etelämanner | Tiedetuubi

Päivän kuva

Päivän kuva liittyy aiempaan uutiseemme uudenlaisesta instrumentista, jolla voidaan tarkkailla aurinkotuulen ja Maan magneettikentän vuorovaikutusta.

BARREL (Balloon Array for Radiation belt Relativistic Electron Losses) on kaasupallon varassa yli 30 kilometrin korkeuteen kohoava mittalaitteisto, jolla tutkitaan Maan lähiavaruudesta ilmakehään syöksyviä elektroneja. Niiden törmäily kaasuatomien ja -molekyylien kanssa synnyttää röntgensäteilyä.

Lähes valonnopeudella liikkuvat elektronit ovat peräisin Maata ympäröivistä Van Allenin säteilyvöistä, jotka ovat syntyneet Maan magneettikentän vangitessa energisiä hiukkasia. Elektronit voivat aiheuttaa otsonikatoa ja vaurioittaa Maata kiertäviä satelliitteja.

Etelämantereelta lähetettävien kaasupallojen avulla saatuja tietoja täydentävät kaksi Van Allen Probe -satelliittia, jotka laukaistiin vuonna 2012. Ne kiertävät Maata soikeilla radoilla, jotka vievät ne säteilyvöiden läpi.

Kuva: Robyn Millan

Tämä kesä on ollut eittämättä viileähkö ja sateinen Suomessa, mutta kuten sanonta kuuluu, on se onneksi ollut kuitenkin varsin vähäluminen.

Samaa ei voi sanoa Etelämantereella, missä värjötellään -80°C:n pakkasessa ja ollaan pimeässä lähes kolmen kuukauden ajan. Aivan etelänavalla yö kestää vieläkin pitempään - mutta toisaalta siellä yötön yökin kestää sitten saman verran.

Ranskalais-italialainen tutkimusasema Concordia on Euroopan avaruusjärjestön kannalta siksi kiinnostava, että ESAn kustantama lääkäri on siellä tekemässä paitsi työtään koko pitkän yön ajan asemalla viipyvän miehistön lääkärinä, niin myös suorittamassa tieteellisiä tutkimuksia.

Beth Healey Työnteko ja oleminen äärimmäisten olosuhteiden keskellä tutkimusasemalla vastaa monessa mielessä avaruuslentoa, sillä ulos asemalta voi mennä vain erityisesti suojautuneena ja ilman aseman turvaa miehistö olisi välittömästi hengenvaarassa. Aseman suljettu sisätila on monessa mielessä myös samankaltainen ympäristö kuin avaruusasema.

Tänä vuonna myös brittien Etelämantereen tutkimusohjelma ottaa osaa näihin tutkimuksiin siten, että Halley VI -aseman (yllä olevassa kuvassa) talven yli yöpyvä miehistö on mukana. Tämä on kiinnostavaa siksi, että asema sijaitsee huomattavasti matalammalla kuin Concordia. Näin ilmanpaineen aiheuttama ero saadaan mahdollisesti selville.

Tänä kautena lääkärinä toimii brittiläinen Beth Healey (oikealla), joka on kirjoittanut kokemuksistaan henkisesti raskaan komennuksensa aikana ESAn Concordia-blogissa.

Viimeisimmässä viestissään hän pyysi lukijoitaan lähettämään miehistön piristykseksi kesäkuvia: kuvia voi lähettää erityisen flickr-sivun kautta ja ne tulevat todella tarpeeseen, sillä Concordia on vielä kuukauden päivät eräs maapallon pimeimmistä, kylmimmistä ja yksinäisimmistä paikoista.

Ja jos mielestäsi Suomen kesän kylmyys tai pilvisyys tuntuu ikävältä, niin postaa siitäkin kuvia kommenttien kera, sillä Etelämantereen näkökulmasta nekin näyttävät taivaallisilta!

BLOG

Lue lisää Suomessako muka viileä ja synkkä kesä? Täällä on vielä kylmempää!

Etelämantereen lyhyt, mutta toimintaa täynnä ollut kesäkausi on päättymässä, kun viimeiset vain kesän aikana käymässä olleet tutkimusryhmät ja huoltojoukot lähtevät kotimatkoilleen.

Sen sijaan pitkän ja pimeän talven ajaksi asemille eristyksiin jäävät henkilöt valmistautuvat raskaaseen koitokseen: kuten astronautit avaruusasemalla, he joutuvat elämään kuuden kuukauden ajan täysin omillaan, seuranaan vain toiset asemalla olevat ihmiset sekä ajoittainen tietoliikenneyhteys ulkomaailmaan. Itse asiassa pesti Antarktiksen tutkimusasemalla on jopa vaativampi kuin lento avaruudessa, sillä neljän kuukauden ajan asemat ovat lähes täydellisessä pimeydessä, kun Aurinko ei nouse horisontin yläpuolelle.

Olosuhteiltaan Etelämanner on myös erittäin haastava. Esimerkiksi ranskalais-italialainen Concordia-tutkimusasema, suurin eurooppalainen asema Antarktikalla, on 3200 metrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella jäätikön päällä. Pitkäaikainen oleskelu siellä saa aikaan kroonisen hapenpuutteen, joka heikentää suorituskykyä. Sitä hoidetaan ajoittain happikylvyillä, mutta muutoin siitä ei ole suoranaista terveyshaittaa – se vain tekee elämästä hankalaa.

Myös lämpötila on perin ikävä ulkoilun kannalta: keskilämpötila talvella on -51°C ja matalin Concordialla mitattu pakkaslukema on -85°C.

Lähin asuttu paikka Concordiasta mitattuna on ranskalaisten tutkimusasema Dumont d’Urville 1100 kilometrin päässä rannikolla. Italian oma asema Mario Zucchelli on 1200 kilometrin etäisyydellä.

