nuorempi dryas

Grönlannin jäätikön alta löytyi Lappajärveä suurempi tuore törmäyskraatteri

To, 11/15/2018 - 03:03 Jarmo Korteniemi
Kuva:  NASA scientific visualization studio

Luoteis-Grönlannin jäätikön alta on tunnistettu suurehko asteroidin synnyttämä törmäyskraatteri. Huhuista ja raflaavista otsikoista huolimatta törmäyksen yhteys jääkauden lopun kylmään kauteen on vielä silkkaa spekulaatiota.

Vasta löydetty kraatteri sijaitsee suurimmaksi osaksi Luoteis-Grönlannin jäätikön alla. Se on nimetty kyseisen jäätikköalueen mukaan "Hiawathaksi".

Science Advances -tiedelehdessä keskiviikkona esitetyt todisteet ovat varsin uskottavia. Jäätikön alta tunnistettiin tutkan avulla painanne, joka vastaa muodoltaan juuri sitä mitä tuon kokoiselta kraatterilta sopii odottaakin.

Mikä tärkeintä, painanteesta jäätikön ulkopuolelle virtaavien sulavesiuomien luota on löytynyt kiviä, joissa on niinsanottuja shokkilamelleja. Ne ovat kvartsikiteissä olevia eräänlaisia mikroskooppisia virherakenteita, joita syntyy tiettävästi ainoastaan ydinräjäytyksissä sekä asteroiditörmäyksissä - erittäin suurissa shokkipaineissa. Jossain lähettyvillä on siis oltava kraatteri.

Shokkilamelleja Hiawathan kvartsikiteessä (Adam Garde, GEUS)

Hiawatha ei otsikoista huolimatta ole valtava tai jättimäinen, vaan ainoastaan suuri, 31-kilometrinen. Eli noin puolitoista kertaa Lappajärven kokoinen.

Hiawathasta tulee näin 25. suurin planeetaltamme löydetty kraatteri, kivuten juuri ja juuri Keurusselän eli Suomen suurimman kraatterin ohi. (Keurusselän läpimitta lieni alunperin jotakuinkin 30 kilometriä - ennen sen kokemaa mittavaa eroosiota. Nykyisin jäljellä on vain 14 kilometrin levyisellä alueella olevia rippeitä.)

Villiä spekulaatiota harvinaisen hatarilla todisteilla

Kraatteri on säilynyt poikkeuksellisen hyvin, mikä kertoo sen varsin nuoresta geologisesta iästä. Tutkijoiden mukaan Hiawatha lieneekin enintään 2,588 miljoonaa vuotta vanha eli se olisi syntynyt pleistoseeniepookin aikana. Tutkijoiden mukaan tuokin on yläkanttiin, sillä Grönlannin mannerjäätikön aiheuttama eroosio tuhoaisi kraatterin reunavuoret ja täyttäisi keskustasangon hyvin nopeasti.

He heittävät siksi ilmaan idean, jonka mukaan kraatteri saattaisi olla ainoastaan 12800 vuotta vanha. Näin se sopisi kiehtovasti syypääksi jääkauden lopun kylmään vaiheeseen, joka tunnetaan nuorempana Dryas-kautena. Tämän kylmenemisjakson ja sen lieveilmiöiden syyksi on esitetty asteroiditörmäystä jo vuosien ajan, mutta sopivaa kraatteria ei vain ole löytynyt. Hiawathan löydön tehneet tutkijat vihjailevat kutkuttavasti, mikä saa asiaa sensationalisoivan median puhumaan "savuavasta aseesta".

Kuva: Google Maps

Pahaksi onneksi tutkijoiden tarjoamat todisteet erityisen nuoresta iästä ovat kuitenkin vain geofysikaalisten mittausten pohjalta tehtyjä hajatelmia jäätikön oudosta toiminnasta Hiawathan alueella. Ilman selkeää mallinnusta jäätikön ja sen sulavesien virtauksista nyt ja jääkauden aikana niiden todistusarvo jää kuitenkin lähes olemattomaksi.

Tutkijoilta sietäisi myös kysyä, kuinka esimerkiksi Suomen nuorimmat kraatterit ovat kestäneet ajan hampaat ja toistuvat jäätiköitymiset niin hyvin. Sekä Lappajärvellä että Söderfjärdenillä kun on ikää reippaasti yli 70 miljoonaa vuotta, mutta niinpä ne reunavuoret ovat yhä selvästi näkyvillä.

