marraskuu 2019

Asteroidilento Hera toteutuu, Aurinkoa tarkkaileva L5 ei vielä – Euroopan avaruusjärjestön ministerikokous teki päätöksiä

Pe, 11/29/2019 - 19:18 Jari Mäkinen
Hera ja kaksi pikkusatelliitia asteroidia tutkimassa

Eurooppalaisen avaruuspolitiikan kiihkeä viikko on takana. Ensin keskiviikkona ja torstaina 27. – 28.11.2019 Euroopan avaruusjärjestö piti ministerikokouksensa Sevillassa, Espanjassa, ja tänään perjantaina 29.11. Euroopan unionin tutkimuksesta ja avaruustoimista vastaavat ministerit palaveerasivat Brysselissä. Koska Suomi toimii nyt EU:n puheenjohtajana, heilutti nuijaa tänään ministeri Katri Kulmuni.

ESA pitää ministerikokouksensa joka kolmas vuosi ja niihin kerätään paljon päätettävää järjestön tulevista tekemisistä, strategian painopisteistä ja toteutettavista ohjelmista.

Siinä missä edellinen kokous vuonna 2016 päättyi hieman lössähtäen, muodostui tästä kokouksesta varsin menestyksekäs. Osasyynä tähän oli jo pari vuotta kestänyt hyvä pohjatyö, mutta myös se, että avaruustoiminta on murrosvaiheessa ja ministereiltä odotettiin sekä melkeinpä edellytettiin nyt päätökisiä.

Tuloksena on Euroopan avaruusjärjestön suurin budjetti tähän mennessä:12,45 miljardia euroa seuraavaksi kolmeksi vuodeksi, ja 14,39 miljardia euroa, kun mukaan lasketaan viiden vuoden ajalle ennen kaikkea tiedeohjelmassa levittäytyvät pitkäkestoiset hankkeet. 

Tämä on erittäin hyvä saavutus ESAn pääjohtaja Jan Wörneriltä, joka pyysi 12,5 miljardia ja 14,5 miljardia.

Erityisesti tiedeohjelmalla on syytä hymyyn, koska sille budjetti lupaa peräti 1,671 milardia. Sen sijaan suurin kärsijä on tiedettä hieman sivuava avaruusturvallisuutta käsittelevä ohjelma, joka sai esitetyn 600 miljoonan sijaan 432 miljoonaa. Tällä rahalla ESA pystyy toteuttamaan superkiinnostavan Hera-lennon, jonka tarkoituksena on lähteä tutkimaan Didymos-kaksoisasteroidia läheltä mukanaan muun muassa suomalaistekoinen pieni nanosatelliitti.

Tämän pienen satelliitin tekee Reaktor Space Lab, Aalto-yliopisto kehittää cubesatiin kamerapohjaista navigointia ja Suomesta mukana ovat myös VTT ja Helsingin yliopisto.

APEX on kuuden yksikön Cubesat

Kuva: Tomi Kärkkäinen / Reaktor Space Lab


Sen sijaan toinen suomalaisittan kiinnostava hanke, Aurinkoa Lagrangen painovoimapisteestä 5 tutkiva luotain jää toistaiseksi rakentamatta. Hanketta johtaa ESAn avaruussäätoimistoa johtava Juha-Pekka Luntama, jonka lohdutukseksi lentoa ei kuitenkaan haudattu kokonaan: sen mukaan lähtevien tutkimuslaitteiden tekemiseen saatiin rahoitus, mutta itse avaruusaluksen tekemistä jouduttiin lykkäämään.

Maan havainnointiin ESA saa odotettua enemmän rahaa, 2,54 miljardia. Tällä muun muassa toteutetaa erittäin kiinnostava satelliitti, joka tulee kartoittamaan maapallon ilmakehän hiilidioksidipitoisuutta erittäin tarkasti.

Toinen selvä voittaja on tietoliikenne, sillä avaruudessa käytettävän 5G-tekniikan kehitykseen saatiin hyvä rahoitus. Kokonaisuudessaan tietoliikenne sai pyydettyä vähemmän, mutta silti 1,51 miljardia on 30 % enemmän kuin aikaisemmassa ministerikokouksessa.

ESAn budjetti ministerikokouksen 2019 päättämänä

Miehitettyihin avaruuslentoihin ja aurinkokunnan tutkimukseen saatiin jotakuinkin pyydetty summa, 1,953 miljardia, ja sillä muun muassa rahoitetaan Kuuta kiertämään rakennettavaan avaruusasemaan kaksi eurooppalaista moduuulia. Lisäksi ministerit hyväksyivät kaksi uutta euroastronauttien lentoa avaruusasemalle: seuraavaksi matkaan päässee ranskalainen Thomas Pesquet ja häntä seuraa saksalainen, juuri Suomessa Slushissa vieraillut Mathias Maurer.

Kantorakettieen kehitykseen annettiin 2,24 miljardia euroa, mikä pitää sisällään ennen kaikkea Ariane 6- ja Vega C -rakettien jatkokehitystä. Sen sijaan aivan uusiin raketteihin – joita kovasti jo kaivattaisiin – ei saatu suoraa rahoitusta.

