vesi | Tiedetuubi

Yksi Apollo-lentojen tulos oli, että kaikki Kuun syntyä koskevat teoriat menivät romukoppaan. Kuusta tuotujen kivinäytteiden ja niiden kemiallisen koostumuksen avulla kehiteltiin nykyisin vallitseva teoria, jonka mukaan Kuu syntyi valtaisan kosmisen kolarin tuloksena.

Noin 100 miljoonaa vuotta Maan muotoutumisen jälkeen siihen osui Marsin kokoluokkaa ollut kappale, jolle on annettu nimeksi Theia. Tähän asti on arveltu, että osuma ei ollut napakymppi, vaan pienempi kappale iskeytyi Maahan vähintään 45 asteen kulmassa.

Nyt tutkijat ovat päätyneet tulokseen, että kappaleet törmäsivät sittenkin suoraan toisiinsa. Nokkakolaria ehdottivat ensimmäiseksi vuonna 2012 Matija Ćuk, Sarah Stewart ja Robin Canup, mutta nyt siitä on saatu uutta näyttöä.

Asiaa selvitettiin tutkimalla samaisia kiviä, joiden koostumus johti alkujaankin törmäysteoriaan. Ratkaiseva tekijä on Maan ja Kuun kivien hyvin samanlainen, liki identtinen kemiallinen kokoonpano.

Analysoitavana oli seitsemän kuukiveä, jotka tuotiin Maahan Apollo 12, 15 ja 17 -lennoilta, sekä kuusi vulkaanista kiveä, jotka ovat peräisin Maan vaippakerroksesta; viisi Havaijilta ja yksi Arizonasta.

Paul Warren (kuvassa vasemmalla), Edward Young ja Issaku Kohl keskittyivät tutkimuksessaan kivien mineraaleihin sitoutuneeseen happeen. Yli 99,9 prosenttia Maassa esiintyvästä hapesta on isotooppia O-16 eli sen ytimessä on kahdeksan protonia ja kahdeksan neutronia. Mukana on kuitenkin pieni määrä raskaampia isotooppeja O-17 ja O-18, joissa on yksi tai kaksi ylimääräistä neutronia.

Jokaisella Aurinkokunnan kappaleella on sille ominainen isotooppisuhde. Paitsi Kuulla. Vuonna 2014 saksalaiset tutkijat tulivat siihen tulokseen, että Kuun isotooppisuhde poikkeaa Maan vastaavastta, mutta uuden tutkimuksen mukaan näin ei olekaan.

"Emme havainneet minkäänlaista eroa Maan ja Kuun isotooppisuhteiden välillä; ne ovat täsmälleen samanlaiset", toteaa tutkimusta johtanut Young.

Hänen mukaansa Maan ja Kuun kivien identtisyys on ratkaiseva tekijä. Jos Maa ja Theia olisivat törmänneet toisiinsa viistossa kulmassa, suurin osa Kuusta olisi muodostunut Theian aineksesta. Silloin Maan ja Kuun happi-isotooppisuhteet olisivat keskenään erilaiset. Nokkakolarin tuloksena hapen kemialliset sormenjäljet ovat samanlaiset.

"Theian aine sekoittui kokonaan sekä Maahan että syntyneeseen Kuuhun, ja jakautui tasaisesti niiden kesken. Se selittää, miksi emme havaitse Theiasta erilaisia jälkiä Kuussa ja Maassa", Young perustelee.

Theiastakin olisi muotoutunut todennäköisesti planeetta, ellei se olisi iskeytynyt Maahan. Young on sitä mieltä, että se oli kooltaan samaa luokkaa kuin Maa, vaikka monien mielestä se oli selvästi pienempi.

Kysymysmerkiksi jää edelleen Maan veden kohtalo. On mahdollista, että törmäyksen seurauksena Maan silloinen vesi katosi kokonaan ja nykyiset varannot ovat peräisin myöhemmin Maahan iskeytyneistä asteroideista, kenties myös komeetoista. Uusi tutkimus ei tuo tähän selvyyttä.

Tutkimuksesta kerrottiin UCLA:n (University of California, Los Angeles) uutissivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: William K. Hartmann [taiteilijan näkemys]; Christelle Snow/UCLA

Markus Hotakainen

Nyt kun taivaalta sataa lisää lunta jo valmiiksi nietosten peittämään maahan, voidaan vilkaista olosuhteita naapuriplaneetan pinnalla – tosin vuosikymmenien takaa.

Päivän kuva

Vaikka Marsin harvassa kaasukehässä on mitättömän vähän vesihöyryä, merkkejä siitä näkyy toisinaan planeetan punaisella pinnallakin. Kylmän yön jälkeen kivistä hiekka-aavikkoa peittää valkoinen kuura. Se ei kuitenkaan ole härmistynyttä vesihöyryä kuten Maassa vastaavissa oloissa, vaan hiilidioksidin ja veden muodostamaa klatraatiksi kutsuttua ainetta.

Päivän kuvan on ottanut Viking 2 -luotain 18. toukokuuta 1979 Utopian tasangolla, suunnilleen Lontoota vastaavalla leveysasteella. Horisontti ei todellisuudessa ole vino, vaan luotaimen laskeutuessa yksi sen kolmesta jalasta jäi kivenmurikan päälle. Syksyllä 1976 laskeutunut luotain toimi kuvan ottamisen jälkeen vielä melkein vuoden ajan ennen kuin sen akuista loppui virta.

Kuva: NASA/JPL

Markus Hotakainen

Lähes kahdentuhannen tunnetun eksoplaneetan joukossa on liuta "kuumia jupitereita". Ne ovat jättimäisiä kaasuplaneettoja, jotka kiertävät tähteään niin lähellä, että niiden pintalämpötila on vähintään satoja asteita.

Pieni etäisyys tähdestä tekee näistä eksoista hankalasti havaittavia, joten vain muutamaa on pystytty tutkimaan tarkemmin. Yhteistä monille maailmoille on, että niiden kaasukehässä näyttää olevan vettä paljon vähemmän kuin teoreettisten mallien perusteella voisi olettaa.

Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskoopeilla on nyt tehty kymmenestä Jupiterin kokoluokkaa olevasta eksoplaneetasta havaintoja, jotka kertovat, mihin vesi on kadonnut: ei mihinkään.

Kaikki tutkitut eksot vaeltavat tähtensä editse, jolloin ylikulun aikana osa tähden valosta kulkee planeetan kaasukehän läpi.

"Kaasukehä jättää ainutlaatuisen sormenjäljen tähden valoon, joka saapuu havaintolaitteisiimme", toteaa Hannah Wakeford NASAn Goddardin avaruuslentokeskuksesta.

Yhdistämällä Hubblella ja Spitzerillä tehdyt havainnot tutkijat pystyivät kokoamaan kustakin planeetasta spektrin, joka ulottuu näkyvästä valosta infrapuna-alueelle. Kun eri aallonpituusalueilla mitattuja planeetan läpimitan arvoja verrattiin toisiinsa, saatiin selville, onko kaasukehä pilvinen vai pilvetön.

Pilvien peittämä planeetta näyttää optisella alueella suuremmalta kuin infrapuna-aallonpituuksilla, jotka pääsevät syvemmälle kaasukehään. Näin saatiin määritettyä pilvisen tai utuisen kaasukehän ja vähäisen veden mahdollinen yhteys.

"On todella jännittävää saada lopultakin tietoa näin laajasta planeettojen joukosta, sillä nyt meillä on riittävästi havaintoja eri aallonpituusalueilla, jotta voimme vertailla planeettojen erilaisia ominaisuuksia toisiinsa", sanoo David Sing Exeterin yliopistosta.

