Känny vakoilee myös mielenterveyttä: tuloksena mm. vähemmän yllättävä seikka yökuykkujista

Digitaalisen käyttäytymisemme jälkiä älypuhelimissa voidaan käyttää mielenterveysongelmien hoidossa.
Digitaalisen käyttäytymisemme jälkiä älypuhelimissa voidaan käyttää mielenterveysongelmien hoidossa.

Älykännykät voidaan valjastaa myös käyttäytymisemme tarkkailuun. Tästä voi olla apua myös mielenterveysongelmien hoidossa.

Helsingin seudun yliopistollisessa keskussairaalassa työskentelevä, Aalto-yliopiston tohtorikoulutettava Talayeh Aledavood on tutkinut ihmisten käyttäytymismalleja anonyymin puhelindatan avulla.

Hän on saanut selville, että ihmisten ”kronotyypillä” eli luontaisella vuorokausirytmillä on yhteys heidän sosiaalisten verkostojensa laajuuteen ja siihen, miten tiiviisti he pitävät yhteyttä muihin.

Aledavood on havainnut, että yökukkujilla on selvästi laajemmat sosiaaliset verkostot kuin aamuvirkuilla. Iltavirkut ovat myös aamuihmisiä keskeisempiä omissa verkostoissaan ja ovat selvästi valikoivammin yhteydessä omaan kronotyyppiinsä eli niin ikään myöhään valvoviin.

Otsikkokuva hahmottaa tilannetta: siinä yökukkujat (siniset) ovat keskeisempiä sosiaalisissa verkostoissaan kuin aamuvirkut (oranssit). Jokainen piste kuvaa yhtä ihmistä ja viivat vuorovaikutusta (puheluita) heidän välillään.

Yökukkujille tämä asia tuskin tulee yllätyksenä.

”Päivittäisestä puhelimenkäytöstä jäävistä digitaalisista jäljistä voi erottaa erilaisia käyttäytymismalleja", Aledavood sanoo.

"Jäljet antavat kuvan aktiviteeteistamme, liikkeistämme ja yhteydenpidostamme."

Nukkumisajat on tutkimuksessa päätelty ajanjaksoista, jolloin älypuhelinta ei käytetä. Sosiaalisten verkostojen laatu ja laajuus paljastuvat ajankohdista, jolloin soitamme hyville ystäville, sekä niiden ihmisten määrästä, joille soitamme ja lähetämme sähköposteja.

Yhtä täsmällistä tietoa on vaikea saada esimerkiksi kyselytutkimuksilla. Digitaalisten jälkien avulla voidaan myös tutkia helposti jopa kokonaisia maita.

Miten käyttää puhelindataa mielenterveyden hoidossa?

Aledavood aikoo soveltaa tutkimustuloksiaan – unirytmin yhteyksiä sosiaaliseen kanssakäymiseen ja verkostojen laajuuteen – mielenterveysongelmien ymmärtämiseen ja hoitoon.

Hänen mukaansa keräämällä ja yhdistelemällä mobiililaitteista, sosiaalisen median käytöstä ja digitaalisilta alustoilta saatua tietoa voisi ennakoida monia mielenterveyden ongelmia. Aledavood on tutkimuksessaan kehittänyt menetelmän tietojen keräämiseen.

”Mielenterveysongelmille ei ole yksiselitteisiä biomarkkereita, kuten esimerkiksi diabetekselle tai syöpäkasvaimille", selittää Aledavood.

"Tarvitaan siis uusia havaintokeinoja. Häiriöt unirytmissä voivat viitata moniin mielenterveyden ongelmiin, ja tulevan tutkimukseni tavoite on pystyä päättelemään digitaalisten laitteiden käytöstä, onko esimerkiksi avohoitopotilaiden tilassa tapahtunut muutoksia."

Tiedonkeruu on tarkoitus automatisoida siten, että potilaita voisi auttaa hakemaan ammattiapua ennen kuin heidän tilansa muuttuu vakavaksi. Tiedon jalostaminen ja visualisointi helpottaisi terveydenhuollon ammattilaisten työtä ja antaisi heille yksityiskohtaisen kokonaiskäsityksen potilaan tilasta.

Tietojen yksityisyys taataan jo suunnitteluvaiheessa

Tutkimuksiin osallistuvien ihmisten ja etenkin potilaiden yksityisyys ja tietoturva ovat Aledavoodille ensiarvoisia seikkoja.

”Tiedonkeruumenetelmämme on suunniteltu alusta alkaen siten, ettei ihmisten yksityisyyttä vaaranneta", painottaa Aledavood.

"Se on tietenkin tärkeää koko digitaalisessa elämässämme. Tulevissa tutkimuksissa ja hoidossa menetelmillemme tehdään tiukka lääketieteellinen ja eettinen arviointi – toisin kuin kaikille niille vastaavaa tietoa kerääville puhelinsovelluksille, joita kuka tahansa voi ladata sovelluskaupoista ja joita ei ole validoitu tieteellisesti tai hyväksytty eettisesti. Meidän pitää varmistua siitä, että menetelmät tai sovellukset, joilla tietoa keräämme, todella tukevat potilaan hyvinvointia ja hoitoa”. 

Juttu on Aalto-yliopiston tiedote lähes sellaisenaan.

Video: mitä tapahtuu oikeasti, kun kahviin lisätään kermaa?

Video: mitä tapahtuu oikeasti, kun kahviin lisätään kermaa?
02.12.2017

Omituista: kun kahviin lisätään kermaa, niin se kelluu kahvin pinnalla sekunnin osan ajan. Samaa tapahtuu muuallakin luonnossa ja muillakin nesteillä, ja ilmiön tutkimisella voi olla jänniä sovelluksia.

Videon on tehnyt MIT:n tutkijaryhmä ja koostatnut Quartz.

Finnarp 2017 -retkikunta matkalla kohti Etelämannerta Jari Mäkinen Su, 12/11/2017 - 10:19

Suomen tämänvuotinen Etelämanner-retkikunta Finnarp 2017 lähti matkaan 4. marraskuuta ja on nyt odottamassa jatkolentoa Etelämantereelle Kapkaupungissa. Lumimyrsky Antarktiksella viivyttää matkantekoa.

Ensimmäiset Etelämantereen kesäkauden huoltolennot lähtivät matkaan marraskuun alussa, ja niin myös suomalaisretkikunta lähti matkaan kohti Aboa -tutkimusasemaa.

Retkikunta viettää Suomen Etelämantereella kaksi kuukautta, minä aikana tehdään geologisia tutkimuksia sekä kerätään automaattisten mittalaitteiden ympäri vuoden keräämää tietoa. Aboalla ja sen ympäristössä on mm. sääasemia, maan- ja jään järistyksiä mittaava seismometri, geodeettiasia tutkimuksia tukeva GPS-asema sekä lumen ja jään fysikaalisia ominaisuuksia mittaavia asemia.

Lento eteläisten merien ylitse on aina matkan suurimpia yksittäisiä epävarmuustekijöitä, sillä lentokenttiä Etelämantereella on kovin vähän ja olosuhteet ovat vaativia. Siksi sopivaa säätä niin matkan varrella kuin määränpäässäkin saatetaan joutua odottelemaan pitkänkin aikaa. 

Tällä kerralla sää Novo Runwayllä, tärkeimmällä huoltolentojen käyttämällä kiitoradalla Etelä-Afrikan kohdalla olevassa osassa Etelämannerta, on ollut huono. Lentokenttä on ollut pitkään lumimyrskyn kourissa ja jäätikkökiitorata on peittynyt lumeen. Jo edeltävät lennot ovat olleet odottamassa vuoroaan, joten suomalaisetkin joutuvat nyt odottamaan muiden retkikuntien tapaan myrskyn laantumista, kiitoradan putsausta lumesta ja lentotoiminnan aloittamista.

Kuten Finnarp 2017 -retkikunnan raportissa kerrotaan, ovat suomalaiset käyttäneet odotusaikaansa tehokkaasti. 

Kuningatar Maudin Maan lentoyhteistyöverkosto DROMLAN järjesti Table Top -etsintä- ja pelastusharjoituksen Kapkaupungin meripelastuskeskuksessa. Tarkasti suunnitellussa harjoituksessa käytiin läpi kaksi esimerkkitapausta siitä, millaiseen tilanteeseen Etelämantereella voidaan joutua ja pohdittiin, miten nykyisillä resursseilla tilanteesta voidaan selvitä.

Myös Etelämantereelle menossa oleva rahti on tarkastettu; tavaraa Aboalle viedään tällä kerralla niin lentorahtina kuin myös merikuljetuksina. Suurimpia kappaleita, joilla ei ole kiire, ei kannata lennättää.

Retkikunta käyttää nytkin venäläistä Iljushin-rahtikonetta, joka on tässä viime vuonna otetussa kuvassa Novo Runwayllä.

Vulkaanisten superpurkausten kaasut yksi tutkimusaihe

Tämän vuoden retkikuntaan kuuluu yhdeksän henkeä: retkikunnan johtaja, varajohtaja, kokki, konemestari, sähkömies ja lääkäri sekä kaksi tutkijaa.

