tulipallo

Poikkeuksellisen kirkas tulipallo herätti huomiota ympäri Pohjoiskalottia 16.11. Ursan tulipallotyöryhmän analyysien mukaan kiviä satoi Inarijärven itäpuolelle Vätsärin erämaahan.

Putoamisalue on 20x30 kilometrinen ellipsi (otsikkokuvassa). Kiven palaset ovat voineet tuuppaantua sivuun alkuperäiseltä radaltaan sekä tuulten että emokappaleen hajotessa saatujen sivuttaisnopeuksien vuoksi.

Todella suuret palaset hidastuvat (ja muuttavat suuntaansa) yleensä vähiten. Siksi sellaisia kannattaa periaatteessa etsiä putoamisellipsin etäpäästä (tässä tapauksessa koillisesta, läheltä Norjan rajaa). Pienempiä paloja on kuitenkin lukumäärällisesti enemmän.

Varma jaottelu tuo ei missään nimessä ole. Ursan tulipallotyöryhmäläiset arvelevat, että meteoriitteja putosi maahan asti muutamia kymmeniä kiloja, eli kaikki ovat hyvin saattaneet olla pienehköjä ja alttiita tuulen riepottelulle.

Ensin hyvät uutiset

Alueelle pääsee suhteellisen helposti. Autollakin.

Satunnaisen meteoriitinmetsästäjän kannattaa lähestyä aluetta etelästä, Nellimin kautta. Putoamisellipsin pohjoisosaan suoraan tähtääville helpoin kävelyreitti lähtee kuitenkin Norjan puolelta (lähes vihoviimeiseltä tieltä mitä siitä maasta löytyy). Ensimmäinen vaihtoehto vaatii Ivalosta 65 km ajomatkan, toinen 330 km.

Kolmas vaihtoehto on tietysti hankkiutua suoraan meteoriittiellipsin sydämeen venekyydillä.

Vätsärin erämaa-alueella saa liikkua vapaasti jokamiehenoikeuksien puitteissa. Tulien teonkin Metsähallitus on mahdollistanut - vastuullisesti ja metsäpalovaroitusta noudattaen, tietysti. Alueelle saa myös ostettua kalastus- ja metsästyslupia, jos ei halua kantaa reissueväitä mukanaan.

Talvi ei ole meteoriittijahdille otollista aikaa. Lumien ja jäiden lähtöä täytyy tuolla vartoa yleensä toukokuun puoliväliin. Keväällä kannattaa varautua kelirikkoon.

Parhaimpaankin kulkuaikaan seutu on meteoriitin metsästäjälle kuitenkin vähintään haasteellinen. Maasto on vaihtelevaa, ja satunnainen kivi kätkeytyy sinne helposti.

Inarinjärvi peittää putoamisalueen läntisen osan (30 %). Loppualuekin on satojen repaleisten järvien, lampien ja jokien sekä purojen vallassa (10 %).

Vedestä kiviä on mahdotonta löytää, mutta vesistöt tarjoavat hyvän kulkuväylän esimerkiksi kanootilla. Kuivalla maalla meno voi olla nimittäin tuskaista.

Seudun järvien välissä kiemurtelee lähes joka paikassa joko soita (10 % alueesta) tai louhikoita pitkinä mattoina (10 %). Loppu (40 %) on metsäistä maastoa. Osa metsänpohjastakin tosin on vaikeakulkuista kivikkoa tai upottavaa suota.

Kannattaakin suunnata korkeammalle, jos vain mäet eivät haittaa. Putoamisellipsin alueen nyppylät ovat kaikki koillis-lounas -suuntaisia drumliineja, jäätikön uurtamia rakenteita. Niistä suurin, Nammivaara, on 130-metrinen ympäröivään maastoon nähden ja parin kilometrin pituinen. Alueen pohjoiskolkassa luikertelee pari hiekkaharjuakin.

Poikkeuksellisen kirkas tulipallo herätti torstaina (16.11. klo 18.40) huomiota niin Suomessa, Pohjois-Ruotsissa ja -Norjassa sekä Kuolan niemimaalla. Kappaleen lentoradan mallinnus on nyt valmistunut.