ESAn lääkäri mukana Concordialla

Euroopan avaruusjärjestö on osallistunut jo pitkän aikaa Concordia-asemalla tehtävään tutkimukseen rahoittamalla joka vuosi asemalle lääkärin. Hän toimii aseman 13-henkisen miehistön jäsenenä, huolehtien lääketieteellisistä ongelmista eristyksen aikana, mutta tekee myös tutkimusta.

Tänä vuonna tohtorina toimii otsikkokuvassa poseeraava britti Beth Healey, jonka edessä on viisi tutkimusohjelmaa, joilla valmistaudutaan aikanaan tapahtuviin pitkäkestoisiin avaruuslentoihin toisille taivaankappaleille. Niistä on tosin apua myös avaruusasemalla Maata kiertävällä radalla, kuten myös jokapäiväisessä elämässä erikoisolosuhteissa

Lue lisää Concordian talvi alkaa

Jarmo Korteniemi

Venäläiset tutkijat ovat poranneet toisen reiän Vostok-järveen. Järvi sijaitsee lähes nelikilometrisen jääpeitteen alla Etelämantereella. Se on ollut eristyksissä ulkomaailmasta 15 miljoonan vuoden ajan.

Ensimmäinen kairaus Vostokin tehtiin vuonna 2012. Tutkijat ilmoittivat pian sen jälkeen löytäneensä saaduista näytteistä aiemmin tuntemattomien bakteerien perimää. Löytö kuitenkin kyseenalaistettiin, sillä näytteisiin oli sekoittunut kairauksessa käytettyjä nesteitä. Kaira oli nimittäin nostettu pois liian nopeasti, ja syntynyt alipaine loiskautti oitis suuren annoksen järvivettä kairaa vasten, saastuttaen näytteet.

Otsikkokuvassa oleva rakennelma on Vostok-tutkimusasemalla olevan poran poraustorni.

Järven pinta saavutettiin toisen kerran 25.1.2015. Ja nyt tutkijat osasivat olla varovaisempia. He uskovatkin saaneensa tällä kertaa näytteitä varmasti puhtaasta järvivedestä. He käyttivät vanhaa porausreikää aina 3400 metrin syvyyteen asti, mutta käänsivät sitten kairan eri suuntaan. Lopuksi kairaa nostettiin riittävän hitaasti. Näin vesi pääsi nousemaan rauhallisesti - kairan perässä - ja jäätyi pian paikalleen. Jäätynyt järvivesilieriö nostettiin lopuksi kairan avulla pinnalle.

Jäänalaisen järven pinta on porauskohdassa Vostok-aseman alla noin 3770 metrin syvyydessä. Tutkijat uumoilevat saavansa nyt saadut kiinnostavat vesinäytteet – yhteensä noin 40 litraa – analysoitavaksi toukokuussa.

Asiasta ovat kertoneet mm. New Scientist, RT ja Sputnik International (entinen RIA Novosti). Sputnikin sivulla on myös mainio grafiikka Vostok-asemasta, syvyyksissä olevasta järvestä ja sen poraamisesta.

Omituinen järvi

Vostok-tutkimusaseman kohdalla jään alla olevan järven olemassaoloa alettiin epäillä neuvostoliittolaisten tutkijoiden 1960-luvulla suorittamien seismisten mittausten perusteella.Yhdysvaltalais-brittiläis-tanskalainen tutkimusryhmä kartoitti sitä ilmasta 1970-luvulla, mutta vasta ESAn tutkasatelliitti ERS-1:n mittauksista vuonna 1996 saatiin selville miten suuri järvi oikein on: Vostok on ylivoimaisesti suurin lähes 150 tunnetusta jäätikönalaisesta järvestä, sillä sen pituus on noin 250 km ja leveys noin 50 km.

Järvi on voinut olla jääkannen alla jopa 25 miljoonaa vuotta, joskin sen arvellaan olleen kokonaan eristyksissä "vain" noin 15 miljoonan vuoden ajan. Järvi on todennäköisesti syntynyt siten, että jää on sulanut joko suuren itse aiheuttamansa paineen alla tai jäätikön alla olevan tulivuoritoiminnan vuoksi. Tiedetään, että Etelämantereella on vulkaanista aktiivisuutta, mutta järven pohjalta ei ole saatu tietoa siitä.

Järven poikki kulkee harjanne, joka jakaa sen kahteen syvään osaan. Vuonna 2005 siitä löydettiin myös saari, ja satelliittimittausten perusteella voidaan päätellä, että sen pohjalla on sedimenttikerros. Järvessä on myös havaittu tapahtuvan 1–2 senttimetrin vuorovesivaihtelua.

On mahdollista, että ammoisen veden lisäksi järvessä on mikrobitasoista elämää. Siksi sitä tutkitaan hyvin varovasti, jotta porauksilla ei saastutettaisi vettä tai siellä olevaa elämää.

Alla ilmakuva Vostok-tutkimiusasemalta. Se on eräs kylmimmistä paikoista koko maapallolla.

Jarmo Korteniemi

Kerroimme aiemmin Etelämantereen jääkentältä löytyneestä kaksikilometrisestä pyöreästä rakenteesta.

Tutkijat olettivat sitä aluksi törmäyksen aikaansaamaksi. Varsinainen kraatteri, eli ison asteroidin tai komeetan räjähdyskuoppa se ei kuitenkaan liene - sellaisen synty olisi havaittu kaukanakin. Pienemmän, ilmassa räjähtäneen ja sen jälkeen palasina maahan sataneen kappaleen jälki se voisi ehkä olla - jos oikein sopivasti sattuisi. Idea kelpaa hyvin "työhypoteesiksi", varsinkin jos parempaakaan ideaa ei ole.

Nyt törmäysidealle on ilmaantunut varteenotettava kilpailija. Pyöreä muoto voi johtua jään romahtamisesta.

Jää kuin juustoa?

