Muutama vuosi sitten tuntematon meteoriittien etsijä löysi 453-grammaisen epätavallisen kiven hiekkadyyniltä Mauritaniasta. Vuonna 2017 se myytiin alueella käyneelle tutkijalle, ja on nyt nimetty tunnuksella NWA 11119. (Sivukommentti: Se on siis järjestyksessä 11119. Luoteis-Afrikasta (North-West Africa) löydetty ja nimetty meteoriitti.)

Kivi on meteoriitiksi epätavallisen näköinen. Pinnan sulamiskuori on oliivinvihreä ja sisempi aines vaaleampaa kuin useimmissa meteoriiteissa. Kiveä täplittävät kauniin vihreät pyrokseenikiteet.

Varsinaisesti meteoriitin tekee kuitenkin erikoiseksi kaksi asiaa: sen ikä ja kivilaji. Kumpikaan ei yksinään ole kovin erikoinen asia, mutta yhdessä ne kertovat jotain ennenkuulumatonta aivan Aurinkokunnan alkuajoista.

Tutkimus aiheesta julkaistiin Nature Communications -julkaisusarjassa.

Kumpi oli ensin - tulivuori vai planeetta?

Noin 4,6 miljardia vuotta sitten Aurinkokuntamme alkoi muotoutua (tähtitieteellisesti) pienen pöly- ja kaasupilven tiivistyessä. Sen keskelle syttyi Aurinko. Ympäröivä aines painui pyöriväksi kiekoksi, jossa pöly ja ainemuruset takertuivat ja törmäilivat toisiinsa, synnyttäen aina vain suurempia kappaleita, jotka jatkoivat edelleen yhdistymisiään. Syntyi kilometrisiä "planetesimaaleja", niistä edelleen protoplaneettoja, ja lopulta planeettoja.

Sama prosessi jatkuu yhä. Kaikkein viimeisimpiä planeettojen kokoa kasvattavia hitusia ovat niiden pinnalle putoavat meteoriitit. Nyt me vain satumme olemaan täällä, tulkitsemassa hitusten mukana tulevaa tietoa muinaisesta maailmasta.

Analyysien mukaan NWA 11119 on 4,5651–4,5645 miljardin vuoden ikäinen. Se siis syntyi kymmeniä tai satoja miljoonia vuosia ennen Maata tai muita planeettoja ja edustaa näin Aurinkokunnan vanhimpia aineksia. (Sivukommentti: Se ei kuitenkaan ole juuri se kaikkein vanhin löydetty meteoriitti. Tuo titteli on tällä haavaa NWA 2364:llä, josta on mitattu vielä 3–4 miljoonaa vuotta NWA 11119:kin vanhempia ikiä.)

Monet NWA 11119:n ominaisuudet kertovat sen olevan selkeästi vulkaanista alkuperää. Kolmannes kivestä on tridymiittia, kvartsin kaltaista suuressa lämpötilassa syntyvää silikaattimineraalia. Vastaavia osuuksia tridymiittiä on tähän mennessä löydetty ainoastaan joistain Maan vulkaanisista kivistä. Kiveä täplittävä pyrokseeni taas syntyy kiteytymällä sulasta magmasta paineen pienentyessä. Kivessä on lisäksi paljon merkkejä nopeasta jäähtymisestä, mistä voi päätellä kiven päätyneen vauhdilla hyvin kuumasta hyvin kylmään. Tärkeintä kuitenkin on meteoriitin kivilaji, andesiitti.

Andesiittia syntyy tiettävästi ainoastaan monimutkaisten geologisten prosessien myötä. Emokappaleen täytyy ensinnäkin olla varsin pitkälle "differentioitunut" eli erottunut: raskaat aineet ovat vajonneet sen sisällä syvemmälle samalla kun kevyemmät aineet kelluvat pinnalla. Myöhemmin raskaamman syväaineksen täytyy nousta sulana pintaan paineen vaikutuksesta, ja matkalla osan siitä pitää kiteytyä. Magman tulee myös pystyä sulattamaan päällä olevaa silikaattista kevyttä materiaa, minkä jälkeen kivisulien tulee sekoittua, ennen pinnalle purkautumista.

