jäätikkö

Marsin etelänavan läheltä löytyi mittava suolajärvi

Ke, 07/25/2018 - 21:42 Jarmo Korteniemi

Marsin etelänavan tuntumasta paksujen kerrosten alta on löytynyt järvi, jossa on alle nolla-asteista suolaista vettä. Liian "älykäs" tietokone oli vähällä estää Marsin ensimmäisen järven löytymisen.

Tutkijat ovat uumoilleet jo pitkään, että Marsin napajäätiköiden alla saattaisi olla nestemäistäkin vettä. Tätä ennen siitä ei vain ole saatu havaintoja.

Mutta nyt saatiin.

Marsin ensimmäinen järvi on noin 20 kilometrin levyinen ja sijaitsee 1,5 kilometrin syvyydellä lähellä etelänapaa (193o itäistä pituutta, 81o eteläistä leveyttä). Joistain uutisista poiketen järvi ei itse asiassa ole varsinaisen napajäätikön alla, vaan sen lähettyvillä levittäytyvällä laajalla tasangolla, vuorottelevien jää- ja tomukerrosten alla.

Järven syvyydestä ei ole tietoa, mutta varmaa on ettei kyseessä ole ainakaan mikään ohut kalvo jäätikön alapinnalla.

Järvi (punaisen ympyrän sisällä) sijaitsee etelänavan tuntumassa.
Ulompi musta raja osoittaa napa-alueen tasangon ja sisempi
napajäätikön rajat. Kuvan värit kertovat kunkin kohdan korkeudesta
verrattuna Marsin keskipintaan.

Järven veden oletetaan olevan hyvin suolaista. Syynä on se, etteivät paine ja lämpötila riitä pitämään puhdasta vettä nestemäisenä - edes tuolla syvyydellä. Suola alentaa sulamispistettä, ja nyt löydetyn järven vesi voi olla paljonkin nollan alapuolella. Suola on todennäköisesti perkloraattia, sillä sitä on löydetty muualtakin Marsista.

Löytö tehtiin käyttäen Mars Express -luotaimen MARSIS-tutkaa. Se on suunniteltu pinnanalaisten jää- ja vesikerrosten tunnistamiseen. Laitteen nimi on akronyymi sanoista Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding.

Tutkijat tunnistivat järven vuosien 2012 - 2015 välillä tehtyjen 29 ylilennon tutka-aineistosta. Alue pomppaa aineistosta esiin kirkkaana selvärajaisena piirteenä. Lisäksi selvisi, että tuolla kohdalla suhteellinen dielektrinen permittiivisyys on korkeampi kuin millään muulla alueella Marsissa. Tämä tarkoittaa, että tuon kohdan aines pystyy imemään energiaa sähkökentistä paljon paremmin kuin muualla. Sekä kirkkaus että permittiivisyys ovat hyviä vetisen aineen indikaattoreita.

Kuva: ESA / Orosei & al. / Science
Järvi on merkitty punaisella tutka-aineistosta laskettujen karttojen päälle. (ESA / Orosei & al. / Science)

Kyseessä todella vaikuttaa olevan jäätikön alainen järvi.

Mars Express -luotain on kiertänyt Marsia jo vuodesta 2003 ja tutka on toiminut pitkään. Miksi aineistossa selvästi näkyvä järvi sitten huomattiin vasta nyt? Syynä oli liian "älykkääksi" ohjelmoitu tietokone.

Merkkejä järvestä itse asiassa saatiin jo ennen vuotta 2012, mutta ne olivat epäselviä. Syynä oli se, että Maahan lähetettävän datavirran säästämiseksi Mars Express ei lähettänyt alkuvuosina "kotiin" MARSISin raakadataa, vaan aineistoa, josta tietokone oli jo poistanut kaikkein suurimmat poikkeamat. Käytännössä anomalinen kuvapiste oli korvautunut viereisten pikselien keskiarvolla, ja näin suurin osa yllättävistä kirkkaista pisteistä oli jäänyt tähän suodattimeen. Kun yhdeltä alueelta kuitenkin alkoi toistuvasti tulla vastaan aina vain enemmän jopa suodattimen läpi pääseviä kirkkaita signaaleja, tutkijat tilasivat kiintoisalta seudulta myös raakadatan. Ja niin he löysivät järven.

Marsin eteläisen napajäätikön ja viereisten kerrostumien arvioidaan sisältävän noin 1,6 miljoonaa kuutiokilometriä jäätä. Tämä on runsaat 50 % Grönlannin jäätikön tilavuudesta. Marsin etelänavan päälle ja ympäristöön kertyy joka talvi noin metrin kerros hiilidioksidijäätä, joka sublimoituu pois jälleen kevään tullen.

Löytö on saanut tutkijoilta sekä innostunutta että skeptistä vastakaikua. Antarktiksen Ellsworth-järven porausyritystä johtava geofyysikko Martin Siegert huomautti, että vaikka Marsin järvi muistuttaakin Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköiden alaisia vesialtaita, sen synnyttäneet prosessit ovat todennäköisesti erilaisia. "Tästä avautuu hyvin mielenkiintoinen tutkimussarka Marsissa", hän jatkaa. MARSIS-tiimissä toimiva Jeffrey Plaut taas pitää järvitulkintaa mahdollisena, mutta huomauttaa että "ei se [järvi] mikään lukkoon lyöty löytö vielä ole".

Marsin pinnalla on planeetan nuoruudessa esiintynyt paljonkin nestemäistä vettä. Tästä kertovat monet rantaviivat, virtausuomat ja jääkerrokset ympäri planeettaa. Nykyisin vesi ei kuitenkaan voi virrata vapaasti hyvin matalan kaasukehän paineen vuoksi. Pinnalle tuleva vesi kiehuisi pian kaasuksi.