Kokouksen päätteeksi pidetyssä lehdistötilaisuudessa Wörner sanoikin, että "näette edessänne tyytyväisen pääjohtajan". Viime kuukausien aikana Wörner oli näyttänytkin väsyneeltä ja stressaantuneelta, mutta nyt ilo paistoi hänestä. 

"Ensimmäistä kertaa ministerikokousten historiassa emme joutuneet kokonaan peruuttamaan yhtään ehdotettua hanketta."

Kimmo Kanto, Petri Peltonen ja Maija Lönnqvist

Suomi lisäsi osuuttaan ja painoarvoaan

Suomen delegaatioon Sevillassa kuuluivat ministerin lisäksi delegaatiota vetänyt työ- ja elinkeinoministeriön alivaltiosihteeri Petri Peltonen (kuvassa keskellä), Business Finlandissa avaruusasioista vastaava Kimmo Kanto ja johtava asiantuntija Maija Lönnqvist.

"Ministerikokouksen päätöksissä korostui avaruusalan murroksesta johtuva tarve uudistumiseen, kertoo Peltonen TEM:in tiedotteessa.

Piensatelliittien ja yksityisten laukaisupalvelujen kehittyminen sekä avaruusdatan käyttö arkipäivän palveluissa mahdollistavat uudet globaalisti skaalautuvat liiketoimintamallit. Suomi on muutoksen edelläkävijöitä.

Suomi osallistuu ESA:n vapaaehtoisiin ohjelmiin kansallisen strategian ja vahvuuksien mukaisesti 16,2 miljoonalla eurolla vuodessa (aiemmin noin 8,5 miljoonaa euroa).

Valituilla ohjelmilla edistetään Suomelle tärkeitä teemoja, kuten ilmastonmuutoksen torjuntaa, arktisen alueen kehitystä, avaruuden kestävää käyttöä, satelliitti-5G:n kehitystä, autonomista liikennettä ja kyberturvallisuutta.

ESAn rintamerkki leijuu avaruusasemalla

Suomen lippu näkyy selvästi ESAn astronauttien rintamerkissä, mutta Suomi ei osallistu miehitettyjen avaruuslentojen ohjelmaan ja kantorakettejen kehitykseen.


 

Lisäksi Suomi osallistuu suoraan ESA:n perustamissopimuksen nojalla ESA:n pakollisiin ohjelmiin, joista erityisesti tiedeohjelmassa Suomi on ollut mukana useissa tärkeissä tiedehankkeissa. Pakollisten ohjelmien osalta Suomen vuosittainen rahoitus kasvaa nykyisestä 10,8 miljoonasta eurosta noin 12 miljoonaan euroon.  

Jatkossa Suomen vuosittainen rahoitus ESA:an on siten noin 28 miljoonaa euroa. ESA:n vuosittainen budjetti on noin 5,8 miljardia euroa.

ESA:n teollisuuspolitiikan mukaan rahoitus palautuu jäsenmaahan yrityksille, tutkimuslaitoksille ja korkeakouluille kohdistuvina tilauksina. Lisäksi rahoituksella mahdollistetaan suomalaisten työskentely ESA:ssa sekä yhteisen tutkimusinfrastruktuurin ja testiympäristöjen käyttö.

"ESA:n kautta suomalaiset pääsevät mukaan huippuluokan kansainvälisiin yhteishankkeisiin", korostaa Peltonen.

ESA:n ohjelmien aktiivisempi hyödyntäminen on yksi vuonna 2018 päivitetyn kansallisen avaruusstrategian toimenpiteitä. Strategian tavoitteena on luoda Suomesta vuonna 2025 maailman houkuttelevin ja ketterin avaruusliiketoimintaympäristö, josta hyötyvät kaikki täällä toimivat yritykset. Avaruusasiain neuvottelukunta ohjaa strategian toimenpanoa.

Tänään olleessa EU:n ns. Kilpailukykyneuvoston kokouksessa hyväksyttiin neuvoston päätelmät avaruusratkaisuista arktisiin tarpeisiin. Päätelmät korostavat eurooppalaisen avaruusinfrastruktuurin merkitystä arktisen ympäristön seurannan, arktisen liikenteen ja taloudellisen toiminnan kannalta.

Lisäksi ministerit keskustelivat kestävästä avaruustaloudesta. Käydyissä keskusteluissa korostui avaruuden kasvava merkitys Euroopan kilpailukyvylle ja kestävälle kehitykselle. Lisäksi ministerit korostivat, että Euroopan pitää olla johtavassa asemassa vastuullisen avaruustoiminnan edistämisessä kansainvälisesti.

"Avaruusteknologia, -data ja -palvelut luovat uusia liiketoimintamahdollisuuksia muiden alojen uudistumiseen ja kestävään kasvuun, ministeri Kulmuni sanoo TEM:in toisessa tiedotteessa.

Kannattaa muistaa, että EU ja ESA eivät ole sama asia, vaan ne toimivat yhdessä ja erikseen avaruushankkeissa. Yleistäen voi sanoa, että ESA on EU:n avaruusjärjestö samaan tapaan kuin Nasa on Yhdysvaltain avaruusjärjestö, joskin yhteys ei ole aivan yhtä kiinteä, koska ESAssa ja EUssa on jäsenmaita, jotka eivät kuulu toiseen. EU-kokouksessa

Geenimuunneltu kolibakteeri syö hiilidioksidia

To, 11/28/2019 - 03:46 Jarmo Korteniemi
Kuva: Kolibakteerikolonia.

