Tunguska

Tutkijat varmistivat: Tunguskan järvi ei ole kraatteri

La, 01/21/2017 - 17:21 Jarmo Korteniemi
Lake Cheko. Kuva: Gasperini et al., 2007

Venäläistutkijat ovat löytäneet todisteita siitä, ettei Tunguskan alueelta ole löydetty kraatteria. Sellaiseksi ehdotettu järvi on selvästi räjähdystä vanhempi.

Venäjän Tunguskassa sattui vuonna 1908 räjähdys, joka kaatoi metsää noin 2000 neliökilometrin alueelta.

Syynä oli joko hötyinen kiviasteroidi, jäisempi komeettamainen kappale, tai jokin välimuoto. Kosminen törmääjä räjähti ilmassa, eikä jättänyt itsestään kaatuneiden puiden lisäksi juurikaan merkkejä.

Tapaus on herättänyt kummastusta jo yli sadan vuoden ajan.

2000-luvulla italialainen tutkijaryhmä ehdotti, että muutaman kilometrin päässä räjähdysalueen keskuksesta sijaitseva järvi olisi kraatteri. Idean mukaan sen aiheutti palanen, joka selvisi ilmaräjähdyksestä maahan asti. Cheko-niminen järvi on varsin syvä (50 m) ja vieläpä juuri törmääjän oletetussa kulkusuunnassa pitkulainenkin (700 x 350 m; syvyyskäyrät näkyvät otsikkokuvassa). Sen pohjasedimentit näyttävät tutkaluotauksessa normaaleilta arviolta vain viimeisen sadan vuoden ajalta. Ennen tätä ne ovat sekavia, minkä tutkijat selittävät kraatterin täyttymisestä ilmaan lennähtäneellä heitteleellä. Eikä järvestä ole mitään historiallista mainintaakaan ennen 1900-luvun alkua.

Kraatteri olisi aihetodiste kivisen törmääjän puolesta: moisen palanen kun selviytyisi maahan asti paljon jäistä lohkaretta helpommin. Lisäksi kraatterin varmistuminen innostaisi etsimään ympäristöstä meteoriitteja, sillä muitakin palasia olisi varmasti selvinnyt. Tähän asti alueelta on löytynyt vain mikrometeoriiteiksi epäiltyjä hitusia.

Aihetodisteisiin perustuva ehdotus sai oitis muilta tutkijoilta kovaa kritiikkiä. Järveltä puuttuvat kaikki tuoreelle kraatterille tyypilliset piirteet, kuten kohonnut reuna ja heittelekenttä. Lisäksi sen rannalla kasvaa törmäystä vanhempia puita, eikä sieltä ole niitä meteoriittejakaan löytynyt. Italialaistutkijat vastasivat kritiikkiin pysyen "on se silti periaatteessa mahdollista" -kannassaan.

Nyt venäläistutkijat ovat viimein löytäneet uskottavan naulan kraatteri-idean arkkuun. He varmistivat sedimenttien kertyneen Chekon pohjalle ihan normaalisti jo kauan ennen törmäystä.

Analysoidessaan järven pohjan kairanäytteitä tutkijat Krasnojarskista ja Novosibirskista määrittivät sedimenttien iän isotooppitutkimuksella. Tulokseksi saatiin 280 vuotta - eivätkä näytteet tiettävästi edes yllä kaikkein vanhimpiin kerroksiin. Järvi oli siis ollut paikallaan jo kauan, kun tuhoisa räjähdys sattui vuonna 1908.

Venäjän perustutkimuksen säätiön rahoittamassa hankkeessa perehdyttiin alueen järvien pohjiin ilmastohistorian selvittämiseksi. Syrjäisen Tunguskan seudun järvien sedimenttihistoriaa ei tiettävästi ole tutkittu aiemmin nykyaikaisin menetelmin.

Tutkimuksessa selvisi myös, että kun tarkastellaan Tunguskan aluetta laajemmin, Cheko ei enää olekaan syvyydeltään tai muodoltaankaan mitenkään poikkeuksellinen. Outoudet ovat siis silkkaa yhteensattumaa.

