitudiltaan yli seitsemän ollutta järistystä.

Viime viikon tapaus on yksi lisää ja se sai aikaan nelimetrisen tsunamin Chilen rannikolla ja se näkyi ympäri Tyynen valtameren. Viranomaisten mukaan järistyksen sekä tsunamin jäljiltä löytyi 13 kuollutta ja kuusi on edelleen kateissa. Noin 9000 henkilöä jäi kodittomiksi ja yli miljoona ihmistä evakuoitiin tsunamin vuoksi. Suhteutettuna järistyksen voimakkuuteen ovat henkilövauriot erittäin pieniä, joskin järistyksen tekemät tuhot ovat huomattavia.

Esimerkiksi vuonna 2010 ollut edellinen suuri järistys Chilessä aiheutti 525 kuolemantapausta, joten viidessä vuodessa maan varautuminen järistyksiin on tullut olennaisesti paremmaksi – tai tällä kerralla mukana oli paljon onnea.

Järistys näkyy avaruudesta saakka

Päivän kuvana oleva omituinen värisekamelska on kartta Chilestä kuvattuna Sentinel-1A -tutkasatelliitilla. Kuvaan on yhdistetty havainnot elokuun 24. päivältä ja syyskuun 17. päivältä, ja siinä näkyy kuvissa olevat eroavaisuuden maanpinnan korkeudessa. Kuva siis näyttää kuinka paljon järistys sai aikaan siirtymiä maan pinnassa. Siitä voi nähdä, että suurimmat erot ovat 1,4 metriä pystysuunnassa (tai tarkalleen sanottuna suunnassa, mistä havainnot tehtiin) ja puoli metriä vaakasuunnassa (tai tarkalleen satelliitin lentosuunnassa).

Sentinel-1A on yksi eurooppalaisen Copernicus-ohjelman satelliiteista, joilla pystytään saamaan nopeasti havaintoja eri puolilta maapalloa mm. luonnononnettomuuksien avustustoimia sekä tutkimusta varten. Sentinel-1A käyttää havaintoihin tarkkaa mikroaaltotutkaa, joka pystyy "näkemään" Maan pinnan myös pilvien läpi.

Alla on vielä kuva Coquimbon satamasta, missä tsunami heitti laivoja rantakadulle.

Alla olevan jutun julkaisun jälkeen koneesta on tullut uutta tietoa ja siitä kerrotaan uudessa artikkelissa Malesialaiskoneen etsintä voi alkaa.

On kulunut 10 päivää siitä, kun Malaysia Airlinesin Boeing 777 katosi yllättäen matkallaan Kuala Lumpurista Pekingiin mukanaan 239 matkustajaa ja miehistön jäsentä. Teknisen vian tai sään sijaan syypää näyttää olleen ohjaamossa.

Viimeisen runsaan viikon aikana lentokoneen vaiheista on tullut paljon uutta ja uskomatonta tietoa, mutta aivan yhtä ennen näkemätöntä on ollut sekava tapa, millä malesialaiset ovat onnettomuutta tutkineet. Vaikka lopullinen onnettomuustutkimus kuuluukin maalle, jonka alueelle kone on mahdollisesti pudonnut, on päävastuu konetta etsittäessä ja sen katoamista tutkittaessa ollut Malesian viranomaisilla.

Samalla merialueilta koneen jäänteitä etsineet alukset ovat kuuleman mukaan kyllä tehneet parhaansa, mutta heillä ei ole ollut käytössään vastaanottimia, joilla koneen mustien laatikoiden signaalit olisi voitu havaita. Alueen sotilastutkien  tekemät havainnot eivät ole ole olleet hyviä, mikä joko johtuu siitä että sotilaat eivät halua kertoa kaikista havainnoistaan tai he haluavat peittää nolon tiedon siitä, etteivät he havainneet juuri mitään suuresta liikennelentokoneesta, joka lensi heidän ilmatilansa läpi.

Kesäkuun ensimmäinen perjantai ei alkanut Pohjois-Ruotsissa ihan tanssien: Sundsvallin pohjoispuolella oleva ilmatila oli pitkän aikaa suljettuna, joten lentokoneet pysyivät maassa - paitsi tämä Kiirunasta matkaan lähtenyt SAS:n kone, joka keksi välttää Ruotsin tutkaongelmat lentämällä Suomen puolella.

Kuva: Flightradar24.com

Noin 45 metriä halkaisijaltaan oleva asteroidi 2012 DA14 ohitti maapallon helmikuun 15. päivänä vain noin 27 700 kilometrin päästä – siis lähempää kuin monet tietoliikennesatelliitit sijaitsevat kiertoradoillaan. Sitä havaittiin myös Lapissa sijaitsevalla EISCAT-revontulitutkalla.

Asteroidia tutkittiin ja mitattiin ennätyksellisen läheisen ohilennon aikana monin erilaisin laittein. Mukana olivat myös Sodankylän geofysiikan observatorion tutkijat Juha Vierinen ja Lassi Roininen, jotka mittasivat ohilennon aikana Norjan Tromssassa sijaitsevalla EISCAT-järjestön suurtehotutkalla asteroidin ratakehitystä, pyörimistä ja muotoa.

EISCAT on Lapissa, Suomessa, Ruotsissa ja Norjassa sijaitseva revontulten ja Maan lähiavaruuden ilmiöiden tutkimiseen tarkoitettu tutkajärjestelmä, mitä voidaan myös erityisesti virittäen käyttää asteroidien kaltaisten kohteiden havaitsemiseen. DA14:n mittaukset suunniteltiin yhteistyössä Tampereen teknillisen yliopiston professorin Mikko Kaasalaisen ja EISCAT-järjestön fyysikon Jussi Markkasen kanssa. Päätarkoituksena oli paitsi mitata tarkasti DA14:n muoto ja koko sekä havaita sen pinnamuotoja, mutta myös määrittää asteroidin Maan painovoimakentässä muuttunut rata erittäin tarkasti.

Nasan kanssa yhteistyössä olleet suomalaiset olivat olennaisessa osassa ohilennon alkuvaiheessa, kunnes asteroidi tuli näkyviin Pohjois-Amerikassa sijaitsevien tutkien horisontissa. Alla oleva video perustuu havaintoihin, jotka pääosin tehtiin Nasan Kaliforniassa sijaitsevan Goldstonen antennilla.

Myös muut eurooppalaisobservatoriot havaitsivat asteroidia ja Euroopan avaruusjärjestön asteroiditutkija Detlef Koschny seurasi myös tapahtumia tiiviisti.

"Taivasta tarkkaillaan useilla eri havainto-ohjelmilla, joita rahoitetaan pääasiassa Yhdysvalloissa, joka satsaa maailmassa eniten tähän tutkimukseen", sanoi Koschny yleisesti asteroidien havainto-ohjelmista. Vaikka ESA onkin asteroiditutkimuksen rahoituksessa paljon amerikkalaisia jäljessä, on ESAlla tehokas tutkimusohjelma mahdollisten törmääjien varalta.

"Automaattiteleskoopit löytävät keskimäärin yhdestä kahteen Maan ohi kulkevaa kohdetta joka yö. Ne siis havaitsevat kohteet, mutta havainnot pitää vahvistaa, ja tämä on työtä, jota myös me teelle. Monet näistä kappaleista eivät tule vaarallisen lähelle Maata. Tiedämme nykyisin noin 350 kohdetta, joilla on nollaa suurempi mahdollisuus törmätä Maahan, mutta suuri osa näistä on niin pieniä, että ne hajoaisivat ilmakehässä, eikä niistä koituisi mitään harmia."