jää

Cereksen pinnalla on jäätä?

Ma, 05/11/2015 - 22:20 Markus Hotakainen

Dawn-luotain on ottanut Cereksestä entistä yksityiskohtaisempia kuvia. Toukokuun alussa luotain oli "kartoitusradalla", jolla sen etäisyys kääpiöplaneetasta oli 13 600 kilometriä. Kuvien erotuskyky on 1,3 kilometriä pikseliä kohti. 

Erilaisten pinnanmuotojen ohella Dawn kuvasi arvoituksellisia valkoisia laikkuja, jotka ovat aiheuttaneet tutkijoille päänvaivaa. Pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsevassa kraatterissa oleva tuplalaikku näyttää koostuvan useista pienemmistä, kirkkaista alueista. Niiden luonteesta ei kuitenkaan ole saatu vielä varmuutta. 

Vahva epäilys kuitenkin on: "Tutkijat pystyvät nyt päättelemään, että näiden laikkujen kirkkaus johtuu auringonvalon heijastumisesta jostakin pinnalla olevasta voimakkaasti heijastavasta aineesta, mahdollisesti jäästä", toteaa Christopher Russell, Dawn-lennon päätutkija.

Dawn on nyt saanut päätökseen ensimmäisen kartoitusrupeamansa, kun se kiersi Cereksen kertaalleen 15 vuorokaudessa. 9. toukokuuta luotain käynnisti ionimoottorinsa siirtyäkseen alemmas toiselle kartoitusradalle, jolle se asettuu 6. kesäkuuta. 

Uudella radalla Dawn kiertää Cereksen 4 400 kilometrin korkeudessa kerran kolmessa vuorokaudessa. Pinnanmuotojen kartoituksen lisäksi luotain selvittää Cereksen geologista historiaa ja sen mahdollista aktiivisuutta. Aiemmin kääpiöplaneetasta on havaittu tihkuvan vesihöyryä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Tagit

Jäätietoa pikavauhtia CryoSatista

CryoSat, Euroopan avaruusjärjestön jäätä tutkiva satelliitti, on saanut koottua ensimmäinen, kattavan kartaston Arktiksen alueen merijään paksuudesta. 

Tutkijat ovat olleet jo aiemmin iloissaan tästä suuresta tietomäärästä ja siitä, kuinka sitä voi käyttää apuna esimerkiksi ilmastonmuutoksen tutkimuksessa.

Nyt myös napaseutujen merenkävijät pääsevät nauttimaan CryoSatin tiedoista, sillä tämän jo viidettä vuotta mittauksiaan tekevän satelliitin tiedot ovat käytettävissä lähes sitä mukaa kun tietoa saadaan alas satelliitista Maahan. 

CryoSatin jäätietokarttaCryoSatissa on tutkakorkeusmittari, jonka avulla se pystyy tekemään havaintojaan jopa pilvien läpi ja yöaikaan. Se pystyy siis kartoittamaan napajään paksuutta lähes jatkuvasti kellon ympäri ja sääoloista huolimatta.

Iso-Britannian Napa-alueiden havainto- ja mallinnuskeskus (Centre for Polar Observation and Modelling, CPOM) on ottanut tänään käyttöön palvelun, missä nämä mittaustiedot ovat saatavilla kahden vuorokauden viiveellä. 

Napajää muuttuu yleensä hitaasti, joten viive ei ole olennainen. Pieni viive johtuu siitä, että korkeusmittarin tietoja pitää käsitellä enemmän kuin normaaleita tutkahavaintoja tai näkyvän valon alueen kuvia.

Jäätiedoilla on käyttöä kaikessa toiminnoissa, joihin pohjoisen jäätilanne vaikuttaa: laivaliikenne, turismi, tutkimusmatkat sekä etsintä- ja pelastustoimet.

“Alun perin CryoSat tehtiin tuottamaan vain tietoja tutkijoiden käyttöön, eli tämä uusi palvelu menee paljon pitemmälle mitä ajattelimme satelliitin tehtävää määriteltäessä”, kertoo CPOM:in johtajana ja CryoSatin päätiedeavustajana toimiva professori Andy Shepherd

“Satelliitti on nyt tärkeä apu erilaisille toiminnoille joka puolella planeettaamme, missä vain on merijäätä.”

Pohjoiset merialueet kiinnostavat

Ajantasainen ja rutiininomainen tiedonsaanti merijäätilanteesta pohjoisilla merillä on suureksi avuksi kaikille näitä vaativia laivareittejä käyttävillä. Taloudellinen kiinnostus merenkulkuun pohjoisessa on kasvamassa, ja siksi uudelle palvelulle on lisääntyvissä määrin tarvetta.