Maapallolla andesiittia löytyy etenkin saarikaarten tulivuorista. Merellisen basalttisen laatan painuessa mantereisen alle se sulaa, ja magma alkaa nousta ylöspäin. Pinnalle syntyy tulivuoria, joista joistain purkautuu andesiittista laavasekoitusta.

Videolla pyöritellään palasta tutkittua meteoriittia.

Andesiittia on toistaiseksi löydetty lähinnä Maasta. Lisäksi siitä on löydetty viitteitä ainakin Marsista. Kivilajin on pitkään oletettu syntyvän vain varsin suurilla ja pitkälle kehittyneillä planeetoilla, ehkä protoplaneetoillakin

Muinaista andesiittia on kuitenkin löydetty myös meteoriiteista aiemminkin, mutta nuo kivet ovat olleet selvästi NWA 11119:ä nuorempia. Niiden emo(proto)planeetoilla oli 40 miljoonaa vuotta enemmän aikaa kasvaa ja differentioitua.

NWA 11119 on nyt kaikkein vanhin tunnettu magmakivestä koostuva meteoriitti - tai magmakivi ylipäätään. Sen materia on siis alunperin purkautunut sulana jonkin suurehkon emo(proto)planeetan syvemmistä kerroksista pinnalle. Oletetun syntyprosessin mukaan emon aines myös lieni varsin pitkälle erottunutta. Toistaiseksi ei kuitenkaan ymmärretä, kuinka riittävän suuria protoplaneettoja olisi vielä ehtinyt syntyä vain muutaman miljoonan vuoden ikäisessä Aurinkokunnassa.

Nyt tehty löytö joko työntää Aurinkokunnan syntyä hieman taaksepäin, tai antaa aiheen pohtia voisiko andesiittia syntyä muutoinkin kuin vain suurilla pitkälle kehittyneillä (proto)planeetoilla.

NWA 11119 lieneekin siis peräisin joltain aiemmin tuntemattomalta emokappaleelta, minkä kokoinen se sitten olikin - planetesimaali, protoplaneetta tai jotain muuta. Suurin osa tuosta kappaleesta on luultavasti käytetty jonkin planeetan rakennusaineeksi, tai sitten se on levinnyt avaruuteen suuren törmäyksen ansiosta. (Sivukommentti: Happi-isotoopianalyysin myös meteoriitit NWA 7235 ja Almahata Sitta saattavat olla peräisin samalta kappaleelta. Jos näin oli, ne ovat kuitenkin peräisin täysin eri alueelta sen pinnalla.)

"Tämä tutkimus on avain siihen, kuinka planeettojen rakennuspalikat muodostuivat. Olemme nyt löytäneet periaatteessa puuttuvan palasen palapeliimme. Siitä näkee, että tuliperäiset prosessit toimivat pienten masuunien tavoin ja prosessoivat suuren osan Aurinkokunnan kiinteistä aineista. Lopulta se johti planeettojenkin syntymiseen", summaa tutkimuksessa mukana ollut, Uuden Meksikon yliopiston meteoriitti-instituutin johtaja Carl Agee.

Löydön myötä vaikuttaa siltä, että vulkanismi (ja raskaiden ja kevyiden aineiden erottuminen) saattoikin käynnistyä jo paljon aiemmin ja paljon pienemmillä kappaleilla kuin on aiemmin oletettu. Kauan ennen kuin ne planeetan kokoisia kappaleita muodostui.

Lähteet: Srinivasan ja kumpp.: Silica-rich volcanism in the early solar system dated at 4.565 Ga (Nature Communications 2018); Arizonan valtionyliopiston tiedote.

Aloituskuva: ASU Center for Meteorite Studies

Tavallista voimakkaamman aurinkotuulen odotetaan saapuvan Maahan nyt lauantaina illansuussa. Jo nyt hiukkasvuota avaruudessa mittaavat satelliitit ovat havainneet lukemien nousevan, mutta varsinainen geomagneettinen myrsky alkanee vasta illalla.

Aurinkotuulen nopeus ylittänee 700 km/s ja sen tuloksena on heikko G1-luokan (tai mahdollisesti kohtalainen G2-luokan) magneettinen myrsky. Tätä kirjoitettaessa lauantaina puolelta päivin on aurinkotuulen nopeus jo 699 km/s ja protonitiheys 4,8 protonia kuutiosenttimetrissä.