"Tulostemme mukaan vesi yksinkertaisesti piileskelee pilvien alla, joten kuivia ja kuumia jupitereita ei olekaan", selittää Jonathan Fortney Kalifornian yliopistosta Santa Cruzista.

"Vaihtoehtoinen selitys on, että planeetat muodostuvat vähävetisissä ympäristöissä, mutta se edellyttäisi kokonaan uusia teorioita planeettojen synnystä."

Tutkimuksesta kerrottiin Hubblen uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/ESA (taiteilijan näkemys tutkituista maailmoista)

Markus Hotakainen

Vettähylkiville aineille on kova kysyntä. Ulkoiluvaatteissa ja autojen tuulilaseissa ominaisuus helpottaa elämää, mutta esimerkiksi lentokoneiden ulkopinnoilla se on myös tärkeä turvallisuustekijä: siipiin kertyvät vesipisarat vaikuttavat jäätyessään nosteeseen ja lento-ominaisuuksiin.

Zürichin teknillisessä yliopistossa (Eidgenössische Technische Hochschule eli ETH) on kehitetty superhydrofobinen materiaali, jonka pinnalta vesipisarat pomppaavat kuin trampoliinilta – ikäänkuin aine olisi allergista vedelle.

Dimos Poulikakoksen johtama tutkijaryhmä tarkasteli millimetrin läpimittaisten vesipisaroiden käyttäytymistä erikoisrakenteisella silikonipinnalla. Kun ilmanpainetta alennettiin noin kahdeskymmenesosaan normaalista, pisarat alkoivat pomppia, vieläpä niin, että pomppu pompulta ne kohosivat korkeammalle – kuin trampoliinilla hyppivä ihminen.

Erona on mittakaavan lisäksi se, että pinta ei ollut joustava, vaan kiinteä. Äkkiseltään moinen vaikuttaa fysiikan lakien räikeältä rikkomukselta, sillä kiinteälle pinnalle putoavan kappaleen ei pitäisi saada mistään lisää energiaa. Jos jokainen pomppu kohottaa vesipisaran aiempaa korkeammalle, jostain energiaa on kuitenkin tultava.

Tutkijat lähtivat selvittämään arvoitusta tarkastelemalla yksityiskohtaisesti pisaroiden liikettä ja lämpötilajakaumaa niiden sisällä. Tuloksena oli, että ilmiön taustalla on veden haihtumisen ja pintamateriaalin mikrorakenteen sopiva yhdistelmä. Pisaran ja pinnan väliin syntyvä ylipaine antaa tarvittavan lisäenergian.

Jos pisaran lämpötila on alle nollan celsiusasteen, veden sanotaan olevan alijäähtynyttä. Silloin haihtuminen voi nopeutua, kun jäätyvän pisaran lämpötila – jälleen järjenvastaisesti – äkkiä nouseekin. Kun veteen alkaa muodostua jääkiteitä, olomuodon muutos nestemäisestä kiinteäksi vapauttaa lämpöä, joka nostaa vesipisaran lämpötilan nopeasti nollaan asteeseen.

"Lämpeneminen tapahtuu muutamassa millisekunnissa", selittää tutkijaryhmään kuulunut Tom Schutzius. "Seurauksena on räjähdysmäinen höyrystyminen."

Se saa pisaran jälleen jäähtymään ja sama toistuu – paitsi että muodostuva ylipaine kasvaa vielä suuremmaksi ja vesipisara sinkoutuu ylöspäin kuin raketti.

Keskeinen tekijä on kuitenkin pinnan rakenne. Sen on oltava epätasainen, jotta vesipisara ei takerru siihen, mutta jos pinta on liian rosoinen, vapautuva vesihöyry karkaa epätasaisuuksien kautta eikä ehdi saada aikaan pomppuefektiä. ETH:ssä kehitetty silikonipinta muodostuu muutaman mikrometrin läpimittaisista "pylväistä", jotka ovat säännöllisissä riveissä noin viiden mikrometrin välein.

Jotta ilmiöstä olisi hyötyä arkimaailman sovelluksissa, se on saatava toimimaan myös normaalissa ilmanpaineessa. Jatkossa Poulikakoksen tutkijaryhmä tähtää juuri siihen.

Lentokoneiden lisäksi mahdollisia käyttökohteita olisivat korkeajännitelinjat, jotka tietyissä olosuhteissa keräävät helposti jäätä, ja tiepinnoitteet, jotka hylkisivät vettä ja jäätä.

Tutkimuksesta kerrottiin ETH:n uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Digit Works/ETH Zurich; video: Schutzius et al./Nature

Jarmo Korteniemi

Elokuva Yksin Marsissa (The Martian, 2015) sai juuri ensi-iltansa Suomessa. Arvostelun ensimmäisessä osassa kerroimme elokuvasta kokemuksena. Tässä osassa keskitytään tieteellisiin faktoihin.

Tämä artikkeli voi sisältää paljastuksia elokuvan käänteistä – lukekaa siis omalla vastuulla!

Yksin Marsissa kuuluu realististen tieteiselokuvien kastiin. Se sijoittuu lähitulevaisuuteen ja siinä käytetään (lähes) nykyistä teknologiaa. Elokuvassa pyritään mahdollisimman hyvään tieteelliseen tarkkuuteen, ja sen tekemisessä onkin kuultu useita avaruusalan asiantuntijoita. Siksi on myös kohtuullista katsoa täikamman kanssa, kuinka hyvin Ridley Scott ja kumppanit nyt tavoitteessaan onnistuivat.

Ratkaisu ongelmiin on Mark Watneyn sanoin: "I'm going to have to science the shit out of this." Idea on leffan kantava teema, ja yksinäisen marsilaisen macgyveröintejä odottaa innolla läpi elokuvan. Tieteellinen osuus ei kuitenkaan mene täysin putkeen.

Kaikesta hienoudestaan ja tieteellisesti hiotuista yksityiskohdistaan huolimatta Yksin Marsissa saa Marsin ensimmäisen asukin toimet näyttämään aivan liian helpoilta. Kärjistetysti sanoen homma vaikuttaa samanlaiselta kuin voisi kuvitella telttailun olevan vaikkapa Gobin autiomaassa tai Etelämantereella. Sillä erotuksella, että telttailijalla sattuu nyt olemaan päällään avaruuspuku, eikä seurana ole edes sikäläisiä pingviinejä tai kameleita.

* Huom! Kappaleet, joihin on tehty muutoksia, alkavat tähdellä ( * ). Muutokset on listattu jutun lopussa.

Kaksi tärkeää asiaa unohdettiin ihan kokonaan

* Punaisen planeetan painovoima on runsas kolmannes Maan vastaavasta (3,7 vs. 9,8 m/s²). Pölyn pitäisi siksi laskeutua hitaammin ja askelten täytyisi näyttää enemmän Kuussa (1,6 m/s²) pomppimiselta kuin Maassa tallustelulta. Asiaa ei kuitenkaan noteerata Yksin Marsissa -elokuvassa mitenkään. Painepuvun massan tuoma lisätaakkakaan ei riitä tekemään kävelystä normaalin näköistä (Apollo-astronauttien puvut painoivat lähes 100 kg, ja siltikin he pomppivat pitkiä matkoja). Erhe ei ole anteeksiannettava edes teknisten vaikeuksien vuoksi – suuren budjetin leffassa tietokonegrafiikka tai kuvaustekniikan tuunaus olisi voinut pelastaa jo paljon.