Luonnollisesti myös tutkijoille pikavauhtia työstettävät kartat ovat erinomainen työväline.

“Olemme esimerkiksi jo havainneet, että vaikka Arktiksen merijään  levinneisyys oli ennätyksellisen pieni tänä talvena, oli jää kuitenkin keskimäärin 25 cm paksumpaa kuin vuonna 2013, jolloin CryoSat  mittasi ennätyksellisen vähän jäätä tilavuuden mukaan laskettuna”, selittää CPOM:in tutkija Rachel Tilling.

BLOG

Puisevaa ja jääkylmää musaa

Pe, 04/17/2015 - 17:58 Jari Mäkinen

Kaikkihan tiedämme, että ruotsalaiset ovat aika hyviä poppimusiikintekijöitä – tai ainakin sen markkinoijia. Lisäksi siellä osataan tehdä musaa, joka on todella cool.

Tästä konkreettinen esimerkki on ruotsalainen bändi Shout Out Louds, joka teki vuonna 2012 levyn nimeltä “Blue Ice”. Nimen lisäksi siitä tekee varsin viileän myös se, että sellaisen voi tehdä itse jäädyttämällä. Levy on itse asiassa siis silikonimuotti, mihin kaadetaan vettä ja pakastimessa siitä tulee jäinen levy, jota voi soittaa perinteisellä levysoittimella. Onneksi muotin mukana tulee myös oikea levy, joten musan kuunteluun ei tarvitse ryhtyä jäädytystoimiin ja meno jatkuu myös silloin, kun jäälevy on jo sulanut. Jotta hanavedessä olevat pienet kuplat ja epäpuhtaudet eivät pääse haittamaan soitantaa, on paketin mukana myös pullolinen tislattua vettä.

Alla on kiinnostuneille video levystä ja sen musiikista.

Otsikkokuvassa on puolestaan hieman erilainen levy: se on taiteilija Amanda Ghassaein kaivertamalla tekemä levy halkaistusta puusta. Levyllä ei siis soi vuosirenkaiden rytmi, vaan laserleikattuihin puulevyihin tietokoneohjelman ja robottikaivertajan avulla tehtu soitto. Ghassein “Laser Cut Record” (2013) pystyy muuttamaan minkä tahansa musiikin millaiseksi tahansa levyksi, periaatteessa mille tahansa materiaalille.

Mitä sen sijaan tulee puun vuosirenkaisiin, niin toinen taiteilija, Bartholomäus Traubeck, on tehnyt niistä musiikkia teoksessaan “Years” (2011). Hänen laitteistonsa lukee neulan sijaan vuosirenkaiden väriä, muotoa ja paksuutta ja vääntää näistä algoritmin avulla pianomusiikkia. Alla oleva video näyttää ja soittaa mistä on kyse:

Kääpiöplaneetta Ceres vihdoin väreissä

Ma, 04/13/2015 - 17:42 Jarmo Korteniemi
Ceres väärävärikuvana. Kuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Yllä näkyy ensimmäinen kattava kartta kääpiöplaneetta Cereksen pinnasta. Kartta on käytännössä tehostettu väärävärikuva, jossa on paljon ihmissilmälle normaalisti erottumattomia yksityiskohtia. Kuva julkistettiin tänään 13.4.2015 European Geosciences Unionin vuotuisessa konferenssissa Wienissä.

Kartta on kollaasi useista VIR-spektrometrin kuvista. Niiden avulla voidaan havaita paitsi silmin näkyvät värit, myös pinnan lämpötila.

Silmälle näkyvät värierot eivät ole kuvasta juurikaan tulkittavissa. Kuvassa värejä on visuaalisuuden vuoksi tehostettu huomattavasti, ja lisäksi värit on käännetty. Infrapunakanavan värit näkyvät sinisinä, kun taas sinisellä kanavalla kuvatut erottuvat punaisena. Vihreän kanavan informaatio taas näkyy keltaisena. Kuvauskanavien aallonpituudet ovat 440 nanometriä (sininen), 550 nm (vihreä ) ja 920 nm (IR).

Kuva: Cereksen pinta lähempänä sellaista millaisena ihmissilmä sen (kenties) voisi nähdä. Värit voivat tosin olla yhä liian kirkkaat. Klikkaa kuva suuremmaksi.

Kaikki mosaiikin kuvat on otettu ennen luotaimen maaliskuista kiertoradalle saapumista. Juuri tällä haavaa luotain ei ota kuvia, vaan on hiljalleen siirtymässä sopivalle kiertoradalle täysipainoisen tutkimuksen aloittamista varten.