"Doliini" syntyy, kun maanalaisen luolan katto romahtaa. Tapahtuma voi olla äkillinen kertarysäys tai hyvin hidas vajoaminen. Doliineja löytyy yleensä kalkkikivisiltä karstialueilta (esimerkiksi Balkanin niemimaalla). Niitä voi kuitenkin syntyä myös jäätiköillä.

Napajäätikön pinta muuttuu koko ajan. Kevään ja kesän auringonpaisteessa osa talvella sataneesta lumesta sulaa pois. Kaukana navasta, eli mannerjäätikön reunoilla, sulaminen on kaikkein tehokkainta. Sulavedet kovertavat itselleen reittejä jäätikön läpi ja muodostavat joskus hyvinkin mittavia luolastoja jään sisään. Luolaston katon romahtaessa syntyy ns. jäädoliini.

Nyt löydetty pyöreä piirre voisi olla hyvin suuri, joskin muutoin tavanomainen jäädoliini. Jäädoliinit voivat kasvaa yli kilometrisiksikin ja olla syvyydeltään jopa kymmeniä metrejä.

Jos nyt löydetty piirre lopulta osoittautuu jäädoliiniksi, se olisi erittäin mielenkiintoinen sijaintinsa vuoksi. Näiden rakenteiden tunnettuja esiintymisalueita ovat tähän mennessä nimittäin olleet lähinnä Grönlanti ja Länsi-Antarktisen niemimaa. Niissä jään tiedetään ihan yleisesti sulavan nopeampaa tahtia kuin Itä-Antarktiksella - eli sieltä, mistä tämä rakenne löydettiin. Jäädoliinien löytyminen kuitenkin kertoo jään nopeasta ja tehokkaasta sulamisesta. Onko Itä-Antarktiksen sulamistahti siis muuttumassa?

Kuva: Jäällä olevasta piirteestä on julkaistu nyt kaksi kuvaa, yksi viistoon ja toinen pystysuoraan kuvattuna. Tärkeimmät piirteet näkyvät kartoitettuna oikealla.

Kolme mielenkiintoista ominaisuutta

Rakenteesta otetussa ilmakuvassa (yllä) erottuu muutamia erikoisia piirteitä:

Pyöreä muoto vaikuttaa olevan jonkinlainen painanne. Lumi on nimittäin selvästi kasaantunut yksinomaan rakenteen sisälle. Kinokset jopa muodostavat renkaan reunojen tienoilla paksumman lumen kehän. Luultavasti painauma on kuitenkin varsin matala, sillä eri alueiden valaistusoloissa ei ole eroja.
Lumen seasta erottuu renkaan sisällä muutamia suoria linjoja, joista ulottuu pitkiä kinoksia tuulen alapuolelle. Linjat ovat todennäköisimmin jään halkeamia, joissa toinen seinämä on lisäksi luiskahtanut hieman toista korkeammalle. Sopivasti sijoittuessaan pienikin korkeusero (ehkä vain muutamia senttimertejä) aiheuttaa taakseen aiheuttaen lunta kasaavaa pyörteilyä. Varjojen puuttuessa korkeuserosta ei kuitenkaan voi sanoa mitään varmaa. Halkeamat lienevät seurausta jäässä olevien jännitteiden purkautumisesta. Mutta mikä ne jännitteet sitten keskitti juuri tälle kohdalle...?
Ehkäpä mieltä kaikkein kutkuttavimpana yksityiskohtana jäältä löytyy kaksi tummaa läikkää. Ne ovat kooltaan arviolta jotain muutamista metreistä kymmeniin metreihin. Niistä vasemmanpuolimmainen voisi hyvinkin olla vaikkapa likaläiskä kameran linssissä, mutta pienempi lienee pinnalla. Sitä ympäröi selkeä lumikasa. Se voisi ehkä kenties olla vain kinoksen varjo, vaikkei sellaiselta vaikutakaan. Toivottavasti asia selviää aikanaan.

Otsikkokuva: Suoraan ylhäältä otettu kuva oudosta jäämuodostumasta. Värejä on hieman korostettu. Kuva: Alfred Wegener Institute

Kuva: Alfred Wegener Institute / Tulkinta: Jarmo Korteniemi

Kuva: Kuvissa erottuu kaksi tummaa pistettä, joiden halkaisijat ovat arviolta muutamia kymmeniä metrejä.

Mahdollisuuksia mutta ei varmuutta

Jään pinnalla näkyvän rinkulan alkuperän selvittäminen on oiva esimerkki tieteellisen metodin toiminnasta. Vähillä tiedoilla voidaan tehdä monenlaisia oletuksia, heittää ilmaan hypoteeseja ja pohtia eri prosessien vaikutuksia. Tiedon karttuessa löytyy lopulta ainakin muutama idea, joita voidaan käytännössä testata. Myös epätodennäköiset (mutta mahdolliset) selitykset pidetään pelissä mukana siihen asti, että ne voidaan sulkea pois. Käytännössä tämä tarkoittaa rakenteen tutkimista paikan päällä.

Mikään selitys ei siis ole vielä vedenpitävä, vaan toistaiseksi kaikki on vain spekulaatiota. Tutkijat päässevät paikan päälle vasta seuraavan kenttäperiodin aikana, paikallisen kesän 2015-2016 aikana. Toivottavasti rakenne onnistutaan tunnistamaan silloin.

Lähteet: Alfred Wegener Institute, Olaf Eisen / Alfred-Wegener-Institut ice blog, SciencePoles / International Polar Foundation ja Princess Elisabeth Antarctica research station.

Jyri Näränen Etelämantereen lenkokoneen vieressäe

Anonyymi

Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen (joka vuoden vaiheeseen saakka tunnettiin Geodeettisena laitoksena) Jyri Näränen kertoo matkastaan Etelämantereelle norjalaiselle Troll-asemalle. Hän on vieraillut aiemmin Suomen Aboa-asemalla painovoimamittauksia tekemässä; tänä vuonna muutama muukin Suomen Etelämannertutkimusohjelma FINNARP:in tukema tutkija kävi muualla kuin Aboalla. Pääosa suomalaisista tutkijoista Etelämantereella toimi tänäkin vuonna Aboalla ja heidän tekemisiinsä palaamme myöhemmin.