Tutkijat kehittivät kolibakteerin, joka osaa ottaa hiilidioksidia suoraan ilmasta ja muuntaa sitä orgaanisiksi yhdisteiksi. Tämän povataan avaavan ovia sekä uusille bioenergian muodoille että bakteerien avulla tehdyn ruuan valmistukselle.

Geenitekniikkaa ja evoluutiota hyödyntänyt tutkimus muunsi toisenvaraisen eliön omavaraiseksi. Tutkijat saivat kolibakteerin keräämään tarvitsemansa hiilen hiilidioksidista.

Saavutus voi avata ovet uudenlaisen bioenergian käytöllle ja jopa bakteeriruuan massatuotannolle. Bakteerien avulla voitaisiin tulevaisuudessa tuottaa orgaanisia molekyylejä, joita voidaan käyttää joko biopolttoaineina tai ruuan tuotannossa. Tällä tavoin tuotettujen hyödykkeiden hiilijalanjälki pienenisi huomattavasti perinteisiin verrattuna, sillä prosessi poistaa hiilidioksidia ilmasta.

Kolibakteeri (Escherichia coli eli E. coli) on geeniteknologian tärkein mallieliö. Se tunnetaan hyvin, sitä on helppo kasvattaa, ja sitä voidaan muokata varsin helposti. Geenimuokkausten tulokset näkyvät nopeakasvuisessa bakteerissa pian, ja tuloksia voidaan ohjailla ja säätää tarkkaan. Jo nyt geenimanipuloiduilla kolibakteereilla tuotetaan esimerkiksi elintärkeää insuliinia sekä kasvuhormoneja.

Kolibakteeri tarvitsee kuitenkin kasvaakseen muiden eliöiden valmistamaa eloperäistä ainesta. Ne ovat siis ihmisen lailla toisenvaraisia eliöitä. Lisäksi kolibakteeri tuottaa jätteenään hiilidioksidia.

Omavaraiset yhteyttävät eliöt ovat erilaisia. Näitä ovat esimerkiksi kasvit ja sinibakteerit (tai sinilevät, kuten jälkimmäisiä virheellisesti kutsutaan), jotka sitovat ilman hiilidioksidia monenlaisiin yhdisteisiin – esimerkiksi DNA:han, proteiineihin, sokereihin ja rasvoihin. Omavaraisia eliöitä voisi periaatteessa käyttää oivina biologisina tehtaina, mutta ikävä kyllä ne ovat geeneiltään usein haastavia muokattavia.

Geeniteknologiassa onkin jo pitkään kaivattu helposti muokattavaa omavaraista eliöä. Paras olisi sellainen, joka voitaisiin muuntaa hallitusti toisenvaraisesta omavaraiseksi. Moisen siirtymän povataan mahdollistavan uudenlaisten uusiutuvien energianlähteiden ja kestävämmän ruuantuotannonkin kehityksen.

Tämä himoittu askel on nyt viimein otettu. Ratkaisu oli kolibakteeri, johon tarvitsi tehdä muutoksia ainoastaan yhteentoista geeniin. Tutkimusartikkeli julkaistiin 27.11.2019 Cell-julkaisusarjassa.

Aluksi kolibakteereille siirrettiin geenejä, jonka avulla ne voivat hyödyntää ilman hiilidioksidia. Tämä prosessi kuitenkin vaatii energiaa, eikä bakteereilla ole keinoja yhteyttämiseen. Tarvittiin jokin muu energianlähde. Bakteereille annettiin siksi lisää uusia geenejä – sellaisia, jotka mahdollistavat energian imemisen formiaatti-nimisestä molekyylistä (HCOO-).

Geenimuutokset antoivat kolibakteereille mahdollisuuden vaihtaa "ruokailutottumuksiaan", mutta se ei vielä aivan riittänyt.

Kuva: Uuden kolibakteerin aineenvaihdunta (Gleizer ja kumpp., 2019)

Muokattuja kantoja kasvatettiin vielä pitkään niukassa sokeriliuoksessa ja erittäin suuressa 10 % hiilidioksidipitoisuudessa. Tutkijat pyrkivät saamaan aikaan valintapaineen, joka pakottaa bakteerit suosimaan uutta ominaisuutta mutaatioiden kautta.

Tavoite saavutettiin 200 vuorokauden jälkeen. Oli syntynyt ensimmäinen kolibakteerikanta, joka kykenee elämään pelkällä hiilidioksidilla, täysin ilman ulkopuolista sokeria. 300 päivän kohdalla ne kasvoivat jo nopeammin kuin samoissa oloissa pelkkää sokeria popsineet kannat.

Ensimmäinen hiilidioksidia "syövä" kolibakteerikanta kehitettiin itse asiassa jo vuonna 2016, samojen tutkijoiden toimesta. Nuo bakteerit tosin hankkivat  tarvitsemastaan hiilestä vain murto-osan hiilidioksidista. Uudessa tutkimuksessa bakteerikanta käyttää pelkkää CO2:a.

Kyse on kuitenkin vasta ensimmäisestä askeleesta uudella reitillä.