Kraattereita on "löydetty" Tunguskasta ennenkin. 1920- ja 1930-luvuilla alueella käyneet retkikunnat kartoittivat useita pieniä pyöreitä soita. Yksi kaivettiin tyhjäksikin, mutta homma lopetettiin kun pohjalta löytyi puunjuurakko. 1960-luvulla Chekoakin ehdotettiin jo kraatteriksi, mutta pohjan sedimenttipatjan arvioitiin olevan tuhansien vuosien ikäinen ja asia jäi siihen.

Tunguskan räjähdysenergia oli noin viisi TNT-megatonnia, eli suurehkon vetypommiräjähdyksen verran. Se on suurin modernina aikana planeetallamme sattunut kosminen törmäys. Toiseksi suurin räjähti Tseljabinskin kaupungin yllä vuonna 2013. Se oli energialtaan vain noin kymmenyksen Tunguskasta.

Tiedot Cheko-järven uudesta tutkimuksesta perustuvat Venäjän maantieteellisen seuran tiedotteeseen. Sen mukaan löytö julkaistaan piakkoin myös vertaisarvioituna.

PS. Netissä leviää tieto, että venäläistutkimus kieltäisi törmäysidean koko Tunguskan räjähdyksen osalta ja lisäisi sen mysteerisyyttä. Tämä ei pidä paikkaansa. Huhu on ilmeisesti saanut alkunsa Sputniknewsin monin paikoin virheellisestä uutisesta.

Otsikkokuva: Gasperini et al., 2007.

Millainen asteroidi tekee isoimmat tuhot?

Su, 09/06/2015 - 17:16 Jarmo Korteniemi
Kuva: Flickr / Steve Jurvetson

Törmääjillä on eroja – yleensä erittäin suuria sellaisia. Kaikki riippuu koostumuksesta ja tulokulmasta. Havainnollistetaanpa asiaa kahdella esimerkkiparilla.

1) Viron Saarenmaan taivaalla vilahti komea tulipallo noin vuonna 1500 eaa, tai niillä main. Avaruudesta saapunut murikka ehti hajota ilmassa ja levitä ennen törmäystä niin, että pinnalle tippui ainakin yhdeksän erillistä kappaletta. Niistä suurin räjähti voimakkuudella, joka vastasi Hiroshiman pommia (noin 20 TNT-kilotonnia). Maahan aukesi 110-metrinen kraatteri. Kaalin kraatterikentän synty oli komea tapahtuma, joka voi olla ikuistettuna niin virolaisten kuin suomalaistenkin vanhoihin mytologioihin. (Tai sitten se ei ole.)

2) Reilut kaksi vuotta sitten, helmikuussa 2013, Uralin taivaalla nähtiin jotain vastaavaa. Noin 20-metrinen asteroidi – suurempi kuin Viron kappale – kulki tulipallona yli taivaan ja räjähti yli 20 kilometrin korkeudella. Räjähdyksen voimakkuus oli noin 500 kilotonnia. Paineaalto vahingoitti Tseljabinskin kaupungin ja lähiympäristön kylien rakennuksia. Tuhansia ihmisiä loukkaantui, onneksi lähinnä lievästi. Etsinnöissä löytyi muutamia tuhansia kiloja meteoriittiainesta. Kraattereita ei syntynyt (ei, reikä jäässä ei sellaista määritelmää täytä).

Toinen erimerkkipari mittelee raskaammassa sarjassa.

3) Pyöreästi 50000 vuotta sitten Arizonan aavikolle tömähti avaruudesta hieman alle 50-metrinen asteroidi. Tämä räjähdys oli suuren vetypommin luokkaa, arviosta riippuen 3–10 TNT-megatonnia. Tuloksena syntyi Meteor Crater, eli Barringerin 1,2 km leveä ja 200 m syvä kraatteri. Varsin yleisesti myydyt Canyon Diablo -meteoriitit ovat peräisin juuri sieltä. Meteor Crater on yksi seudun suosituimmista turistikohteista.