Tämänkertainen matkani Etelämantereelle ajoittui välille 10.12.2014-8.1.2015. Tänä aikana mittasin absoluuttista painovoimaa norjaisella tutkimusasema Trollilla, sekä suoritin useita geodeettisia mittauksia, kuten relatiivigravimetriaa ja vaaitusta määrittääkseni mittapisteen stabiilisuutta.

Suoritimme alueella viimeksi mittauksia vuodenvaihteessa 2011-2012, minkä jälkeen mittapiste ei ole liikkunut lainkaan. Paikka on siis osoittautunut erinomaisen stabiiliksi ja siis hyväksi paikaksi suorittaa maannousututkimusta. Myös absoluuttigravimetriset mittaustulokset tukevat alustavan analyysin perusteella olettamusta, että pääasiallinen syy maan nousemiseen alueella on viime jääkausi. (Toim huom. Samaan tapaan kuin Pohjolassa, jääkerros on painanaut maata alaspäin, ja nyt se jatkaa edelleen nousuaan. Koska mekanismi on samankaltainen pohjoisessa ja etelässä, on mittausten tekeminen Etelämantereella hyvin kiinnostavaa, koska se auttaa tuntemaan myös Suomen maannousun mekaniikkaa.)

Tulokset vaativat vielä vähän enemmän analyysia ja varsinkin laitteiston kontrollimittauksia ja jälkikalibrointia Suomessa, ennenkuin haluan sanoa mitään varmaa tuloksista. Mittalaitteemme tulevat erikseen lentorahtina Suomeen näinä päivinä.

Normaalisti teemme gravimetrisia mittauksia Etelämantereen kesätutkimuskauden aikana useammalla asemalla. Esimerkiksi Etelän kesän aikaan osuvalla tutkimuskaudella vuodenvaihteessa 2011-12 mittasimme neljällä asemalla.

Tällä kertaa kuljin Etelämantereelle norjalaisten logistiikan kautta ja tein normaalia lyhyemmän tutkimuskauden aikana mittaukset vain Trollilla. Työ siis tapahtui kuitenkin Suomen Etelämannertutkimusohjelman, FINNARP:in, tukemana. FINNARP:illa oli tällä kaudella muitakin suomalaisia Etelämantereella, jotka eivät käyneetkään Suomen omalla asemalla Aboalla.

Norjalaisten suuri tutkimusasema Troll

Norjan polaaritutkimuskeskuksen Troll täyttää tänä vuonna 10 vuotta ympärivuotisena asemana. Sinne voidaan kesäkaudella majoittaa yli 60 henkilöä, mutta talvella siellä majailee yleensä kuusi norjalaista.

Troll Heidän tehtävänään on valvoa automaattisten mittausjärjestelmien toimintaa ja myöskin huoltaa satelliittien datan linkitykseen käytettävien radioantennien toimintaa. Trollilla on puolisen tusinaa isoa lautasantennia, joiden avulla välitetään mm. ESA:n polaariradalla olevien satelliittien keräämiä tietoja. Vastaavanlainen linkitysasema pohjoiselle napa-alueelle sijaitsee Huippuvuorilla.

Troll-asema koostuu päärakennuksesta, sekä useista asuinmoduuleista, generaattorirakennuksesta ja kahdesta isosta autotallista/huoltovajasta. Lisäksi paljon tavaraa säilytetään myös varastoiksi muunnetuissa merikonteissa.

Asema sijaitsee hieman sisämaassa verrattuna moneen muuhun Kuningatar Maudin Maan asemaan verrattuna ja siitä syystä siellä vallitsee hieman parempi ilmasto, varsinkin näin keskikesällä. Asema sijaitsee 1300 metrin korkeudessa, mistä johtuen alueella on hieman kylmempi kuin rannikolla, mutta siellä tuulee hieman vähemmän ja on vähemmän pilvistä. Kesäaikaan lämpötila on yleensä -5 – -20°C, talvella paljon vähemmän.

Norjan kuningas lentää Etelämantereelle juhlistamaan Trollin 10 -vuotisjuhlaa vielä tässä kuussa.

Löylyä norskeille!

Minun kauteni asemalla meni vallan mainiosti. Sen aikana vietin sekä joulun, että uuden vuoden norjalaisten kanssa. Kaiken kaikkiaan sopeuduin hyvin pohjoismaalaiseen joukkoon, tosin hieman erilaiset jouluperinteet toivat eksotiikkaa arkeen.

Uutta vuotta päästiin juhlistamaan saunomalla. Silloin pääsin opettamaan norjalaisille mitä suomalainen "löyly” oikein tarkoittaa.

Asemalta löytyy tosin myös palju, joka kiinnosti norjalaisia paljon enemmän. Mikäs siinä on istua lämpimässä vedessä, nauttia vähän kuplivaa ja katsella alas jäätikölle!

Töiden lomassa pääsin myös tutustumaan norjalaiseen konseptiin "ti på toppen”, ja suoritinkin ensimmäisenä suomalaisena tämän "Ti på toppen på Troll":in. Se tarkoittaa kymmenelle aseman ympäristössä olevalle parhaimmalle huipulle kiipeämistä. Korkein huippu oli noin 2,2 km korkeudessa, mutta kannattaa muistaa, että jäätikkö – siis lähtökorkeus – oli jo noin 1,1 km. Kipuamista oli siis “vain” hieman yli kilometrin verran.