Ennen törmäystään murikka oli elliptisellä radalla, jonka sisin piste hieman Maan radan sisäpuolella ja uloin piste oli asteroidivyöhykkeellä 2,7 kertaa kauempana Auringosta kuin Maa.

Mikäli sen palasia (meteoriitteja) päästään aikanaan analysoimaan, on näytteiden mahdollisen alkuperäseudun tietäminen tärkeää — siitäkin huolimatta, että kappale on toki voinut päätyä lopulliselle törmäyskurssilleen useidenkin törmäysten tuuppimana.

Tasan kahdeksan vuotta sitten Etelä-Amerikassa tapahtui jotain ainutlaatuista. 15.9.2007 kello 11.40 paikallista aikaa Titicaca-järven rannalla asuneet näkivät taivaalla paksun savuvanan. Sitä veti perässään nopeasti lähestyvä, kirkas tulipallo. Ja sitten, lähes saman tien, räjähti.

Kyse oli erittäin tavallisen meteoroidin varsin epätavallisesta törmäyksestä Maahan. Paikka oli Carancasin kylä Perussa, aivan Bolivian rajalla. Tarinaa värittävät myös terveydenhuoltojärjestelmä, huhut, ja tietysti media.

Itse räjähdyksellä oli paljon silminnäkijöitä. Kertomukset vahvistavat ja myös värittävät tapahtumaa. Lähimpänä ollut ihminen kaatui pyörällään räjähdyksen voimasta noin sadan metrin päässä, muttei saanut vammoja. Hieman kauempana ollut pieni talo taas kärsi kattovaurioita sinne lentäneen heittelekiven vuoksi. Läheisen koulun ja kenties terveyskeskuksenkin ikkunoita särkyi yli kilometrin päässä (syynä oli luultavasti maan tärinä, ei paineaalto). Kauempana jopa luultiin, että Chile oli aloittanut hyökkäyksen Peruun. Räjähdyspaikan yllä leijui suuri sienimäinen savupilvi useiden minuuttien ajan. Kraatterin ympäriltä sanottiin löytyneen kärventynyttä maata, kekäleitä ja kiviä, ja kuopan pohjalta pulppusi "kiehuvaa vettä" sekä pahanhajuisia myrkyllisiä kaasuja.

Ensimmäisissä lehtitiedoissa kraatterin halkaisijaksi mainittiin 30 metriä, mutta koko tarkentui lopulta 13,5 metriin. Syvyyttä sillä oli vajaat 5 metriä, ja reunavallit olivat metrin korkuiset. Heittelekiviä lensi 150–350 metrin päähän kraatterista.

Carancasin tapahtuma on tiettävästi ainoa kerta maailmanhistoriassa, kun todellisen törmäyskraatterin synty on nähty ihmissilmin. Normaalisti vastaavat tulipallot räjähtävät tai ainakin hidastuvat ilmakehässä. Niiden meteoriitit tippuvat maahan vapaapudotusnopeudella (200–300 km/h). Tuolloin ne tekevät maahan puhtaasti mekaanisen iskeymäkuopan. Carancasin kappaleella oli kuitenkin paljon enemmän vauhtia, noin 3–6 km/s (10800–21600 km/h). Se siis säilytti suuren osan kosmisesta nopeudestaan. Osasyynä oli törmäyspaikan sijainti ohuessa vuoristoilmassa, 3800 metriä merenpinnan yläpuolella. Toinen syy oli törmääjän tiivis koostumus. Räjähdyksen voimakkuus vastasi luultavasti 1000–3000 kiloa TNT:tä, vaikka hieman pienempiäkin arvioita on annettu.

Meteoriitin palasia saatiin virallisten lähteiden mukaan kerättyä varmasti ainakin 342 grammaa. Käytännössä paljon enemmän, sillä paikalle kertyi oitis paljon katselijoita.

Meteoriitti osoittautui varsin tavalliseksi H4-5 -tyypin kondriittiseksi kivimeteoriitiksi. Kivi-määreestä huolimatta murikka tosin oli loppuun asti varsin rautapitoinen ja tiivis. Ilmakehään tullessaan sen halkaisija oli 1–3 metriä ja massa muutaman kymmenen tonnia.