MARSIS-tutka toimii lähettämällä pintaa kohden radioaaltopulsseja. Osa aalloista heijastuu heti pinnasta, osa tunkeutuu syvemmälle, jopa kolmen kilometrin syvyyteen ennen heijastumistaan. Heijastumista tapahtuu erityisesti kiven ja jään tai veden rajapinnoilta. Laitteen aineisto koostuu näistä heijastuneista aalloista, jotka palaavat tutkaan asti.

Entäpä onko järvessä elämää? Tätä ei tiedetä. Suolan kyllästämä reippaasti alle nolla-asteinen vesi on luultavasti erittäin haastava, jos ei jopa mahdoton elinympäristö. On kuitenkin mahdollista, että sikäläinen elämä on sopeutunut meille tuntemattomilla tavoilla, tai että järvi on yhteydessä muihin vähemmän suolaisiin altaisiin vielä syvemmällä jään alla.

Järviä saattaa myöhemmin löytyä myös syvemmältä, tai jopa napa-alueiden ulkopuoleltakin. Aika näyttää. Nyt tiedetään mitä etsiä.

Löydöstä kertoi Suomessa ensimmäisenä Helsingin Sanomat.

Kirjoittaja on planetologi.

Päivitys klo 22.15: Korjattu Marsin napajäätikön koostumuksesta kertovaa virkettä. Siitä sai aiemmin kuvan, että etelänavalla olisi merkittäviä määriä CO2-jäätä koko ajan.

Päivitys klo 23.59: Lisätty kolmas kuva.

Lähteet: Orosei ja kumpp.: "Radar evidence of subglacial liquid water on Mars" (Science 2018); Clery: "Liquid water spied deep below polar ice cap on Mars" (Science news, 2018)

Kuvat: Nasa / ESA / Orosei & al. / Science

Rajut menetelmät käyttöön: tutkijoiden villi ajatus napajäätiköiden sulamisen hidastamiseksi

Ke, 03/14/2018 - 16:39 Toimitus

Napa-alueiden jäätiköiden sulamista ja merenpinnan nousua voitaisiin hidastaa geotekniikan avulla ja sen soveltamista tulisi tutkia vakavasti, ehdottaa kansainvälinen tutkimusryhmä Nature-lehden kommenttiartikkelissa.

Vuoteen 2100 mennessä useimmat suuret rannikkokaupungit joutuvat kohtaamaan yli metrin nykyistä korkeamman merenpinnan. Esimerkiksi Guangzhouissa, Kiinassa, merenpinnan nousu puolella metrillä veisi kodin yli miljoonalta ihmiseltä ja kahden metrin nousu vaikuttaisi yli kahteen miljoonaan ihmiseen.

Jos rannikoita ei suojata, vahinkojen määrä maailmanlaajuisesti saattaa nousta 50 biljoonaan dollariin vuodessa. Vallien ja tulvasuojien rakentaminen ja ylläpito maksavat vuosittain kymmeniä miljardeja dollareita. Tutkijat uskovat, että investointi geotekniikkaan on kannattavaa.

Grönlannin ja Etelämantereen jäähyllyt vaikuttavat merenpinnan nousuun tällä vuosisadalla enemmän kuin mikään muu. Nopeimpien valtameriin kulkevien jäävirtausten hidastaminen voisi tuoda muutaman vuosisadan verran lisäaikaa ilmastonmuutoksen torjumiseksi ja rannikoiden suojelemiseksi.

"Vain muutamat erittäin nopeasti virtaavat jäätiköt Grönlannissa ja Etelämantereella kuljettavat suuren osan jäätiköistä mereen, jossa ne sulaessaan nostavat merenpinnan tasoa", kertoo John Moore, joka on Lapin yliopiston Arktisen keskuksen tutkimusprofessori ja Pekingin yliopiston johtava tutkija.

"Nämä jäätiköt ovat kooltaan kymmeniä kilometrejä suuntaansa, ja niiden vakauttaminen on houkuttelevampi kohde kuin suojavallien rakentaminen maailman rannikoille."

Mooren lisäksi Nature-artikkelin tutkimusryhmään kuuluvat Rupert Gladstone Lapin yliopiston Arktisesta keskuksesta, Thomas Zwinger Tieteen tietotekniikan keskus CSC:stä ja Michael Wolovick Princetonin yliopistosta USA:sta. Tutkimuksessa on siis vanha suomalaisvivahde.

Antarktiksen jäätikön nopeuskartta (metriä vuodessa). Valkoinen viiva näyttää, missä jäätikkö alkaa kellua. Jäätikkövirrat näkyvät nopeimmin virtaavina alueina. Pine Island (PIG) ja Thwaites (TG) -jäätiköt ovat nopeimmat. Nämä kaksi kuljettavat suurimman osan Antarktiksen menettämästä jäästä mereen.

 

Jäätiköiden sulamista voitaisiin tutkijoiden mukaan hidastaa kolmella tavalla. Ensimmäiseksi sulamista kiihdyttävän lämpimän meriveden pääsy jäähyllyjen alle voitaisiin estää penkereillä. 

Toiseksi, jäähyllyjä voisi tukea rakentamalla mereen keinotekoisia saaria siihen kohtaan, missä jäähyllyt alkavat kellua. 

Kolmanneksi, jäätiköt liukuvat niiden pohjalla olevan ohuen vesikerroksen päällä ja jäätiköiden virtaamista voisi hidastaa kuivaamalla niiden pohjakallion joko johtamalla veden muualle tai jäädyttämällä sen. 

"Kehittyneet jää/valtamerimallinnukset auttavat arvioimaan esitettyjen ideoiden tehokkuutta", kertoo sovellusasiantuntija Thomas Zwinger.

Näiden esitettyjen toimien mittakaavat ja kustannukset ovat verrattavissa nykyisiin suuriin maa- ja vesirakennushankkeisiin, mutta lisähaasteen tuovat pitkät etäisyydet ja napa-alueiden karut olosuhteet. 