* Toinen elokuvassa täysin huomiotta jäävä tosiasia on säteily-ympäristö. Tuoreet mittaukset osoittivat, että Marsissa 500 päivää lomaileva astronautti saisi reissullaan pyöreästi 1 Sv (sievertin) ylimääräisen säteilyannoksen ja planeettojenvälisessä avaruudessa vastaava ajan viettävä sitäkin enemmän. Määrä vastaa NASAn standardeissa rajaa yhden astronautin koko urallaan saamalle ylimääräiselle säteilyannokselle, nostaen tilastollista syöpäriskiä muutamalla prosentilla. Todellisessa elämässä Marsiin menijät joutuisivatkin viettämään suuren osan ajastaan säteilysuojassa niin matkalla kuin perilläkin. Elokuvan maailmassa on siis joko keksitty uusia suojamateriaaleja, tai sitten kriteerejä on vain höllennetty että päästään käymään perillä...

Marsin yleiset olosuhteet (tai vähän sinnepäin)

Elokuvan ehdoton ”pääpahis” on punaisen planeetan kaasukehä, jota vastaan Mark Watney (Matt Damon) joutuu alituiseen taistelemaan. Alhainen paine pakottaa pitämään painepukua ulkona liikkuessa. Kylmä tappaa potut ja myrkyllinen ympäristö on täysin elinkelvoton. Kuinka siellä voi kukaan selvitä?

Käytännön vastaus on yllättävä: muutetaan ympäristöä ohjaajan mielen mukaan. Tuntuu nimittäin, että elokuvassa kaasukehän vaikutuksia vuoroin liioitellaan, vuoroin väheksytään.

* Marsissa toki on pölymyrskyjä, ja niistä on havaittu salamointiakin. Aivan kuin elokuvassa, paitsi että siinä myrsky on vain aivan liian tehokas. Vaikka Marsin tuuli todella nostaa isompia hiukkasia mukaansa kuin Maassa (kiitos sikäläisen painovoiman), ei sielläkään kovalla tuulella ikkunaan ropise sentään mitään soraa kuten leffassa. Kyse on pölymyrskystä, jossa tuuli onnistuu kuljettamaan vain mikrometrien tai millin kokoisia kappaleita. Kun kaasu on lisäksi hyvin ohutta, sellaisen puhurin pahin vaikutus on kolojen ja saumojen tukkiminen, pidemmän päälle kenties myös pintojen hiominen. Ja siltikin robotilaskeutujat ovat selvinneet pinnalla toimivina vuosikausia, pölystä ja myrskyistä huolimatta.

Ja vaikka myrskyllä olisikin vaikutusta, ei oikeita Mars-astronautteja lähetettäisi pakosalle myrskyn tullen. Planeetan olosuhteet osattaisiin ottaa huomioon jo etukäteen, ja paikat vain suojattaisiin myrskyltä.

Mikään marsilainen tuuli ei oikeasti pukkaa tonnien painoista rakettia kumolleen, tai edes lennätä ihmistä metrien päähän. Sellainen on silkkaa Hollywood-liioittelua.

* Muutamia kaasukehän asioita hoidetaan elokuvassa oikein komeasti oikein. Pölypyörteet ja pilvet näyttävät aivan sellaisilta kuin pitääkin.

Myöhemmässä kohtauksessa Watney paikkaa ilmastointiteipillä (sekä kiristysliinoilla ja ilmeisesti jollain äärimmäisen kestävällä muovipressulla) asumuksensa seinään repeytyneen parimetrisen reiän. Tuulensuojana yhdistelmä voisi ehkä toimia. Mutta sitten homma menee överiksi: Watney paineistaa huoneen uudelleen hengityskelpoisella ilmalla. Ja paikka pitää – vaikka paine huoneessa nousee satakertaiseksi ulko”ilmaan” verratuna. Ja lisäksi ulkona puhisevan tuulen voima (joka ei nyt ole edes myrskytasoa) riittää elokuvassa lepattamaan paineistettua pressua edestakaisin kuin löysää muovipussia! Vaikea uskoa, kuten sitäkään, että teippi-pressu -yhdistelmä pitäisi painetta niin hyvin, että elintärkeän hapen vuoto pysyisi siedettävänä, ja että kukaan uskaltaisi oleskella asumuksessa ilman painepukua. Hyvää ratkaisussa on vain se, että niin kauan kun paine-ero on noin valtava, vuodosta huolimatta ulkoa ei varmaankaan pääsee tilalle myrkyllistä hiilidioksidia.

Ilmastointiteipillä voi kuitenkin tunnetusti tehdä lähes mitä vain. Sillä todella saattaisi hyvinkin paikata haljenneen ja happea vuotavan kypärän hätäratkaisuna, aivan kuten elokuvassa. Paikkauksen jopa ehtisi hyvin tehdä, jos happisäiliössä vain olisi riittävästi painetta eikä reikä olisi liian suuri. Näin siis, mikäli teipin tarrapinta nyt yleensäkin tarttuu Antarktiksen talven lämpötiloissa mihinkään, ja sulkeutuu tiiviisti huolimatta joka paikassa koko ajan leijuvasta pölystä.

Entäpä elokuvassa nähdyt pinnanmuodot? Nehän ovat ensi silmäyksellä karun lumoavia ja varsin ”marsilaisia”. Kanjonit, kalliot ja vuoret ovat kerroksineen ja kuoppineen tosiaan erittäin vakuuttavia. Pinnalta löytyvät pienet aaltoilevat hiekkakasat ja kivet näyttävät pitkälti siltä kuin ne oikeastikin Marsissa ovat. Löytyy aavikkoa, kallioita, hiekkaa, pölyä ja tomua. Kyllä sen Marsiksi tunnistaa.

Mutta. Acidalia Planitia, Watneyn väitetty asunpaikka Marsissa, on suuressa mittakaavassa eräs niitä kaikkein tasaisimpia seutuja Marsissa. Sieltä ei löydy yhden yhtä sellaista jylhää kallioseutua, jotka ympäröivät tukikohtaa elokuvassa. Ja toisaalta Marsin pinnalla on paljon enemmän vaihtelua pienessä mittakaavassa (eli kiviä, dyynejä, mäkiä, kuoppia, kumpuja ja pieniä kraattereita) kuin elokuvan tasaisilla lakeuksilla.

Eivätkä maisemat juuri muutu elokuvassa, vaikka paikka vaihtuu.

Watney käy tekemässä mutkan vanhan Mars Pathfinder -laskeutujan luona, ja löytää sen moukan tuurilla hiekkaan hautautuneena. Mutta todellisissa kuvissa seutu on kuitenkin varsin kivikkoista. Ei sieltä löydy tuulen liikuteltavissa olevaa hiekkaa läheskään tuollaisia määriä.

Toisessa vaiheessa Watney ajalee kohti itäkaakkoa ja 3500 kilometrin päässä olevaa Schiaparellin kraatteria. Reitille mahtuisi paljon hulppeita näkymiä jokiuomista jättimäisiin louhikkoihin, mutta päähenkilö vain mennä jurruuttaa autollaan länkkäreistä tai Mad Maxista tutun näköistä tasaista aavikkoa korkeiden kallioiden välissä. Itse Schiaparelliin siirtyminenkin jää leffassa ikävästi huomiotta, vaikka sen reunavuoristo olisi ollut komeaa katsottavaa. Matalimmankin kohdan ylitys kun vaatii satojen metrien nousua vain muutamien kilometrien matkalla.