Ilmatieteen laitoksen avaruussääennuste toteaakin, että "viikonloppuna on hyvä mahdollisuus nähdä revontulia suuressa osassa Suomea, ehkä jopa koko maassa".

Jo viime yönä revontulia nähtiin eteläisessäkin osassa maata, joten tästä on hyvä kiriä paremmaksi.

Myös sunnuntain ja maanantain välisenä yönä kannattaa katsella taivaalle – todennäköisyys revontulten näkymiseen silloinkin on kohtalainen.

Ensi yö on sopiva taivaan tarkkailuun myös siksi, että tänään vietetään Suomen luonnon päivää ja sen tiimoilta kehotetaan mahdollisimman monia viettämään ensi yö taivasalla. Mikäpä olisi parempaa tekemistä teltan kanssa luonnon helmassa ollessa kuin on revontulten ihailu!

Tarkalleen ottaen kuvan resoluutio on 0,55 metriä ja kuvaa on käsitelty. Kyseessä on joka tapauksessa ensimmäinen mikrosatelliitin ottama tutkakuva, missä on havaittavissa alle metrin olevia kohteita.

Suomalainen Iceye on kehittänyt pieniä tutkasatelliitteja vuodesta 2014 alkaen ja se laukaisi ensimmäisen satelliittinsa tammikuussa 2018. Sen jälkeen yhtiö on lähettänyt kolme satelliittia lisää, joista kaksi nyt heinäkuussa 2019. 

Tutkasatelliitti pystyy havaitsemaan Maan pintaa ja siinä olevia kohteita myös pilvien läpi ja yöllä. Iceyen kehittämällä tekniikalla voi pieni ja edullinen satelliittikin pystyä tekemään laadukkaita havaintoja – sellaisia, joihin on tarvittu aiemmin suurikokoinen satelliitti.

Koska satelliitit ovat edullisia, voidaan liitä lähettää avaruuteen enemmän. Yhtiön tarkoituksena onkin rakentaa satelliittiverkosto, jolloin niillä voisi tehdä havaintoja hyvinkin nopeasti halutulta alueelta. Vaikka elokuvissa Maan pinnalta saadaan havaintoja melkein mistä vain milloin vain, käytännössä havaintoja voidaan tehdä vain silloin, kun satelliitti lentää radallaan halutun paikan yli. Nyt ylilentoa voidaan joutua odottamaan pahimmillaan pari päivääkin, mutta vastaisuudessa satelliittien suurempi määrä pudottaa viiveen parhaimmillaan muutamaan kymmeneen minuuttiin.

Esimerkiksi onnettomuustilanteissa tästä on apua, koska ajantasaisia satelliittikuvia on saatavissa nopeasti. Ei ihme, että myös viranomaiset ovat kiinnostuneita Iceyen kuvista. Eikä ole ihme, että myös muut yhtiön ovat kehittämässä satelliittiparvia, jotka voivat tarkkailla maapalloa niin tutkan kuin näkyvän valon alueella toimivin kameroin.

Tätä on tapahtunut luonnollisesti tässä kesänkin aikana, mutta koska yöt ovat olleet täällä pohjoisella pallonpuolella valoisia, ei heikkoja revontulia ole voinut nähdä. Eteläpuolella maapalloa revontulia on voitu havaita tässä meidän kesäkuukausienkin aikana.

NOAA ennustaa 55% todennäköisyyttä pienelle, G1-luokan geomagneettiselle myrskylle. 

Ilmatieteen laitos toteaa myös avaruussääennusteessaan, että revontulten näkemisen todennäköisyys on kohtalainen tänään maanantaina ja huomenna tiistaina. Keskiviikkona todennäköisyys laskee pieneksi. 

Tällä kerralla ennuste koskee Suomen etelä- ja keskiosia, koska pohjoisessa on vielä hieman liian valoisaa. Paras aika revontulten katsomiseen on keskiyön aikaan heti kun on tarpeeksi pimeää.

Aurinkotuuli puhaltaa nyt Auringossa olevasta korona-aukosta, mutta varsinaista purkausta ei Auringossa ole tapahtunut aikoihin. Keskustähtemme pinta on parhaillaan pilkuton, kun uusi auringonpikkujakso on vähitellen alkamassa.

Otsikkokuvana on SDO-tutkimussatelliitin ottama kuva Auringosta tänään. Korona-aukkoja on näkyvissä jopa useampia.