Keinotekoisia saaria on rakennettu esimerkiksi Hong Kongin uudelle lentokentälle, Norjassa vettä johdetaan jäätikön alta kalliotunneleita pitkin vesivoimalaitokseen ja Grönlannissa nopeimmin virtaavan jäätikön eteen rakennettavan penkereen pituus olisi vain viisi kilometriä ja korkeus sata metriä.

Mahdollisten riskien selvittäminen, etenkin paikallisiin ekosysteemeihin kohdistuvien, vaatii huolellista kenttätyötä ja tietokonemallinnusta. Jäätiköt tarvitsevat pohjakallion kartoitusta ja sulamisnopeuden määritystä. Eteläisen jäämeren ilmastomallia pitää kehittää ja Pohjois-Atlantin virtauksia Grönlannin jäähyllyihin pitää selvittää.

Tutkijoiden mielestä suurin riski on, ettei tehdä mitään tai että nämä toimenpiteet eivät toimi. Rakennustöiden vaikutukset jäisivät pieniksi ja paikallisiksi verrattuna jäätiköiden romahtamiseen ja maailmanlaajuiseen nopeaan merenpinnan nousuun.

Jäätiköiden vakauttaminen geotekniikan keinoin ei vähennä kasvihuonekaasujen aiheuttamaa ilmaston lämpenemistä. Jäätiköiden kohtalo riippuu viime kädessä siitä, kuinka nopeasti päästöt vähenevät. Jos kasvihuonekaasujen päästövähennysten huippu saavutetaan pian, jäätiköiden säilyttämisen pitäisi olla mahdollista.

Jos päästöt jatkavat kasvuaan, tavoitteena on hallita jäätiköiden romahtamista, tasoittaa merenpinnan nousunopeutta ja helpottaa sopeutumista.  

*

Juttu perustuu Arktisen keskuksen tiedotteeseen. Otsikkokuva: CSIRO.

Tutkijat: Marsissa jättimäisiä jääkenttiä

Pe, 01/12/2018 - 05:23 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/UA/USGS

Tutkijat ovat viimein päässeet vilkaisemaan erään Marsin laajimman pinnanmuodon sisälle. Kyse on laajoja alueita peittävästä paksusta jääkerroksesta.

Amerikkalainen tutkimusryhmä on saanut kuvia kerroksesta, joka verhoaa noin kolmannesta Marsista. Odotusten mukaisesti kerros on pääosin jäätä. Jää on kaiken kukkuraksi kerrostunutta ja sitä on erittäin paljon.

Löytö julkistettiin Science-tiedelehden tammikuun numerossa.

Marsin keskileveysasteita peittää suurelta osin laaja materiakerros, joka ikäänkuin verhoaa kaiken alleen ja näin pehmentää muita pinnanmuotoja. Kerros ulottuu lähes kaikkialle päiväntasaajan molemmin puolin, leveysasteiden 30 ja 60 välillä. Maapallolla se siis ulottuisi jotakuinkin Kairosta Helsinkiin.

Tähän mennessä kerrosta ei ole päästy tutkimaan aivan suoraan. Sitä nimittäin peittää samanlainen tomu- ja kivikuorrotus kuin lähes kaikkea muutakin Marsissa.

Tutkijat päättivätkin suunnata huomionsa jyrkänteisiin, joissa verhoava kerros kuorrotuksineen päättyy yllättäen. Näissä kohdissa eroosio on syönyt kerrokset poikki ja paljastaa niiden sisällön.

Seinämistä otetuissa tarkoissa kuvissa erottui paksu kirkas patja, joka koostuu kymmenistä ohuemmista sisäkerroksista. Patjan materiaaliksi paljastui suhteellisen puhdas jää. Lämpötilamittaus puolestaan osoitti, ettei kyse ollut mistään ohuesta seinämälle kertyneestä kuurakerroksesta. Nyt katsottiin siis varmasti seinämän sisärakenteeseen.

Vaikka jyrkänteet alulle saattanutta ilmiötä ei tunneta, niiden nykyinen toiminta on kuitenkin yksinkertaista: Kun jää paljastuu ja altistuu kaasukehän alhaiselle paineelle, se alkaa sublimoitua suoraan vesihöyryksi. Samalla seinämä vetäytyy taaksepäin, levenee ja mahdollisesti kasvaa korkeuttakin. Ja paljastaa koko ajan lisää jäätä. Prosessi jatkuu niin kauan kuin jäätä riittää tai olosuhteet muuttuvat riittävästi.

Jyrkänteitä on toistaiseksi löytynyt kahdeksan kappaletta. Ne kaikki sijaitsevat 55–58 leveysasteiden välillä kummallakin pallonpuoliskolla. Maassa tämä vastaisi Latvian ja Etelä-Amerikan kärjen tienoita.

Kuva painanteesta, jonka pohjoisseinämästä otsikkokuva on suurennettu. (NASA/JPL-Caltech/UA/USGS)

Paljastuneen jääpatjan paksuus on paikoitellen ainakin sata metriä. Parhaimmissa paikoissa kerros alkaa heti metrin tai parin syvyydestä pinnan alta.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun jääkerrosta päästään tutkimaan suoraan. Kerroksen olemassaolo tosin on tiedetty jo aiemminkin. Se on selvitetty epäsuorasti tutka- ja spektrometritutkimusten avulla. Se, että kerrokset ovat noin paksuja ja paikoin noinkin lähellä pintaa, oli yllätys.

Vanhaa ilmastotietoa astronauttien janojuomaksi?