Muokatutkin kolibakteerit siirtyvät helposti käyttämään valmista sokeria, jos sitä vain löytyy kasvualustasta. Hiilidioksidi taitaa siis olla niille yhä ns. pakkopullaa.

Lisäksi kolibakteerit saavat käytettyä hiilidioksidia vain jos sitä on tarjolla erittäin paljon. Ne eivät pärjäisi nykyilmakehän normaalissa CO2-pitoisuudessa (0,04 %) ilman sokeriliemistä kasvualustaa.

Mikä ikävintä, muokattujen kolibakteerien kasvatus on jopa optimiolosuhteissa hidasta. Kun muokkaamattomat kolibakteerit jakautuvat noin 20 minuutin välein, muokatut tekevät sen yli 50 kertaa hitaammin – kerran 18 tunnissa.

Kyse ei siis ole mistään ihmekeinosta, jolla käännetään ilmakehän hiilidioksidipitoisuus laskuun tai korjataan maailman ruokapula. Tämä tutkimus vasta todistaa keinon olevan mahdollinen tai ainakin lisätutkimusten arvoinen.

Jatkoprojektissa on tarkoitus saada muokatut kolibakteerit lisääntymään nopeammin ja toisaalta kukoistamaan paljon matalammassa CO2-pitoisuudessa, joka vastaisi paremmin ilmakehän olosuhteita.

Nyt julkaistu tutkimus kuvastaa, kuinka luontaisia prosesseja voi hyvillä mielin tehostaa ja säädellä tekniikan ja evoluution yhteispelillä.

Lähteet: Gleizer ja kumpp.: "Conversion of Escherichia coli to Generate All Biomass Carbon from CO2" (Cell, 2019); Callaway: "E. coli bacteria engineered to eat carbon dioxide" (Nature News, 2019)

Otsikkokuvan kolibakteerit eivät liity tutkimukseen. Jälkimmäisessä kuvassa esitellään muokatun kolibakteerin perusmetabolismi (Gleizer ja kumpp., 2019)

Filippiinien edustalta löytyi yllättäen jättimäinen tulivuoren kaldera

Ti, 11/26/2019 - 22:19 Jarmo Korteniemi
Kuva: Alueen sijainti (Google Maps)

Tutkijat perehtyivät Filippiinienmeren pohjaan tuliperäisellä alueella Filippiinien itäpuolella. Tarkka kaikuluotaus paljasti planeettamme suurimman kalderan. Aiemmin tuntematon rakenne sijaitsee lähellä Manilaa ja muuta pääkaupunkiseutua.

Benhamin kohouma on hieman Islantia suurempi tuliperäinen provinssi merenpohjassa Filippiinien itäpuolella. Se kartoitettiin ensimmäisen kerran jo kymmeniä vuosia sitten, mutta vasta nyt sen pinnanmuotoja on tutkittu tarkemmin.

Kun tutkijat perehtyivät vuosina 2004–2008 tehtyihin tarkkoihin kaikuluotauksiin, merenalaisen vuoren huipulta paljastui yllättäen noin 150 kilometriä halkaisijaltaan oleva pyöreähkö painauma. Se nimettiin filippiiniläisen auringon- ja sodanjumalan mukaan Apolakiksi, joka tarkoittaa suurta herraa.

Apolaki lienee planeettamme ylivoimaisesti suurin tulivuoren kaldera. Sen reunalta on noin 300 kilometriä 13 miljoonan asukkaan Manilaan. Löydöstä kertova tiedeartikkeli julkaistiin lokakuussa Marine Geology -julkaisusarjassa.

Kuva: Benhamin alueen merenpohjan pinnanmuodot. (Barretto ja kumpp., Marine Geology 2019)

Filippiinienmeri on tyypillisesti noin viiden kilometrin syvyinen, mutta Benhamin kohouman kohdalla vesi on huomattavasti matalampaa. Kohoumaa täplittävät kilometrien läpimittaiset jyrkkäreunaiset vuoret, joista korkein yltää vain 50 metrin päähän merenpinnasta. Piikkimäisten vuorten ympärillä syvyyksissä lymyää Apolakin lähes kilometrin korkuinen pyöreä reunusharjanne.

Tällainen moniosainen rakenne on tyypillinen pitkäikäisille ja monivaiheisille tulivuorille. Tutkijoiden mukaan vuori on tuottanut erityisen paljon laavaa.

Toisin kuin joskus luullaan, kaldera ei suinkaan ole merkki jättimäisestä räjähdyksestä. Se on romahdusrakenne, joka syntyy kun tulivuoren alla oleva suuri magmasäiliö tyhjenee ja yläpuolinen osa vuoresta joutuu tyhjän päälle. Kaldera alkaakin yleensä muodostua vasta purkauksen loppuvaiheessa.

Apolaki saattaa päästä jopa koko Aurinkokunnan kalderoiden top-kymppiin, sillä sekä Venuksen että Marsin suurimmat kalderat ovat sen kanssa jotakuinkin saman kokoisia. Maapallon aiemmin tunnetuista kalderoista suurimpia ovat Sumatran 30x80-kilometrinen Toba, Coloradon La Garita (35x75 km) ja Yellowstone Wyomingissa (halk. ~60 km). Vasta Jupiterin Io-kuusta löytyy varmasti Apolakia suurempia kalderoita, kaikkein suurimpana 290-kilometrinen Tvashtar Patera.