Pohdinta Hiawathan törmäyksen vaikutuksista jääkauden lopun olosuhteisiin on täysin ennenaikaista, sillä kraatterin iästä ei ole käytännössä mitään oikeaa tietoa. Sen piirteiden pyöristymisen perusteella voidaan toki laskeskella, että erityisen nopea eroosio olisi onnistunut syömään ne nykyiselleen jo 5000 vuoden aikana - mutta aivan yhtä hyvin siinä on voinut kulua myös 50 miljoonaa vuotta, tai kauemminkin. Kraatterin minimi-ikä on siis hyvin liukuva.

Kraatterin iän voi määrittää tarkasti vasta löytämällä törmäyksen sulattamia ja uudelleen kiteytyneitä kiviä, olettaen että kivistä löytyy analysoitavaksi sopivia isotooppeja tai radioaktiivisia alkuaineita. Toinen vaihtoehto on toki selvittää vanhempien ja tuoreempien muodostumien avulla ikähaarukka, johon kraatterin synty sopisi. Tällä hetkellä selvänä on kuitenkin ainoastaan haarukan takaraja: Hiawatha on nuorempi kuin alueen 1,74 - 1,985 miljardia vuotta vanha peruskallio ja vanhempi kuin sitä peittävä Hiawatha-jäätikkökieleke. Ilman kairauksia jäätikköön ja törmäyksen synnyttämiin kiviin ei asiasta ei voida sanoa varmasti yhtään enempää.

Lopuksi: Toisin kuin joistain tiedotteista ja uutisista voi ymmärtää, Hiawathasta 300 km etelälounaaseen löytyneillä Cape Yorkin rautameteoriiteilla ei tiettävästi ole yhteyttä Hiawathaan. Ne kun lienevät peräisin pienehkön rauta-asteroidin hajoamisesta ja hidastumisesta ilmakehässä - juuri tämän vuoksi ne selvisivät pinnalle kymmenien tonnien lohkareina eivätkä hajonneet pienemmiksi. Hiawathan kaltaisia suuria törmäyskraattereita "tehtäessä" kyse on aivan eri luokan tapahtumasta: asteroidi törmää tuolloin maanpintaan niin suurella vauhdilla, että siitä jää jäljelle enintään mikroskooppisia murusia tai ehkä pelkkä alkuaineanomalia. Näennäinen lähietäisyys ei siis kerro yhtään mitään syy-seuraussuhteesta.

Yhtä hyvin voisi väittää, että Haminan pohjoispuolelta löytynyt Metsäkylän meteoriitti olisi jäänne 200 kilometrin päässä sijaitsevan Keurusselän kraatterin törmääjästä. Uskoisiko tätä asiaa kukaan, on sitten täysin eri juttu.

Suomessa aiheesta uutisoi ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Kirjoittaja on kraattereitakin tutkinut planetologi.

Lähteet: Kjær ja kumpp.: A large impact crater beneath Hiawatha Glacier in northwest Greenland (Science Advances 2018), Voosen: Massive crater under Greenland’s ice points to climate-altering impact in the time of humans (Science News, 2018)

Otsikkokuva: NASA scientific visualization studio

Euroopassa virtasi taannoin jopa kaksi kertaa Amazonia suurempi joki

To, 07/06/2017 - 18:13 Jarmo Korteniemi
Kuva: James St. John / Flickr

Euroopassa virtasi aikoinaan jättimäinen joki, joka keräsi vettä Britannian ja Venäjän väliseltä alueelta. Joki hallitsi mannerjäätikön eteläpuolista Eurooppaa.

Jääkausi oli muutosten ja mullistusten aikaa koko Euroopassa, myös kaukana itse jäätiköistä. Eräs huimimmista esimerkeistä oli jättimäinen Le fleuve Manche tai Channel River, suomeksi käännettynä Kanaalijoki.

Atlanttiin laskevan jättijoen suu sijaitsi maakaistaleella Ranskan Bretagnen länsipuolella, nykyisen Englannin kanaalin suun tienoilla. Pisimmillään sinne virtasi vettä ainakin 2500 kilometrin päästä idästä.

Joki oli tiettävästi suurin, mitä Euraasiassa on ikinä virrannut.

Tuore ja kattava mallinnus osoittaa Le fleuve Manchen valuma-alueen olleen suunnilleen saman kokoinen kuin nykyisellä Mississippillä Pohjois-Amerikassa. Kaikki vedet aina Britanniasta Länsi-Venäjälle ja Lapista Alpeille virtasivat mereen samaa uomaa pitkin.

Mallinnus vastaa hyvin geologisia havaintoja. Tutkimuksessa perehdyttiin eritoten siihen, millaisia vaikutuksia jäätikön vetäytymisellä ja sulamisvesillä aikoinaan oli. Tuloksista saadaan myös osviittaa siitä, mitä nykyisten jäätiköiden sulaessa saattaa joskus vielä tapahtua. Mallia on jo käytetty hyväksi käytännössä muillakin aloilla, esimerkiksi jättimäisten metaanipurkausten tulkinnassa.