Jääpatjan kerroksellisuus paljastaa sen historian. Aine on kerrostunut alueelle lumena vähintään kymmeniä tuhansia vuosia sitten, silloin kun Marsin akselin kaltevuus on ollut nykyistä paljon suurempi. Planeetan ilmastonvaihtelut ovat hyvin dramaattisia, sillä kaltevuus vaihtelee useita kymmeniä asteita miljoonien vuosien saatossa. Science-artikkelin kirjoittajien mukaan osa kerroksista vaikuttaa vaihtelevan juuri tuohon syklisyyteen sopivalla tavalla.

Kerrostunut jää siis kertoisi Marsin menneistä ilmasto-olosuhteista, samaan tapaan kuin jäätikköjää maapallolla. Jo kerrosten tarkka paksuusvaihtelu kertoisi paljon, mutta sen sisältämän kaasukoostumuksen selvittäminen olisi vielä mielenkiintoisempaa. Haaveissa onkin saada paikalle laite, joka tutkisi paljastunutta jäätä eri korkeuksilta.

"Noin kolmannes Marsista on hyvin lähellä pintaa olevan jään peitossa. Olemme nyt nähneet poikkileikkauksia tämän jään läpi, mikä antaa meille aiempaa tarkemman kolmiulotteisen näkymän sen sisältämistä kerroksista. Jäähän on tallentunut Marsin vastikäistä historiaa", kertoo artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Colin Dundas Yhdysvaltojen geologisen tutkimuskeskuksen Astrogeologian yksiköstä.

Marsin jään määrää kuvataan usein WEG-arvona (engl. Water Equivalent Global layer). Tämä tarkoittaa sen vesikerroksen syvyyttä, joka syntyisi, jos jää sulatettaisiin ja neste levitettäisiin tasaisesti ympäri punaista planeettaa. Aiempien arvioiden mukaan verhoavan kerroksen sisältämä jää vastaisi 2–3 metrin globaalia vesikerrosta (eli 10–20 Itämerta). Nyt julkaistun tutkimuksen tietoja tuskin voidaan yleistää, mutta jos yleistettäisiin, puhuttaisiin jopa paristakymmenestä metristä! Marsin napajäätiköihin on vertailun vuoksi sitoutunut noin Välimeren vesimäärä (WEG ~30 m).

Jos käyttökelpoista jäätä todella on saatavilla edes paikallisesti tuollaisia määriä, se saattaisi olla yllättävän helppo resurssi haman tulevaisuuden Mars-astronauteille. Nyt tutkittujen rinteiden luota juomavedeksi muunnettavaa jäätä saisi vaikka hakattua suoraan kallioseinämästä kimpaleina ämpäriin. Vastaavia paikkoja löytyisi lähinnä vain napajäätiköiltä, jotka tosin eivät ole kovin houkuttelevia laskeutumispaikkoja sijaintinsa (tai olosuhteidensa) puolesta. Jäästä saatava vesi voi osoittautua myös tärkeäksi rakennusmateriaalien sidosaineeksi.

Jään joukossa olevat mahdolliset epäpuhtaudet tosin saattavat tehdä aineesta vaikeasti hyödynnettävää. Marsin pintapölyssä kun on useita ihmiselle myrkyllisiä aineita.

Marsissa on tiedetty olevan vettä eri muodoissa jo kauan. Sitä on etenkin jäänä pinnan alla ja napajäätiköissä, mutta myös kaasuna kaasukehässä. Pinnalla on havaittu myös nestemäistä vettä aika ajoin, mutta ainoastaan erittäin suolaisina liuoksina.

Tutkimuksessa käytettiin kolmen pintaa kuvaavan instrumentin aineistoja: Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen kyydissä kiertävät HiRISE-kamera ja CRISM-spektrometri, sekä Mars Odyssey -luotaimen THEMIS-kamera. Kaikki aineistot ovat vapaasti yleisönkin katsottavissa netissä. Odyssey on kiertänyt planeettaa vuodesta 2001 ja MRO vuodesta 2006. Niiden lisäksi Marsia kiertää tällä hetkellä neljä muuta luotainta ja pinnalla toimii kaksi mönkijärobottia.

Tutkimuksesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tiedetuubi.

Lähteet: Dundas ja kumpp., Science (2018) (maksumuurin takana), JPL

Kuvat: HiRISE-kuva eräästä tutkitusta jyrkänteestä. NASA/JPL-Caltech/UA/USGS

Kirjoittaja on Marsin pinnanmuotojen tutkimukseen erikoistunut planetologi.

Huoli kasvaa Islannissa: pitkään uinunut vuori nikottelee yhä enemmän

Pe, 12/08/2017 - 10:51 Jarmo Korteniemi
Öræfajökull (Kuva: Wikimedia / Andrea Schaffer)

Islannin Öræfajökull-tulivuoren järistystahti on lähtenyt kasvuun. Asiantuntijoiden mukaan syy on magman liikkeistä vuoren alla.

Islannin korkeimman vuoren uumenista kantautuu kummia. Sieltä on havaittu uudenlainen sarja maanjäristyksiä. Juuri marraskuussa vuoren vaarallisuustaso nostettiin keltaiselle.

Havaitut järistykset ovat hyvin pieniä, magnitudiltaan vain 0-2, mutta niitä on ollut paljon aiempaa tiheämmässä. Järistyksiä on sattunut noin 160 viikossa.

Järistysten pohjalta tehdyt mallinnukset viittaavat pienen magmamäärän injektioon noin 2-6 kilometrin syvyydellä vuoren alla.

Ajantasaisia maanjäristystietoja voi seurata Islannin ilmatieteen laitoksen sivuilta.

Vuoren läheisyydessä on syytä olla varuillaan. Vaarana ei niinkään ole kohta alkava purkaus, vaan äkilliset jäätikkötulvat.

Kartta alueen pelastussuunnitelmasta tulvan ja purkauksenkin varalta (Väestönsuojeluvirasto)

 

Jo marraskuussa vuorta peittävältä jäätiköltä löydettiin sulamisen aiheuttama painanne ja kuoppa on yhä jatkanut syvenemistään. Syynä on jäätä sulattava Öræfajökullista kumpuava geoterminen lämpö.