Aikaisempien vuosien tapaan asemalla tehdään tutkimusten lisäksi myös erilaisia korjaustöitä. Tänä vuonna suurimmat huoltotyöt keskittyvät jätekuljetuksiin ja aseman tutkimustoiminnan edellytysten parantamiseen. Asemalle asennetaan kaksi uutta monitoimikonttia tutkijoiden majoitus- ja työtiloiksi. Samalla huolletaan Aboan ympärivuotiset mittausjärjestelmät.

Eräs tärkeimmistä tutkimusaiheista on vulkaanisten superpurkausten kaasut.  

Noin 180 miljoonaa vuotta sitten valtava, nk. Karoon vulkaaninen superpurkaus aiheutti globaalin ympäristökatastrofin ja käynnisti Pangean repeämisen nykyisiksi mantereiksi. Tutkimusasema Aboa on perustettu Karoon laavakerrostuman päälle. Purkautuvista magmoista vapautui ilmakehään megatonneittain rikkidioksidia ja muita kaasuja. Magmojen kaasukoostumusta ei tunneta tarkasti.

"Muinaisten laavakivien sisältämät, magmakammiossa muodostuneet kiteet ovat geologinen aikakapseli. Niiden sisälle on jäänyt vangiksi pieni määrä magman kaasuja, joita retken aikana on tarkoitus tutkia", kertoo Helsingin yliopiston tutkija Arto Luttinen.

Luonnontieteellisen keskusmuseon geologinen VALVE-projekti (Volatiles and Large Volcanic Eruptions) tutkii Karoon magmapurkauksen alkuperää ja ympäristövaikutuksia kiteiden kaasupitoisuuksien ja muiden geokemiallisten mittausten avulla. Keskeisimmät yhteistyötahot ovat Carnegie Institution for Science, Woods Hole Oceanigraphic Institution ja Helsingin yliopiston Geotieteiden ja maantieteen laitos.

Retkikunta vierailee Aboalla vuosittain

Suomen Etelämanner-tutkimusasema Aboa sijaitsee Kuningatar Maudin maalla noin 130 kilometrin päässä rannikolta ja noin 5000 kilometrin päässä Etelä-Afrikan Kapkaupungista. Tutkimusasema on rakennettu etelän kesän 1988/1989 aikana. Oman tutkimusaseman rakentamisen jälkeen Suomesta on tehty tutkimusmatkoja Etelämantereelle säännöllisesti. Tutkimusaiheet ovat liittyneet mm. ilmatieteisiin, geologiaan ja geofysiikkaan.  

Ilmatieteenlaitoksessa toimiva Suomen Etelämanner-logistiikka FINNARP ylläpitää tutkimusasema Aboaa ja järjestää Suomen Etelämanner-tutkimusohjelman hankkeiden kenttätyöt.  Tutkimusmatkoilla tehdään vuosittain noin kahden kuukauden ajan marras- ja helmikuun välisenä aikana, jolloin Etelämantereella on kesä, lämpötilan pysytellessä 0–20 pakkasasteen välillä. Etelämantereen kesälle on tyypillistä jatkuva valo ja voimakas auringon säteily sekä ankarat lumimyrskyt.

Aboa tarjoaa hyvät työ- ja asuintilat 12 hengen retkikunnille. Tilapäisesti asemalle mahtuu majoittumaan 18 henkilöä. 

"Retkikunnan työ on vaativaa Etelämantereella", kertoo retkikunnan johtaja Mika Kalakoski kertoo arjesta Aboan tutkimusasemalla. 

"Työskentely Etelämantereella kaukana muusta maailmasta on vaativaa ja ennakkovalmistelut ovat onnistumisen kannalta ratkaisevassa asemassa. Erityisesti henkilöstön valintaan ja valmentautumiseen kiinnitetään paljon huomiota. "Etelämantereella ei näy televisio, eikä siellä toimi internet tai puhelin. Satelliittijärjestelmän välityksellä voi lähettää ja vastaanottaa sähköpostiviestejä, mutta sekin on hidasta. Vettä suihkuihin ja juomavedeksi saadaan läheiseltä jäätiköltä tai lunta sulattamalla."

Juttu perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteeseen ja retkikuntaraporttiin. Kuvat: Priit Tisler.

Suomalais-uusiseelantilainen tutkimusryhmä Etelämantereella VR-hommissa

On taas se aika vuodesta, jolloin tutkijat lähtevät Etelämantereelle. Ensimmäisten lähtijöiden joukossa olivat suomalaiset, tosin tämä Helsingin yliopiston kolmikko on uusiseelantilaisen ryhmän mukana tekemässä heille kuvaushommia.

Siinä missä Suomen "virallinen" Etelämanner-retkikunta Aboa-asemalle on lähdössä matkaan vasta myöhemmin, on Helsingin yliopiston professori Alf Norkon vetämä tiimi jo nyt Antarktiksella.

Tarkalleen ottaen he ovat mukana Uuden Seelannin etelämannertutkimusohjelman rahoittamassa ryhmässä, jota vetää Uuden Seelannin meren- ja ilmastontutkimuksen kansallisen tutkimuskeskuksen Drew Lohrer ja joka matkaa siten uusiseelantilaisten organisoimana. 

Ryhmä on parhaillaan Scottin tutkimusasemalla, mistä tutkijat jatkavat kahdeen paikkaan lähistöllä keräämään tietoja tästä eräästä maailman eteläisimmästä ekosysteemistä. 

Olennainen osa retkeä on kerätä paljon kuva- ja videomateriaalia sekä dokumentoida koko matka 360°-kameralla. VR-materiaali valmistuu alkuvuodesta 2018.

Suomalaistiimin tehtävänä on vastata juuri tästä. 

Suomalaiset sukeltavat tutkijoiden mukana myös Etelämantereen jään alle, josta he kuvaavat aineistoa.

"Tarkoituksena on lisätä tietoisuutta Etelämantereen ainutlaatuisuudesta ja sen vaikutuksesta rannikon- ja jäänalaisen luonnon ekosysteemeihin sekä koko maailman ilmastoon", kertoo suomalaistiimin johtaja professori Alf Norkko.

Kuvaajana matkassa on kokenut tutkimusmatkaaja Patrick “Pata” Degerman.

Tutkimusretkeä voi seurata lähes reaaliaikaisesti Science under the ice -sivulla Facebookissa.

Alla on tuorein video, missä kerrotaan kenttäretken valmisteluista Scottin asemalla.

Jutussa on käytetty myös Helsingin yliopiston tiedotuksen lähettämää materiaalia.

Video: Fysiikan Nobel 2017 (kaikkea muuta kuin yllättäen) gravitaatioaaltojen löytäjille

Video: Fysiikan Nobel 2017 (kaikkea muuta kuin yllättäen) gravitaatioaaltojen löytäjille
03.10.2017

Tämän vuoden Nobel-julkistusrumba jatkui perinteiseen tapaan tiistain fysiikkapalkinnolla.

Sen osoite ei ollut mikään yllätys: palkinto menee gravitaatioaaltojen löytäjille. Rainer Weiss ja Kip S. Thorne sekä Barry C. Barish jakavat kuuluisat palkinnon.

Weiss on tutkijana Massachusettsin teknillisessä instituutissa MIT:ssa ja Barish sekä Thorne saavat palkkansa toisella puolella Yhdysvaltoja olevasta Kalifornian teknillisestä instituutista.

He eivät ihan ennättäneet mukaan viime vuoden kisaan, mutta nyt asia oli varsin selvä. Gravitaatioaalllot ovat avanneet uuden ikkunan maailmankaikkeuteen, ja vaikka toistaiseksi tällä äärimmäistä herkkyyttä vaativalla tekniikalla on havaittu vain supermassiivisten mustien aukkojen törmäyksiä, leviää sen käyttä varmasti pian myös muunlaisiin kohteisiin.

Henkisesti mukana palkituissa on myös brittitutkija Ronald Drever, joka oli kehittämässä LIGO-havaintolaitteita yhdessä Weissin ja Thornen kanssa, mutta hän kuoli viime maaliskuussa – vain 18 kuukautta ensimmäisen vahvistetun gravitaatioaaltohavainnon jälkeen. Tapana on antaa palkinto vain eläville tutkijoille, joten 85-vuotiaana menehtynyt skotti jäi sivuun.

Yllä olevalla videolla on lpalkintojen julkistus tänään Tukholmassa ja alla palkittujen kommentit puhelimitse.

Rainer Weiss

Kip S. Thorne

Barry C. Barish

Video: Lääketieteen Nobel vuorokausirytmiä tutkineille

Video: Lääketieteen Nobel vuorokausirytmiä tutkineille
02.10.2017

Tämänvuotisten Nobel-palkintojen ilmoitusviikko on alkanut lääketieteen ja fysiologian palkinnolla. Tämä palkinto meni kolmelle tutkijalle, joita ei todellakaan voinut pitää ennakkoon suosikkeina: kyseessä oli puhdas perustutkimus, ja yksi palkinnonsaajista kysyikin saamassaan puhelussa suoraan, että oliko kyseessä vitsi.