Benhamin 310x330-kilometrisen kohouman tilavuus on noin 130 000 kuutiokilometriä, eli se on lähes tuplasti Havaijin saariryhmän suurimman tulivuoren Mauna Loan kokoinen. Benhamin kohouma saattaa sekin olla vain yksi ainoa suuri tulivuori, mutta kyse voi olla myös useammasta yhteenkasvaneesta vuoresta. Sama epävarmuus koskee Tamun massiivia Japanin itäpuolella, joka on vielä Benhamiakin monin verroin suurempi. Aiempi infografiikkamme suurten vuorten vertailusta voi antaa osviittaa kokoeroista.

Purkauksia ei Benhamin kohouman tienoilta kannata enää odottaa. Tutkijoiden tulkinnan mukaan suurin osa alueen vulkanismista ajoittui eoseeniepookin tienoille, 47–41 miljoonaa vuotta sitten. Lopullisesti koko systeemi hiljeni noin 26 miljoonaa vuotta sitten, eli hyvissä ajoin ennen oligoseenin loppua. Osa purkauksista oli suuria ja räjähtäviä, osa taas maltillisempia.

Vaihtoehtoinenkin teoria Benhamin kohouman huipun montulle löytyy: se voisi olla eräs suurimmista löydetyistä asteroiditörmäyksen jäljistä maapallolla. Tuolloin sen olisi synnyttänyt jotakuinkin 10–20 -kilometrinen asteroidi. Vaikka törmäys juuri suuren tulivuoren huipulle ei olekaan mahdotonta, se vaatisi kuitenkin aikamoista tuuria. Lisäksi seuranneesta räjähdyksestä pitäisi kaiken järjen mukaan näkyä jälkiä useiden tuhansien kilometrien päässä esimerkiksi heitteleen, tsunamisedimenttien sekä vähintäänkin alueellisten joukkotuhojen muodossa. Kalderaselityksessä on vähemmän selittelyn makua.

Rakenteen varma tunnistaminen vaatii kuitenkin lisätutkimuksia.

Benhamin kohouma tunnetaan myös nimillä Filippiinien kohouma ja Luzonin laakio (läheisen pääsaaren mukaan). Paikalliset kalastajat taas tuntevat alueen yläpuolisen merialueen hyvin kalansaaliiden vuoksi ja kutsuvat seutua nimellä Kalipung-awan. Wikipedian mukaan tuo kääntyy jotakuinkin "eristyksissä olevan paikan yksinäisyydeksi".

Lähde: Barretto ja kumpp.: "Benham Rise unveiled: Morphology and structure of an Eocene large igneous province in the West Philippine Basin" (Marine Geology 2019)

Ensimmäinen koko Titan-kuun kattava kartta on julkaistu

Ti, 11/19/2019 - 03:37 Jarmo Korteniemi
Titanin geomorfologinen kartta (Lopes ja kumpp. 2019)

Saturnuksen suurimman kuun Titanin pinnasta on tehty ensimmäinen koko pallon kattava kartta. Tutkimus on oiva osoitus usealla erilaisella tiedelaitteella kerättyjen monien aineistojen yhteispelistä.

Tutkijat ovat vihdoin saaneet valmistettua yleisluontoisen geologisen kartan Saturnuksen Titan-kuusta. Kooste julkaistiin maanantaina Nature Astronomy -tiedejulkaisussa.

Kartta antaa kuvan dynaamisesta maailmasta, jota täplittävät dyynit, järvet, tasangot, kraatterit ja muut maastonmuodot.

"Titanilla on aktiivinen metaaniin perustuva nesteen kierto, joka on muokannut monimutkaista geologista maisemaa. Se on pinnaltaan yksi geologisesti monimuotoisimmista kappaleista Aurinkokunnassa. Vaikka Titanin ja maapallon aineet, lämpötilat ja painovoimakin ovat hyvin erilaiset, monet pinnanmuodot näillä kahdella kappaleella ovat hyvin samankaltaisia. Siksi ne voidaan tulkita saman geologisen prosessin aikaansaamiksi. Karttamme osoittaa, että erilaiset geologiset maastot sijaitsevat selvästi eri leveysasteilla ja kattavat erilaisia alueita", kuvailee artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, Rosaly Lopes, planetologi Jet Propulsion Laboratorystä.

Kartta perustuu Nasan Cassini-luotaimen aineistoihin. Cassini kiersi Saturnusta 2004-2017 ja ohitti tuona aikana Titanin yli 120 kertaa. Cassinista irtautunut Euroopan avaruusjärjestön Huygens-laskeutuja tömähti Titanin pinnalle tammikuussa 2005.

Titan on Saturnuksen suurin kuu. Sillä on Maan tavoin paksu ja lähinnä typestä koostuva kaasukehä, joka tosin on lähes läpinäkymätön. Titan on myös Maan ohella ainoa tunnettu taivaankappale, jonka pinnalla esiintyy pysyvästi nestettä. Veden sijasta Titanin taivaalta tosin sataa metaania ja etaania. Meillä nuo hiilivedyt ovat kaasumaisia, Titanin kylmässä ilmastossa taas nesteitä.