Tutkijat seuraavat tarkasti vuorelta mereen johtavien sulavesiuomien vesimääriä ja veden ominaisuuksia. Kvíá-joen virtaama on yhä pysynyt normaalia vuolaampana. Veden sähkönjohtavuus ja hivenaineiden pitoisuudet osoittavat, että lisäys tulee geotermisistä lähteistä vuorelta. Muissa Öræfajökullilta laskevissa pääuomissa (Skaftafellsá, Virkisá sekä Kotá) ei ole havaittu vastaavia muutoksia.

Viranomaiset julkistivat marraskuun lopulla alueen evakuointisuunnitelman. Jos tulva havaitaan, lähetetään alueella oleviin puhelimiin saman tien hätäviesti. Kvíá-joelta on suunnattava itään, muualla taas on pysyteltävä vuoren läheisyydessä, mutta ympäristöä korkeammalla.

Vaara-alueella asuu noin 200 ihmistä, mutta siellä myös käy hyvin paljon vierailijoita. Kesän sesonkiaikaan turisteja voi olla seudulla kerrallaan jopa 2000-3000. Monet ajavat Reykjavikista ihastelemaan vuoren itäpuolella sijaitsevaa kuuluisaa Jökulsárlón-järveä. Luoteispuolelta taas löytyy jäätikkökielekkeiden ympäröimä kaunis Skaftafellin suojelualue.
 

Vuoren ja sen kalderan ääriviivat merkitty mustalla, lasku-uomat sinisellä.
Vuoren ja sen kalderan ääriviivat merkitty mustalla, lasku-uomat sinisellä.

Öræfajökullin tilannetta seurataan yhä tarkasti, ja vuoren monitorointia on lisätty huomattavasti. Alueelle on asennettu normaalia enemmän mm. seismometrejä, GPS-mittareita, kameroita ja sulavesien mittareita.

Purkausta ei odoteta tapahtuvan aivan lähitulevaisuudessa. Pitkään uinuneen vuoren toimintatavoista ei kuitenkaan voida olla täysin varmoja. Mahdollisen purkauksen suuruusluokka ja purkaustahti on vielä täysi mysteeri.

Tuoreista järistyksistä ja muutoksista vuorella kertoi väestönsuojelusta vastaava toimikunta torstai-iltana.

Lisätietoja: Icelandic Volcanoes

Video: Konserttiflyygeli jäätikön reunalla

Olemme kertoneet aikaisemmin siitä, miten Formula-E -autolla koetetaan tuoda suuren yleisön tietoisuuteen jäätikköjen hupenemista.

Nyt kyseessä on hieman erilainen tapa nostaa tietoisuutta napa-alueiden sulamisesta: pianisti Ludovico Einaudi esittää tällä Huippuvuorilla kuvatulla videolla "Elegian Arktikselle".

Äkkiseltään voi tuntua hurjalta, että Steinway & Sons -konserttiflyygeli on lennätetty jäätikölle ja pianisti on istutettu siellä sen viereen, mutta itse asiassa videon tekeminen on ollut suhteellisen helppoa: vain puolen tunnin venematkan päässä sijaitsee Huippuvuorten "pääkaupunki" Longyearbyen, missä on tällainen flyygeli ja mistä sellaisen hinaaminen naamioidun lotjan päällä jäätikön luon on ollut yksinkertaista. Toki se on vaatinut suunnittelua ja runsaasti valmisteluita, mutta ei ole mitenkään vaikeaa tehtäväksi.

Jäätiköiden sulamisen estäminen sen sijaan on hieman vaikeampaa, mutta siitä ei kannattane tällä kerralla kirjoittaa enempää; nautitaan nyt soitosta ja ihmetellään maisemia.

Etelämanner hajoamassa ja sulamassa

Ma, 08/22/2016 - 23:22 Jari Mäkinen

Etelämantereelta kuuluu huolestuttavia uutisia: jo aiemmin suuria palasia menettänyt Larsenin jäähylly on halkeamassa jälleen kerran ja Antarktiksen jääpinnalla on havaittu suuria, sulaneita alueita.

Tuoreessa Geophysical Research Letters -julkaisussa on brittitutkijoiden artikkeli, missä  he kertovat löytäneensä lähes 8000 tuoretta järveä Etelämantereelta.

Nämä vastikään sulaneet jäätikköalueet löytyivät laajassa katselmuksessa, missä tutkijat kävivät läpi tuhansia vuosien 2000 ja 2013 välisenä aikana otettuja satelliittikuvia ja suuren määrän säähavaintoja Etelämantereen itäosassa sijaitsevasta Langhovden jäähyllystä.

Jäähylly on meren päällä, kiinteästi kosketuksessa mantereella olevaan jäähän oleva paksu jäälautta. Tämä on saanut nimensä jäälautan vieressä, mantereella olevasta Langhovdevuoristosta.

Itse jäähylly on varsin suuri, kooltaan yli 50 000 neliökilometriä, eli vastaa kooltaan Tampereen eteläpuolella olevaa Suomea. Se sijaitsee Kuningatar Madin maalla, siis samoilla seuduilla Etelämannerta kuin suomalainen tutkimusasema Aboakin, mutta maan aivan toisella puolella. Kartalla se on jotakuinkin Etelä-Afrikan kohdalla.

Yleensä tätä aluetta Antarktikasta on pidetty paikkana, minne ilmaston lämpeneminen ei ole juuri vaikuttanut. Nyt näyttää siltä, vaikutuksia silti on. 

Tutkijaryhmän jäsen, Durhamin yliopiston jäätikkötutkija Stewart Jamieson kertoi The Washington Post -lehden artikkelissaettä "lämpötilan muutokset eivät ole olleet suuria, sillä siellä on hyvin, hyvin kylmää, ja olemmekin havainneet sulavesijärviä jäätikön pinnalla vasta aivan viime aikoina."