Monille huipuista ei saa turvallisuussyistä lähteä kapuamaan yksin, vaan mukana pitää olla aina vähintään yksi toinen henkilö. Mutta norjalaisia ei tarvinnut paljoa houkutella kävelyille, ei edes raskaiden työpäivien jälkeen, sillä maisemat ovat niin upeita ja tarjoavat vaihelua arkeen joka menee usein sisätiloissa.

Aseman henkilökunnan työpäivät ovat todellakin pitkiä, sillä normaali päivä on 12 tunnin mittainen aamukahdeksasta iltakahdeksaan. Näin tehdään 13 päivää putkeen, jonka jälkeen yksi vapaapäivä. Lomaa vietetäänkin sitten keikan jälkeen enemmän.

Bisnesjetillä jääradalle

Norjalaiset aloittivat tällä kaudella säännölliset "reittilennot" välillä Geneve-Troll. Lennot suorittaa sveitsiläinen yksityislentoyhtiö Privat Air erikoisella Boeing Business Jet -suihkukoneella. Kone on Boeing 737:n liikelentokäyttöön tehty versio, missä on normaalista huomattavasti poikkeava sisustus, suuremmat polttoainetankit ja heikosti varustelluille pienkentille sopiva navigointivarustus.

Lennoilla kone lastataan Genevessä ja se lentää Kongon Brazzavillen kautta (jossa vaihdetaan miehistö ja tankataan kone) Kapkaupunkiin, jossa vietetään yksi yö.

Aamulla miehistö arvioi lentosään Etelämantereelle ja erityisesti voiko Troll-asemalle laskeutua. Kiitorata kun on 3 kilometriä pitkä suora höylättyä jäätä, eikä mitään teknisiä välineitä, radiomajakoita tms. ole laskeutumisen avuksi. Näin ollen näkyvyys Trollilla on kriittinen turvallisen laskeutumisen varmistamiseksi. Tästä syystä koneessa on jo menomatkalla polttoainetta myös paluumatkaa varten, mikäli asemalle ei voidakaan sään muuttumisen vuoksi laskeutua.

Koneen laskeuduttua miehistö viettää kaksi yötä Trollilla. Tänä aikana koneeseen tankataan lisää polttoainetta ja se lastataan paluumatkalle. Paluu tapahtuukin sitten vähän sutjakammin, koska lentokriteerit Trollilta lähtöä varten ovat pienemmät kuin sinne laskeutumista varten. Ainoastaan tunnin-parin tankkaustauko Kapkaupungissa ja sama Brazzavillessa, jossa vaihtuu miehistö. Vähän yli 20 tuntia Trollilta lähdön jälkeen ollaankin sitten jo Genevessä.

Syy miksi Norja lähti tekemään yhteistyötä Privat Airin kanssa on se, että ko. lentoyhtiö oli valmis selvittämään mitä "siviililentojen" tekeminen Etelämantereelle vaatii. Nyt lennot on vakuutettu ja vastuuasiat lentoon liittyen ovat samat kuin normaaleilla reittilennoilla. Tämä on aika suuressa kontrastissa muihin lentoihin Etelämantereelle, jotka tapahtuvat joko sotilaslentokoneilla tai siviilien operoimilla erikoiskoneilla.

Isompia lento-onnettomuuksia ei viime vuosina ole sattunut Etelämantereelle kuljettaessa, mutta norjalaiset halusivat nostaa turvallisuuden- ja riskienhallinnan uudelle tasolle.

Kun aikanaan matka Antraktikselle oli kuukausia pitkä ja vaarallinen, nyt sinne voidaan lentää normaalilla lentokoneella virvoitusjuomia nauttien – tosin vain sikäläisen kesän aikaan. Etelämantereen talvi on edelleen ihan toinen asia!

Jarmo Korteniemi

Kerroimme keskiviikkona Etelämantereelta löydetystä oudosta pyöreästä jäljestä. Kaksi kilometriä leveä piirre löytyi saksalaisen Alfred Wegener -instituutin tutkijoiden tehdessä rutiinimittauksia lentokoneesta.

Päivitys 25.1.2015: Uudempi juttumme löydetystä pyöreästä piirteestä kertoo uusista käänteistä mysteerin selvittämisessä.

Poiketen aiemmista tiedoista, rinkula ei ilmeisesti olekaan syntynyt vuonna 2004 havaitussa räjähdyksessä. Tutkijat ovat nimittäin löytäneet sen jo paljon vanhemmistakin satelliittikuvista.

Päätimme Tiedetuubissa paneutua asiaan hieman tarkemmin. Tässä jutussa mietitään, mistä löydössä voi olla kysymys. Siitä on tosin julkaistu tietääksemme vain yksi ainoa kuva, joten tiedot ovat varsin spekulatiivisia.

Löytöpaikka merellä

Löytö tehtiin merellä Prinsessa Ragnhildin rannikon tuntumasta, suoraan Afrikan Hyväntoivonniemeltä etelään. Tarkemmin seutu on nimeltään Roi Baudouin plateau de glace. Suomalaisittain tämä tarkoittaa "Kuningas Baudouinin jäätikköhyllyä".

Jäähylly syntyy, kun paksu mannerjää valuu maalta merelle. Koko yhtenäinen jäämassa liikkuu alituiseen kohti ulappaa. Ulapan reunalla jäähylly on jo osaksi haurastunut ja lohkeileekin jäävuoriksi.

Jään paksuus on hyllyllä hieman pienempi kuin mantereella, mutta siltikin satoja metrejä, ehkä jopa kilometrin. Kyse on siis hyvin paksusta meren päällä kelluvasta jääkannesta. Osa hyllystä voi tosin raapia pohjaa ja olla jopa hetkittäin siinä kiinnikin.

Mitä kaikkea löytö ei ole?

