ilmakehä

Kiina on maailman suurin ilmastopäästöjen aiheuttaja, mutta pyrkii myös monin eri keinoin vähentämään päästöjään. Lisäksi kiinalaiset haluavat osallistua yhä tiiviimmin ilmastonmuutokseen ja päästöjen seurantaan. 

Maa on myös ratifioinut Pariisin ilmastosopimuksen ja sitoutunut sopimuksen tavoitteeseen, jossa pyritään rajoittamaan ilmaston lämpeneminen kahteen asteeseen verrattuna teollistumista edeltävään aikaan.  

Tänään laukaistavaksi suunnitellun TanSat-satelliitin avulla Kiina haluaa selvittää, missä ja miten paljon hiilidioksidia pääsee ilmaan ihmisen toimesta.

Nämä cirruspilviä hieman muistuttavat, harsomaiset vaaleat ja sinertävät pilvet esiintyvät noin 82 km:n korkeudessa ylemmässä ilmakehässä mesopaussissa ja niitä näkyy parhaiten kesällä. Niiden korkeuden vaihteluväli on 75–90 km ja tyypillisesti pilvien paksuus on 0,5–2 km. Pilvialueet voivat olla laajuudeltaan jopa noin miljoona neliökilometriä, eli kolmen Suomen pinta-alan verran. 

Valaisevat yöpilvet ovat hienojakoisen pölyn ympärille tiivistyneitä vesijääkiteitä, pilvien aines on peräisin ehkä meteoreista ja tulivuorenpurkauksista. Ne ovat ilmeisesti melko tuore ilmiö, sillä ensimmäinen maininta niistä on vasta vuodelta 1885, hieman Krakataun purkauksen jälkeen. Valaisevien yöpilvien perimmäistä luonnetta ja syntytapaa ei tunneta tarkkaan sillä ne sijaitsevat ilmakehän osassa, jonka tutkiminen on hyvin hankalaa. On myös arveltu, että valaisevat yöpilvet liittyisivät jollakin tapaa ilmastonmuutokseen.

Valaisevia yöpilviä nähdään 45–85 leveysasteiden välissä, ja parhaat paikat niiden havaitsemiseen ovat Suomen leveysasteiden alueella. Pilvet heijastavat Auringon valoa, ja koska ne ovat niin korkealla, näkyvät pilvet vielä katsojan ympärillä olevan horisontin ja maiseman ollessa jo pimeässä. Eniten niitä näkyy kesällä, kun Aurinko on 4–16 astetta horisontin alapuolella: Auringon ollessa alle 4–6 astetta horisontin alapuolella, on taivas niin vaalea, etteivät yöpilvet näy, ja toisaalta silloin kun Aurinko on yli 16 astetta horisontin alapuolella, ei se enää valaise yöpilvien korkeudella.

Kesä on parasta havaintoaikaa myös siksi, että yöpilvien esiintymiskorkeus – mesopaussi – jäähtyy ja siellä oleva niukka kosteus tiivistyy. Kesällä Aurinko myös viettää pidemmän ajan sopivalla korkeudella horisontin alapuolella.

Yöpilvet alkavat näkyä noin tunti auringonlaskun jälkeen ja niitä esiintyy huhtikuusta lokakuuhun, runsaimmin kesäkuun lopusta elokuun alkuun. 

Lisätietoa valaisevista yöpilvistä saa mm. Ursan sivuilla olevasta, Veikko Mäkelän toimittamasta Valaisevien yöpilvien havainto-oppaasta. Havaintoja voi kirjata ylös esimerkiksi Taivaanvahti-järjestelmään.

Kuvan on ottanut ISS-asemalta ESAn astronautti Luca Parmetano.

Juttusarjan kaikki osat: 1. Tuhoja tehneet meteoriitit. 2. Modernit meteoriittimyytit. 3. Suurimmat meteoriitit 4. Meteoriittien tunnistusopas. 5. TBD

Millaisia meteoriitit oikein ovat? Miltä meteoriitti näyttää? Mitä kaikkea ne aiheuttavat? Tällaiset kysymykset ovat tyypillisiä, kun puhe on avaruudesta tupsahtelevista kivistä. Tässä jutussa pöyhitään muutamia syvimpään iskostuneista käsityksistä meteoriiteista.