Joen valuma-alue (H. Patton / CAGE)
Le fleuve Manchen mallinnettu valuma-alue. (H. Patton / CAGE)

Jääkauden tärkein joki

Mannerjää oli laajimmillaan noin 22 700 vuotta sitten. Pohjois-Eurooppaa peitti tuolloin laaja jäätikkö, joka ulottui Brittein saarilta 4500 kilometrin matkan aina kauas Huippuvuorten itäpuolelle.

Jäätikkö ei ollut paikallaan, vaan aina liikkeessä. Jää virtasi koko ajan keskeltä kohti reunoja. Etenkin kesäisin se suli pääasiassa pinnaltaan, mutta myös reunoilta. Massan tasapainoa ylläpiti talvinen lumisade, joka riitti kompensoimaan sulaneen osuuden. Uusi lumi pakkaantui vuosien saatossa jäätikköjääksi.

Jäätikkö itse virtasi ja vietti Lapin perukoilta asti kohti etelää, joten sulavedetkin kulkivat samaan suuntaan. Vedet purkautuivat jäätikön reunalla tasangolle ja päätyivät idästä länteen virranneeseen Le fleuve Mancheen.

Joki lieni erittäin tärkeä Golf-virran säätelijä läpi koko jääkauden. Sen Atlanttiin päästämä kylmä ja suolaton vesi piti huolta, ettei merivirta onnistunut lämmittämään seutua kuten nykyisin.

Tutkijoiden mukaan arviot joen virtaamasta vaihtelevat, mutta määrä saattoi huippuaikoina olla jopa kaksi kertaa Amazonin vertainen.

Osa jäätikön hävikistä tapahtui muualla kuin pinnalla. Sekä pohjoisessa että lännessä jää valui mereen ja muodosti kelluvia jäähyllyjä. Siellä jää hupeni sekä meriveden sulattamana että jäävuorten lohkeillessa hyllyn reunoilta. Samankaltainen prosessi syö nykyisinkin sekä Grönlannin että Antarktiksen jäätiköitä.

Jääkauden lopulla jäätä poistui lähes kymmenen kertaa vauhdikkaammin kuin nykyisin Grönlannin ja Antarktiksen jäätiköillä. Hyvä esimerkki kuinka voi ehkä käydä, jos ylitämme lähiaikoina jonkin kriittisen kynnyksen.

Lopulta joki vain hävisi

Jäätikön sulaminen kiihtyi, ja alkoi lopulta myös vetäytyä. Vauhdikkaimmillaan hävikki oli 15 000–13 000 vuotta sitten.

Mannerjäätikkö pieneni tuolloin 750 kuutiokilometrillä vuodessa. Samalla tahdilla Islannin tai Huippuvuorten kaikki nykyjäätiköt häviäisivät kokonaan alle viidessä vuodessa, Euraasian massiivisin jäätikkö, Novaja Zemljan Severny, saattaisi sinnitellä pari vuotta niitä pidempään.

Hetkittäin mannerjäätikön sulamistahti saattoi nousta jopa 3000 kuutiokilometriin vuodessa. Erään 400–500 vuotta kestäneen sulamispulssin aikana sulamisvedet nostivat merenpintaa 2,5 metrillä.

Kuva: H. Patton / CAGE
11 730 vuotta sitten Kanaalijoen virtaus oli vain murto-osa huippuajoista.

Jäätikön vetäytyessä Le fleuve Manchen merkitys pieneni. 12 500 vuotta sitten virtaus oli vain viidennekseen entisestä. Sekä Itämeren että Vienanmeren alueelle muodostuneet suuret jääjärvet pidättivät merkittävän osan joen aiemmista lähteistä. Samalla Le fleuve Manchen suurimmista sivuhaaroista kehittyi itsenäisiä jokia.

Merenpinta nousi viimein oin 10 000 vuotta sitten tasolle, jossa Englannin kanaali pääsi tulvimaan ja Brittein saaret erkanivat mantereesta. Kanaalijoki siis lyheni kummastakin päästä, ja lopulta katosi. Maailman sen ympärillä muuttui liiaksi.

Merenpinta nousi jääkauden loppuvaiheessa yhteensä noin 120 metrillä. Euroopan mannerjäätikön sulamisen osuus tästä oli noin 20 metriä.

Euroopan mannerjäätikön massa oli suurimmillaan noin kolme kertaa Grönlannin nykyjäätikköä suurempi. Se oli jääkauden aikaan planeetan kolmanneksi suurin, Pohjois-Amerikan ja Etelämantereen jäätiköiden jälkeen. Huippuaikana jäätä oli planeetalla yli 2,5 kertaa enemmän kuin nykyisin.