Mitä kuvassa erottuu?

Värien moninaisuus ja vaihtelu alueiden välillä osoittaa jo itsessään, että Cereksen pinta on monenlaisten prosessien tulosta. Luotaintiimin johtaja Chris Russell kertoo: "Tämä kääpiöplaneetta on ilmeisesti ollut hyvinkin aktiivinen. Se ei ole ollut vain paikallaan möllöttänyt passiivinen kivimöykky. [Geologiset] prosessit ovat johtaneet erityyppisiin materiaaleihin eri alueilla. Alamme vasta nyt huomata, näiden värikuvien avulla, kuinka monivivahteinen se on."

Cereksen pinta on täynnä kraattereita. Tämä ei ole asteroidivyöhykkeen suurimmalta kappaleelta mikään yllätys. Suuria kraattereita ei kuitenkaan ole läheskään niin paljoa kuin tutkijat olettivat. Pinnan ikä lienee siis merkittävästi nuorempi. Jokin prosessi on peittänyt - tai tuhonnut - suuret kraatterit näkyvistä.

Siellä täällä pinnalla näkyy pitkiä viiruja. Etenkin oikealla karttapuoliskolla näkyvät lienevät joko ennen törmäystä pitkäksi letkaksi hajonneiden asteroidien törmäyslinjoja tai heittelettä isommasta törmäyksestä. Osa kuitenkin voi olla siirroslinjoja, jotka johtuisivat Cereksen sisäisestä toiminnasta. Eräs tällainen tapaus kulkee vasemmalla karttapuoliskolla olevan suuren kraatterin halki.

Kirkkaiden alueiden mysteeri

Lähestyessään Cerestä luotain havaitsi muutamia erittäin kirkkaita pisteitä kääpiöplaneetan pinnalla. Avaruusteleskooppi Hubblen kuvia tutkittaessa määrä on noussut noin kymmeneen kirkkaaseen alueeseen. Suurin ja kirkkain alue sijaitsee halkaisijaltaan noin 90-kilometrisessä kraatterissa. Kartalla ne erottuvat selvästi pohjoisella pallonpuoliskolla, hieman kuvan keskivaiheilta oikealle.

Kirkkaiden seutujen oletetaan olevan tavalla tai toisella paljastunutta jäätä, mutta varmistusta odotetaan yhä. Tuore karttakaan ei vielä anna varmaa vastausta.

VIR-spektrometrin avulla on selvitetty, että kirkkaat pisteet näyttävät käyttäytyvän hieman eri tavoin, ainakin lämpötilansa puolesta. Suurin ja kirkkain alue muistuttaa hyvin paljon ympäristöään (paitsi tietysti kirkkaudessaan), mutta toisella alueella kirkas piste on merkittävästi ympäristöä kylmempi.

Russell on sekä muun tiedetiimin että yleisön tavoin kiinnostunut tietämään lisää alueista. "Kirkkaat alueet kiehtovat tutkijoita edelleen. Meidän täytyy kuitenkin malttaa, jotta voimme määrittää kirkkauden syyn kunnolla. Täytyy odottaa lähemmäs pääsyä. Vasta sitten voimme erottaa alueet pinnalta tarkemmin."

Lähde: Jet Propulsion Laboratoryn lehdistötiedote.

Otsikkokuva: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Elämän edellytyksiä Enceladuksessa?

To, 03/12/2015 - 15:55 Markus Hotakainen

Saturnusta kiertävä Cassini-luotain on tehnyt havaintoja, jotka viittaavat hydrotermiseen toimintaan jäisen Enceladus-kuun uumenissa. Jo aiemmin on arveltu, että sellaista voisi esiintyä Jupiterin Europa-kuussa, jonka jääkuoren alla on syvä meri.

Havaintoja ei ole tehty suoraan Enceladuksesta, jonka etelänavan seutuvilta löytyi jo kymmenen vuotta sitten vesihöyryä ja jääkiteitä suihkuttavia geysirejä. Eri olomuodoissa olevan veden mukana avaruuteen kulkeutuu pieniä, alle kymmenen nanometrin läpimittaisia kivensiruja, joita luotaimen kosmisen pölyn mittalaite on tutkinut.