4) Massiivisin esimerkkikivi tippui Keski-Siperiaan. Hieman yli sata vuotta sitten sinne humahti 50–150 metrinen kappale. Massa oli varovaisimmankin arvion mukaan pari kertaa Arizonan törmääjän veroinen, kenties jopa 8-kertainen. Tämä avaruusmurikka kuitenkin räjähti muutaman kilometrin korkeudella Tunguskan erämaan yllä 5–20 megatonnin voimalla. Paineaalto kaatoi puita yli 2000 neliökilometrin suuruiselta alalta, mutta muita jälkiä siitä ei juuri jäänyt. Kraatteria ei syntynyt, ja alueella tuskin enää nykyään huomaa mitään erikoista. Tähän päivään mennessä tapahtumaan ei ole onnistuttu varmasti liittämään ainuttakaan meteoriitinkappaletta, vaikka epäilyjä onkin useaan otteeseen ollut.

Miksi Saarenmaalla ja Arizonassa on tuhansia vuosia vanhat kraatterit, mutta Venäjän tuoreista tapahtumista ei jäänyt mitään pitkäkestoisia jälkiä? Venäjälle tippuneet kappaleethan olivat suurempia, ja energiakin oli suurempi!

Eron teki tiheys. Tunguskan kappale oli luultavimmin jäätä ja/tai kiveä ja Tseljabinskin taas varmasti kivinen, mutta Arizonan ja Viron kappaleet koostuivat tiivistä rauta-nikkeliseoksesta. Komeettajään tiheys on noin tonni kuutiota kohden, kivimeteoriitilla se on luokkaa 2000–3500 kg/m³, ja rautameteoriittien tiheys on 7000–8000 kg kuutiometrissä.

Tiheämpi kappale selviää ilmalennosta huomattavasti paremmin. Se ei hajoa niin helposti, ja se säilyttää nopeutensa paremmin.

Lisäksi sekä Tunguskassa että Tseljabinskissa kappaleiden tulokulmat olivat varsin viistot (30 ja 17 astetta). Ne joutuivat siis kulkemaan erityisen pitkän matkan ilmakehässä, ja altistuivat siksi suuremmille rasituksille kuin pystysuorempaan saapuva kappale. Rauta-asteroidien korkeuskulmasta taas ei tietystikään ole tarkkaa tietoa – mutta ainakin Barringerin tapauksessa se on laskettu pystymmäksi kuin Tunguskassa tai Tseljabinskissa.

Pienten asteroidien törmäyksissä koostumuksella on siis hyvin paljon merkitystä. Rautakappaleet pääsevät helposti pinnalle suurella nopeudella ja pääsevät tekemään näyttäviä kraattereita. Ne ovat kuitenkin yllättäen vähemmän vaarallisia kuin jää- ja kivimötikät. Ilmakehässä tapahtuva räjähdys nimittäin tekee pinnan tuntumassa eli ihmisen elinalueilla enemmän tuhoa.

Isompien asteroidien tapauksessa materialla ei sitten enää olekaan ihan niin paljoa merkitystä. Ei ole niin väliksi onko naapuripitäjään tippuva kilometrinen mötikkä tiivistä umpirautaa vai joku hötyisempi komeettaydin. Kumpikin pääsee pinnalle ja tekee karmeaa tuhoa.

Päivitys 6.9. klo 21.30: Viilattu sanamuotoja kraattereista, tiheyksistä, ja tiheyden vaikutuksista kappaleen selviämiseen.

Kirjoittaja valmistelee Suomen törmäyskraattereista kertovaa tietokirjaa. Projektin www-sivuilta julkaistaan kraattereihin, asteroideihin ja törmäyksiin liittyviä tekstejä, Twitter-tilillä ja Facebookissa myös uutisia aiheen ympäriltä. Osa teksteistä tullaan julkaisemaan myös Tiedetuubissa.

 

Otsikkokuva: Meteor Crater. Flickr / Steve Jurvetson

Asteroiditörmäysten merkkipäivä

Ti, 06/30/2015 - 21:07 Jarmo Korteniemi
Kuva: David Hardy / Astroart

Tänään (30.6.) vietetään kansainvälistä Asteroidipäivää. Sen tarkoitus on lisätä yleisön ja päättäjien tietoisuutta pysyvästä uhasta, ja tarpeesta tehdä asialle jotain ennen kuin jotain ehtii ensin tapahtua.