Toisin kuin Maasta, Kuusta, Marsista ja monista muista taivaankappaleista tehdyt kartat, Titanin kartta ei perustu perinteiseen kuva-aineistoon. Syynä on Titanin lähes läpinäkymätön kaasukehä. Titania onkin tutkittu niin kameroilla, SAR-tutkalla, korkeusmittaritutkalla, spektrometreillä että monilla muilla laitteilla.

Kartoituksessa käytettiin pääasiallisesti Cassinin tutkan keräämää, kartoitukseen sopivaa heijastusdataa. Siitä SAR-aineistossa oli kuitenkin niin ammottavia aukkoja, ettei se kattanut kuin alle puolet Titanin pinnasta. Globaalin kartan aikaansaamiseksi oli pakko käyttää vaihtoehtoisia datoja.

Paikkaamiseen käytettiin useiden muiden tiedelaitteiden keräämiä tietoja. Tehtävään kelpasivat jopa paksun metaaniusvan läpi otetut hämyisät näkyvän valon ja infrapuna-alueen kuvat, joista erottuu vain suurimpia pinnanmuotoja. Aluksi tuo muu data korreloitiin tutka-aineiston kanssa siellä, missä niiden kuvauspeitto oli yhtenevä. Kun pinnan yksiköt tunnistettiin muiden aineistojen yhteispelillä, onnistuttiin tulkitsemaan millaisia maastotyyppejä tutkan aukkopaikoista löytyy.

Nyt julkaistulta kartalta erottuvat Titanin kuusi suurinta, laajimmalle levinnyttä ja selvintä maastotyyppiä. Tutkijat saivat myös määritettyä missä järjestyksessä eri rakenteet ovat syntyneet.

Kaikkein nuorimpia piirteitä ovat Titanin järvialueet ja dyynikentät. Molempien synty ja alati jatkuva muutos on dynaamisen kaasukehän ansiota.

Titanin päiväntasaaja on kuivaa aavikkoa, jota peittää laaja dyynien vyö. Yksittäiset dyynit ovat tyypillisesti vain kilometrin tai kahden levyisiä, mutta jopa satojen kilometrien pituisia. Niitä liikutteleva tuuli puhaltaa pääsääntöisesti lännestä itään. Repaleiset dyynit peittävät lähes Venäjän kokoisen alan.

Lähempänä napoja taas on kosteampaa, sillä vuotuinen sademäärä on siellä suurempi. Napojen läheltä löytyykin noin 650 järvi- tai meriallasta. Juuri tällä hetkellä vellovat metaani- ja etaanijärvet tosin sijoittuvat lähelle pohjoisnapaa, kun taas etelässä järvialtaat ovat pääosin kuivuneet. Syynä tähän on luultavasti ilmaston radikaali muutos: Useissa järvialtaissa  on merkkejä sekä toistuvista tulvista että kuivista kausista. Yhteenlaskettuna järvet kattavat jotakuinkin Pohjoismaiden laajuisen alueen.

Dyynejä ja järviä ennen syntyivät tasangot, jotka peittävät yhä leijonanosan eli 2/3 Titanin pinnasta - jotakuinkin Euraasian mantereen laajuisen siivun. Tasankoja on useaa alatyyppiä, mutta niiden alkuperää ei vielä oikein osata täysin selittää. Kyse lienee sedimenteistä, jotka ovat lähinnä hiilivetyä.

Titanin järven lähellä on usein tasankojakin vanhempia "labyrinttimaisia" seutuja, joissa näkyy muinaisia virtausuomia. Ne lienevät jonkinlaisia karstialueita, joissa neste on onnistunut rankasti syövyttämään pintamateriaa. Hieman vastaavia piirteitä löytyy myös maapallon kalkkikiviseuduilta.

Titanin ylivoimaisesti vanhimpia piirteitä ovat lukemattomat lyhyet itä-länsisuuntaiset vuorijonot, sekä muunlainen kumpuileva maasto. Tällaiset seudut ovat syntyneet kauan sitten Titanin nuoruudessa, kuun jäähtyessä, kutistuessa ja rypistyessä. Vuoret ovat tyypillisesti alle parin kilometrin korkuisia, mutta kaikkein korkein huippu kohoaa 3337 metrin korkeuteen.

Kartalle on merkitty myös Titanin muutamat harvat törmäyskraatterit. Niiden vähyydestä päätellään, että kraatterit häviävät keskimäärin jo muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa - eli geologisesti varsin nopeasti.

Sekä vuoret että kraatterien seinämät koostuvat vesijäästä eli Titanin peruskalliosta. Kaikkia muita alueita peittää orgaanisista yhdisteistä koostuvan sedimenttiaineksen kerros.

Ylimalkainen globaali kartta on vasta kartoituksen ensimmäinen vaihe. Kuva Titanista tulee terävöitymään kun tutkijat perehtyvät yksittäisiin alueisiin. Tämä prosessi saattaa viedä jopa vuosikymmeniä.

Katso myös täyden resoluution kartta!