Aivan aluksi hoidetaan päiväjärjestyksestä pois muutamia marginaalisempia ja ehkäpä kutkuttavimpia meteoriittimielikuvia. Sen jälkeen keskitymme oleellisempiin asioihin.

Voivatko radioaktiiviset avaruuspöpöt pilata aurasi?

Radioaktiivisuus: Meteoriiteissa todellakin on radioaktiivisia aineita, mutta paljon vähemmän ja harmittomampia kuin vaikkapa suomalaisessa keskivertograniitissa. Avaruuskivissä heikkokin radioaktiivisuus on kuitenkin mielenkiintoista, se kun kertoo esimerkiksi murikan altistumisesta kosmisille säteille.

Myrkyllisyys: Meteoriiteista ei tiettävästi ole löydetty aineita, jotka aiheuttaisivat kiviä käsitteleville minkäänlaisia myrkytyksiä. Siinä mielessä ne ovat kuin suurin osa maanpäällisistäkin kivistä. Syödä niitä ei siis kannata, mutta jos kovaa tyynyä kaipaa, meteoriitti on oikein turvallinen vaihtoehto.

Elämä: Monista meteoriiteista on löydetty aminohappoja sekä muita elämän perusrakennusaineita. Huhuista ja villeistä ideoista huolimatta niistä ei kuitenkaan ole havaittu mitään uskottavia merkkejä varsinaisesta elämästä, kuten vaikkapa mikrobeja tai edes viruksia. Avaruuspöpöjä on täysin turha pelätä.

Magia: Meteoriiteilla ei ole yliluonnollisia voimia. Niiden parantaviksikin väitetyt mystiset vaikutukset perustuvat uskoon, aivan kuten muutkin kivi- ja kristalliterapiaan vivahtavat asiat. Rautameteoriitti voi auttaa rikkinäisen auran kanssa vain ammattitaitoisen sepän takomana.

Varsinaisia myyttejä meteoriiteista on historian saatossa ollut pilvin pimein. Ne on nähty sanansaattajina niin jumalilta, tuonpuoleisesta kuin demoneiltakin. Viesti on vaihdellut tilanteen mukaan siunauksista varoituksiin.

Realistinen summa summarum kuitenkin on, että avaruuskivien käsittely on täysin turvallista – mutta ei siitä mitään erityistä hyötyäkään tiettävästi ole. Paitsi tutkimuksen kautta.

Sitten itse asiaan.

Kuumaa vai kylmää?

Silloin tällöin kuulee väitettävän, että meteoriitti olisi tippuessaan hehkuvan kuuma ja voisi sytyttää jopa tulipaloja. Tämä ei pidä paikkaansa, ainakaan ihan täysin.

Lähellä horisonttia oleva Aurinko näyttää punaiselta siksi, että siitä tuleva valo kulkee varsin pitkän matkan Maan ilmakehässä. Ilmassa olevat molekyylit sirottavat lyhytaallonpituista sinistä valoa enemmän kuin pitempiaaltoista punaista, jolloin Aurinko näyttää olevan punertava.

Ilmassa oleva kosteus, pöly, hiekka ja saasteet vaikuttavat Auringon ja sen lähitienoiden punaisuuteen yleensä siten, että väri vain korostuu. 

Mutta mukana on myös sinertävää, sillä se ei suinkaan siroa pois kokonaan. Sirottamisen lisäksi ilmakehä myös taittaa valoa ja taipumisen määrä riippuu aallonpituudesta. Näin ollen lähellä horisonttia Aurinkoja on näkyvissä itse asiassa useita, eri värisiä sellaisia, joskin punainen on ylivoimaisesti selvin. Se, että laskeva Aurinko näyttää väreilevän, johtuu pääosin ilmakehän liikkeistä ja eri kerroksista, mutta myös siitä, että nämä eri "kuvat" näkyvät kaikki päällekkäin aavistuksen verran eri korkeudella. 