* Ja Schiaparellin pohja on tietysti aivan toisenlainen kuin elokuvassa.

Pottupenkit silkkaa potaskaa?

Watneyn pelastus on kiinni (muunmuassa) siitä, onnistuuko hänen kasvattaa perunoita Marsissa. On toki mahtavaa, että mies sattuu olemaan botanisti, mutta herää kysymys: mitä ihmettä kyseisen tieteen edustaja tekee Mars-lennolla? Eikö astro- tai mikrobiologilla olisi reissulla enemmän annettavaa? Vähättelemättä yhdenkään biologin tietoja voisi lisäksi myös väittää, että jopa geologi tai insinööri saattaisi tietää Watneyn tarvitsemat perusasiat kasvien kasvatuksesta.

Tärkeämpää kuitenkin on, miten juuri niiden perunoiden kasvattaminen Marsissa onnistuu yhtään keneltäkään? Kuinka juhlaruuaksi tarkoitetut ja vuoden päivät(?) tyhjiöpakattuna olleet perunat enää edes ovat elinkelpoisia? Voisi luulla, että ne on esikeitetty tai ainakin pakastekuivattu ennen lentoa. Avaruuslennolla kun tupataan yleensä olemaan varsin tarkkoja mukana olevan tilavuuden ja massan suhteen.

* Perunoiden kasvatusalustakin epäilyttää. Pelkkä ihmisen – tai minkä tahansa eläimen – uloste on ravintoarvoltaan erittäin tujua. Sonta sekoitetaankin aina pintamaahan suhteellisen pienissä määrissä, jotta hajoittajaeliöt (mikrobit, madot, sienet, sun muut) saavat pilkottua tavarasta kasveille sopivampaa. Vaikkei miehitetty Mars-lento steriili ympäristö olekaan, sopivien jätteenhajoittajien mukanaolo ei ole kovin todennäköistä: Jätteitä ei ilmiselvästi ole tarkoitettu kompostoitaviksi, sillä jätepökäleetkin on yksittäispakattu ja nimikoitu! Lisäksi suolistobakteereitkin voivat osoittautua ongelmaksi kasveille. Ja, vaikka marsperässä ihan varmasti on perunoiden tarvitsemia hivenaineita, siinä on nykytietojen mukaan myös myrkyllisiä suoloja ja raskasmetalleja.

On siinä potuilla kestämistä.

Ylihulppeat avaruusalukset ja itsesiivoutuvat asumukset

Yksin Marsissa -elokuvassa matkat planeettojen välillä taittuvat jättimäisellä Hermes-avaruusaluksella. Siro alus itsessään on ehkä se kaikkein uskomattomin teknologia koko elokuvassa.

Hermeksen merkittävin osa on asuinmoduuli, jonka pyöriminen tuntuu astronauteista painovoimalta. Teoreettisista mahdollisuuksista huolimatta pyörivän aluksen käytännön tekniset ongelmat tekevät siitä toistaiseksi silkkaa utopiaa. Lisäksi Hermeksen korkeat huoneet ja tyhjä tila ovat pelkkää rahanhukkaa. Kaikki ylimääräinen kun maksaa massan ja polttoaineen kautta todella paljon. Todellisella Mars-lennolla ei kannattaisi pröystäillä millään, vaan tähdätä kaikessa tylsän käytännölliseen. Puitteet sekä matkalla että perillä olisivat paljon vaatimattomammat.

* Hermeksen moduulirakenne altistuu moneen kertaan suurille rasituksille. Sitä rääkätään parilla gravitaatiolingolla, äkillisellä ex tempore -jarrutuksella (johon liittyvä räjäytys on itsessäänkin jo suuri ongelma), sekä ottamalla vauhdissa mukaan uusi raskas moduuli. Tosielämässä tuollaiset manööverit olisivat riskialttiita, jos eivät ehkä täysin mahdottomia kestettäviä. Mutta leffassa edes liitoskohdat eivät nitise.

* Asiaa enemmän ymmärtävät kertoivat, että elokuvan ratalaskutkin ovat päin prinkkalaa. Gravitaatiolingot toki toimivat, ja sellaisen avulla saa sekä lisättyä avaruusaluksen nopeutta että muutettua kurssia. Ongelma on siinä, että Hermes-aluksen ajoitus on linkojen kanssa sellainen, ettei se millään onnistuisi saavuttamaan ensin Maata, sitten Marsia ja lopuksi Maata.

Marsissa Watney yrittää macgyveröidä itsensä selviämään jos jonkinmoisesta pulasta. Aivan aluksi hän huomaa aivan oikein, että suurimmat huolenaiheet ovat hengityskelpoinen ilma sekä vesi. Happiongelmaa ei varsinaisesti käsitellä, sillä hengitysilmaa saadaan automaattisesti jostain minitehtaasta, joka ilmeisesti toimii moitteetta. Vettä Watney taas päättää polttaa hydrasiinista, mikä toki on periaatteeltaan aivan toimiva ja loistava idea. Paitsi että hydrasiini ainoastaan sattuu olemaan erittäin myrkyllinen aine jo ihokosketuksessa. Mutta parin testin jälkeen päähenkilömme kyhäämä systeemi toimii jo kuin junan vessa.

* Suurin osa Watneyn asumuksen laitteista toimii kuukausikaupalla ilmeisen ongelmitta. lmanpuhdistuslaitteitakaan ei tarvitse rassata, vaikka niiden käyttöikä hipoo jo monikymmenkertaista alkuperäiseen verrattuna. Myös energiansaanti toimii moitteetta kuukaudesta toiseen, kunhan aurinkopaneelit välillä putsailee pölystä. Tämän osoituksena planeetan ainoan asukkaan talon huipulla pitää näkyä olla suuritehoinen valonheitin pyörimässä. Marsissa elely on ilmeisen helppoa. (Tai no, räjähtäähän asumuksen ilmalukko toki irti yhdessä kohtauksessa. Arvelen kuitenkin ihan laskelmia tekemättä, ettei posaus riittäisi lennättämään sitä kymmenen metrin päähän, edes Marsin painovoimassa. Seinä tai jokin sauma vain repeäisi.)

Watney korjaa Mars-autonsa kaksi vajavuuttakin oivasti. Hän pidentää ajomatkojaan repimällä jostain toisen yhteensopivan akun, mutta mielenkiintoisempaa on, että hän lämmittää elintilansa radioaktiivisella ydinparistolla. Vaikka pariston kuori periaatteessa suojaakin tehokkaasti säteilyltä, vekottimen kuskaus metrin päässä päähenkilöstä kuulostaa hieman riskaabelilta. Etenkin, jos autossa pitää olla yhtäjaksoisesti pari kuukautta.

* Sekä majapaikka että auto pysyvät puhtaina, vaikka mies istuskelee ja makailee yhtenään pihalla katsellen maisemia. Hänen pitäisi tuoda vaatteissaan asuintiloihin paljon pölyä ja hiekkaa (varusteiden täydellinen puhdistus kun lienee mahdotonta). Yhtä epäloogisesti kaikkea säestää Watneyn inhoama diskomusiikki. Mentiinpä mihin tahansa.

Valoa nopeampaa chattailyä?

Yksin Marsissa muistuttaa useaan otteeseen radiolähetysten aikaviiveestä, joka johtuu Maan ja Marsin pitkästä etäisyydestä. Pelkkä viestin kulku suuntaansa kestää 3–22 minuuttia, riippuen siitä millä kohdalla planeetat ovat radoillaan.