Järvet ovat hyvin lyhytikäisiä, sillä ne joko jäätyvät umpeen nopeasti, lirisevät pian jään läpi alaspäin tai virtaavat pinnalla laajemmalle alueelle – lopulta myös mereen. Grönlannissa on havaittu, että veden virtaaminen alas tai pinnalla saa aikaan jäätikön rakenteen heikkenemistä ja kiihdyttävät sen sulamista.

Makean sulaveden virtaaminen suolaiseen meriveteen puolestaan saa aikaan myös Grönlannissa tuttuja ilmiöitä, joissa vesi pysyy lämpimämpänä ja saa osaltaan aikaan jäätikön hajoamista.

Tutkijoiden mukaan 13-vuotisen tutkimusjakson aikana lämpimintä oli eteläisen pallonpuolen kesäaikaan vuodenvaihteessa 2012-2013, jolloin alueella mitattiin yli nollan olevia lämpötiloja peräti 37 päivänä. Tammikuun keskilämpötila oli 0,8 °C. 

Kesäkauden aikana Langhovdessa oli 36 % enemmän sulamisjärviä ja vettä jäätikön pinnalla kuin koskaan aikaisemmin.

Tutkimusryhmä jatkaa edelleen tilanteen seuraamista, ja onkin kiinnostavaa kuulla miltä tämä vuosi näyttää sulamisen kannalta; tähän mennessä vuosi 2016 on rikkonut monia lämpötilaennätyksiä...

Kuva vasemmalla näyttää, kuinka Larsenin jäähylly on pienentynyt vuosien varrella. Jäähyllyyn kuuluu ylin Larsen A, keskimmäinen Larsen B ja alhalla oleva Larsen C, mistä oikeanpuoleinen kuva on tulee. Siinä näkyy selvästi jäähyllyssä oleva halkeama.

Larsen hajoaa...

Tänään maanantaina kerrottiin myös uutisia Etelämantereen kaikkein pohjoisimman suuren jäähyllyn, Larsen C:n pinnalta löydetystä halkeamasta.

Tämä enää hieman Skotlantia pienempi alue on siis jälleen kerran hajoamassa: edellisen kerran iso kappale Larsenia, Larsen B, irtaantui vuonna 2002, ja sitä ennen Larsen A lipui irralleen vuonna 1995. Jäätikkö on ollut olemassa todennäköisesti 12 000 vuoden ajan, ja on nyt hajoamassa nopeasti ilmastonmuutoksen vuoksi.

Jos ja kun halkeama etenee, se irrottaa lopulta noin 350 metriä paksusta jäähyllystä noin 6000 neliökilometriä kooltaan olevan jäälautan irralleen mereen.

Satelliittikuvien mukaan halkeama jäässä kasvoi noin 30 km vuosien 2011 ja 2015 välissä, ja se on koko ajan myös leventynyt.

Nyt Etelämantereen talven aikaan tahti näyttää vielä kiihtyneen, sillä tuoreimpien (viime maaliskuun jälkeen otettujen) kuvien mukaan halkeamaan on tullut muutamassa kuukaudessa 22 kilometriä lisää pituutta ja 350 metriä leveyttä.  Sen kokonaispituus on siis nyt noin 130 km.

Sitä, milloin valtava jäälautta irtaantuu, on vaikea ennustaa. Tuskin ihan huomenna, mutta pian kuitenkin.

*
Langhovden jäähyllyn sulavesijuttu perustuu ScienceAlertin artikkeliin ja Larsen-juttu Twitteristä saatuihin tietoihin.

Tutkimus: Grönlannin jäätikön pohja suurimmaksi osaksi sula

To, 08/04/2016 - 21:19 Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA Earth Observatory / Jesse Allen

Tuore kartta näyttää, mitkä osat Grönlannin jäätiköstä ovat jäätyneet pohjaan kiinni, ja missä jää liukuu vesikerroksen päällä.

Kartta Grönlannin jäätikön pohjan varmasta sulamisasteesta on valmistunut. Kyse on ensimmäisestä kerrasta, kun tällainen kartta on tehty. Aiemmat tiedot jäätikön pohjan tilasta ovat perustuneet vain muutamiin pohjalle asti porattuihin kairausnäytteisiin.

Tutkimuksessa käytettiin hyväksi useita suoria ja epäsuoria tietoja jään toiminnasta.

Visuaalisin tulos on oheinen kartta. Alueet, joilla kaikki mallit ovat samaa mieltä pohjan tilasta, on merkitty sinisellä ja punaisella. Ristiriitaiset seudut - noin kolmannes koko jäätiköstä - on jätetty harmaiksi. Tärkein havainto oli, että massiiviset jäävirrat Grönlannin koillis- ja lounaisosissa ovat lähes kokonaan sulapohjaisia.

Tutkimuksen pohjalla olivat kahdeksan erilaisen tietokonemallinnuksen ennusteet jäätikön pohjan lämpötilasta. Nämä yhdistettiin suoriin havaintoihin jään liikkeistä. Lentokoneesta tehty tutkaus läpäisee jään ja paljastaa, millä alueilla pohja sulaa erityisen nopeasti. Satelliittiaineistosta taas erottuu, kuinka vauhdikkaasti jään pintakerrokset liikkuvat – kuivapohjainen jäätikkö nimittäin ei voi liikkua läheskään yhtä nopeasti kuin liukkaalla pohjalla liukuva. Viimeisenä silauksena tutkimukseen liitettiin analyysi jään pinnanmuodoista: Paksunkin jäätikön alla olevat esteet ja etenkin jään nopea liike pakkaavat jäätä epätasaisiksi ja rosoisiksi muodostumiksi.