Palkinto annettiin ihmisen, eläinten ja kasvien vuorokausirytmin tutkimuksesta. Perustelut ja tarkempi selvitys ovat yllä olevassa videossa.

Kolmas paikka mukaan painovoima-aaltojen metsästykseen

Virgo
Virgo

Painovoima-aaltojen havaitseminen tapahtuu toivottavasti helpommin ja tarkemmin tulevaisuudessa, kun tähän saakka ainoat varmat havainnot tehnyt amerikkalainen LIGO-observatorio saa mukaansa nyt eurooppalaisen Virgon.

Painovoima-aaltoja, eli gravitaatioaaltoja on havaittu tähän mennessä varmasti kolme kertaa. Tuorein löytö julkistettiin viime tammikuussa, ja tuo tapaus – kuten aiemmatkin – oli kahden massiivisen mustan aukon yhteentörmäys, joka lähetti avaruuden geometriaa ravistaneen aallon ympärilleen.

Aallot havaittiin kahdessa LIGO-havaintosysteemiin kuuluvassa observatoriossa Yhdysvalloissa, mutta mukana havaintojen käsittelyssä oli tutkijoita myös Euroopan puolella olevasta Euroopan gravitaatioaalto-observatoriosta EGO:sta.

Sen oma havaintolaite on Pisan luona Italiassa sijaitseva Virgo. Nyt Virgo on liittynyt myös mukaan aaltojen etsintään.

Virgo on hyvin samanlainen kuin kaksi LIGO-havaintolaitetta: siinä on kaksi kolme kilometriä pitkää tunnelia, joiden sisällä kulkee erittäin tarkasti suunnattu ja mitattu lasersäde. Säde jaetaan kahteen osaan, yksi kumpaankin tunneliin, joissa peilien avulla sädettä singautellaan edes takaisin niin monta kertaa, että valon mielestä se kulkee kolmen kilometrin sijaan sata kilometriä suuntaansa.  

Jos ja kun gravitaatioaalto kulkee observatorion läpi, se venyttää avaruuden geometriaa sen verran, että tämä äärimmäisen pieni pituuden muutos voidaan havaita, kun lasersäteitä verrataan interferometrisesti keskenään. 

Olennaista hyvin heikkojen gravitaatioaaltojen tulkinnassa on se, että yhden ainoan havaintolaitteen tulokseen ei voi luottaa. Paikallisia häiriöitä on niin paljon, että todeliset havainnot hautautuvat niiden alle.

Havainto on luotettava vain silloin, kun samanlainen havainto saadaan erikseen kahdessa paikassa siten, että havainnon tekoaika poikkeaa toisistaan täsmälleen sen verran mitä aallolta kestää kulkea paikkojen välisen matkan verran.

Kuvassa kolmas varmistettu painovoima-aaltohavainto. Sama, teoreettisiin laskelmiin täysin sopiva havainto tehtiin kahdessa paikassa siten, että havaintoajat vastaavat aallon kulkuaikaa havaintolaitteiden välissä.

Kun LIGO:n kahden havaintopaikan lisäksi mukaan saadaan nyt reaaliajassa niiden kanssa havaintoja tekevä kolmas observatorio, voidaan havaintoja tehdä aiempaa luotettavammin ja paremmin. Lisäksi kolmas, selvästi edellisistä erillään oleva paikka auttaa selvittämään paremmin mistä suunnasta taivaalla aalto on peräisin. 

LIGO aloitti nykyisen havaintokautensa huollon ja parannusten jälkeen viime marraskuussa. Tämä kausi päättyy nyt elokuun 25. päivänä, ja eurooppalainen Virgo on mukana tämän loppuajan elokuussa.

Tarkoituksena on tässä vaiheessa ennen kaikkea testata sitä, miten kolmikko pystyy toimimaan yhdessä ja kuinka vastaisuudessa havaintoja voitaisiin tehdä rutiininomaisesti kolmella havaintolaitteella samanaikaisesti.

Myös Intiaan on suunnitteilla samankaltainen painovoima-aaltoja havaitseva laite, mutta sen rakentaminen ei ole vielä alkanut.

Virgon toimintaa voi seurata reaaliajassa observatorion nettisivuilla.

Jääkauden lopulla sattui jättimäisiä metaanipurkauksia - voivat ehkä alkaa uudelleenkin

Kuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS
Kuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS

Barentsinmeren pohjasta purkautui viime jääkauden lopulla suuria määriä metaania. Samoin voi käydä vielä uudestaankin, mikäli Grönlannin tai Antarktiksen jäätiköt alkavat sulaa vauhdilla. Tuore tutkimus antaa vihiä tapahtumien määristä ja laajuudesta.

Barentsinmeren pohjalta löytyy satamäärin suuria "kraattereita". Ne ovat läpimitaltaan 300-1000 metriä ja syvyydeltään jopa 30 metriä. Näitä laakeita monttuja on löydetty Huippuvuorten Karhusaaren eteläpuolella, hieman yli 300 metrin syvyydestä.

Jättimäiset kuopat löydettiin jo 1990-luvun alussa. Vasta nyt tutkijat ovat viimein onnistuneet selvittämään kunnolla olosuhteet, jossa ne saivat alkunsa.

Ne syntyivät viimeisen jääkauden loppuvaiheessa jättimäisten kaasupurkausten yhteydessä. Asiaa valaiseva tutkimus julkaistiin kesäkuun alussa tiedelehti Sciencessä.

Alueen kalliosta pulppuaa luonnostaan koko ajan metaania, jossa on pieni määrä (n. 3 %) muita orgaanisia kaasuja. Kaasut ovat peräisin tiukkaan puristuneista orgaanisista sedimenttikerroksista syvältä merenpohjan alta.

Normaalisti (esimerkiksi nykyisin) kaasut pulppuavat hitaasti eivätkä päädy ilmakehään. Merenpohjan sedimenttien mikrobit käyttävät niitä ravintonaan ja muuttavat valtaosan muiksi aineiksi. Meriveteen asti päässyt osa taas ehtii liueta hyvissä ajoin ennen ilmaan pääsyä.

Jääkauden aikaan tilanne oli kuitenkin toinen.

Jääkauden kylmimmässä vaiheessa mannerjäätikkö yhdisti Huippuvuoret Euraasian mantereeseen. Nykyisen Barentsinmeren kohdalla lepäsi tuolloin kaksi kilometriä paksu jäätikkö, vakaasti merenpohjalla maaten. Kylmyys jäädytti kaasut paikoilleen kiven sisään. Niitä kertyi muutaman sadan metrin syvyyteen merenpohjan alle tuhansien tai kymmenien tuhansien vuosien ajan.

Kun jäätikkö alkoi viimein oheta ja vetäytyä, olosuhteet hellittivät. Kaasut pääsivät uudelleen hitaasti liikkeelle. Ne nousivat maan alla hieman ylemmäs ja jäätyivät pian uudelleen. Sama toistui useita kertoja. Lopulta kaasut kertyivät merenpohjan tuntumaan, mutta yhä kallion sisään, ja alkoivat muodostaa pingoja. Ne ovat jääsydämisiä kohoumia, joskin näiden tapauksessa ydin oli metaaniklatraattia (jäätä, jonka hilarakenteeseen on jäänyt jumiin paljon metaania).

Pingot kasvoivat kasvamistaan, kun niihin pumppautui altapäin aina vain enemmän metaania. Myös pingojen klatraatti alkoi sulaa, vapauttaen lisää metaania. Tämä nosti painetta entisestään, kunnes kiven sietokyky ylittyi. Pingon pinta repesi ja metaani purkautui yhdessä rysäyksessä. Kaasuuntuva metaani siis räjäytti itsensä vapaaksi meriveteen asti, kallion läpi.

Kaasua vapautui kerralla valtavat määrät. Osa siitä pystyi liukenemaan meriveteen, mutta luultavasti ei kaikki. Voi olla, että valtaosa päätyi ilmakehään.

Barentsinmeren "kraatterit" on ajoitettu muutaman tuhannen vuoden tarkkuudella. Ne syntyivät mannerjäätikön vetäydyttyä alueelta 15 000 v sitten. Joissain niistä näkyy kuitenkin uurteita, jotka ovat syntyneet suurten pohjaa raastaneiden jäävuorten toimesta. Riittävän isoja jäävuoria alueella liikkui viimeksi jääkauden lopulla, noin 12 000 v sitten. Pingot siis syntyivät tuossa välillä.

Millaisista määristä puhutaan?

Laskeskellaanpa hieman kuinka mittavasta asiasta nyt puhutaan.

Suurimmista yksittäisistä Barentsinmeren "kraattereista" on poistunut runsaat 10 miljoonaa kuutiometriä metaaniklatraattia. Näin siis, mikäli "kraatterin" tilavuus todella vastaa sieltä poistunutta ainemäärää. Koska pingo on saattanut olla voimakkaastikin koholla ennen purkausta, todellinen määrä saattoi olla paljon tätä arviota suurempikin.