Pitkällisen analyysin, laboratoriokokeiden ja tietokonemallinnusten perusteella tutkijat ovat päätelleet, että piipitoiset kivensirut ovat syntyneet, kun Enceladuksen sisuksista on noussut kuumaa, mineraalipitoista vettä, joka on joutunut kosketuksiin kylmemmän veden kanssa. Hiukkasten ominaisuuksien perusteella vaadittava lämpötila on vähintään 90 celsiusastetta.

Samanlaisia hitusia syntyy Maan valtamerten syvänteissä, kun emäksisen, mineraalipitoisen veden lämpötila laskee äkisti. Tällainen ilmiö esiintyy hydrotermisten purkausaukkojen eli niin sanottujen valkoisten savuttajien, mustien savuttajien "serkkujen" yhteydessä.

Näyttää siis siltä, että Enceladuksen jäisen kuoren alla on meri, jonka pohjassa on samankaltaista hydrotermistä toimintaa kuin maapallon merissä. Ja valkoisten savuttajien arvellaan olleen mahdollisesti merkittävässä osassa, kun Maan elämä muinoin syntyi.

Kivensirujen pieni koko viittaa siihen, että ne kulkeutuvat alkulähteiltään avaruuteen melko nopeasti, muutamassa kuukaudessa tai korkeintaan muutamassa vuodessa. Painovoimamittausten perusteella on päätelty, että Enceladuksella on 30–40 kilometriä paksu jääkuori, jonka alla on kymmenen kilometriä syvä meri. Kivensirut olisivat siis peräisin noin 50 kilometrin syvyydestä.

Hydrotermiseen toimintaan viittaa myös Enceladuksen pinnan alta veden ja jään mukana purkautuva metaani. Kuun sisuksissa olevan meren suuressa paineessa voi syntyä klatraattia, jossa metaanimolekyylejä on sitoutunut vesijään kiderakenteeseen. Sitoutuva metaani olisi peräisin hydrotermisestä toiminnasta, johon myös kivensirujen tutkimus viittaa. 

Kumpikaan havainto ei kerro elämän esiintymisestä – vaikka sensuuntaisia otsikoita aiheesta epäilemättä tulemme näkemään – mutta ne osoittavat, että jättiläisplaneettojen jäisten kuiden sisuksissa olosuhteet voivat olla samankaltaiset kuin maapallolla elämän ilmaantuessa tänne.

 

 

Toinen pulahdus Vostok-järveen

To, 02/19/2015 - 02:22 Jarmo Korteniemi

Venäläiset tutkijat ovat poranneet toisen reiän Vostok-järveen. Järvi sijaitsee lähes nelikilometrisen jääpeitteen alla Etelämantereella. Se on ollut eristyksissä ulkomaailmasta 15 miljoonan vuoden ajan.

Ensimmäinen kairaus Vostokin tehtiin vuonna 2012. Tutkijat ilmoittivat pian sen jälkeen löytäneensä saaduista näytteistä aiemmin tuntemattomien bakteerien perimää. Löytö kuitenkin kyseenalaistettiin, sillä näytteisiin oli sekoittunut kairauksessa käytettyjä nesteitä. Kaira oli nimittäin nostettu pois liian nopeasti, ja syntynyt alipaine loiskautti oitis suuren annoksen järvivettä kairaa vasten, saastuttaen näytteet.

Otsikkokuvassa oleva rakennelma on Vostok-tutkimusasemalla olevan poran poraustorni.

Järven pinta saavutettiin toisen kerran 25.1.2015. Ja nyt tutkijat osasivat olla varovaisempia. He uskovatkin saaneensa tällä kertaa näytteitä varmasti puhtaasta järvivedestä. He käyttivät vanhaa porausreikää aina 3400 metrin syvyyteen asti, mutta käänsivät sitten kairan eri suuntaan. Lopuksi kairaa nostettiin riittävän hitaasti. Näin vesi pääsi nousemaan rauhallisesti - kairan perässä - ja jäätyi pian paikalleen. Jäätynyt järvivesilieriö nostettiin lopuksi kairan avulla pinnalle.

Jäänalaisen järven pinta on porauskohdassa Vostok-aseman alla noin 3770 metrin syvyydessä. Tutkijat uumoilevat saavansa nyt saadut kiinnostavat vesinäytteet – yhteensä noin 40 litraa – analysoitavaksi toukokuussa.

Asiasta ovat kertoneet mm. New Scientist, RT ja Sputnik International (entinen RIA Novosti). Sputnikin sivulla on myös mainio grafiikka Vostok-asemasta, syvyyksissä olevasta järvestä ja sen poraamisesta.