Toisinaan, kun ilma on puhdas ja kirkas, tulee hieman punaista ylempänä oleva sinivihreä kiekko myös näkyviin, ja erityisen hyvin se näkyy juuri silloin, kun punainen Aurinko on laskenut juuri ja juuri horisontin alapuolelle, mutta vihertävä kiekko on vielä näkyvissä. Kyseessä on silmänräpäys, jolloin Auringon viime säteet ovat vihreitä ja toisinaan vihreä näyttää suorastaan välähtävän.

Auringon laskun lisäksi sama ilmiö on havaittavissa Auringon noustessa, mutta koska vihreä tulee juuri ennen punaista silloin, on sen havaitseminen paljon vaikeampaa.

Tämäkin asia selviää Ilmatieteen laitoksen mainiolta Ilmakehä-ABC -sivustolta. Ursan Taivaanvahdissa on myös suomalaisia väläyshavaintoja.

Alla on vielä auringonlasku ja vihertävä väläys Bretagnessa, Ranskassa kuvattuna viime vuoden helmikuussa. Kuvaaja on YouTube-käyttäjä hoporion.

Maa ei ole aina ollut nykyelämälle suotuisa paikka. Miljardeja vuosia sitten ilmakehä oli koostumukseltaan tappavan myrkyllinen ja vasta noin 2,5 miljardia vuotta sitten hapesta tuli sen keskeinen osatekijä.

Syypääksi tähän "hapettumiseen" on todettu muinaiset syanobakteerit eli sinilevät – jotka eivät ole oikeasti leviä. Ne alkoivat vapauttaa happea merkittävässä määrin noin kaksi miljardia vuotta Maan synnyn jälkeen.

Kun happea alkoi vapautua, kesti vielä noin 100 miljoonaa vuotta ennen kuin sitä oli ilmakehässä niin paljon, että sen määrä suunnilleen vakiintui. Siitä on nyt aikaa 2,4 miljardia vuotta.

"Tähän saakka emme ole tienneet, olivatko happipitoisuudet 2,5 miljardia vuotta sitten todella vakaat. Uusi tutkimus antaa kysymykseen paljon varmemman vastauksen", arvioi Brian Kendall Waterloon yliopistosta.

Kendallin johtama tutkijaryhmä on määrittänyt isotooppisuhteiden perusteella, että sinilevien yhteyttäminen nosti happipitoisuutta nopeasti, mutta ei pysyvästi.

"Johtiko yhteyttämisen kehittyminen suoraan happirikkaaseen ilmakehään vai tapahtuiko siirtymä nykytilanteeseen asteittain", pohtii Ariel Anbar Arizonan valtionyliopistosta.

Uudet tulokset tukevat Anbarin työryhmän vuonna 2007 esittämää hypoteesia. Silloin läntisestä Australiasta löytyi muinaiseen merenpohjaan kerrostuneita liuskekiviä, joissa oli viitteitä ikivanhoista happihenkäyksistä.

Kivissä on runsaasti molybdeeniä ja reniumia. Niitä on alkujaan ollut kuivalla maalla esiintyneissä mineraaleissa, joista alkuaineet hapen vaikutuksesta vapautuivat ja päätyivät veden kiertokulun mukana merenpohjan kerrostumiin.

Tällä kertaa tutkittiin samaisista liuskekiviesiintymistä myös samalla tavalla käyttäytyvän osmiumin runsauksia. Sillä on kuitenkin kaksi isotooppia – ¹⁸⁷Os ja ¹⁸⁸Os – joista toinen on peräisin kuivan maan mineraaleista, toinen vedenalaisista tulivuorista.

Mitatut osmium-isotooppisuhteet viittaavat siihen, että alkuainetta on vapautunut nimenomaan hapen kanssa tekemisiin joutuneista mineraaleista. 2,4 miljardia vuotta sitten ilmakehässä oli siis jo runsaasti happea.

Nuoremmista muodostelmista tehdyt alkuaine- ja isotooppimääritykset sen sijaan kertovat, että myöhemmin hapen määrä oli taas vähentynyt huomattavasti. Nykytilanteeseen ei siis päästy heti yhteyttämisen alkamisen jälkeen.

Tutkimuksesta kerrottiin Waterloon yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Science Advances -tiedelehdessä.

Kuva: NASA