Sadan neliökilometrin alueelta metaaniklatraattia purkautui arviolta 25–250 miljoonaa kuutiometriä. Vapautuneen metaanikaasun määrä lieni noin 3–30 miljardia kiloa. 10x10 kilometrin alueelta vapautui siis määrä, joka vastaa 0,8–8,5 prosenttia koko ihmiskunnan vuotuisista (2012) metaanipäästöistä.

Mannerjään vaikutusalue ulottui kuitenkin paljon Barentsinmeren tutkimusaluetta laajemmalle, ympäri Arktista. Tutkijoiden mukaan metaanivarantoja on ehkä jopa 33 miljoonan neliökilometrin, eli tuplasti Venäjän laajuisella alueella. Koska jää kuitenkin vetäytyi eri alueilta eri aikoihin, eikä metaanin pulppuaminen ole joka paikassa yhtä voimakasta, eivät metaanipurkaukset kuitenkaan tapahtuneet kaikkialla yht'aikaa tai samalla intensiteetillä.

Jääkauden viimeisten tuhansien vuosien aikana tapahtuneet "röyhtäykset" olivat kuitenkin hyvin mittavia.

Prosessin todisteena merenpohjaa koristamaan jäi "kraattereita". Niitä on löydetty Barentsin-, Norjan- ja Pohjanmeren alueilta, mutta esiintymisaluetta ei ole kartoitettu.

Ylläolevalle kartalle on merkitty myös Pohjois-Venäjällä muutaman viime vuoden aikana sattuneet ja maailmaa hätkähdyttäneet kaasupurkaukset. Ne olivat kuitenkin varsin mitättömiä pihauksia jääkauden lopun tapahtumiin verrattuna – lisää näistä kuopista aiemmista jutuistamme.

Karu tulevaisuudenkuva – vai ehkä ei?

Malli on hyvin vakuuttava. Se myös kertoo karun ennusteen ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista. Moisia voi olla odotettavissa kymmenien, satojen tai ehkä vasta tuhannenkin vuoden sisällä – geologisesti ajatellen kuitenkin silmänräpäyksessä.

Jos nykyiset mannerjäätiköt alkavat sulaa vauhdilla, myös niiden alle jäätyneet metaanivarastot vapautuvat. Moisia löytyy ainakin Grönlannin ja Länsi-Antarktiksen alta. Länsi-Antarktiksen jäätikkö on lisäksi kymmeniä miljoonia vuosia vanha, eli paljon vanhempi kuin jääkauden aikainen kollegansa Pohjois-Euroopassa. Sen alle on siis ehtinyt kerääntyä merkittävästi suuremmat metaanivarastot kuin Barentsinmereltä voi arvioida vapautuneen.

Metaani on kasvihuonekaasuna 20–30 kertaa tehokkaampi kuin hiilidioksidi. Etelämantereen metaanivarantojen suuruutta ei tunneta, mutta niiden mahdolliset ilmastovaikutukset saattaisivat hyvinkin vastata kaikkia niitä kasvihuonekaasupäästöjä, mitä koko ihmiskunta on ehtinyt ilmaan tuprutella jo kymmenien vuosien aikana. Moisen lisämetaanimäärän pääsy ilmakehään olisi katastrofaalista. Ainakin jos vapautuminen sattuisi kerralla.

Tilanne ei kuitenkaan ole aivan noin pelottava, kahdesta syystä.

Ensinnäkään nykyjäätiköt eivät voi sulaa kokonaan pois kovinkaan vauhdikkaasti: nopeimmillaankin se veisi satoja tai tuhansia vuosia. Kuitenkin jo pelkkä reuna-alueiden merkittävä vetäytyminen saattaa vapauttaa metaanista osan.

(Sivuhuomautus: Jättiläismäisimpienkään jäävuorten lohkeaminen Antarktiksen jäähyllyjen reunoilta ei vaikuta suoraan metaanin vapautumiseen. Jäähyllyt ovat nimittäin "vain" satoja metrejä paksuja ja kelluvat meressä, eivätkä paina tai juuri viilennä merenpohjaa. Ne vaikuttavat mannerjään tilanteeseen välillisesti: Jäähyllyn massan huvetessa mantereelta merelle tuleva jäävirta kohtaa vähemmän vastustusta ja virtaa siksi nopeammin. Näin mannerjäänkin massa pienenee.)

Toiseksi ilmakehän luonnollinen metaanipitoisuus ei näytä vaihdelleen kovinkaan paljoa. Sen osuus on viimeisen 800 000 vuoden aikana heilahdellut noin 0,3–0,7 miljoonasosan tienoilla, vaikka monia jääkausia metaanipurkauksineen on ehtinyt tulla ja mennä. Metaani siis joko sittenkin onnistuu purkausten yhteydessä liukenemaan veteen, tai sitten se on siirtynyt ilmakehästä muualle, yllättävän nopeasti.

Nykyisin tilanne on kuitenkin hieman erilainen, kiitos ihmisen toiminnan. Metaanipitoisuus on kivunnut jo 1,7 miljoonasosaan ilmakehän kaasutilavuudesta, eli 2,5–5 -kertaiseksi "normaaliin" jääkauden jälkeiseen tilanteeseen verrattuna. Arktiksen pohjoisosissa on lisäksi jo nyt meneillään ikiroudan sulamisen kausi, mistä todisteena ovat vaikkapa Jamalin niemimaan tuoreet räjähdyskuopat. Ne tuovat lisää ei-oikein-enää-tervetulleita metaanipäästöjä.

Jäätiköiden alta paljastuvilta seuduilta tulevat metaaniröyhtäykset tekisivät tähän vielä oman lisänsä. Pienen vai suuren – se riippuu ihan siitä mihin määrää vertaa, ja millä aikajänteellä ne tapahtuvat.

Tutkimuksesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Ensimmäisen väliotsikon alla olevat laskelmat ovat kirjoittajan tekemiä. Kirjoittaja on jäätiköitäkin jonkin verran tutkinut planetologi.

Päivitys 5.6. klo 19.45: Korjattu kirjoitusvirheitä.

Lähteet: Andreassen ym. (2017), Solheim & Elverhøi (1993), Lammers ym. (1995), World bank

Otsikkokuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS

Video: Akatemiaprofessori Matti Lassas on salapoliisi ja pohtii näkymättömyysviittaa

Video: Akatemiaprofessori Matti Lassas on salapoliisi ja pohtii näkymättömyysviittaa
04.06.2017

Heti juttutuokiomme aluksi akatemiaprofessori Matti Lassas haluaa repiä rahaa, mutta tyytyy tavalliseen sanomalehtipaperiin.

Syynä repimisintoon on hänen tämänhetkinen tutkimushankkeensa, missä tutkitaan matematiikan avulla paperia ja pystytään paljastamaan väärät setelit juuri paperin avulla.

"Tutkimme valkoista kohinaa, tai tarkemmin sanottuna satunnaiskentän parametrien estimointia datan avulla", selittää Lassas ja jatkaa selitystä näyttämällä konkreettisesti, mistä on kyse. Hän valaisee paperia edessään laserosoittimella, jolloin valopisteen ympärillä oleva paperi hohtaa sumumaisena pilvenä.

"Tämä sumuuntunut piste on paperin sormenjälki, koska kun jokainen kohinan pikseli muutetaan matemaattiseksi funktioksi ja ne mallinnetaan, on tuloksena jokaiselle paperilaadulle ominainen malli. Paperia voi tutkia myös kohtalaisen tarkasti yksinkertaisesti sitä repimällä, sillä se, miten paperi repeää, kertoo siitä, sen koostumuksesta ja tekotavasta paljon.”

Tämän osoittamiseen Lassas ottaa sanomalehden, ja repii sen sivun hitaasti kahtia.

"Sanomalehtipaperin syyt ovat vain yhteen suuntaan, eli se on hyvin suunnistunutta siksi, että paperi on mennyt paperikoneen läpi ja paperi on varsin erilaista paperikoneen suunnassa ja poikkisuunnassa."

Setelipaperi on hienompaa, eikä siinä ole sanomalehtipaperiin verrattavia syitä. Sen sijaan laservalon avulla valaistaessa siitäkin paljastuu sen oma rakenne. "Siinä näkyy pieniä laikkuja ja myös pienet syyt. Kun niitä analysoidaan matemaattisesti, voidaan päätellä, mistä paperi on peräisin. Paperi, mille setelit painetaan, on erilaista eri maissa ja jopa eri paperikoneissa."

Kyseessä on yksinkertainen ainetta tuhoamaton tutkimus, eli tässä tapauksessa paperia voidaan tutkia hyvinkin tarkasti ilman, että paperia täytyy rikkoa.

"Kiinnostavaa kyllä, muun muassa pörssikurssit noudattavat samanlaisia lakeja kuin paperin kuitujen vaihtelut vaaka- ja pystysuunnassa. Voimme laskea pörssikurssien volatiliteettia samaan tapaan kuin päätellä paperin alkuperää. Tämä matematiikan universaalisuus on kiehtovaa!"

Tieteiskirjallisuudesta salapoliisimatematiikan pariin

Lassas kertoo aloittaneensa matematiikan opintonsa puhtaan, teoreettisen matematiikan parissa, sillä häntä kiinnostivat ennen kaikkea lukujen ominaisuudet.