Jahka Watney saa yhteyden Maahan, viestintä näyttää voivottelusta huolimatta kuitenkin lähinnä nopeiden tekstiviestien vaihdolta. Viestien välittömyyttä ei sanota, mutta niin vihjataan. Kun Watney ja NASAn väki lähettelevät kommentteja toisilleen, he istuvat vastauksen saadessaan tismalleen samoissa asennoissa kuin edellisen viestin lähettäessään. Sama toistuu, joka kirjoittelukerralla, kuukaudesta toiseen. Todellisuudessa viestien edestakaisia matkoja odotellessa ehtisi kuitenkin käydä vaikka kahvilla. Tai ehkä vaihtaa asentoa.

Ilmeisesti Ridley Scott halusi planeettojenvälisestä chattailystä valoa nopeampaa?

On myös varsin vaikea kuvitella, että...

...Marsia kiertäisi niin monta satelliittia, että jotain paikkaa voitaisiin seurata lähes ympäi vuorokauden.
...edes Marsiin jääneen astronautin vuoksi muutettaisiin useiden satelliittien ratoja tai tehtäisiin muita hätiköityjä päätöksiä.
...NASAn Mars-lennonjohdosta pitäisi juosta ruokalaan etsimään Mars-karttaa, ihan vain jotta saadaan selville mihin Watney on matkalla.
...koulutettu astronautti joutuisi kyselemään kollegoiltaan, että mikä hänen rutiininomainen tehtävänsä sillä hetkellä on.
* ...vetyliekin väri olisi keltainen.
* ...astronautti onnistuisi käyttämään pukunsa ilmanpainetta propulsiosysteeminä avaruudessa leikkaamalla hanskaansa reiän. Koska materiaalit, massakeskipiste sekä massan hitaus.
...Marsin olosuhteissa avaruuspuvun rikkonut ja haavan tehnyt kepakko ei toisi mukanaan myrkyllisiä aineita sisältävää pölyä ja haava parantuisi muutamilla tikeillä.
...avaruusaluksen komentaja heittäisi mitään sanomatta tuosta vain avaruuspukunsa päälle (ehkä parissa minuutissa), ja menisi ilman syytä tekemään toisten töitä.
...ensimmäisenä maahanpaluupäivänä mentäisiin suoraan opetushommiin.

Mutta mitäs pienistä.

Kaikista yllä luetelluista puutteista huolimatta huolimatta elokuva on ihan oikeasti katsomisen arvoinen. Etenkin, jos pitää avaruustutkimuksesta, Marsista, lähes-realistisesta scifistä, tai vain leppoisasta jännityksestä.

Kannattaa muistaa, ettei miltään elokuvalta voi ikinä odottaa täydellistä vastaavuutta oikean maailman kanssa. Vaikka tämänkin leffan olisi voinut suunnitella hieman (paljon?) paremmin, se on silti ehkä tarkin ja hienoin kertomus siitä, miten Marsissa voisi todella pärjätä.

Arvostelun kirjoittaja on Mars-tutkimukseen erikoistunut planeettageologi.

* Alkuperäiseen artikkeliin on tehty seuraavat muutokset:
10.10.2015 klo 20.00: Muutamia lauseita selvennetty ja lisätty kommentti vetyliekin väristä.
10.10.2015 klo 23.30: Lisätty useita kommentteja (mm. Marsin säteily-ympäristöstä, gravitaatiolingosta, räjähdyksistä, avaruuspukujen massasta) sekä linkit Schiaparelli-kraatterin kuvaan ja pölymyrskyn salamointiin.
11.10.2015 klo 12.00: Lisätty kommentti astronautin hanskassa olevasta reiästä.

Markus Hotakainen

Marsin vesi ei ole ollut uutisaihe enää aikoihin, vaikka siitä vastikään yritettiin taas nostattaa mediassa kohua. Punaisella planeetalla on ollut vettä ja sitä on vähäisessä määrin edelleen, mutta suurin osa siitä on kadonnut jo aikoja sitten.

Muinoin Marsin kaasukehä oli huomattavasti tiheämpi, joten siellä saattoi olla käynnissä samanlainen vesikierto kuin Maassa nykyisinkin. Curiosity-kulkijan tutkimassa Gale-kraatterissa on ilmeisesti lainehtinut pitkään järviä.

Viime vuoden syyskuussa Curiosity saavutti yli viisi kilometriä korkean Aeolis Monsin eli epävirallisesti Sharp-vuoren alarinteet ja pääsi tutkimaan niillä esiintyviä kerrostumia.

"Kulkijan tekemät havainnot viittaavat siihen, että 3,3–3,8 miljardia vuotta sitten alueella oli perätysten pitkäikäisiä jokia ja järviä, joihin kerrostuneet sedimentit muodostivat vähitellen Sharp-vuoren alarinteet", kertoo tutkijaryhmään kuulunut Ashwin Vasavada. "Marsin muinaisen ilmaston nykymallit eivät kuitenkaan ennusta tällaista pysyvien järvien sarjaa; lämpötila nousi vaivoin plussan puolelle."

Gale-kraatterissa vaeltava Curiosity on tehnyt useita pysähdyksiä ja tutkinut lukuisia mielenkiintoisia alueita. Kuvien, näytteiden ja kairausten avulla on saatu tietoa, jonka perusteella on pystytty muodostamaan yhä tarkempi kuva alueella tapahtuneista muutoksista.

Jo ennen Curiosityn laskeutumista tutkijat arvelivat Gale-kraatterissa olevan laajoja kerrostumia. Niiden alkuperästä ei kuitenkaan ollut yksimielisyyttä. Yhden koulukunnan mukaan kerrostumat olisivat "kuivia" eli ne olisivat syntyneet tuulen kuljettamasta hiekasta ja pölystä. Toinen vaihtoehto oli, että ne olisivat kasautuneet jokiin ja järviin. Ja niin näyttää myös tapahtuneen.

"Curiosityn matkan varrella on havaittu merkkejä nopeasti virtaavan veden kuljettamasta sorasta ja toisaalta seisovasta vedestä, johon on laskenut jokia. Päättelimme siitä, että lähellä Sharp-vuorta meidän pitäisi alkaa nähdä veteen kerrostuneesta hienojakoisesta aineksesta syntyneitä kiviä. Nyt kun olemme päässeet sinne, näemme runsaasti ohuista kerroksista koostuvia sedimenttikiviä", Vasavada toteaa.

"Kivet muistuttavat huomattavasti vastaavanlaisia täällä Maassa", sanoo niin ikään tutkijaryhmään kuulunut Woody Fischer. "Kerrosten paksuus vastaa sekä millimetrien että senttimetrien mittakaavassa seisovaan veteen vajoavan hienojakoisen aineksen muodostamaa sedimenttiä. Täsmälleen sama on havaittavissa kivissä, jotka kertovat Maan muinaisista järvistä."

Kuvasarjan B-ruudussa on näkymä samaan hiekkakivimuodostelmaan kuin otsikkokuvassa, mutta siihen on merkitty mm. kivi ("Rock"), jonka lähettyviltä on otettu D-ruudussa oleva lähikuva karkearakenteisesta hiekkakivestä. C-ruudussa on puolestaan tarkempi otos otsikkokuvaan punaisella merkitystä kivestä.

Sedimentit viittaavat siihen, että seisovan veden muodostamia järviä on esiintynyt pitkiä aikoja. Ne ovat kenties laajentuneet ja kutistuneet satojen miljoonien vuosien ajan. Näissä järvissä kerrostuneet sedimentit muodostavat nykyisin Sharp-vuoren alarinteet.