Kyse ei ole ainakaan vastikään jään alla tapahtuneesta tulivuorenpurkauksesta tai kuuman lähteen aiheuttamasta jään sulamisesta. Alapuolelta sulaminen romahduttaisi jään pinnalle kattilamaisen ja halkeamien reunustaman painauman. Nyt löydetty varsin tasainen piirre ei näytä paikalliselta sulamiselta. Kaiken kukkuraksi lähimmät tunnetut tulivuoret sijaitsevat tuhansien kilometrien päässä, merten keskiselänteillä ja Etelämantereen vuoristoisilla niemimailla.

Myöskään jään läpi törröttävä vuorenhuippu ei oikein sovi kuvaan. Koska jää liikkuu, pilkottavan saarekkeen perään jäisi ulappaa kohti osoittava vana. Tällaisesta ei ole raportoitu, eikä sellaista näy julkaistussa kuvassakaan.

Jään alla tapahtuva pyörteily, tai vaikkapa kaasupurkaus merenpohjasta voisi aiheuttaa jotain nähdyn kaltaista. Näin siis siinä tapauksessa, että kyse olisi muutaman metrin paksuisesta merijäästä - sellaiseen voisi helposti syntyä jotain uuveavannon tapaista. Paksun jäähyllyn tapauksessa tämä ei liene mahdollista.

Jäätiköiden pinnalta löytyy toisaalta jäätä monissa värisävyissä. Tämä johtuu pintarakenteesta, jääkiteiden kokoluokista ja -muodoista sekä epäpuhtauksista. Nyt kuvattu rengas voisikin olla vaikkapa iso pakkaantunut nietos, joka on vuosien saatossa sulanut hieman eri tavoin kuin ympäröivä jääkenttä. Tai päinvastoin. Tuo ei kuitenkaan selittäisi kuvassa näkyviä kirkkaita alueita: nyppylöitä, joita on satunnaisesti vain hailakan renkaan sisällä. Kohoumat vaikuttavatkin olevan useiden metrien korkuisia kinoksia. Kyse lienee lumesta, joka on kasautunut tuulen vaikutuksesta suurten jäälohkareiden ympärille.

Otsikkokuva: Tehostettu vääräväriversio lentokoneesta napatusta kuvasta, sekä kuvasta erottuvien piirteiden yksinkertaista tulkintaa. Tarkempi kuva aukeaa klikkaamalla. Alkuperäinen versio kuvasta löytyy aiemmasta jutustamme.

Kuva: Alex Alishevskikh / Wikimedia Commons

Yllä: Tšeljabinskin yllä räjähti helmikuussa 2013 20-metrinen asteroidi, tiputtaen maahan ison kasan meteoriitteja. Etelämantereen yllä on voinut näkyä samanlainen savuvana kun pyöreä rakenne syntyi. Kuva: Alex Alishevskikh

Törmäysjälki?

Yksinkertaisin vaihtoehto piirteille on jonkin tömähtäminen taivaalta jäälakeudelle. Pikaisen nettihaun perusteella sinne ei kuitenkaan ole tippunut lentokoneita eikä viime vuosina satelliittejakaan. Eikä sellaista jättikonetta toisaalta olekaan, jonka jäänteet leviäisivät noin näyttävästi kahden kilometrin levyiselle alueelle.

Käytännössä todennäköisin vaihtoehto onkin tutkijoiden uumoilema avaruudesta tulleen kappaleen törmäys. Aluksi he luulivat tapahtuman sopivan yksiin vuoden 2004 meteorihavainnon kanssa, mutta piirre osoittautuikin pian vanhemmaksi.

Tutkijat sanovat löytäneensä pyöreän jäljen jo vuonna 1996 otetuista satelliittikuvista (kuvaa ei tosin ole vielä julkistettu). Piirre on siis ehtinyt muokkautua jäälakeudella ainakin 18 vuotta, kenties kauemmin. Vaikka jäähyllyn pinnalle ei juuri kerrykään uutta pysyvää jäätä (se kun on jäätikködynamiikassa massahävikin aluetta), vuosittain satava ja sulava lumipeite on yhdessä tuulen kanssa pehmentänyt alkuperäistä piirrettä jo huomattavasti. Jäähylly on lisäksi liikkunut kohti ulappaa tuona aikana ehkä muutamien kymmenien kilometrien matkan.

Todennäköisesti kyse ei ole varsinaisesta törmäyskraatterista, vaikka näin onkin raportoitu mm. Daily Mailin, New Scientistin ja Discovery Newsin toimesta. Kraatteri olisi luultavasti vielä vuosikymmentenkin jälkeen selvä maljamainen heitteleen ympäröimä painauma. Nyt löydetty piirre on tuollaiseen sijaan tasainen, lukuunottamatta keskeltä löytyviä suuria lumikinoksia.

Kaksikilometrisen kraatterin syntyyn olisi vieläpä tarvittu suuri, vähintäänkin satametrinen asteroidi tai komeetta. Tarkka koko riippuu monista asioista: tiheydestä, koostumuksesta, nopeudesta ja tulokulmasta. Räjähdyksen ääni olisi kuultu muilla mantereilla, ja höyrypilvikin olisi varmasti helposti havaittu hyvin kaukana. Tunguskan räjähdys ja Krakatau-tulivuoren purkaus jäisivät tuollaisen rinnalla kuin hiiren aivastuksiksi, vaikka nekin kuuluivat jopa tuhansien kilometrien päässä. Törmäyskraatterin syntyä olisi vaikea olla huomaamatta, edes Etelämantereella.

Sen sijaan pienempi, kymmenien metrien kappale kuitenkin hidastuisi ilmakehässä huomattavasti. Palasten tömähdykset jäähyllylle voisivat hyvinkin aiheuttaa jotain löydetyn rengasmuodostelman kaltaista. Luminyppylöiden ytimessä voisi olla törmäyksissä pinnasta irti lohjenneita jäänpalasia. Tummat läiskät taas voisivat olla suurimpien kappaleiden aiheuttamia kuoppia tai hajonneiden kivien pölyjäänteitä. Ympärillä oleva pyöreä rakenne voi kertoa joko ilmaräjähdyksessä tai maahan tippumisessa lähteneestä paineaallosta.