Omituinen järvi

Vostok-tutkimusaseman kohdalla jään alla olevan järven olemassaoloa alettiin epäillä neuvostoliittolaisten tutkijoiden 1960-luvulla suorittamien seismisten mittausten perusteella.Yhdysvaltalais-brittiläis-tanskalainen tutkimusryhmä kartoitti sitä ilmasta 1970-luvulla, mutta vasta ESAn tutkasatelliitti ERS-1:n mittauksista vuonna 1996 saatiin selville miten suuri järvi oikein on: Vostok on ylivoimaisesti suurin lähes 150 tunnetusta jäätikönalaisesta järvestä, sillä sen pituus on noin 250 km ja leveys noin 50 km.

Järvi on voinut olla jääkannen alla jopa 25 miljoonaa vuotta, joskin sen arvellaan olleen kokonaan eristyksissä "vain" noin 15 miljoonan vuoden ajan. Järvi on todennäköisesti syntynyt siten, että jää on sulanut joko suuren itse aiheuttamansa paineen alla tai jäätikön alla olevan tulivuoritoiminnan vuoksi. Tiedetään, että Etelämantereella on vulkaanista aktiivisuutta, mutta järven pohjalta ei ole saatu tietoa siitä. 

Järven poikki kulkee harjanne, joka jakaa sen kahteen syvään osaan. Vuonna 2005 siitä löydettiin myös saari, ja satelliittimittausten perusteella voidaan päätellä, että sen pohjalla on sedimenttikerros. Järvessä on myös havaittu tapahtuvan 1–2 senttimetrin vuorovesivaihtelua.

On mahdollista, että ammoisen veden lisäksi järvessä on mikrobitasoista elämää. Siksi sitä tutkitaan hyvin varovasti, jotta porauksilla ei saastutettaisi vettä tai siellä olevaa elämää.

Alla ilmakuva Vostok-tutkimiusasemalta. Se on eräs kylmimmistä paikoista koko maapallolla.

Liukkaalla jäällä taiteilu on ihmisellä selkäytimessä – kirjaimellisesti

Ke, 02/04/2015 - 00:41 Markus Hotakainen

Meille suomalaisille liikkuminen liukkaalla pinnalla – joko lumella tai jäällä – on arkea monta kuukautta vuodesta, mutta silti joka talvi tuhansilta ihmisiltä menee yllättäen jalat alta. Liukastelua voi yrittää välttää, mutta tuoreiden tutkimustulosten mukaan tasapainoilu on suurelta osin tiedostamatonta.

Salk-instituutissa (Salk Institute for Biological Studies) tehdyn tutkimuksen mukaan keskeisessä osassa on selkäytimessä oleva neuronien ryhmä, eräänlaiset "miniaivot", jotka keräävät eri aistien välittämää tietoa ja ohjaavat sen pohjalta suoraan lihasten toimintaa.

Tutkijat tarkastelivat selkäytimen hermoratoja, jotka välittävät tietoa jalkapohjien aistimista pienistä paineenvaihteluista ja liikkeistä. Niiden avulla keho pystyy refleksinomaisesti tekemään pieniä korjauksia jalkojen asentoon ja pitämään siten yllä tasapainoa.

Jo aiemmin on tiedetty, että jalkapohjista saapuvat signaalit tulevat käsitellyiksi jo selkäytimessä ennen niiden päätymistä aivoihin saakka. Tähän saakka on kuitenkin ollut epäselvää, mitä signaaleille tarkkaan ottaen selkäytimen neuroneissa tapahtuu tai miten niiden välittämä informaatio yhdistyy muiden aistien tuottamaan tietoon kehon asennosta ja liikkeistä.

Silmämme kertovat, millaisella pinnalla liikumme, sisäkorvan kaarikäytävät ja kuulokivielin tiedottavat kulloisestakin asennostamme, ja lihasten reseptorit pitävät kirjaa kehon ja raajojen liikkeistä. Kaikki tämä tieto päätyy aivoihin, mutta se "esikäsitellään" jo matkan varrella.

Esimerkiksi silmässä on neuronien ja valonherkkien solujen kerros, joka "koodaa" jo valmiiksi aivojen näkökeskukseen menevää informaatiota. Samaa on ounasteltu myös selkäytimen osalta, mutta aikaisemmin ei ole onnistuttu tunnistamaan tehtävää hoitavia neuroneja eikä niiden välisiä kytkentöjä.

Salk-instituutissa tehdyssä tutkimuksessa käytettiin kuvantamismenetelmää, joka perustuu muokattuun vesikauhuvirukseen. Sen avulla voitiin seurata signaalien matkaa tuntoherkistä reseptoreista hermoratoja pitkin selkäytimeen.