"Ajattelin, että mitä vähemmän tekemistä sovellusten kanssa, sitä parempi. Mutta kun törmäsin matematiikan erilaisiin sovelluksiin ja huomasin, että kaikkialla ympärilläni oli hyvin samankaltaista matematiikkaa, niin siirryin askel askeleelta lähemmäksi sovelluksia."

Aivan alussa oli kuitenkin tieteiskirjallisuus, mikä houkutti epäsuorasti Lassaksen matematiikan pariin. Koska scifi-kirjoissa oli paljon fysiikkaa, hän halusi opiskella sitä tarkemmin. Fysiikassa ei kuitenkaan päässyt eteenpäin ilman matematiikkaa, joten tuleva akatemiaprofessori meni kesämökkipaikkakuntansa kunnankirjastoon ja luki sen matematiikan osaston läpi.

"Päätin, että haluan opiskella tätä yliopistossa. Vaikka innostukseni heräsi fysiikan soveltavan matematiikan kautta, imaisi puhdas matematiikka minut siinä määrin mukaansa, että halusin opiskella juuri sitä."

Varsin pian painopiste alkoi kuitenkin siirtyä jälleen sovellusten pariin. Erityisesti Lassas on kiinnostunut niin sanotuista inversio-ongelmista, käänteisongelmista, jotka ovat takana lähes kaikissa hänen tutkimissaan ongelmissa.

"Käänteinen ongelma on sitten nimensä mukaisesti päinvastainen. Se tarkoittaa sitä, että meillä on lopputulos, ja koetamme ymmärtää, miten se on saatu aikaan."

Hyvä esimerkki on maapallon painovoimakenttä. Jos tuntisimme täsmälleen planeettamme rakenteen, olisi mahdollista laskea painovoimalakien avulla, kuinka voimakkaasti Maa vetää meitä puoleensa kussakin paikassa pinnalla. Vetovoimassa on pieniä paikallisia vaihteluita sen mukaan, millainen on maapallon rakenne alapuolella, pinnan alla – erot ovat hyvin pieniä, mutta selvästi mitattavissa.

"Emme kuitenkaan tiedä täsmälleen maapallon rakennetta, mutta voimme mitata ja kartoittaa hyvinkin tarkasti, mikä on vetovoima missäkin kohdassa maapallon pinnalla. Ja näiden havaintojen perustella voimme laskea, millainen maapallon rakenne tuottaisi meille havaitut arvot. Tähän liittyy viime aikoina tehty maanjäristysaaltojen kulkuaikojen analyysi. Tämän avulla voitu päätellä huiman tarkasti Maan ja erityisesti Maan pintakerroksen kolmiulotteinen rakenne."

Nykyaikainen lääketieteellinen kuvantaminen on pitkälti samanlaista. Tietokonetomografiassa otetaan ihmisestä eri puolilta röntgenkuvia ja niiden avulla lasketaan, millainen on ihmisen kolmiulotteinen sisärakenne.

"Olemme tehneet yhteistyötä muun muassa hammaslääkärien kanssa ja onnistuneet kehittämään laskentamalleja, joiden ansiosta suun ja suun alueen hermojen rakenteen yksityiskohdat näkyvät aiempaa paremmin. Näin kuvannus voidaan tehdä vähemmillä röntgenkuvilla ja siten potilaan saama säteilyannos pienenee olennaisesti."

Toinen konkreettinen esimerkki inversio-ongelmamatematiikasta arkikäytössä on ilmakehätutkimus. Eri menetelmin voidaan havaita esimerkiksi ilmassa olevan hiilidioksidin määrä ja jakautuma, ja matematiikan avulla pystytään paljastamaan hiilidioksidin lähteet ja nielut: missä hiilidioksidia syntyy ja missä sitä absorboituu pois.

Lisää esimerkkejä tutkimusaloista, joissa saadaan tietoa epäsuorasti tai havainnot ovat epätäydellisiä, on vaikka kuinka. Lassaksen tutkimusryhmä on muun muassa auttanut malminetsijöitä, vesivarojen kartoittajia ja kosmologeja työssään.

"Taustasäteilyn tutkimus on todella kiinnostavaa ja minulle se on vähän paluuta tieteiskirjallisuuden pariin. Voimme nimittäin saada taivaan taustasäteilyssä olevista pienistä vaihteluista tietoa siitä, millaisia rakenteita oli varhaisessa maailmankaikkeudessa. Vielä jokin aika sitten kosmologien mukaan syntymässä olleessa maailmankaikkeudessa olisi ollut valtavia kosmisia säikeitä, mutta niitä ei vain ole löytynyt. Matematiikan avulla voidaan siis laskea, mikä näkyy – ja mikä tärkeämpää, sitä mikä ei näy."

Nyt Lassas on siirtynyt taustasäteilystä gravitaatioaaltoihin. Ne ovat kuin kosmisen mittakaavan maanjäristysaaltoja ja niissä on paljon mahdollisuuksia inversio-ongelmien käyttöön.

Sattuma johdattaa

Lassas on mukana Suomen Akatemian huippuyksikkö-statuksen saaneessa inversio-ongelmien tutkimusryhmässä, jonka jäsenet ovat jakautuneet kuuteen yliopistoon ympäri Suomen. Ryhmässä on nykyisin noin 80 jäsentä.

“Tämä verkosto on rakentunut vähitellen”, Lassas kertoo. “Lähtökohtana ovat olleet eri tutkijoiden väliset ystävyyssuhteet, ja kun yksi on saanut professuurin jossain yliopistossa, niin siitä paikasta on tullut kumppani.”

Lassaksen mukaan ryhmän vahvuus on siinä, että mukana on tutkijoita erittäin laajalla rintamalla puhtaasta matematiikan tutkimuksesta sovellusten siirtämiseen start-up-yrityksiin. Yleensä teoreettisen tiedon siirtyminen sovelluksiin kestää vuosikymmeniä, mutta nyt tutkimus saadaan arkikäyttöön hyvin nopeasti.

“Hyvä esimerkki tästä on yhtiö, jonka jatko-opiskelijamme pistivät pystyyn. Se mittaa putkistoissa kulkevia nesteitä kehittämämme matemaattisen kuvantamisalgoritmin avulla. Kuvantamismenetelmien avulla voidaan havaita maakaasuputken sisälle muodostuvia kiteitä. Pahimmassa tapauksessa ne saattavat tukkia putken, jolloin tuloksena on paitsi katko maakaasun toimituksessa, niin myös kallis remontti. Nyt ongelmat voidaan havaita ennalta ja edullisesti putkea avaamatta ja putki voidaan huoltaa ajoissa.”

Kenties kuuluisin – ja myös huikein – tutkimusryhmän hanke on näkymättömyysviitan tekeminen. Tällä viivataan Harry Potterin taikaviittaan, jolla hän pystyy muuttumaan näkymättömäksi. Yllättäen sellainen ei ole enää pelkkää satua.

“Kyse oli aluksi ihan pelkistä pintojen geometrioista. Sen jälkeen asia vain johti toiseen ja lopulta huomasimme tutkivamme näkymättömyyttä.”

Lassas selittää, että kyseessä oli abstrakti ongelma, missä tutkittiin valonsäteen kulkua matemaattisen pinnan, esimerkiksi hyperboloidin reunalta toiselle. Tavoitteena oli ymmärtää, miten yhdeltä reunalta voitaisiin tehdä pintaa pitkin sähkömagneettisen aaltojen avulla mittauksia siitä, miltä toinen puoli näyttää. Tai kuten Lassas sanoo, “Halusimme tietää, onko pinnan topologiassa reikää.”

Lassas oli menossa esitelmöimään lääketieteellisestä kuvantamisesta Yhdysvalloissa pidettyyn konferenssiin, jolloin hän keksi selittää kuvantamismenetelmiään näkymättömyysesimerkin avulla. Siinä oli kaksi kappaletta, yksi tasa-aineinen ja toinen sellainen, jonka sisälle oli kätketty esine ja joka oli vuorattu teoreettisella pinnoituksella, joka hämäsi näkymistä.

“Teimme erilaisia laskelmia, mutta emme valitettavasti puhuneet tekemisistämme materiaalitutkijoiden kanssa. Emme olleet tulleet ajatelleeksikaan, että he olivat jo tutkineet metamateriaaleja, jolla asia voidaan toteuttaa käytännössä. Muutamien vuosien jälkeen huomasimme, että uusien materiaalien, niin kutsuttujen metamateriaalien, tutkijat eri puolilla maailmaa ehdottivat näkymättömyysviitan tekemistä valolle käyttämällä täsmälleen samoja kaavoja, joita olimme itse hahmotelleet!”