"Vuoren paikalla oli aikoinaan syvänne, joka on ollut veden täyttämä", toteaa John Grotzinger, artikkelin pääkirjoittaja. "Curiosityn mittaukset kertovat noin 75 metrin paksuisista sedimenteistä, mutta NASAn Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen kartoituksen ja Curiosityn kuvien perusteella näyttää siltä, että veden kuljettamasta aineksesta muodostunut kerrostuma on voinut kohota 150–200 metriä kraatterin nykyistä pohjaa korkeammalle. Se vastaa miljoonien vuosien ajanjaksoa, jolloin Gale-kraatterissa on voinut esiintyä järviä."

Veden vaikutuksesta syntyneet Gale-kraatterin kerrostumat ovat saattaneet olla vielä havaittuakin paksumpia, jopa 800-metrisiä. Se merkitsisi ajassa kymmeniä miljoonia vuosia. Sitä korkeammalla ei kuitenkaan ole merkkejä "vetisistä" sedimenteistä.

"Sharp-vuoren rinteillä ei ole 800 metrin yläpuolella merkkejä vedessä muodostuneista kerrostumista. Sitä ylempänä on 4 000 metrin verran ainoastaan 'kuivaa' sedimenttiä", Grotzinger arvioi.

Hänen mukaansa kraatterin myöhemmissä vaiheissa kerrostumat ovat muodostuneet tuulen kuljettamasta aineksesta. Silloin vetinen ajanjakso, jonka kuluessa vuoren alarinteet muodostuivat, oli jo päättynyt.

Suuri kysymysmerkki on sedimenttejä muodostaneen veden alkuperä. Jotta Marsin pinnalla on voinut olla virtaavaa vettä, sen kaasukehän on täytynyt olla tiheämpi ja ilmaston lämpimämpi kuin teorioiden mukaan Gale-kraatterin geologisen aktiivisuuden aikoihin on ollut.

Kivien antaman todistuksen mukaan ilmasto on muinoin ollut kosteampi. Nykyiset mallit, joissa otetaan huomioon kaasukehän aiempi tiheys ja koostumus sekä Auringosta tulevan energian määrä, viittaavat kuitenkin kuivaan ilmastoon. Niiden mukaan Marsin pinnalla ei ole voinut olla suuria määriä nestemäistä vettä.

Gale-kraatterista löytyneet kivet kertovat kuitenkin toisenlaista tarinaa. "Olipa se sitten lumi- tai vesisadetta, geologisten todisteiden mukaan Gale-kraatterin reunamilla oleville ylängöille kertyi kosteutta", Grotzinger päättelee.

Pohjaveden purkautuminen, jolla usein selitetään vetisestä menneisyydestä kertovat havainnot, kun ilmastomallit ennustavat pelkkää kuivuutta, ovat Gale-kraatterissa epätodennäköisiä.

Kraatterin reunamilta alkaa Pohjoinen tasanko, ja joidenkin tutkijoiden mukaan siellä on lainehtinut meri, joten vesi on voinut olla peräisin myös sieltä. Silloinkin ongelmana on, että pinnalla olisi pitänyt esiintyä nestemäistä vettä pitkiä ajanjaksoja.

Samalla kun kehitellään uusia ilmastomalleja, taustatukea saadaan Curiosityn tekemästä tutkimuksesta. Kaikkein kiinnostavin tieto on vasta tulossa, kunhan kulkija ehtii huristella vuorenrinnettä pitkin ylemmäs. Siihen menee kuitenkin vuosia.

"Kerrostumat kertovat Gale-kraatterin historiasta. Tiedämme siellä olevan kiviä, jotka muodostuivat järven vedessä. Millainen on kivien koostumus? Järvi muodosti rajapinnan veden ja kaasukehän välillä, ja sen pitäisi kertoa meille merkittäviä asioita silloisista olosuhteista."

"Olemme erehtyneet pitämään Marsia yksinkertaisena", Grotzinger jatkaa. "Pidimme aikoinaan Maatakin yksinkertaisena. Mitä tarkemmin katsomme Marsia, sitä enemmän herää kysymyksiä, koska näkemämme todellinen monimutkaisuus alkaa tulla ilmi. Nyt on hyvä hetki arvioida uudelleen aiempia olettamuksiamme. Jokin palanen on vielä kateissa."

Tutkimuksesta kerrottiin Caltechin (California Institute of Technology) uutissivuilla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: NASA/Caltech/JPL/MSSS

Viikon alkuun osui kaksi "taivaallista" tapahtumaa, joista kehkeytyi mediassa melkoinen kohu. Maanantaiaamuna Kuu pimeni täydellisesti ja saman päivän illalla (Suomen aikaa) NASA piti tiedotustilaisuuden Marsin vedestä.

Kosmisen naapurimme pimennystä hehkutettiin tiedotusvälineissä "verenpunaisena superkuuna". Lutheria lainaten voi kysyä "mitä se on"? Pimentyvän Kuun punertuminen täydellisen vaiheen aikana ei ole mikään uutinen: niin tapahtuu aina, kun Kuu joutuu Maan täysvarjoon.

Planeettamme ilmakehä taittaa valoa myös keskelle varjoa, mutta valo on väriltään voimakkaan punaista, samaan tapaan ja samasta syystä kuin nouseva tai laskeva Aurinko näyttää suurelta kurpitsalta tai jättiläistomaatilta.

Ilmakehässä valo siroaa, mutta siniset aallonpituudet siroavat enemmän kuin punaiset. Siksi täydellisesti pimentynyt Kuu on veren- tai kuparinpunainen.

Entä sitten superkuu? Jos Kuu on täydenkuun aikaan kiertoradallaan lähimpänä Maata, sitä sanotaan superkuuksi. Kuinka "super" Kuu sitten on?

Kuun keskietäisyys Maasta on 384 400 kilometriä, mutta lähimmän ja etäisimmän pisteen välillä on 42 200 kilometriä. Lähimpänä ollessaan Kuu näyttää läpimitaltaan 14 prosenttia suuremmalta ja 30 prosenttia kirkkaammalta kuin ollessaan kauimpana.

Kuulostaa superilta, mutta onko se sitä? Ensinnäkään taivaalla kumottavaa superkuuta ei voi verrata "normikuuhun" ja muistikuvat Kuun kirkkaudesta jonakin toisena ajankohtana ovat vähintäänkin hataria.

Koon vaihtelusta saa jonkinlaisen käsityksen, jos vaikkapa euron kolikkoa tarkastelee ensin kahden metrin etäisyydeltä ja siirtyy sitten suunnilleen jalkaterän mitan lähemmäs. Näyttääkö "supereuro" oleellisesti suuremmalta?

Turhaa kohkaamista siis koko superkuu.

Entä sitten NASAn masinoima mediakohu? Ennakkoon lupailtiin, että "Marsin mysteeri on ratkennut". Kun "mysteeriksi" paljastui punaisen planeetan vesi, antikliimaksi oli ilmeinen. Montako kertaa Marsista vielä löytyy vettä?

Asia ei tietysti ole näin yksinkertainen. NASAlla oli pointtinsa: tällä kertaa Marsista löytyi nestemäistä, rinteitä alas virtaavaa vettä, kun aiemmin tarjolla on ollut joko jäätä tai välillisiä todisteita miljardeja vuosia sitten jokiuomia ja tulvatasankoja kovertaneista vesimassoista.