Hermoratojen todettiin linkittyvän niin sanottujen RORα-neuronien muodostamaan ryhmään, joka puolestaan on yhteydessä aivojen liikekeskukseen. Tästä tutkijat päättelivät, että nimenomaan tämä neuroniryhmä on keskeinen solmukohta, eräänlainen ohjauskeskus,  jalkojen ja aivojen välillä. RORα-neuronit on merkitty kuvaan punaisella, sinisellä puolestaan aivoista ja raajoista tulevat hermoradat.

 

Neuroniryhmän rooli varmistettiin käyttämällä tutkimuksessa geenimuokattuja hiiriä, joilla RORα-neuronit eivät toimi. Hiiret pystyivät seisomaan ja kävelemään normaalisti tasaisella pinnalla, mutta kapeaa "siltaa" pitkin kulkiessaan ne epäröivät ja kompuroivat selvästi enemmän kuin lajitoverinsa, joilla RORα-neuronit toimivat normaalisti.

Tutkijoiden mukaan syynä kömpelyyteen oli se, että hiirten jalkojen tuntoaistimukset eivät välittyneet kunnolla, joten niiden keho ei kyennyt tekemään tarvittavia korjausliikkeitä.  

Keskeinen RORα-neuronien ominaisuus on myös se, että ne eivät ainoastaan välitä signaaleja, vaan ovat suorassa yhteydessä selkäytimen ventraaliseen osaan, joka kontrolloi liikkeitä. Siten ne yhdistävät aivoista tulevat ja eri aistien välittämät signaalit, ja kertovat lihaksille, miten niiden pitää liikuttaa raajoja.

Yhdeksänhenkiseen tutkimusryhmään kuuluneen Steeve Bouranen mukaan keho toimii tasapainottelua vaativalla pinnalla ikäänkuin kuin autopilotilla ja tekee kaiken aikaa pieniä korjausliikkeitä samalla kun tietoisesti voimme pohtia jotain aivan muuta. Täysin omiin ajatuksiin ei kuitenkaan kannata uppoutua, koska esimerkiksi otsikkokuvan ohkaiselle jäälle ei kannata mennä laisinkaan.

Tutkimuksen toivotaan antavan osviittaa, millaisia terapiamuotoja pitäisi kehittää selkäydinvammoista sekä motoriikkaan ja tasapainoon vaikuttavista sairauksista kärsiville, ja toisaalta kuinka voitaisiin vähentää ikäihmisten kaatumisia.

Tuloksista kerrottiin Salk-instituutin tiedotteessa ja tutkimus julkaistiin Cell-tiedelehdessä (maksullinen) 29. tammikuuta.

 

Pyöreä piirre Antarktiksen jäällä - osa 3

Su, 01/25/2015 - 21:33 Jarmo Korteniemi
Kuva: Alfred Wegener Institute

Kerroimme aiemmin Etelämantereen jääkentältä löytyneestä kaksikilometrisestä pyöreästä rakenteesta.

Tutkijat olettivat sitä aluksi törmäyksen aikaansaamaksi. Varsinainen kraatteri, eli ison asteroidin tai komeetan räjähdyskuoppa se ei kuitenkaan liene - sellaisen synty olisi havaittu kaukanakin. Pienemmän, ilmassa räjähtäneen ja sen jälkeen palasina maahan sataneen kappaleen jälki se voisi ehkä olla - jos oikein sopivasti sattuisi. Idea kelpaa hyvin "työhypoteesiksi", varsinkin jos parempaakaan ideaa ei ole.

Nyt törmäysidealle on ilmaantunut varteenotettava kilpailija. Pyöreä muoto voi johtua jään romahtamisesta.

Jää kuin juustoa?

"Doliini" syntyy, kun maanalaisen luolan katto romahtaa. Tapahtuma voi olla äkillinen kertarysäys tai hyvin hidas vajoaminen. Doliineja löytyy yleensä kalkkikivisiltä karstialueilta (esimerkiksi Balkanin niemimaalla). Niitä voi kuitenkin syntyä myös jäätiköillä.

Napajäätikön pinta muuttuu koko ajan. Kevään ja kesän auringonpaisteessa osa talvella sataneesta lumesta sulaa pois. Kaukana navasta, eli mannerjäätikön reunoilla, sulaminen on kaikkein tehokkainta. Sulavedet kovertavat itselleen reittejä jäätikön läpi ja muodostavat joskus hyvinkin mittavia luolastoja jään sisään. Luolaston katon romahtaessa syntyy ns. jäädoliini.