Metamateriaaleissa niiden geometria on tärkeämpää kuin niiden materiaali. On siis sama, onko ne tehty puusta tai pellistä, raudasta tai hiilikuidusta, kunhan vain materiaali käyttäytyy eksoottisesti. Materiaalit voivat olla mekaanisia tai sähköisiä, ja ne voivat saada aikaan valolla (ja muulla sähkömagneettisella säteilyllä) varsin omituisia ilmiöitä: esimerkiksi valo voi taittua ihan toiseen suuntaan kuin odotettaisiin. Veden ja ilman rajapinnassa valo heijastuu ja taittuu, mutta metamateriaalia ja jotain tiettyä valon aallonpituutta käyttämällä voi saada aikaan sen, että valo seuraa kappaleen pintaa samaan tapaan, kuin vesi virtaa joessa olevan kiven ympäri. Valo siis palaa kappaleen ohitettuaan alkuperäiselle reitilleen.

“Jos tämän saisi toimimaan suuressa mittakaavassa ja laajalla taajuuskaistalla, niin se toimisi kuin Harry Potterin näkymättömyysviitta. Toistaiseksi on tosin onnistuttu kätkemään vain noin mikrometrin kokoisia kappaleita, eli viitat ovat vielä aika pieniä ja toimivat vain yhdellä aallonpituudella.”

Ensimmäisenä näkymättömyyttä voitaisiin käyttää esimerkiksi skannausmikroskoopeissa, joissa mikroskoopin äärimmäisen pientä kärkeä kannattavat tuet voitaisiin päällystää käytetyn aallonpituuden alueella “näkymättömäksi” muuttavalla aineella. Samoin tutka-antenneissa, jotka nekin toimivat vain tarkasti määrätyillä aallonpituuksilla, voitaisiin antennin kuvakentässä olevat tuet muuttaa näkymättömiksi. Kummassakin tapauksessa havainnot parantuisivat olennaisesti.

Sovellusten lista vain jatkuu…

Haastattelun kuluessa Lassas pudottelee tutkimuksensa sovelluksia niin innokkaasti, että niitä on vaikea kirjata ylös.

Lassas kertoo niistä innostuneesti, ja toteaakin sen, mikä näkyy päälle: “Tämä on hirveän jännittävää! Yksi asia johtaa toiseen ja tämä saattaa näyttää etenkin näin jälkikäteen katsottuna vain ajautumiselta. Etukäteen ei voi tietää, missä kaikessa kehittämäämme matematiikkaa voi käyttää.”

“Olennaista on se, että meidän pitää olla yhteistyössä muiden alojen tutkijoiden kanssa. Emme saa istua vain kammioissamme, vaan meidän matemaatikkojen pitää mennä tapaamaan muita ihmisiä, kuunnella heitä ja soveltaa tutkimustamme heidän tarpeisiinsa.”

Näkymättömyys on tästä hyvä esimerkki. Lisäksi se on erinomainen esimerkki siitä, miten näennäisesti täysin hyödytön tutkimus tuottaa mullistavia sovelluksia.

Kun Lassas katsoo kymmenen vuoden päähän, niin hän näkee siellä kaikkein kiinnostavimpana uutena alana niin sanotun hybridikuvantamisen. Siinä yhdistetään kaksi erilaista kuvantamistapaa, esimerkiksi sähköinen kuvantaminen ja magneettikuvaus, jolloin saadaan enemmän ja parempaa tietoa.

“Ja sitten on fotoakustinen kuvantaminen! Ihmisen sisälle voidaan lähettää voimakas valopulssi, joka lämmittää hieman ihmisen kehoa, ja tämä pieni, nopea lämpeneminen laajentaa ainetta ja laajentuminen synnyttää ääntä. Koska valo ei mene kovin syvälle ihmiseen, käytetään tätä nyt lähellä ihoa olevassa tutkimuksessa, muun muassa ihosyövän kuvantamisessa.”

“Kun valo korvataan ultraäänellä, saadaan elastografinen kuvantamismenetelmä. Ihmisten sisustaa on vaikea puristaa kasaan siten, että tilavuutemme muuttuu, mutta olemme vastavuoroisesti hyvin vääntyviä ja joustavia. Tämän takia kudoksissamme etenee kaksi eri nopeudella kulkevaa elastista aaltoa, joita voidaan yhdessä käyttää kuvantamisessa: toinen aalto) suunnataan sisällemme kiinnostavaan paikkaan ja ne synnyttävät toisenlaisia aaltoja, joita havaitaan.”

Aaltojen käyttäytymistä voidaan laskea suhteellisuusteorian kaavoilla, joilla esimerkiksi hahmotetaan sähkömagneettisten aaltojen ja gravitaatioaaltojen vuorovaikutusta.

Ei ole mikään ihme, että Lassaksen mielessä asia on myös saanut toisen, aivan erilaiselta tuntuvan, mutta matemaattisesti samankaltainen ajatuksen. Hän miettii, miten havaitsija, joka putoaa avaruudessa vapaasti ja joka lähettää aaltoja ympäriinsä, voi muodostaa kuvan ympärillään olevasta avaruusajasta ja sen rakenteista – vai pystytäänkö siihen lainkaan?

“Artikkelimme tästä on tällä hetkellä viimeisteltävänä ja sen vastaus on, että pystyy. Tämä on sellainen nimenomaan matematiikkaan perustuva kysymys, joka oli henkilökohtaisesti kauhean tärkeä. Ja kuten niin monasti ennenkin, tälle siis löytyi heti käytännön sovelluksia!”

Juttu ja video on julkaistu Suomen akatemian nettisivuilla ja ne uudelleenjulkaistaan Tiedetuubissa luvalla. Tekijänä on Tiedetuubin Jari Mäkinen.

Miksi ihmissyöntiä pidetään iljettävänä?

Miksi ihmissyöntiä pidetään iljettävänä?

Seuraava juttu ja yllä oleva video on julkaistu AntroBlogissa ja ne julkaistaan myös tiedetuubissa AntroBlogin luvalla. Jutun on kirjoittanut Helsingin yliopiston sosiaali- ja kulttuuriantropologian oppiaineessa jatko-opiskelijana oleva Juuso Koponen. Juttua ei ole muutettu alkuperäisestä.

03.06.2017

2000-luvun alkuvuosina Saksaa kuohutti kannibalismitapaus, jossa eräs mies oli etsinyt Internetin kautta vapaaehtoista, joka haluaisi tulla surmatuksi ja syödyksi. Lopulta halukas uhri löytyi. Viranomaiset pääsivät kuitenkin pian tapauksen jäljille. Vaikka uhri oli vapaaehtoinen, tuomittiin tekijä lopulta nimenomaan murhasta elinkautiseen vankeusrangaistukseen. Tapaus sai luonnollisesti varsin paljon mediahuomiota, ja onkin epäilty että juuri yleisön moraalinen tuohtumus tapausta kohtaan sai oikeuslaitoksen lopulta koventamaan tuomiota.

Tällaisten tapausten saama mediahuomio osoittaa, että ihmissyönti on voimakkaita tunteita herättävä aihe. Historiasta tiedetään, että ihmissyöntiä on länsimaisen kulttuurin piirissä tapahtunut satunnaisesti esimerkiksi sota-aikoina erityisesti pitkien piiritysten yhteydessä, purjelaivojen aikakaudella haaksirikkojen yhteydessä sekä vakavien nälänhätien aikana. Läpi historian on myös dokumentoitu tapauksia, joissa mieleltään häiriintynyt yksilö on surmannut toisen ihmisen päästäkseen syömään tämän.

Olennaista näissä tapauksissa on, että kyse on poikkeamasta kulttuurin vallitsevista normeista. Vaikka esimerkiksi Leningradin piirityksen aikana osa kaupungin asukkaista turvautui ankaran elintarvikepulan vuoksi ihmislihan syöntiin, ei ihmissyönti ollut hyväksytty osa venäläistä kulttuuria. Asia oli päinvastoin: poliisiviranomaiset vangitsivat ja teloittivat ihmissyönnistä kiinni jääneitä leningradilaisia.

Useimmat vastaavanlaiset ihmissyöntikuvaukset ovat korostaneet olosuhteiden poikkeuksellisuutta ja epäinhimillisyyttä sekä ihmisten hätää sodan keskellä. Sodan ja nälänhädän aikana tapahtuvasta ihmissyönnistä löytyy kuvauksia jo Raamatusta. Mutta myös näissä esimerkeissä korostetaan ihmissyönnin olevan yhteisön perimmäisten normien vastaista.

Ihmissyönti osana kulttuuria?

Antropologisessa kirjallisuudessa on sen sijaan hyvin toisenlaisia kuvauksia ihmissyönnistä. Näissä kuvauksissa ihmissyönti esitetään normaalina osana tietyn kansan, ihmisryhmän tai heimon elämänmuotoa. Kyse ei ole poikkeamasta vaan yhteisön omien normien mukaisesta toiminnasta. Ihmissyöntiin on myös usein kuulunut tarkkoja rituaaleja ja sääntöjä.

Esimerkiksi antropologi Marvin Harris kuvailee kirjassaan Kulttuurien synty eloisaan sävyyn Etelä- ja Pohjois-Amerikan intiaanien harjoittamaa ihmissyöntiä. Harrisin kuvaamissa tapauksissa ihmissyönti oli sosiaalisesti hyväksytty toimitus, johon koko yhteisö otti osaa. Tarkoituksena oli vahvistaa ryhmän koheesiota surmaamalla ja syömällä sodassa vangiksi saatuja vihollisia. Lisäksi ihmislihan syönnillä oli luonnollisesti myös tietty ravitsemuksellinen arvo.