Marsin ankarissa olosuhteissa – liki ikipakkasessa ja olemattomassa paineessa – vesi voi olla nestemäisessä muodossa vain äärimmäisen harvoin. Paitsi jos se on suolaista. Silloin vesi pysyy nestemäisenä vielä kymmenien asteiden pakkasessa. Ja nyt oli kyse nimenomaan suolaisen veden esiintymisestä. Pisteet NASAlle.

Mutta yhtä lailla pointtinsa oli pettyneellä medialla ja suurella yleisöllä. Kohujournalismia ei pidä harrastaa, ellei sitä osaa tehdä kunnolla. Eikä NASA tunnu oppivan millään. Vuosien varrella se on järjestänyt useita tiedotustilaisuuksia, joissa on etukäteen hehkutettu paljastuvan käänteentekeviä, vallankumouksellisia tai peräti koko tieteenalan mullistavia asioita.

Ehkä paras esimerkki ylikypsästä uutisankasta on muutaman vuoden takainen löytö, jolla piti NASAn ennakkotiedotteen mukaan olla suurta merkitystä Maan ulkopuolisen elämän etsinnän kannalta.

Kun sitten selvisi, että kalifornialaisesta järvestä on löytynyt bakteereja, joiden biokemia perustuu fosforin sijasta arseeniin, haukotus ja huokaus ei olisi voinut olla juurikaan syvempi. Etenkin, kun löytö osoittautui sittemmin sudeksi: fosfori ei ollutkaan korvautunut arseenilla.

Mitä tästä opimme? Tuskin mitään. Sekä NASAlla että medialla on vielä paljon opeteltavaa tieteen popularisoinnin saralla. Ja suuren yleisön olisi puolestaan hyvä muistaa, että kaikki merkittävä ei ole aina kohun arvoista – eikä etenkään päinvastoin.

Teksti on julkaistu myös Ursan Avaruustuubissa.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University

Lue lisää Kohu-uutinen kosmoksesta – katso kuvat!

Jarmo Korteniemi

USA:n avaruushallinto julkaisi perjantaina suuria lupailevan tiedotteen. Maanantaina on luvassa tiedotustilaisuus, jossa kerrotaan "Marsin salaisuuden ratkeamisesta".

Todellisuudessa kyse ei taida olla mistään ihan noin hulppeasta. Todennäköisemmin kyse on ainakin jonkin tason julkisuustempusta.

Tiedotustilaisuudessa mukana olevilta tutkijoilta julkaistaan pian yhteisjulkaisu Nature Geosciences -julkaisusarjassa. Jutun otsikko on suurpiirteisesti "spektrometrin avulla saatuja todisteita hydraattisuoloista Marsin vuotuisissa nestevirroissa". Tutkimusta on esitelty jo aiemmin esimerkiksi konferensseissa.

Marsista löydettiin jo vuosia sitten ensimmäiset merkit rinteitä jonkin matkaa alas virtaavasta nesteestä (tässä esimerkki vuodelta 2006). Vuosien saatossa ja kuvien kertyessä havainto on varmistunut vuosittain tapahtuvaksi normaaliksi ilmiöksi. Virtauksia esiintyy etenkin päiväntasaajan puoleisilla rinteillä, ja etenkin auringon porottaessa lämpimästi. Kuvat eivät riitä kertomaan mistä nesteestä on kyse, mutta todennäköisin syy on vesi. Koska puhdas vesi ei kuitenkaan selviä pinnalla, vahvin kandidaatti ilmiön aiheuttajaksi on jonkinlainen erittäin väkevä suolaliuos. Asian yksityiskohdista on väännetty kättä tiedeyhteisössä jo vuosia: mitä suoloja vedessä on, mistä vesi tulee, ja niin edelleen. Varmaa näyttöä mistään on vaikea saada, sillä suolojen pitäväksi tunnistamiseksi geologien täytyisi päästä paikan päälle analysoimaan kiviä. Ja sellaista ei ole näköpiirissä.

Hehkutuksesta huolimatta maanantainakaan esiteltävät tulokset siis tuskin tuovat mihinkään täyttä varmuutta. Kyse nimittäin lienee CRISM-spektrometrin aineiston analyysistä. CRISMin avulla tehdyt tulokset ovat kuitenkin usein varsin monitulkintaisia, eikä tutkijayhteisö ole ennenkään täysin vakuuttunut kaikista sen avulla tehdyistä "huikeista" löydöistä.

Yllä kuva Marsin rinteille ilmestymistä valumista. Kuvaa klikkaamalla näkee animaation. Kuva: NASA/JPL-Caltech / UoA

Suomeksi sanottuna maanantain tiedotustilaisuuden aihe lienee siis yksi artikkeli monien joukossa. Siinä saadaan hieman aiempia parempia tuloksia suoloista, muttei mitään varmaa. Vasta pitkä tieteellinen keskustelu osoittaa, onko mikään "mysteeri" todella ratkennut.

Aina sopii kuitenkin toivoa, että kyse on jostain enemmästä.

"Erikoislaatuiset väitteet tarvitsevat tuekseen erikoislaatuisia todisteita"

Väliotsikon lauseen heitti ensimmäisenä ilmaan sosiologian professori Marcello Trucci. Carl Sagan puolestaan popularisoi lauseen.

Juuri ällaisia todisteita NASAn tiedotustilaisuudelta nyt vaaditaan - siis mikäli kyse todella on jonkin suuren "mysteerin ratkaisusta".

On suoraan sanoen ikävää, että NASA käyttää instituution vaikutusvaltaansa tiettyjen löytöjen hehkuttamiseen. Tällä kertaa artikkeli toki on käynyt läpi vertaisarvioinnin, ja tutkimus julkaistaan tieteellisesti vakuuttavassa lehdessä. Vaikka kyse ei olekaan täysin puhtaasta tieteenteosta pressikonferenssin kautta, ollaan ikävän lähellä sitä. Suurin osa Nature-julkaisuista ei saa osakseen tällaista huomiota.

Toisaalta on kyllä aina hyvä, että planeettatutkimus saa positiivista medianäkyvyyttä.

Yhtä kaikki, suuria lupaileva tiedote sai totuttuun tapaan heti tuulta alleen mediassa. Suomessakin asiasta uutisoitiin. "NASA julkaisee mullistavia uutisia Marsista", hehkutti viihdelehti Stara. Asiasta kertoivat myös Ilta-Sanomat sekä MBnet.

"Mysteerin" ratkaisu oli kuitenkin varsin helppo löytää. Nature Geoscience -sarjan in press -juttu löytyy nimittäin listattuna ainakin konferenssissa istuvan Lujendra Ohjan netistä löytyvässä julkaisuluettelossa.

Artikkelin viite on kokonaisuudessaan Ojha, Wilhelm, Murchie, McEwen, Wray, Hanley, Massé, Chojnacki: “Spectral evidence for hydrated salts in recurring slope lineae on Mars.” Nature Geosci., in press, doi:10.1038/ngeo2546. Julkaisu löytynee tämän linkin takaa jossain vaiheessa maanantaina.

Kirjoittaja on planeettageologi.

Markus Hotakainen

Viime vuoden elokuusta saakka Churyumovin-Gerasimenkon komeettaa lähietäisyydeltä tutkinut Rosetta-luotain on nyt selvittänyt, mitä komeetan pinnalla ja pinnan alla tapahtuu eri vuorokaudenaikoina.

Komeetta oli lähimpänä Aurinkoa vähän yli kuukausi sitten, 13. elokuuta, ja nyt se on taas etääntymässä siitä. Ydin on kuitenkin edelleen aktiivinen. Rosetta suuntasi VIRTIS-spektrometrin (Visible, InfraRed and Thermal Imaging Spectrometer) komeetan "kaulalla" olevalle Hapi-alueelle. Sen kohdalla jäätä katoaa ja ilmestyy ytimen 12 tunnin mittaisen pyörähdyksen tahdissa.