Nyt löydetty pyöreä piirre voisi olla hyvin suuri, joskin muutoin tavanomainen jäädoliini. Jäädoliinit voivat kasvaa yli kilometrisiksikin ja olla syvyydeltään jopa kymmeniä metrejä.

Jos nyt löydetty piirre lopulta osoittautuu jäädoliiniksi, se olisi erittäin mielenkiintoinen sijaintinsa vuoksi. Näiden rakenteiden tunnettuja esiintymisalueita ovat tähän mennessä nimittäin olleet lähinnä Grönlanti ja Länsi-Antarktisen niemimaa. Niissä jään tiedetään ihan yleisesti sulavan nopeampaa tahtia kuin Itä-Antarktiksella - eli sieltä, mistä tämä rakenne löydettiin. Jäädoliinien löytyminen kuitenkin kertoo jään nopeasta ja tehokkaasta sulamisesta. Onko Itä-Antarktiksen sulamistahti siis muuttumassa?

Kuva: Jäällä olevasta piirteestä on julkaistu nyt kaksi kuvaa, yksi viistoon ja toinen pystysuoraan kuvattuna. Tärkeimmät piirteet näkyvät kartoitettuna oikealla.

Kolme mielenkiintoista ominaisuutta

Rakenteesta otetussa ilmakuvassa (yllä) erottuu muutamia erikoisia piirteitä:

  • Pyöreä muoto vaikuttaa olevan jonkinlainen painanne. Lumi on nimittäin selvästi kasaantunut yksinomaan rakenteen sisälle. Kinokset jopa muodostavat renkaan reunojen tienoilla paksumman lumen kehän. Luultavasti painauma on kuitenkin varsin matala, sillä eri alueiden valaistusoloissa ei ole eroja.
  • Lumen seasta erottuu renkaan sisällä muutamia suoria linjoja, joista ulottuu pitkiä kinoksia tuulen alapuolelle. Linjat ovat todennäköisimmin jään halkeamia, joissa toinen seinämä on lisäksi luiskahtanut hieman toista korkeammalle. Sopivasti sijoittuessaan pienikin korkeusero (ehkä vain muutamia senttimertejä) aiheuttaa taakseen aiheuttaen lunta kasaavaa pyörteilyä. Varjojen puuttuessa korkeuserosta ei kuitenkaan voi sanoa mitään varmaa. Halkeamat lienevät seurausta jäässä olevien jännitteiden purkautumisesta. Mutta mikä ne jännitteet sitten keskitti juuri tälle kohdalle...?
  • Ehkäpä mieltä kaikkein kutkuttavimpana yksityiskohtana jäältä löytyy kaksi tummaa läikkää. Ne ovat kooltaan arviolta jotain muutamista metreistä kymmeniin metreihin. Niistä vasemmanpuolimmainen voisi hyvinkin olla vaikkapa likaläiskä kameran linssissä, mutta pienempi lienee pinnalla. Sitä ympäröi selkeä lumikasa. Se voisi ehkä kenties olla vain kinoksen varjo, vaikkei sellaiselta vaikutakaan. Toivottavasti asia selviää aikanaan.

Otsikkokuva: Suoraan ylhäältä otettu kuva oudosta jäämuodostumasta. Värejä on hieman korostettu. Kuva: Alfred Wegener Institute

Kuva: Alfred Wegener Institute / Tulkinta: Jarmo Korteniemi

Kuva: Kuvissa erottuu kaksi tummaa pistettä, joiden halkaisijat ovat arviolta muutamia kymmeniä metrejä.

Mahdollisuuksia mutta ei varmuutta

Jään pinnalla näkyvän rinkulan alkuperän selvittäminen on oiva esimerkki tieteellisen metodin toiminnasta. Vähillä tiedoilla voidaan tehdä monenlaisia oletuksia, heittää ilmaan hypoteeseja ja pohtia eri prosessien vaikutuksia. Tiedon karttuessa löytyy lopulta ainakin muutama idea, joita voidaan käytännössä testata. Myös epätodennäköiset (mutta mahdolliset) selitykset pidetään pelissä mukana siihen asti, että ne voidaan sulkea pois. Käytännössä tämä tarkoittaa rakenteen tutkimista paikan päällä.

Mikään selitys ei siis ole vielä vedenpitävä, vaan toistaiseksi kaikki on vain spekulaatiota. Tutkijat päässevät paikan päälle vasta seuraavan kenttäperiodin aikana, paikallisen kesän 2015-2016 aikana. Toivottavasti rakenne onnistutaan tunnistamaan silloin.