Merkkipäivä järjestetään Tunguskan räjähdyksen vuosipäivänä. Vuonna 1908 Siperiaan tippui tiettävästi suurin modernina aikana planeettaan törmännyt kappale.

Asteroidipäivää ei yleensä noteerata Suomessa suurelti. Vuonna 2017 sitä juhlistetaan Helsingin observatorion näyttelyssä (kello 12–21) lasten asteroidityöpajassa sekä yleisöluentojen muodossa. Televisiosta taas tulee useita aiheeseen liittyviä ohjelmia tänään ja huomenna.

Kuva: Kartta Maan ilmakehään törmänneiden kappaleiden törmäyspaikoista vuosina 1994-2013. Lähde: NASA / JPL / NEO program

 

Onko tuomiopäivä sitten tulossa?

Asteroiditörmäysten uhka on varsin todellinen, mutta pieni. Käytännössä tilanne on, että törmäyksiä (niitä suuria siis) tulee aivan varmasti, mutta kukaan ei tiedä milloin -- nyt, huomenna, vaiko vaikkapa vasta tuhannen vuoden kuluttua.

Ajallisesta epävarmuudesta huolimatta mahdolliset vaikutukset ovat tutkijoiden mukaan niin suuret, että ihmiskunnan pitäisi valmistautua asiaan edes jollain tasolla. Scifileffoista poiketen yksikään valtio, yritys, tai kansainvälinen yhteisö ei kuitenkaan kykene tällä hetkellä estämään minkäänlaista törmäystä etukäteen -- oli se sitten pieni tai jättimäinen. Periaatteellisia suunnitelmia toki on pilvin pimein, mutta niiden käyttöönotto tositilanteen vaatimalla vauhdilla on käytännössä mahdotonta.

Aika ajoin uutisotsikoihin nousee jokin mahdollisesti törmäävä asteroidi. Tähän saakka kyse on aina ollut huonosti tunnetusta radasta, jonka epätarkkuus mahdollistaa pienen törmäystodennäköisyyden. Yleensä törmäystodennäköisyys pienenee nollaan radan tarkentuessa. Jotkut murikat kuitenkin vaativat pidempää seurantaa, sillä esimerkiksi tulevat lähiohitukset planeettojen tai Kuun kanssa eivät ole laskettavissa riittävän tarkasti.

Avaruudesta on löydetty jo satojatuhansia asteroideja, joiden radat eivät ole vaarallisia -- mutta ongelman tuovatkin ne, joita ei tunneta. Ja, vaikka kaikki Maan lähiasteroidit joskus saataisiinkin kartoitettua, murikoita voi siirtyä törmäysradoille kauempaakin, vaikkapa kaasuplaneettojen painovoiman linkoamina. Ja tavaraa voi tulla kauempaakin -- törmäystilanteessa asteroidin ja komeetan ero on varsin akateeminen.

Pienimmät törmääjät toki tuhoutuvat ilmakehässä. Mutta, kuten Tseljabinskin ja Tunguskan räjähdykset osoittavat, ei sekään ole aivan ongelmatonta. Yllä näkyvälle kartalle on merkitty kaikki ilmakehästä havaitut tulipalloräjähdykset 20 vuoden aikana. Kaikki ovat peräisin ilmakehässä tuhoutuneista pienistä asteroideista. Suurimmista toki pääsi pinnallekin tavaraa -- esimerkiksi Tseljabinskista.

Kartalta erottaa hyvin, että suurimpia rinkuloita on vähiten. Pieniä törmää siis varsin usein, suuria paljon harvemmin. Mutta niitäkin tänne tipahtaa.

 

Alla pelottaelevaksikin tarkoitettu 51 degrees North -elokuvan traileri. Koko elokuva on katsottavissa osoitteessa https://asteroidday.org/video/51degreesnorth/. Elokuva on Asteroidipäivän inspiroima, ja sitä promoava.

Päivitys 30.6.2017: Korjattu tapahtumalistaus ajankohtaisiksi. Alkuperäinen juttu julkaistiin 2015.

Otsikkokuva: David Hardy / Astroart