kosmiset törmäykset

Komeetat - uhka vai mahdollisuus?

Ke, 08/19/2015 - 12:16 Markus Hotakainen
Komeetan isku

Avaruuden kappaleiden törmäykset Maahan ovat menneinä vuosimiljardeina olleet tuhoisia. Ainakin osa suurista joukkotuhoista on ollut seurausta asteroidin tai komeetan iskusta, jonka seuraukset ovat muuttaneet ilmastoa radikaalisti.

Komeettoja on kuitenkin pidetty myös mahdollisina elämän edistäjinä – tosin monet "tutkimukset" ovat osoittautuneet huuhaaksi ainakin lennokkailta johtopäätöksiltään. 

Parhaillaan Prahassa käynnissä olevassa geokemian konferenssissa on esitelty tuoreita tutkimustuloksia, joiden mukaan komeettatörmäykset ovat saattaneet olla merkittävässä asemassa Maan elämän synnyn kannalta.

Japanilaistutkijat Haruna Sugahara ja Koichi Mimura ovat tehneet kokeita, joissa jäljilteltiin komeettojen iskuja Maahan noin neljä miljardia vuotta sitten, kun ensimmäiset merkit elämästä ilmaantuivat planeetallemme.

Kokeessa komeetoissa esiintyvien glysiini-aminohapon ja forsteriitti-silikaattimineraalin sekä veden seos jäähdytettiin noin -200 celsiusasteen lämpötilaan. Kosmista iskua simuloitiin ampumalla jäiseen kohteeseen polykarbonaatti-teräsammus.  

"Törmäyksessä" syntyneet aineet analysoitiin kaasukromatografilla ja tulosten mukaan aminohaposta oli syntynyt lyhyitä peptidiketjuja. Pituutta niillä oli korkeintaan kolmen yksikön verran, mutta ne olivat tyypiltään lupaavia. 

"Kokeemme osoitti, että alhainen lämpötila törmäyshetkellä oli synteesin kannalta keskeinen tekijä, sillä iskussa syntynyt peptidilaji muodostaa todennäköisemmin pidempiä ketjuja", arvioi Sugahara.

Tutkimustulosten mukaan kosmisissa törmäyksissä syntyneiden peptidien määrä olisi suunnilleen sama kuin aiemmin merkittävimpinä pidetyissä maanpäällisissä prosesseissa, kuten sähköpurkausten – eli ukkosmyrskyjen – seurauksena. 

Jos komeetat ovat olleet tärkeitä Maan elämän synnyn kannalta, se herättää kysymyksiä elämän mahdollisuuksista myös muualla. 

"Omassa Aurinkokunnassamme Jupiterin ja Saturnuksen jäisiin kuihin kuten Europaan ja Enceladukseen on ammoin kohdistunut samanlainen komeettapommitus", huomauttaa Sugahara. "Ja NASAn Stardust-luotain on osoittanut, että komeetoissa on glysiiniä."

"Lyhyiden peptidien muodostuminen on keskeinen askel mutkikkaampien molekyylien kemiallisessa evoluutiossa. Kun prosessi on ensin lähtenyt liikkeelle, tarvitaan paljon vähemmän energiaa pidempien peptidiketjujen muodostumiseen maanpäällisissä, vetisissä olosuhteissa", Sugahara päättelee.

Tutkimus on julkaistu Geochemical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Suuri törmäysjälki löytynyt Etelämantereelta

Ke, 01/14/2015 - 13:30 Jari Mäkinen
Kraatteri

Saksalainen Alfred Wegener -instituutin tutkijat löysivät joulukuun 20. päivänä suuren, todennäköisesti meteorin törmäyksen jättämän jäljen Prinsessa Ragnhildin rannikon luona Etelämantereen jääpeitteessä.

Instituutin tutkijat tekivät joulun alla Antarktiksen geologisen historian kartoittamiseen liittyviä tutkimuslentoja, kun työssä avustavan Fielax-yhtiön geofyysikko Christian Müller äkkäsi omalaatuisen muodostelman jäässä.

“Se oli noin kaksi kilometriä halkaisijaltaan oleva rengasmainen muodostelma, joka sijaitsi noin 5-6 kilometrin etäisyydellä koneestamme”, kertoi Müller lennon jälkeen. Rinkulan lisäksi muodostelmassa herättivät huomiota pienet jäämöykyt, ikään kuin jäävuoret, joita muutoin tasaisella jäälakeudella ei ole.

Palattuaan tutkimusasemalle, Müller alkoi selvittää oliko viime vuosilta tiedossa esimerkiksi mereteoritörmäyksiä, jotka voisivat selittää jäljet. 

Kävi ilmi, että kanadalaisten ja yhdysvaltalaisten tutkijoiden tekemissä infraäänimittauksissa oli havaittu vuona 2004 ääni, joka johtui todennäköisesti avaruudesta tulleen kappaleen lennettyä ilmassa ja osuttua jäähän Kuningas Baudouinin jäätiköllä Etelämantereen itäosassa.

Samaan aikaan nähtiin Australian Davis-asemalta mahdollisen meteorin jälkeensä jättämä vana, joka jatkui korkealta ilmakehästä aina alas jäätikölle. Jo tuolloin arveltiin, että meteori oli pudonnut alas alueelle, mutta tapausta ei alettu tutkia sen enempää – mahdollisen meteoriitin etsiminen ilman ennakkosuunnitelmaa kaukana asemasta ei ollut järkevää.

Basler jäätiköllä

Näyttää siis todennäköiseltä, että jäätikölle putosi vuonna 2004 kappale, joka olisi ollut kooltaan noin parikymmentä metriä. Tarkempien havaintojen puuttuessa koosta on vaikea esittää parempaa arviota. Se näyttää kuitenkin olleen pienempi kuin Tunguskassa vuonna 1908 ja Tšeljabinskin kaupungin yllä 2013 räjähtäneet kappaleet.