Tutkimus julkaistiin viime kuussa JGR - Earth Surface -tiedejulkaisussa.

Havainto ei missään nimessä tarkoita, että mannerjäätikkö olisi kartalla punaisella näkyviltä osiltaan nyt sulamassa, sillä sulavedet liittyvät aivan normaaliin jäätikön toimintaan. Kartta kertoo ennemminkin nopean ja hitaan jään alueista. Pidemmän päälle löytö auttaa tutkimaan ja ennustamaan, kuinka mittavia jäämääriä tulee missäkin sulamaan ja liikkumaan, sekä seuraamaan, kuinka tilanne muuttuu. Mitä nopeammin jää virtaa, sen vauhdikkaammin se myös reagoi lämpenevään ilmastoon.

Jäätiköt luokitellaan kylmäpohjaisiin ja lämminpohjaisiin. Yksittäisenkin jäätikön alueella voi olla kummankin tyypin alueita.

Lämminpohjaisissa jäätiköissä niiden alla vallitseva lämpötila ja paine mahdollistavat jään sulamisen, ja näin jäätikön ja maanpinnan väliin muodostuu vesikerros. Vesi liukastaa ja nopeuttaa jään liikkeitä, ja aiheuttaa samalla jään alla hyvin voimakasta maanpinnan muokkausta.

Pohjaa lämmittävät maasta huokuva lämpö sekä jääkerroksen aiheuttama paine. Myös jäätikön leveysaste vaikuttaa huomattavasti pohjankin lämpötilaan, eristävästä jääkerroksesta huolimatta.

Kylmäpohjaisten jäätiköiden pohjalla ei sulavettä ole. Ne ovat käytännössä jäätyneet kiinni maanpintaan, ja liikkuvat varsin hitaasti lähinnä jään sisäisten muodonmuutosten ansiosta. Tällaiset jäätiköt eivät myöskään aiheuta kovinkaan mittavaa eroosiota jään ja maan rajapinnassa.

Kaikki jäätiköt ovat aina ja kauttaaltaan alituisessa liikkeessä. Liike on paksun keskiosan alueella yleensä hyvin hidasta ja ohuiden reuna-alueiden tienoilla taas varsin nopeaa. Grönlannin jäätikkö on tästä oiva esimerkki: jäänjakaja-alueet ovat jäätyneet pohjaan kiinni ja reunaosat virtaavat vauhdilla ulospäin.

Grönlannista 80 prosenttia on mannerjään peitossa. Tuon maailman toiseksi suurimman jäätikön tilavuus on noin 2,85 miljoonaa kuutiokilometriä, minkä sulaminen nostaisi merenpintaa arviolta seitsemällä metrillä.

Grönlanti on Tanskalle kuuluva maailman suurin saari.

Tästäkin asiasta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tiedetuubi. Artikkeli pohjautuu NASAn Jet Propulsion Laboratoryn tiedotteeseen sekä tutkimusartikkeliin (maksumuurin takana).

Kuvat: NASA Earth Observatory / Jesse Allen

Muinainen jääkausi kutisti napajäätiköitä

Pe, 05/27/2016 - 14:09 Jarmo Korteniemi
Kuva: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)

Tutkijat ovat pitkään uumoilleet Marsin ilmaston muuttuneen merkittävästi aivan viime aikoinakin. Selviä todisteita ei juuri ole löytynyt. Nyt on, pohjoisnavan jäisistä kerrostumista.

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.

Kuva: NASA / JPL / University of Texas at Austin / Prateek ChoudharyTänään (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.

Yllä: Viimeisen 10 miljoonan vuoden aikana tapahtuneet Marsin ilmastoon vaikuttaneet olosuhteiden muutokset. Nyt havaittu jääkauden loppu 400 000 vuotta sitten on merkitty punaisella viivalla. Mallinnus: J. Laskar / Ames / NASA.

Tutkimusaineistona olivat Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen tutkalla tehdyt tarkat luotaukset. Laite on suunniteltu tunnistamaan eritoten pinnan alaisia jää- ja vesikerroksia sekä niiden sisäisiä rakenteita.

Marsin napajäätiköt ovat muodostuneet pitkien aikojen kuluessa. Niihin kerrostuu vuosittaisen kierron aikana vuorotellen jäätä ja pölyä. Kerroksen paksuuden avulla päästään käsiksi ilmaston vaihteluun, sillä joskus jäätä muodostuu enemmän, toisinaan vähemmän, ja ajoittain jäätä poistuu enemmän kuin kertyy. Vuorottelevien kerrosten tutkimus perustuu siis samaan ideaan kuin puun vuosirenkaiden, järvien lustosavien sekä Maan jäätiköistä kairattujen kerrostuneiden näytteiden tutkimuskin.

Marsin napajäätiköiden jää on suurimmaksi osaksi vesijäätä, mutta mukana on myös jäätynyttä hiilidioksidia. CO2 tosin haihtuu kesäisin pois, etenkin pohjoisella napajäätiköltä.

Marsin ilmaston muutoksiin vaikuttavat monet tekijät, kuten planeetan kiertoradan muoto sekä akselin kaltevuuskulma. Samat tekijät muokkaavat pitkällä aikavälillä myös Maan ilmastoa Milankovićin jaksojen muodossa. Marsin muutokset ovat kuitenkin paljon suurempia, ja niiden on huomattu olevan täysin ennustamattomia satojen miljoonien vuosien mittakaavassa.

Tämän jutun lähteenä ovat tiedote (JPL) sekä alkuperäinen tiedeartikkeli (Science).

Päivitys klo 19.00: Otsikkoa muutettu vetävämmäksi. Pahoittelemme sosiaalista koetta.