Erityisesti asteekkien kohdalla ihmissyönnin on arveltu olleen keino turvata riittävä proteiininsaanti yhteiskunnan yläluokalle. Tätä ajatusta ovat kannattaneet sekä Harris että antropologi Michael Harner. Toisaalta ajatusta on myös kritisoitu. Esimerkiksi antropologi Barbara Price on väittänyt, että asteekkien kannibalismin taustalle oletettu ajatus proteiininpuutteesta on perusteeton, koska asteekit olisivat saaneet tarpeeksi proteiineja kasvisravinnosta.

Ihmissyönnistä puhuessa voidaan tehdä ero sen välille syödäänkö oman ryhmän jäseniä (endokannibalismi) vai muiden ryhmien jäseniä (eksokannibalismi). Endokannibalismi liittyy usein hautajaisrituaaleihin, kun taas eksokannibalismi liittyy tyypillisesti sodankäyntiin. Endo- ja eksokannibalismi esiintyvät vain harvoin samanaikaisesti. Eräs viime vuosina tutkimuksen kohteena ollut ryhmä, jonka väitetään harjoittaneen aiemmin molempia kannibalismin muotoja, ovat Brasilian wari-intiaanit.

Eksokannibalismiin on usein liittynyt myös kiduttamista. Voitettu vihollinen on haluttu murskata henkisesti ennen kuin tämä on fyysisesti tuhottu tappamalla ja syömällä. Endokannibalismissa taas on usein kyse vainajan kunnioittamisesta. Toisaalta kyse on voinut olla myös siitä, että vainajaa on pelätty. Vainajan elinvoima on saatettu haluta vapauttaa tai saada se pidettyä sukulinjan tai klaanin sisällä. Endokannibalismia harjoittaneiden kansojen parissa ajatus ruumiin hautaamisesta on saattanut olla yhtä vastenmielinen kuin meille on ajatus ruumiin syömisestä.

Eräs hyvin tunnettu esimerkki hautajaisrituaaleissa harjoitetusta kannibalismista tulee Papua-Uusi-Guinean alueelta. Sikäläisen fore-heimon parissa oli 1950-luvulle asti tapana syödä vainajan liha ja aivot osana hautajaismenoja. Tämä tapa johti kuru-taudin nimellä tunnetun prionisairauden leviämiseen heimon keskuudessa. Sairaus levisi hautajaismenoissa vuosikymmenten ajan, kunnes 1960-luvulla jopa satoja fore-kansan jäseniä kuoli vuosittain tähän Creutzfeldt – Jakobin tautia muistuttavaan sairauteen. Taudin pitkän itämisajan vuoksi epidemia jatkui 1990-luvulle asti, vaikka foret luopuivat ihmissyönnistä jo vuosikymmeniä aiemmin.

Fore-kansan parissa raivonnut kuru-epidemia on antropologian soveltamisen kannalta kiinnostava tapaus. Kuru-taudin tartuntamekanismin ymmärtäminen edellytti perusteellista etnografista tutkimusotetta ja poikkitieteellistä lähestymistapaa, jossa eri tieteenalojen tuloksia yhdistellään rakentavalla tavalla. Fore-kansaa tutkineista antropologeista voidaan mainita Shirley Lindenbaum.

Toisinaan antropologisessa kirjallisuudessa esitetään Claude Lévi-Straussin ajatuksiin pohjaava teoria, jonka mukaan endokannibalismiin liittyisi tyypillisesti keittäminen ja eksokannibalismiin paistaminen. Tämä liittyy ajatukseen siitä, että keittäminen edustaisi kulttuuria siinä missä paistaminen luontoa. Näin ollen oman yhteisön jäsenet keitettäisiin ja vieraat paistettaisiin. Teorian tueksi etsitty empiirinen todistusaineisto on jäänyt ristiriitaiseksi.

Onko ihmissyönti myytti?

Toisaalta antropologian piirissä on myös kiistetty ihmissyönnin olemassaolo vakiintuneena kulttuurisena käytäntönä. Aikanaan jonkin verran akateemista huomiota herättäneessä teoksessaan The Man-Eating Myth (1979) antropologi William Arens esittää, että tosiasiallisen ihmissyönnin sijasta yleisempiä ovat nimenomaan kuvitelmat oman kulttuuripiirin ulkopuolelle jäävien ihmisten harjoittamasta ihmissyönnistä. Itse asiassa Arens kiistää sosiaalisesti hyväksytyn ihmissyönnin olemassaolon täysin.

Arens esittää, että antiikin ajoista lähtien länsimaisen kulttuurin reunamille on kuviteltu ihmissyöjiä. Nämä varhaiset kuvaukset eivät perustuneet missään määrin empiiriseen tietoon ihmissyöjiksi väitettyjen ihmisten elintavoista. Pyrkimyksenä oli vain luoda rajaa sivistyneen ja sivistymättömän maailman välille. Arensin mukaan tällainen perusteeton myytti ihmissyönnistä on antiikin aikana liitetty esimerkiksi skyytteihin, keltteihin ja pikteihin.

Yleisemmällä tasolla tämän tapaisissa ihmissyöjämyyteissä on kyse ihmisille tyypillisestä halusta tehdä rajaa ”meidän” ja ”heidän” välille. Arens huomauttaa, että myös monien ei-länsimaisten kansojen parissa elää sitkeä uskomus siitä, että naapuriheimon alueella ihmissyöntiä todella harjoitetaan. Antropologi Margaret Mead sai Uuden-Guinean alueella kenttätyötä tehdessään kuulla arapesh-heimoon kuuluvilta informanteiltaan, että siirtyminen naapuriheimon pariin voisi olla vaarallista, sillä nämä tunnettiin ihmissyöjinä. Saharan eteläpuolisessa Afrikassa taas monien kansojen parissa on elänyt uskomus, jonka mukaan vaaleaihoiset eurooppalaiset olisivat ihmissyöjiä.

Toisaalta tunnetaan myös ihmissyöjämyyttejä, joissa ihmissyönti sijoitetaan oman yhteisön piiriin. Esimerkiksi eräiden Kanadan intiaanikansojen myyttiperinteeseen kuuluu ajatus Wendigo-hengestä. Tämän myytin mukaan ihmisen voi tietyissä tilanteissa vallata Wendigo-henki, joka muuttaa ihmisen ihmislihaa himoitsevaksi pedoksi. Eräät tutkijat ovat arvelleet, että Wendigo-myytin varjolla on aikanaan saatettu surmata yhteisön sairaita ja heikkoja jäseniä. Kysymys olisi siis ollut hieman samanlaisesta mekanismista kuin noitavainoissa – joistakin yhteisön jäsenistä on haluttu eroon ja heidät on tämän vuoksi mustamaalattu. Wendigo-psykoosi on edelleen tunnettu oireyhtymä eräiden Kanadan intiaanien parissa. Tämä on mielenkiintoinen esimerkki siitä, miten tietyt psyykkiset sairaudet voivat saada kulttuurisidonnaisen ilmiasun.

Pohjois- ja Etelä-Amerikan intiaanien harjoittamasta ihmissyönnistä on kuvauksia Kristoffer Kolumbuksen tekemien löytöretkien ajoista lähtien. Arens kuitenkin kyseenalaistaa näiden kuvausten uskottavuuden. Hän väittää, että antropologit eivät ole soveltaneet riittävää lähdekritiikkiä hyödyntäessään vuosisatojen takaisia silminnäkijöiden raportteja.

Esimerkiksi Marvin Harris uskoo kertomuksia kritiikittä eikä ymmärrä, että aitojen silminnäkijäkuvausten sijasta kyse on ensisijaisesti tarinoista, joiden yhteys todellisuuteen voi olla hyvin kyseenalainen. Ihmissyöntikuvausten samankaltaisuudessa ei Arensille ole kyse kulttuuristen käytäntöjen samankaltaisuudesta eri intiaaniryhmien välillä. Samat tarinat vain kiersivät vuosisatoja eurooppalaisten merimiesten, oppineiden, uudisasukkaiden ja lähetyssaarnaajien keskuudessa.

1500-luvulta peräisin oleva piirros Brasilian kannibaaleista. Edellisissä kuvissa on Leonhard Kernin Ihmissyöjä-veistos vuodelta 1650, kuvaus atsteekkien uhriritaalista ja Francisco de Goyan teos “Saturnus syö poikansa” 1820-luvulta. Kuvat: Wikimedia Commons.

Kuvitelmat ihmissyöjistä ovat monesti toimineet siirtomaavallan ja kolonialismin oikeuttajina. Kun intiaanit kuvattiin ihmislihalla herkuttelevina raakalaisina, heidän alistamisensa muuttui hyväksyttävämmäksi. Sen sijaan esimerkiksi asteekkien omassa taiteessa varsinaisen ihmissyönnin kuvaukset ovat harvinaisia. Arensin mukaan nämä kuvaukset liittyvät tilanteisiin, joissa asteekkisoturit ovat jääneet toisen intiaanikansan vangeiksi.