Lähteet: Alfred Wegener Institute, Olaf Eisen / Alfred-Wegener-Institut ice blog, SciencePoles / International Polar Foundation ja Princess Elisabeth Antarctica research station.

Mitä Philae näkee komeetan pinnalla?

To, 11/13/2014 - 13:56 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Yllä on ensimmäinen julkistettu Philae-laskeutujan kuva komeetan pinnalta. Siitä voi jo esittää muutamia valistuneita arvailuja.

Mitä Philae sitten näkee? Vastaus: "Kalliota", "lohkareita", "kiviä", "hiekkaa" ja "pölyä". Sanat ovat lainausmerkeissä, koska ne ovat vain suuntaa-antavia. Meillä kun ei ole komeetan pinnasta vielä selkeää käsitystä. Toisaalta meille tutut termit sisältävät paljon piilomerkityksiä ja mielikuvia. Todellisuudessa vaikkapa komeetan "kallio" voisi hyvin olla yhtä kiinteää kuin meikäläinen hiekkakakku. Emme tiedä.

Kuvassa näkyy lähinnä "kalliota". Keskellä se on kiiltävää, vasemmassa reunassa rosoista. Kyse voi olla materiaalierosta: harmaa pinta on kenties hiiliyhdistepölyä ja kiiltävä taas hieman puhtaampaa jäätä.

"Kallio" ja "kivet" eivät näytä yhtä tiiviitä kuin meikäläinen. Niissä näkyy paljon halkeamia ja pinta on paikoin paljon rypyliäisempää kuin meillä. Raot johtuvat lämpötilaeroista, sekä siitä, että tavara ei ole alunperinkään pakkautunut yhtä tiiviiksi kuin maapallolla. Myös miljardien vuosien aikana tapahtuneet törmäykset ovat rikkoneet pintaa lähes loputtomiin.

Näkyvän alueen leveys lienee metrin tai parin luokkaa. Laskeutuja on kyljellään ja tämä on ainoa suunta johon se näkee kunnolla. Laskeutuessaan Philae pomppasi ainakin kahdesti, sillä sen kiinnitysmekanismi petti. 360 asteen panoraama löytyy viereistä kuvaa klikkaamalla.

Tähdet ja Avaruus -lehti tietää kertoa, että nykyinen sijainti on kilometrin päässä suunnitellusta.

Lähikuvan yksityiskohtia

Muutamassa "kivessä" näkyy muutamia sisäkkäisten kartioiden muotoisia piirteitä. Ne voisivat hyvällä tuurilla olla pirstekartioita. Sellaisia syntyy voimakkaissa törmäyksissä, ja tämä olisi ensimmäinen kerta kun sellainen löydetään muualta kuin maapallolta.

"Kallion" vaaleassa osassa erottuu kaksi muuta mielenkiintoista piirrettä. Ne on merkitty alimmaiseen kuvaan nuolilla, mutta erottuvat parhaiten alkuperäisessä julkaisussa.

Aivan kuvan keskellä erottuu vasemmalta oikealle hieman alaviistoon ulottuva kerroksellinelta vaikuttava alue. Kyse voisi olla vaikkapa liuskeisesti haljenneesta kivestä, sillä kerrostumista ei pitäisi komeetalla tapahtua kovin helposti.

Ympäri vaaleaa aluetta näkyy lisäksi hyvin outoja, epämääräisiä kohtia. Pehmeitä, "sumuisia" tai "sileitä" alueita. Äkkiä vilkaistuna niiden voisi olettaa olevan nestettä tai jonkinlaista limaa. Ainakaan nestemäistä vettä ei paineettomassa ympäristössä voisi esiintyä... Kyse lienee jostain arkisemmasta asiasta: Joko Auringon lähiohituksen aikana kallion jähmettymisestä hyvin tasaiseksi lasimaiseksi massaksi, tai - kaikkein todennäköisimmin - ainoastaan PR-kuvan JPEG-pakkauksen aiheuttamista virheistä.

Kannattaa muistaa, että nämä olivat hyvin alustavia pohdintoja pakattujen PR-kuvien perusteella. Vaihtoehtoina kaikkiin ehdotuksiin on vain valon ja varjon leikki satunnaisen muotoisilla pinnoilla. Tutkijoiden käytössä oleva aineisto on parempaa ja laajempaa.

Juttua päivitetty klo 17.55: Lisätty panoraamakuva.

Juttua päivitetty klo 17.35: Lisätty kuvia ja analyysiä, sekä tieto laitteen kääntymisestä.

Otsikkokuva: ESA/Rosetta/Philae/CIVA