Otsikkokuva: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)
Pikkukuva: NASA / JPL / University of Texas at Austin / Prateek Choudhary
Kolmas kuva: NASA / Ames (J. Laskar)

Jään alta löytyi Päijänteen kokoinen järvi

Ke, 04/27/2016 - 04:50 Jarmo Korteniemi
Kuva: John Lester / Flickr

Tutkijat kertovat löytäneensä Etelämantereen toiseksi suurimman järven lähes tutkimattomalta seudulta.

Itäisen Antarktiksen alue tunnetaan huonosti, eikä esimerkiksi jääpeitteen tarkkaa paksuutta tiedetä kuin vain paikoin.

Kansainvälinen tutkijaryhmä korjaa tilannetta satelliittikuvia käyttäen: He laskevat, kuinka jäätikön pinnanmuodot heijastelevat pohjan piirteitä, neljän kilometrin jääkerroksen läpi. Vastikään he tekivät yllättävän löydön: Jään alta löytyi tuntematon suuri järvi.

Järvestä ei tiedetä vielä paljoa. Jopa sen tarkka koko on vielä hakusessa. Arvioiden mukaan se on pyöreästi Päijänteen kokoluokkaa ja lähes saman muotoinenkin: Järven pituus on 100–140 kilometriä ja leveys 10–20 kilometriä. Järvestä lähtee lisäksi muutamia lonkeromaisia kapeita kanjonilahtia, jotka kurottavat kiemurrellen yli tuhannen kilometrin päähän.

Yllä: Kaavakuva Etelämantereen jäätikön alta tähän mennessä löytyneistä järvistä ja uomista. Uusi järvi sijaitsee keltaisella merkityllä Prinsessa Elizabethin maan alueella. Kuva: Zina Deretsky, NSF.

Löytö täytyy vielä varmistaa jääpeitteen läpi tehdyillä tutkamittauksilla. Kanjonit on kuitenkin jo löydetty, ja niiden raportoidaan olevan jopa yli kilometrin syvyisiä. Mikäli itse pääjärvi olisi samaa luokkaa, siihen voisi mahtua jopa kahden Laatokan verran vettä.

Tutkijat kertoivat löydöstään ensimmäistä kertaa Euroopan geotieteiden yhteisön kokouksessa Wienissä.

Etelämantereen paksun jääkerroksen alta on löydetty tähän mennessä lähes 400 järveä. Pienimmät niistä ovat vain muutamien satojen metrien pituisia lampareita.

Suurin Antarktiksen jäätikön alla sijaitsevista järvistä on Vostok. Se on pinta-alaltaan hieman Laatokkaa pienempi, mutta syvyydeltään yli kilometrinen. Näin se on vesimäärältään planeetan kuudenneksi suurin järvi. Vostokiin tehtiin ensimmäinen onnistunut koekairaus vasta vuoden 2015 tammikuussa. Se oli tiettävästi järven ainoa kosketus ulkomaailmaan 15 miljoonaan vuoteen.

Itä-Antarktiksen alue on planeetan kylmintä. Jäätikön alla lymyävien järvien oletetaan säilyvän sulana kovan paineen sekä geotermisen lämmön avulla. Järvet ja niiden väliset uomat ovat luonnollinen osa valumaverkostoa, joka kuljettaa sulamisvesiä jäätikön alta kohti merta.

Uudesta järvilöydöstä kertoi aiemmin New Scientist.

Otsikkokuva: Etelämantereen jäätikön reunalla. John Lester / Flickr

Aamukävelyllä jäätikön sisällä

Ke, 07/22/2015 - 11:58 Jari Mäkinen
Robbie Shonen kuva jäähalkeamasta

Vaikka keskisessä Euroopassa on ollut tänä kesänä kovin kuumaa, ovat jäätikkökiipeilijät voineet harrastaa harrastustaan viileässä. Päivän kuvassa on kiipeilijä Gornergletscher-jäätikön halkeamassa Alpeilla Sveitsissä. Halkeamaan voi laskeutua aikaisin aamulla, jolloin valo siivilöityy jään läpi, ennen kuin päivän aikana sulavasta jäästä tuleva vesi virtaa sen läpi.

Päivän kuvaKuvan on ottanut kiipeilijä ja valokuvaaja Robbie Shore, joka jakoi kuvan Instagram-tilillään; Robbien muitakin kuvia voi katsella netissä hänen nettisivuillaan.

Alppien jäätiköt sulavat kesäisin tyypillisesti hieman, mutta eivät kokonaan. Ilmaston lämpeneminen kuitenkin on vaikuttanut myös niihin, ja OECD:n raportin mukaan vuoteen 2050 mennessä suurin osa Alppien jäätiköistä tulee katoamaan. Viimeisten 100 vuoden aikana ilmasto on lämmennyt maailmanlaajuisesti 0,74 °C, mutta Alpeilla lämpötila on noussut jo 2 °C.

 

Jäätikköharrastajien ja kiipeilijöiden lisäksi tämä harmittaa luonnollisesti hiihtäjiä ja laskettelijoita, sillä lumen määrä talvellakin tulee vähenemään ja etenkin matalammalla sijaitsevat hiihtokeskukset ovat vaarassa jäädä kokonaan lumettomiksi. Toisaalta sään rajut muutokset saattavat tuottaa yllättäen suuriakin lumisateita – aivan kuten viime talvena Alpeillakin huomattiin. Ensinnä harmitellaan lumen puutetta, ja sitten sitä tulee hetkessä metrikaupalla.

Alpeilla myös ikiroudan sulaminen saa aikaa harmia. Monet kylät ja hiihto- sekä kiipeilykeskukset on rakennettu ikiroudan päälle, joten roudan sulaminen saa aikaan maanvyöryjä ja vaatii rakennusten perustusten remontointia.

Mutta toistaiseksi voimme vielä ihailla upeaa alppimaisemaa: alla on vielä otsikkokuvan jäätiköstä, Gornergletscherista, kuvattuna vuoden 2012 elokuussa.