Todellisuus myyttien takana

Arens ei kiistä, etteikö esimerkiksi satunnaista ihmissyöntiä poikkeustilanteissa olisi tapahtunut. Sen sijaan hän kiistää sellaiset tulkinnat, joiden mukaan ihmissyönti olisi ollut sosiaalisesti hyväksytty osa minkään kansan kulttuuria. Tämän näkemyksen mukaan ihmissyöjäheimoja ei ole olemassa.

Voi olla, että Arens on oikeassa väittäessään, että antropologit ovat menneinä vuosikymmeninä ottaneet todesta tarinoita ihmissyönnistä liian kevyin perustein. Siinä missä monien muiden kulttuuristen käytäntöjen olemassaolosta on käyty älyllisesti paljon ankarampaa keskustelua, ihmissyönnin olemassaolo kulttuurisena ilmiönä on hyväksytty sangen kevyin perustein. Tällöin on pikemminkin ylläpidetty antiikin ajoilta peräisin olevaa myyttiä kuin tehty vakavaa tutkimusta. Tästä ei toisaalta vielä voida vetää sellaista johtopäätöstä, etteikö sosiaalisesti hyväksyttyä ihmissyöntiä olisi voinut esiintyä. Ihmissyöjämyytti ja ihmissyönti ovat eri asioita, eikä niiden olemassaolo loogisesti riipu toisistaan.

Nykypäivänä suurin osa antropologeista ja arkeologeista ei allekirjoita Arensin väitettä siitä, että sosiaalisesti hyväksytty ihmissyönti ei olisi ollut todellinen ilmiö. Uskottavaa etnografista ja arkeologista todistusaineistoa ihmissyönnistä on yksinkertaisesti liikaa. Arensin esittämän kritiikin ansiona on kuitenkin, että antropologit ovat aiempaa herkempiä sen suhteen, voidaanko kaikkia kuvauksia ihmissyönnistä pitää luotettavina.

Ihmissyöntiä koskeva antropologinen keskustelu muistuttaa myös siitä, että antropologisessa tutkimuksessa lähtökohdaksi ei voida ottaa länsimaisia ennakkoluuloja. Vieraita kulttuurisia käytänteitä on pyrittävä ymmärtämään niiden omilla ehdoilla ja niiden omasta syntykontekstista käsin. Tietyssä mielessä Arens syyllistyy samanlaiseen kulttuuri-imperialismiin kuin kritisoimansa ihmissyöjämyyttiä ylläpitävät antropologit. Arensin ongelmana on se, että länsimaiseen moraaliin vetoamalla hän tulee kiistäneeksi ei-länsimaisten kansojen omien perinteiden olemassaolon niiltä osin kuin nuo eivät ole yhteensopivia länsimaisten arvojen kanssa. Ihmissyöjämyytin lisäksi myös myytti jalosta villistä voi olla tutkimukselle vahingollinen.

Arkeologinen aineisto ja tulkinnan ongelmat

Kannibalismista on runsaasti arkeologista todistusaineistoa. Ongelma on, että sen perusteella tehdyt tulkinnat riippuvat aina tutkijoiden ennakko-oletuksista. Usein arkeologinen aineisto osoittaa varmuudella, että jonkinlaista ihmissyöntiä todella on tapahtunut. Pelkästään tämän pohjalta on kuitenkin kyseenalaista väittää, että ihmissyönti olisi ollut myös vakiintunut ja hyväksytty osa tiettyä kulttuuria. Yhtä hyvin kyse on voinut olla myös kriisitilanteen aikaansaamasta pakkoratkaisusta.

Eräs valaiseva esimerkki ovat Pohjois-Amerikan lounaisosissa noin vuosina 700‑1300 eläneet anasazi-intiaanit. Anasazeja pidettiin pitkään hyvin rauhanomaisena kansana, mutta ihmissyöntiin viittaavat arkeologiset löydöt ovat muuttaneet kuvaa viime vuosikymmeninä. Ajatusta anasazien harjoittamasta ihmissyönnistä on puolustanut erityisesti antropologi Christy G. Turner II.

Kun nykyisten alkuperäiskansojen esi-isiä leimataan ihmissyöjiksi, on sillä aina myös poliittisia seurauksia. Ei olekaan ihme, että kaikki Pohjois-Amerikan alkuperäiskansojen edustajat eivät ole mielissään tutkijoiden yrittäessä selvittää totuutta anasazien ihmissyönnistä.

Anasazien asumusten raunioilla tehdyt arkeologiset löydöt osoittavat varmuudella, että jonkinlaista ihmissyöntiä on tapahtunut. On esimerkiksi löydetty ihmisluita, joita on käsitelty tavalla joka viittaa siihen, että liha on irrotettu syötäväksi. Lisäksi on löydetty kivettynyttä ulostetta, jonka on tutkimuksissa todettu sisältävän erästä proteiinia, joka voi olla peräisin vain ihmislihasta.

Arkeologisen aineiston pohjalta on kuitenkin hyvin vaikea sanoa, onko ihmissyönti ollut hetkellinen ratkaisu johonkin kriisitilanteeseen vai elimellinen osa kulttuuria. Toisinaan populaaritieteellisissä julkaisuissa voidaan arkeologiseen aineistoon perustuen esittää, että ihmissyönti on aikanaan ollut yleinen ja laajalle levinnyt kulttuuripiirre.

Kannibaalit keskuudessamme?

Menneinä vuosisatoina merimiehet kertoivat tarinoita kaukaisten maiden ihmissyöjistä. Purjelaivojen aikakaudella ihmissyönti oli monesti elettyä todellisuutta paradoksaalisesti juuri merimiehille itselleen. Haaksirikkoja tapahtui verrattain usein ja merimatkat olivat pitkiä. Mikäli laiva upposi ja miehistö onnistui pelastautumaan veneeseen, ajelehtiminen avomerellä saattoi kestää jopa kuukausia. Ruoka ja juoma hupenivat nopeasti, joten pelastautuneiden oli henkensä pitimiksi usein surmattava joku keskuudestaan.

Pikkuhiljaa kehittyi hyväksytty perinne, jonka mukaan surmattava tuli valita arvalla. Joidenkin lähteiden mukaan arpa lankesi epätavallisen usein laivapojalle. Vuonna 1884 erään haaksirikkoutuneen englantilaisen laivan miehistön jäsenet herättivät kohua myöntämällä, ettei arpaa oltu vedetty. Laivapoika oli tapettu muiden ruoaksi arpaa vetämättä. Seurasi oikeudenkäynti ja lopulta vuosisatoja voimassa ollut perinne muuttui laittomaksi.

Toinen esimerkki länsimaisen kulttuurin piirissä harjoitetusta kannibalismista on menneinä vuosisatoina tavanomainen tapa käyttää vanhoja muumioita lääkinnällisiin tarkoituksiin. Muumiot jauhettiin jauheeksi, jolla uskottiin olevan lääkinnällisiä vaikutuksia. Tätä pulveria pidettiin vielä 1700-luvulla lähes yleislääkkeen asemassa.

Eräänlainen symbolinen kannibalismi on läsnä myös kristittyjen ehtoollisella. Erityisesti katolisessa teologiassa painotetaan sitä, että ehtoollisleipä ja ehtoollisviini todella muuttuvat ehtoollisen aikana Kristuksen ruumiiksi ja vereksi.  Ehtoollisen sakramentti on juuri tässä. Leipä pysyy ulkoisilta ominaisuuksiltaan leipänä, mutta ehtoolliseen osallistuvalle se on samanaikaisesti Kristuksen ruumis.

Yllä esitetyt esimerkit voivat tuntua keinotekoisilta tai kaukaa haetuilta. Niiden voi ajatella osoittavan, ettei kenties voida vetää selvää rajaa ihmissyöntiä harjoittavien ja siitä kategorisesti kieltäytyvien kulttuurien välillä. Ihmissyönti on ihmisenä olemisen rajoja rikkovana toimintana jotain sellaista, mikä uhkaa sosiaalisen järjestyksen perustaa. Jo pelkkä ihmissyönnin mahdollisuus herättää levottomuutta, kuten uskontotieteilijä Matti Kamppinen on todennut. Tämän vuoksi ihmissyönti on ollut tarkkojen rituaalien määrittämää silloin kun sitä sosiaalisesti hyväksyttynä kulttuuripiirteenä on esiintynyt.

Juttu on julkaistu AntroBlogissa ja se julkaistaan myös tiedetuubissa AntroBlogin luvalla. Jutun on kirjoittanut Helsingin yliopiston sosiaali- ja kulttuuriantropologian oppiaineessa jatko-opiskelijana oleva Juuso Koponen. Juttua ei ole muutettu alkuperäisestä.

Lisää luettavaa

Arens, William. 1979. The Man-Eating Myth. Oxford University Press.

Goldman, Lawrence (toim.). 1999. The Anthropology of Cannibalism. Bergin & Garvey.

Harris, Marvin. 1982. Kulttuurien synty. Kirjayhtymä.