Lähde: Lopes ja kumpp.: "A global geomorphologic map of Saturn’s moon Titan." Nature Astronomy 2019. https://doi.org/10.1038/s41550-019-0917-6 (maksumuurin takana)

Islannissa meneillään kaksi erillistä maanjäristysparvea

La, 11/16/2019 - 20:15 Jarmo Korteniemi
Islanti 13.11.2019 (NASA/TERRA/MODIS/EOSDIS worldview)

Islannissa on havaittu suuri määrä maanjäristyksiä sekä meressä saaren edustalla että maan keskiosassa, suuren Askja-tulivuoren läheisyydessä.

Islannissa on meneillään kaksi erillistä maanjäristysparvea. Asiasta kertoo Islannin ilmatieteen laitos.

Pidempään kestänyt järistysparvi on keskittynyt Askja-tulivuoren itäreunalle. Se on yksi Islannin suurimmista tulivuorista ja sijaitsee maan keskiylängöllä, Vatnajökull-jäätikön pohjoispuolella. Vuori purkautui voimalla viimeksi vuonna 1875, jolloin tuhkaa levisi ainakin Puolaan asti. Toinen vastaava purkaus tunnetaan myös jääkauden lopulta.

Askjan viimeisin, erittäin pieni purkaus, sattui 1961. Vuoren järistysaktiivisuus on kuitenkin ollut lievässä nousussa vuosituhannen vaihteesta asti. Vuoren kalderassa olevan järven veden lämpötila on myös kohonnut. Järvi näkyy otsikkokuvassa tummana täplänä keskellä muutoin lumista Itä-Islantia.

Askjan tämänkertainen järistysparvi alkoi torstaina 7.11. Viikonlopun aikana vuorella sattui yli 450 järistystä. Suurimmat maanjäristykset olivat magnitudiltaan 3,4 (lauantai) ja 3,2 (sunnuntai).

Tänään 16.11. järistysparvi jatkuu yhä, joskin hieman laantuneena. Yhteensä maanjäristyksiä on sattunut jo noin 1300.

Islannin kartta

Toinen, harvinaisen tiheä järistysparvi alkoi tänään lauantaina 16.11. Islannin lounaispuolella meressä.

Järistyskeskus sijaitsee vedenalaisella Reykjanesin harjanteella noin 45 kilometriä pääsaaresta. Suurin, magnitudin 4,5 järistys sattui kello 13.17 paikallista aikaa. Parvessa on ollut lisäksi kymmeniä pienempiä mutta silti tuntuvia järistyksiä.

Satunnaisia pienempiä järistyksiä on sattunut myös Reykjanesin niemellä, jonka länsipäässä sijaitsee Islannin tärkein lentokenttä Keflavik. Tärinän on raporoitu tuntuneen jopa pääkaupunki Reykjavikissa asti.

Kummankin parven suurimmat järistykset voidaan tuntea lähialueilla, mutta ne ovat olleet niin pieniä ettei niistä ole vaaraa ympäristölle. Vasta magnitudin 5-6 maanjäristykset alkavat olla riittäviä aiheuttamaan todellisia tuhoja.

Sekä Askja-vuoren lähellä että Reykjanesin harjanteella sattuu normaalistikin lähes päivittäin satunnaisia pieniä järistyksiä, ja muutamien kuukausien tai vuosien välein tiheitä maanjäristysparvia. Ne ovat yleensä tektonisia, eli liittyvät mannerliikuntoihin Atlantin keskiselänteellä sekä sen maanpäällisellä jatkolla.

Nyt rekisteröidyt järistykset lienevät samaa sarjaa, eivätkä toistaiseksi enteile uutta tulivuorenpurkausta Askjalla tai merenpohjassa. Tilanne voi kuitenkin muuttua lähitulevaisuudessa, jos paineistunut magma pääsee nousemaan ylöspäin tektonisen järistysparven pitkittyessä.

Tiedetuubi seuraa tilannetta.

Päivitys 16.11.2019 klo 21.25: Lisätty kappale maanjäristysten tuhovoimasta.

Päivitys 26.11.: Maanjäristykset ovat pysyneet kummallakin alueella jo noin viikon ajan normaalilla tasolla sekä määrältään (Askja 5–10 kpl/vrk, Reykjanesin harjanne 1–5 kpl/vrk) että voimakkuudeltaan (magnitudia 0,5–2).

Lähde: Islannin ilmatieteen laitos

Aloituskuva: Islanti satelliittikuvassa 13.11.2019 (MODIS/TERRA/EOSDIS worldview/NASA)

Amazoniasta löytyi tieteelle uusi jättilehtinen norsunkorvakasvi

To, 11/14/2019 - 18:44 Jarmo Korteniemi
Kuva jättilehtisestä puusta (Melo ja kumpp., 2019)

Brasilialaistutkijat ovat löytäneet Amazonin sademetsästä outoja puita, joilla on ihmistä suuremmat lehdet. Uuteen lajiin kuuluvat puut saattavat olla vaarassa kadota luonnosta.

Tutkijat huomasivat ensimmäisen oudon suurilehtisen puun jo 37 vuotta sitten, mutta sen varmistettiin edustavan omaa lajiaan vasta nyt. Tiedeartikkeli aiheesta julkaistiin syksyllä Acta Amazonica -sarjassa.

Puun soikeat lehdet ovat mitoiltaan 60–250 cm x 50–140 cm. Isokin ihminen voisi siis hyvin piilotella yhden ainoan lehden takana. Piilosille meno olisi tosin työlästä, sillä ainoat lehdet sijaitsevat ryppäänä 10–15 metriä pitkän oksattoman rungon huipulla.