Etelämantereen jäältä löytyy aina silloin tällöin kiinnostavia meteoriitteja, mutta tämä nyt tehty havainto on erityisen kiinnostava siksi, että jään alla saattaa olla tallessa suuriakin kappaleita törmääjästä. Niinpä instituutin tutkijat tekivät joulun jälkeen uuden tutkimuslennon vain tämän törmäysjäljen kuvaamiseksi ja mittaamiseksi. Alue myös skannattiin tutkalla ja laserkorkeusmittarilla, ja tietoja käsitellään parhaillaan Saksassa.

Tämänvuotinen tutkimusryhmä oli varustettu vain ilmasta tehtäviä tutkimuksia varten, joten he eivät päässeet paikalle jäätikön päälle – mutta alueelle varmasti palataan lähitulevaisuudessa.

-

Juttu perustuu Alfred Wegener -instituutin tiedotteeseen, missä on myös paljon lisätietoja ja tutkijoiden haastatteluita.
Kuvat: International Polar Foundation / Jos Van Hemelrijck

Tappoiko asteroidi mammutit?

Ke, 01/07/2015 - 14:38 Markus Hotakainen

Ei, otsikossa ei ole virhettä, mutta taustalla olevassa teoriassa on. Kun asteroiditörmäys sai 65 miljoonaa vuotta sitten aikaan dinosaurusten katoamisen – siihen tosin saattoi vaikuttaa myös samoihin aikoihin osunut voimakas ja laaja-alainen vulkanismi – tutkijat ovat pohtineet, olisiko myös mammuttien sukupuuton voinut aiheuttaa kosminen kolari.

Tuoreen tutkimuksen mukaan mitä ilmeisimmin ei olisi.

Mammutit – tai ainakin useimmat mammuttilajit – kuolivat sukupuuttoon viimeisimmän jääkauden loppuvaiheissa, jolloin monet muutkin suuret nisäkkäät katosivat, samoin esimerkiksi Pohjois-Amerikan Clovis-kulttuuri. Tuolta ajalta on maakerroksissa pieniä, ammoin sulaneita ja jähmettyneitä kivipisaroita.

Niiden perusteella on arveltu, että noin 12 900 vuotta sitten Maahan olisi mahdollisesti osunut asteroidi, joka teki paikoin selvää jälkeä sekä eläimistä että ihmisistä. Itse isku ei olisi ollut tuhoisa, mutta sen seurauksena ilmasto olisi jäähtynyt niin paljon, että monilla alueilla elinolosuhteet muuttuivat radikaalisti. Esimerkiksi Suomi peittyi mannerjäähän.

Nyt tutkijat ovat tarkastelleet Syyriasta neljältä eri paikalta löytyneitä jähmettyneitä kivipisaroita. Ajoitusten perusteella niiden ikä on 10 000–13 000 vuotta eli ne osuvat juuri oikeaan aikakauteen, kahden jäätiköitymisen väliin, ja jokseenkin nuoremman dryas-kauden alkuun.

Silikaattipitoisten kivipisaroiden perusteella mitään asteroidi- tai komeettatörmäystä ei tuolloin tapahtunut, ei ainakaan riittävän isoa aiheuttaakseen globaalin ilmaston muuttumisen.

Ensinnäkin aikoinaan sulaneiden kivipisaroiden koostumus on samankaltainen kuin niiden ympäristössä olevan maaperän. Jos pisarat olisivat syntyneet kosmisessa törmäyksessä, ne olisivat peräisin hyvin kaukaa, ehkä kokonaan toiselta mantereelta, jolloin niiden koostumus poikkeaisi maaperästä, johon ne päätyivät.

Toiseksi kivipisaroiden rakenne ja muut fysikaaliset ominaisuudet osoittavat niiden muodostuneen lyhytaikaisen, melko alhaisissa lämpötiloissa tapahtuneen sulamisen aikana. Jos ne olisivat muodostuneet asteroidin iskeytyessä maankamaraan, lämpötilat olisivat olleet hyvin paljon korkeampia.

Kolmas ja keskeisin tekijä on se, että kivipisaroita löytyi maakerroksista, jotka kattavat 3 000 vuoden ajanjakson. Avaruudesta tulleen kappaleen isku olisi singonnut pisarat laajalle alueelle yhtenä tiettynä ajankohtana, ei vuosien, saatika sitten vuosituhansien kuluessa.

Mistä mystiset kivipisarat sitten ovat peräisin? Tutkijoiden mukaan tulipaloista ja nimenomaan palavista asumuksista. Kaivausalueella oli muinoin varhaisia maanviljelysyhteisöjä, jotka rakensivat taloja savitiilistä ja oljista. Tiilien jäänteissä on merkkejä voimakkaasta kuumenemisesta ja osittaisesta sulamisestakin, joten monin paikoin rakennukset tuhoutuivat ankarissa tulipaloissa.

Syyrialaisten kivipisaroiden osoittautuminen paikallisiksi ei sulje kokonaan pois asteroiditörmäyksen mahdollisuutta, koska pienempikin isku olisi voinut keskeyttää väliaikaisesti käynnissä olleen ilmaston lämpenemisen. Sellaisestakaan ei kuitenkaan ole todisteita.  

Tulokset perustuvat Peter Thyn, George WillcoxinGry Barfodin ja Dorian Fullerin tutkimukseen, joka ilmestyy Journal of Archaeological Science -lehden helmikuun numerossa. Tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (Davis) uutissivuilla.