Toivoa sopii, että tutkijat palaavat pian paikalle ja raportoivat näkemästään. Löytö lienee varsin ainutlaatuinen - oli se mikä tahansa. (Paitsi jos se osoittautuukin alueella käyvien tutkimusmatkalaisten varikoksi, josta innostuneilla tutkijoilla ei vain sattunut olemaan tietoa...)

Päivitys 25.1.2015: Uudempi juttumme löydetystä pyöreästä piirteestä kertoo uusista käänteistä mysteerin selvittämisessä.

Kuva: 20 vuoden aikana Maan ilmakehässä räjähtäneet asteroidit infraääniverkoston havaitsemina. Lähde: NASA/JPL.

Jari Mäkinen

Saksalainen Alfred Wegener -instituutin tutkijat löysivät joulukuun 20. päivänä suuren, todennäköisesti meteorin törmäyksen jättämän jäljen Prinsessa Ragnhildin rannikon luona Etelämantereen jääpeitteessä.

Instituutin tutkijat tekivät joulun alla Antarktiksen geologisen historian kartoittamiseen liittyviä tutkimuslentoja, kun työssä avustavan Fielax-yhtiön geofyysikko Christian Müller äkkäsi omalaatuisen muodostelman jäässä.

“Se oli noin kaksi kilometriä halkaisijaltaan oleva rengasmainen muodostelma, joka sijaitsi noin 5-6 kilometrin etäisyydellä koneestamme”, kertoi Müller lennon jälkeen. Rinkulan lisäksi muodostelmassa herättivät huomiota pienet jäämöykyt, ikään kuin jäävuoret, joita muutoin tasaisella jäälakeudella ei ole.

Palattuaan tutkimusasemalle, Müller alkoi selvittää oliko viime vuosilta tiedossa esimerkiksi mereteoritörmäyksiä, jotka voisivat selittää jäljet.

Kävi ilmi, että kanadalaisten ja yhdysvaltalaisten tutkijoiden tekemissä infraäänimittauksissa oli havaittu vuona 2004 ääni, joka johtui todennäköisesti avaruudesta tulleen kappaleen lennettyä ilmassa ja osuttua jäähän Kuningas Baudouinin jäätiköllä Etelämantereen itäosassa.

Samaan aikaan nähtiin Australian Davis-asemalta mahdollisen meteorin jälkeensä jättämä vana, joka jatkui korkealta ilmakehästä aina alas jäätikölle. Jo tuolloin arveltiin, että meteori oli pudonnut alas alueelle, mutta tapausta ei alettu tutkia sen enempää – mahdollisen meteoriitin etsiminen ilman ennakkosuunnitelmaa kaukana asemasta ei ollut järkevää.

Näyttää siis todennäköiseltä, että jäätikölle putosi vuonna 2004 kappale, joka olisi ollut kooltaan noin parikymmentä metriä. Tarkempien havaintojen puuttuessa koosta on vaikea esittää parempaa arviota. Se näyttää kuitenkin olleen pienempi kuin Tunguskassa vuonna 1908 ja Tšeljabinskin kaupungin yllä 2013 räjähtäneet kappaleet.

Etelämantereen jäältä löytyy aina silloin tällöin kiinnostavia meteoriitteja, mutta tämä nyt tehty havainto on erityisen kiinnostava siksi, että jään alla saattaa olla tallessa suuriakin kappaleita törmääjästä. Niinpä instituutin tutkijat tekivät joulun jälkeen uuden tutkimuslennon vain tämän törmäysjäljen kuvaamiseksi ja mittaamiseksi. Alue myös skannattiin tutkalla ja laserkorkeusmittarilla, ja tietoja käsitellään parhaillaan Saksassa.

Tämänvuotinen tutkimusryhmä oli varustettu vain ilmasta tehtäviä tutkimuksia varten, joten he eivät päässeet paikalle jäätikön päälle – mutta alueelle varmasti palataan lähitulevaisuudessa.

Juttu perustuu Alfred Wegener -instituutin tiedotteeseen, missä on myös paljon lisätietoja ja tutkijoiden haastatteluita.
Kuvat: International Polar Foundation / Jos Van Hemelrijck

Maapallon painovoimakenttää mittaava GOCE toimi avaruudessa yli tuplasti sen mitä suunniteltiin: se teki tarkkoja mittauksiaan neljän vuoden ajan marraskuuhun 2013 saakka.

Vaikka sitä ei suunniteltu mittaamaan painovoimakentässä ajan myötä tapahtuvia muutoksia, tämä suunniteltua pitempi toiminta-aika teki tämänkin mahdollisesti. Tietojen avulla on nyt pystytty havaitsemaan miten läntisen Etelämantereen jääpeitteen hiipuminen on jättänyt jälkensä alueen painovoimakenttään.

Suurten jäämassojen aiheuttama vetovoima on selvästi havaittavissa painovoiman paikallisessa suuruudessa. Lisäksi esimerkiksi maapallon oma pyörimisliike, vuorijonot ja merten syvänteet näkyvät painovoimakartassa selvästi.

Uusien tulosten ansiosta maapallon painovoimakentästä on pystytty tekemään aiempaa parempi malli, mikä auttaa puolestaan hahmottamaan paremmin koko maapallon mittakaavassa niin Maan uumenissa olevaa kuorikerroksen ja vaipan välistä aluetta kuin yläilmakehän tiheyden muutoksia.

Jää vaikuttaa vetovoimaan

Saksan geodeettisen laitoksen, hollantilaisen Delftin teknillisen yliopiston, yhdysvaltalaisen Jet Propulsion Laboratoryn ja Saksassa olevan Münchenin teknillisen yliopiston tutkijoista koostunut ryhmä on käynyt läpi GOCEn Etelämantereesta marraskuun 2009 ja kesäkuun 2012 välisellä ajalla tekemiä tarkkoja mittauksia.