Puut kuuluvat jo aiemmin tunnettuun kasvisukuun, jonka virallinen nimi on lehtien muodon vuoksi "norsunkorvakasvit". Uuden jättilehtisen kasvin tapauksessa nimi on erityisen osuva: Savanninorsun korvalehti on pituudeltaan 180240 cm ja leveydeltään 110130 cm.

Sivujuonne: "Norsunkorviksi" kutsutaan huonekasvien harhaanjohtavien myyntinimien ja käännöserheiden vuoksi myös muutamia muita kasveja, kuten kilpipiileaa (Pilea peperomioides, ruotsiksi ”elefantöra”) sekä taarokasveja (Colocasia-suku, englanniksi ”elephant-ear”). Suomeksi ainoa virallinen norsunkorva on kuitenkin Coccoloba uvifera.

Uudella puulajilla ei suomenkielistä nimeä vielä ole, vaan se tunnetaan tylsästi tieteellisellä nimellään Coccoloba gigantifolia. ”Coccoloba” viittaa kasvisuvulle tyypilliseen mehevään marjaterttuun, lajinimi ”gigantifolia” taas tarkoittaa jättilehtistä.

C. gigantifolia-puita on löydetty vasta noin 20 kappaletta. Ne kasvavat keskellä Amazonin sademetsää kahdella alueella, jotka ovat 600 kilometrin päässä toisistaan. Vielä ei kuitenkaan voida täysin varmuudella sanoa, kuinka harvalukuinen laji tarkalleen on. Toisin kuin suomalaismetsissä, Amazoniassa toistensa lomassa saattaa kasvaa jopa useita satoja eri puulajeja. Yksittäisen lajin puihin törmääminen saattaa siis joskus olla sattuman kauppaa. Tästä kertoo jo uuden puulajin löytöhistoriakin.

Ensimmäinen C. gigantifolia löytyi jo vuonna 1982 ja lisää havaittiin vuosina 1985, 1989, 1993 ja 1995. Nuo puut olivat kuitenkin kukattomia ja hedelmättömiä, joten lisätutkimuksiin ei ryhdytty. Vasta vuonna 2005 löydettiin ensimmäinen kukkiva ja hedelmiä vastikään tuottanut puu. Sen siemeniä tuotiin idätettäväksi ja kasvatettavaksi Manauksessa sijaitsevaan Amazonian tutkimusinstituutti INPA:an. Nyt, kun kasvatettujen puiden ikä on yli kymmenen vuotta, voitiin vihdoin varmuudella sanoa että kyse on uudesta lajista.

Tutkijoiden mukaan puu on luokiteltava saman tien uhanalaiseksi. Puiden leviäminen ja lisääntyminen on jo lähtökohtaisesti vaikeaa, oletetun harvalukuisuuden sekä populaatioiden välisen pitkän matkan vuoksi. Tuon lisäksi seutua muokataan rajusti ihmisen toimesta. Metsistä raivataan alati tilaa soijaviljelmille ja laidunalueille, läheiset joet on padottu monesta kohdasta, ja joenvartta kulkevan päätien käyttöä aiotaan lähitulevaisuudessa lisätä rankasti.

Vieläkin suurilehtisempiä kasveja on

Suomalaiset kasvit jäävät lehtineen mennen tullen C. gigantifolian varjoon. Meikäläisittäin ”suuria”, 20-senttisiä lehtiä voi löytää esimerkiksi vaahteralta, haavalta, leskenlehdeltä ja lumpeelta. Ukon- ja karhunputket sekä takiaiset taas tekevät jopa 60 cm pitkiä lehtiä. Vieraslajikasvien, kuten etelänruttojuuren, raparperin ja jättitataren lehdet voivat olla tuotakin suurempia. Suomessa ylivoimaisen voiton vienee kuitenkin haittakasvi jättiputki, jonka äkäisen liuskoittuneet lehdet saattavat yltää yli metrisiksi.

Maailman mittapuussa C. gigantifolia ei kuitenkaan ole se aivan kaikkein suurilehtisin kasvi.

Yhtenäisistä lehdistä pinta-alaltaan suurimpia lienevät joko jättigunneran raparperimäiset lehdet, tai amatsoninjättilumpeen kelluvat pyöreät lehdet. Kummatkin saattavat olla läpimitaltaan kolmen metrin luokkaa. Pisimpiä taas ovat erään raffiapalmulajin 25-metriset lehdet, jotka tosin ovat jakautuneet sadoiksi erillisiksi lehdyköiksi. Joillain muilla palmuilla taas on 5–8 -metrisiä, mutta yhtenäisiä lehtiä.

Lähde: Melo ja kumpp.: "A new species of Coccoloba P. Browne (Polygonaceae) from the Brazilian Amazon with exceptionally large leaves". Acta Amazonica 49(4): 324-329.

Aloituskuvassa esimerkkejä luonnonvaraisten C. gigantifolia -puiden lehdistä. Aloituskuvan oikeanpuoleinen lehti on mitoiltaan 2,15 m x 1,38 m, eli hieman maksimikokoa pienempi. (Melo ja kumpp., 2019)