"Löysimme mekanismin, joka tuottaa komeetan pinnalle uutta jäätä joka pyörähdyksellä. Se pitää komeetan 'elossa'", toteaa tutkimusta johtanut Maria Cristina De Sanctis.

VIRTIS-spektrometrillä tehtiin havaintoja neliökilometrin laajuisesta alueesta 12.-14. syyskuuta. Komeetta oli silloin noin 500 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta.

"Näimme tutkimuksen kohteena olleen alueen spektrissä selviä merkkejä vesijäästä, mutta ainoastaan silloin, kun osa siitä oli varjossa", De Sanctis kertoo. "Kun Aurinko paistoi samoille seuduille, jää oli kadonnut. Se osoitti, että vesijään esiintymisessä on jaksollinen vaihtelu, joka seuraa komeetan pyörimisliikettä."

Havaintojen perusteella pinnalla ja muutaman senttimetrin syvyydessä oleva vesijää sublimoituu eli muuttuu auringonpaisteessa vesihöyryksi, joka karkaa komeetasta. Kun alue joutuu ytimen pyöriessä pimentoon, pinta jäähtyy jälleen nopeasti.

Pinnan alla lämpötila pysyy kuitenkin riittävän korkeana, jotta jään sublimoituminen jatkuu. Vesihöyry kulkeutuu komeetan huokoisessa aineessa pinnalle, missä se härmistyy eli muuttuu taas jääksi. Näin pinnalle muodostuu yön aikana uusi kerros jäätä. Auringon noustessa kierros alkaa jälleen alusta.

"Teoreettisten mallien ja muista komeetoista tehtyjen havaintojen perusteella oletimme tällaisen vesikierron olevan kenties käynnissä, mutta kiitos Rosettan saimme Churyumovin–Gerasimenkon komeetasta sille todisteet", iloitsee Fabrizio Capaccioni, VIRTIS-spektrometrin päätutkija.

Tehtyjen mittausten perusteella oli mahdollista arvioida vesijään runsaus suhteessa muihin komeetan ytimessä esiintyviin aineisiin. Tutkitulla alueella vesijää muodostaa muutaman sentin paksuisesta pintakerroksesta 10–15 %.

Samalla selvisi, kuinka paljon tältä pieneltä alueelta vapautui vesihöyryä verrattuna koko komeetan "tuotantoon": noin kolme prosenttia. Vertailutiedot perustuvat mittauksiin, jotka on tehty Rosettan MIRO-mikroaaltoilmaisimella (Microwave Instrument for the Rosetta Orbiter).

"Rosetta pystyy seuraamaan komeetassa tapahtuvia muutoksia sekä lyhyillä että pitkillä aikaväleillä, joten odotamme innolla pääsevämme yhdistämään kaiken saamamme tiedon ja ymmärtämään paremmin tämän ja muidenkin komeettojen kehitystä", arvioi Rosettan päätutkija Matt Taylor.

Tuloksista kerrottiin ESAn uutissivuilla ja niitä esitellään myös Euroopan planeettatutkimuskokouksessa Nantesissa ensi viikolla. Tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: ESA/Rosetta/VIRTIS/INAF-IAPS/OBS DE PARIS-LESIA/DLR; M.C. De Sanctis et al (2015) // ESA/Rosetta/NavCam – CC BY-SA IGO 3.0

Markus Hotakainen

3,2 miljardia vuotta sitten Marsissa lainehti vielä hetken ajan vettä. Aurinkokunnan suurimmissa tulvissa pohjavesi purkautui punaisen planeetan pinnalle ja koversi valtavia kanjoneita, kuten otsikkokuvan Kasei Vallesin pohjoisella pallonpuoliskolla.

Tutkijat ovat olleet pitkään siinä käsityksessä, että tulvavedet olivat lähtöisin planeetanlaajuisista kerrostumista, mutta tuoreen tutkimuksen mukaan näin ei ole. Vesi oli peräisin paikallisista esiintymistä, joissa jäätä oli kertynyt pinnan alle 450 miljoonaa vuotta aiemmin.

"Tulvat johtuivat paikallisista, eivät globaaleista prosesseista", toteaa J. Alexis P. Rodriguez, joka on Planetary Science Instituten tutkija.

Jokien kuljettama maa-aines ja jäätiköiden sulamisvedet täyttivät muinaisen meren pohjassa olleet syvänteet planeetan pohjoisilla leveysasteilla. Vedensekaiset kerrostumat jäätyivät, mutta satoja miljoonia vuosia myöhemmin pinnan alla vellonut laava alkoi sulattaa jäisiä maakerroksia.

Seurauksena oli laajoja, satojen kilometrien mittaisia maanalaisten jokien verkostoja, joista vesi paikoitellen purkautui pinnalle. Näin syntyivät laajat tulvat, joiden muodostamat tasangot ovat edelleen näkyvissä Marsin pinnalla.

"Tutkimuksemme perusteella muinaisessa Marsissa sedimentaatio saattoi haudata ja sitoa valtavia määriä aiemmin pinnalla ollut vettä, mikä ehkä käynnisti Marsin muutoksen jäätyneeksi maailmaksi, jollainen se on ollut suurimman osan historiastaan", Rodriguez arvioi. "Todisteita muinaisista ympäristöistä, jotka ovat voineet olla elämälle suotuisia, saattaa löytyä pinnan alla olleesta aineksesta, joka sittemmin on paljastunut."

"Koska veden kerrostuminen, jäätyminen, lämpeneminen ja purkautuminen pinnalle on ollut paikallista, Marsin pinnan alla saattaa edelleen olla vesijäävarastoja. Niitä voi esiintyä sekä ammoisen pohjoisen meren reunamilla, mutta myös muilla seuduilla, missä on ollut aika ajoin meriä ja järviä", Rodriguez jatkaa. "Sillä olisi suuri merkitys tulevaisuuden miehitettyjen Mars-lentojen kannalta."

Tutkimuksesta kerrottiin Planetary Science Instituten uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehden Scientific Reports -sivustolla.

Kuva: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Tilaa aihepiirin vesi RSS-syöte

Kuu syntyikin nokkakolarin seurauksena

Kuurainen aamu Marsissa

Eksoplaneettojen kadonnut vesi löytyi

Silikonista voi tehdä trampoliinin vesipisaroille

Yksin Marsissa -elokuva 2/2: Tieteellisesti melkein nappiin, muttei läheskään

Kaksi tärkeää asiaa unohdettiin ihan kokonaan

Marsin yleiset olosuhteet (tai vähän sinnepäin)

Pottupenkit silkkaa potaskaa?

Ylihulppeat avaruusalukset ja itsesiivoutuvat asumukset

Valoa nopeampaa chattailyä?

On myös varsin vaikea kuvitella, että...

Muinaiset järvet kertovat Marsin vetisestä menneisyydestä

Kohu-uutinen kosmoksesta – katso kuvat!

NASAn "Mars-mysteerin ratkaisu" lienee vanhan toistoa

"Erikoislaatuiset väitteet tarvitsevat tuekseen erikoislaatuisia todisteita"

Rosetta-luotain selvitti komeetan vesikierron

Marsin muinaiset tulvat olivat paikallisia ilmiöitä

Etsi Tiedetuubista

AIHEALUEET

ERIKOISTA

TIEDETUUBI

KLUBI