Lähde: Eurekalert, Patton ja kumpp. (2016), Patton ja kumpp. (2017), Lambeck ja kumpp. (2014)

Otsikkokuvassa Lena-joen suistoa Pohjois-Venäjällä. (James St. John / Flickr)

Tappoiko asteroidi mammutit?

Ke, 01/07/2015 - 14:38 Markus Hotakainen

Ei, otsikossa ei ole virhettä, mutta taustalla olevassa teoriassa on. Kun asteroiditörmäys sai 65 miljoonaa vuotta sitten aikaan dinosaurusten katoamisen – siihen tosin saattoi vaikuttaa myös samoihin aikoihin osunut voimakas ja laaja-alainen vulkanismi – tutkijat ovat pohtineet, olisiko myös mammuttien sukupuuton voinut aiheuttaa kosminen kolari.

Tuoreen tutkimuksen mukaan mitä ilmeisimmin ei olisi.

Mammutit – tai ainakin useimmat mammuttilajit – kuolivat sukupuuttoon viimeisimmän jääkauden loppuvaiheissa, jolloin monet muutkin suuret nisäkkäät katosivat, samoin esimerkiksi Pohjois-Amerikan Clovis-kulttuuri. Tuolta ajalta on maakerroksissa pieniä, ammoin sulaneita ja jähmettyneitä kivipisaroita.

Niiden perusteella on arveltu, että noin 12 900 vuotta sitten Maahan olisi mahdollisesti osunut asteroidi, joka teki paikoin selvää jälkeä sekä eläimistä että ihmisistä. Itse isku ei olisi ollut tuhoisa, mutta sen seurauksena ilmasto olisi jäähtynyt niin paljon, että monilla alueilla elinolosuhteet muuttuivat radikaalisti. Esimerkiksi Suomi peittyi mannerjäähän.

Nyt tutkijat ovat tarkastelleet Syyriasta neljältä eri paikalta löytyneitä jähmettyneitä kivipisaroita. Ajoitusten perusteella niiden ikä on 10 000–13 000 vuotta eli ne osuvat juuri oikeaan aikakauteen, kahden jäätiköitymisen väliin, ja jokseenkin nuoremman dryas-kauden alkuun.

Silikaattipitoisten kivipisaroiden perusteella mitään asteroidi- tai komeettatörmäystä ei tuolloin tapahtunut, ei ainakaan riittävän isoa aiheuttaakseen globaalin ilmaston muuttumisen.

Ensinnäkin aikoinaan sulaneiden kivipisaroiden koostumus on samankaltainen kuin niiden ympäristössä olevan maaperän. Jos pisarat olisivat syntyneet kosmisessa törmäyksessä, ne olisivat peräisin hyvin kaukaa, ehkä kokonaan toiselta mantereelta, jolloin niiden koostumus poikkeaisi maaperästä, johon ne päätyivät.

Toiseksi kivipisaroiden rakenne ja muut fysikaaliset ominaisuudet osoittavat niiden muodostuneen lyhytaikaisen, melko alhaisissa lämpötiloissa tapahtuneen sulamisen aikana. Jos ne olisivat muodostuneet asteroidin iskeytyessä maankamaraan, lämpötilat olisivat olleet hyvin paljon korkeampia.

Kolmas ja keskeisin tekijä on se, että kivipisaroita löytyi maakerroksista, jotka kattavat 3 000 vuoden ajanjakson. Avaruudesta tulleen kappaleen isku olisi singonnut pisarat laajalle alueelle yhtenä tiettynä ajankohtana, ei vuosien, saatika sitten vuosituhansien kuluessa.

Mistä mystiset kivipisarat sitten ovat peräisin? Tutkijoiden mukaan tulipaloista ja nimenomaan palavista asumuksista. Kaivausalueella oli muinoin varhaisia maanviljelysyhteisöjä, jotka rakensivat taloja savitiilistä ja oljista. Tiilien jäänteissä on merkkejä voimakkaasta kuumenemisesta ja osittaisesta sulamisestakin, joten monin paikoin rakennukset tuhoutuivat ankarissa tulipaloissa.

Syyrialaisten kivipisaroiden osoittautuminen paikallisiksi ei sulje kokonaan pois asteroiditörmäyksen mahdollisuutta, koska pienempikin isku olisi voinut keskeyttää väliaikaisesti käynnissä olleen ilmaston lämpenemisen. Sellaisestakaan ei kuitenkaan ole todisteita.  

Tulokset perustuvat Peter Thyn, George WillcoxinGry Barfodin ja Dorian Fullerin tutkimukseen, joka ilmestyy Journal of Archaeological Science -lehden helmikuun numerossa. Tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (Davis) uutissivuilla.