He huomasivat, että läntisen Etelämantereen jääpeitteen katoaminen vuosien 2009 ja 2012 välillä sai aikaan pudotuksen painovoiman suuruudessa.

Painovoimamittausten käyttäminen jäämassan muutosten arvioinnissa ei ole mitenkään uusi asia, sillä esimerkiksi Nasan ja saksalaisten yhteistyönä tekemä Grace tekee sitä ja sen on tarkoitus kartoittaa muutoksia vuosikymmenen ajan.

Gracen mittaustarkkuus on kuitenkin paljon huonompi kuin GOCEn, joten näistä tiedoista ei saada esiin yhtä tarkkoja yksityiskohtia ja siten GOCEn lyhemmän ajan aikana tekemät havainnot ovat erittäin kiinnostavia.

Tutkimuksen helpottamiseksi Antarktiksen jääpeite on jaettu valuma-alueisiin, jotta niiden muutoksia ja sulamista meriin voidaan paremmin seurata ja verrata eri alueiden kesken.

Kun tutkijat yhdistivät GOCEn tarkkuusmittauksia näistä valuma-aluista Gracen vähemmän tarkkoihin pitkäaikaismittauksiin, päästiin käsiksi varsin pieniinkin muutoksiin. Nämä kertovat paljon Etelämantereen valuma-alueiden dynamiikasta.

Erityisen kiinnostaviksi tulokset tulivat, kun niitä yhdistettiin ESAn CryoSat -satelliitin tekemiin mittauksiin jääpeitteen paksuudesta – tai tarkkaan sanottuna jääpeitteen pinnan korkeudesta, joka CryoSat mittaa tarkalla tutkakorkeusmittarillaan.

CryoSatin keräämät mittaukset näyttävät, että vuoden 2009 jälkeen läntisen Etelämantereen jääkato on kiihtynyt joka vuosi kolminkertaisesti. Vuosien 2011 ja 2014 välillä koko Etelämantereen jääpeitteestä on huvennut 125 kuutiokilometriä.

”Laajennamme parhaillaan GOCEn havaintojen käsittelyä kattamaan koko Etelämantereen aluetta”, kertoo Johannes Bouman Saksan geodeettisesta instituutista.

”Kun yhdistämme näitä tietoja CryoSatin mittausten kanssa, saamme paljon nykyistä tarkemman kuvan siitä mitä todella jäämassalle on tapahtumassa.”

Lue lisää Jääkato näkyy painovoimassa

ESAn CryoSat-satelliitin tekemät mittaukset ja näistä tehdyt kartat näyttävät miten Grönlantia ja Etelämannerta peittävät paksut jäätiköt muuttuvat. Tuoreiden tulosten mukaan jää sulaa ennen näkemättömän nopeasti: kummankin jääpeitteen jäästä katoaa noin 500 kuutiokilometriä vuodessa.

Tästä kertova, saksalaisen Alfred Wegener -instituutin napa-alueiden ja merten tutkimuslaitoksen Helmholtz-keskuksen tutkijoiden artikkeli julkaistiin elokuun 20. päivänä Euroopan geotieteiden unionin The Cryosphere -lehdessä.

Uusissa kartoissa on 7,5 miljoonaa korkeusmittausta Grönlannista ja 61 miljoonaa Etelänapamantereesta. Nämä on kerätty CryoSat-satelliitilla vuonna 2012; tämä tietokanta on täydellisin yhdellä satelliitilla koskaan kerätty korkeusmittaussarja.

"Nämä korkeuskartat ovat luonnollisesti vain yksi otos jääkerrosten nykytilanteeseen", totesi tutkimuksen perusteella tehdyn artikkelin pääkirjoittaja Veit Helm. "Ne ovat kuitenkin hyvin tarkkoja ja kattavat lähes 16 miljoonaa neliökilometriä, mikä on enemmän kuin on saatu aikaisemmista korkeusmittauksista."

Syy tähän jotakuinkin Espanjan kokoisen alueen lisäykseen edellisiin mittauksia tehneisiin satelliitteihin on yksinkertaisesti se, että CryoSat kiertää Maata polaariradalla, joka viiltää napoja lähempää kuin mikään aiempi satelliitti. Sen radan kaltevuus päiväntasaajan suhteen on 88°.

CryoSat mittaa jäätiköiden pinnan korkeutta SIRAL-nimisellä tutkalaitteistolla. Se lähettää lyhyitä tutkasignaaleita alaspäin kohti maanpintaa ja ottaa ne vastaan sen jälkeen, kun signaalit ovat ponnahtaneet pinnasta takaisin ylöspäin. Kun signaalin palaamiseen tuleva aika tunnetaan, voidaan yksinkertaisesti laskea kuinka korkealla oli pinta, mistä se kimposi. Mitä tarkemmin aikaero voidaan havaita, sitä parempi on korkeusmittauksen tarkkuus.

Itse asiassa SIRAL on ensimmäinen laatuaan, koska aiemmissa tutkakorkeusmittauksissa on jäinen pinta on ollut suuri haaste. Laitteisto pystyy myös havaitsemaan meren pinnalla kelluvan jään määrää ja paksuutta. Tästä on puolestaan suurta apua esimerkiksi jäätiköiden reunoja mitattaessa, sillä siellä jäävuoret irtoavat jäätiköstä ja lipuvat siitä ulos merelle.

SIRALin tarkkuus on erityisen hyvä loivasti viettävillä sekä kovin jyrkillä jääpinnoilla. "Nämä ovat hyvin vaikeita paikkoja mittaamiseen, mutta CryoSatin avulla olemme saaneet näistäkin jatkuvasti tarkkoja ja hyvin tiheästi lähekkäin toisiaan olevia mittauksia", iloitsee Helm. "Tässäkin se on parempi kuin mikään aikaisempi systeemi."