Kappaleen alkuperäinen 12-17 km/s vauhti ja rata ennen törmäystä sopivat hyvin useallekin tunnetulle lähiasteroidille. Kemialliset analyysit tosin vihjaavat myös johonkin mahdolliseen yhteyteen komeettamateriaalin kanssa, ainakin joidenkin yksittäisten hitusten perusteella.

Oliko mitään meteoriittitautia?

Median mukaan alueella asuvat valittelivat lähes välittömästi törmäyksen jälkeen huonovointisuutta. Oireina oli pääkipua, ripulia, oksentelua, ja jopa ihovaurioita. Selvimpiä oireita saivat ne, jotka kävivät törmäyspaikalla heti räjähdyksen jälkeen. Sairaita kerrottiin olevan ainakin 100–200, joidenkin mukaan jopa 600. Mukana oli läheisten kylien väkeä ja tilannetta valvomaan tulleita poliiseja. Sairaita oli niin paljon, että terveyskeskuksen pihalle jouduttiin lopulta pystyttämään lisätelttoja potilaille. Alueelle myös tuotiin parin päivän sisällä lisää terveydenhuoltohenkilöstöä.

Mediassa levisi pian monia huhuja kulovalkean tavoin. Sairauden syyksi epäiltiin radioaktiivisuutta ja avaruudesta tullutta tarttuvaa tautia. Alue on tuliperäistä, joten kyse saattoi hyvin olla vulkaanisesta kaasupurkauksestakin. Arsenikkia löytyy alueen vedestä ja maaperästä, joten väki on voinut saada kuopassa "kuplivasta vedestä" arsenikkimyrkytyksen. Elohopeamyrkytystäkin väläyteltiin. Paikallisten kerrottiin lopettaneen alueelta otetun veden käytön täysin. Wikipedia vinkkaa (täysin lähdeviitteettä) lopulta selvinneeksi syyksi rikkipitoista troiliittimineraalia, jota törmääjässä oli noin 5 %. Sen höyrystyminen olisi vapauttanut suuria määriä myrkkykaasuja alueen ilmaan. Myös psykosomaattisia oireita tai joukkohysteriaa epäiltiin. Jännitystä lisäsi sekin, että törmäyspaikan lähellä pidettyä karjaa kuoli. Ihmisvahingoilta kuitenkin vältyttiin, ja väen oireet alkoivat hiipua jo muutamassa päivässä.

Oliko meteoriitissa siis myrkyllisiä aineita? Oliko se osunut johonkin vanhaan ongelmajätevarastoon? Vai tuliko haitta-aine maaperästä?

Median kertomukset olivat asiaan tarkemmin perehtyneiden mukaan kuitenkin pahasti vääristyneitä ja liioiteltuja. "Veden kiehuminen" kraatterissa oli todennäköisimmin vain ilman vapautumista törmäysrakosista. Muutamia ihmisiä kyllä hoidettiin terveyskeskuksessa ihan aiheesta, mutta heillä kyse oli nestehukasta ja/tai ylikuumenemisesta. Kenenkään tutkitun verestä ei löytynyt viitteitä mistään yllättävistä myrkyistä. Mitään varmoja tietoja törmäyksen aiheuttamista todellisista vaivoista ei siis ole.

Todellisuus taisikin olla karumpi: kyse oli kaikkein todennäköisimmin vain seudulla liikkuneiden huhujen innostavasta vaikutuksesta. Niiden mukaan kun "törmäyksestä kärsiville" annettaisiin ilmaista terveydenhuoltoa. Pidemmän päälle törmäys oli siis hyödyksi: alueen väestön arsenikkipitoisuuksiin alettiin kiinnittää huomiota.

Päivitys 15.9. klo 23.00: Juttu ilmestyi tänään myös Suomen kraatterit -blogissa. Sen yhteydestä löytyvät myös Carancasin tutkimukseen liittyvät lähteet.
Päivitys 16.9. klo 11.40: Lisätty viimeinen lause (arsenikkipitoisuuksista).

Otsikkokuva: Tancredi et al., Meteoritics & Planetary Science 44, Nr 12, 1967–1984 (2009)

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