laattatektoniikka

Missä Suomi oli sata vuotta sitten?

Pe, 01/20/2017 - 18:34 Jarmo Korteniemi

Suomi on kulkenut satavuotisen historiansa aikana pitkän matkan. Matkaa on tehty sekä hyvin hitaasti että erittäin nopeasti. Eikä nyt puhuta kulttuurista, taloudesta tai poliittisista muutoksista, vaan todellisesta liikkeestä.

Suomi täyttää pian sata vuotta. Päätimme tarkistaa, kuinka pitkälle maamme on tuona aikana todellisuudessa kulkenut. Olimme itsenäistymisen aikoihin varsin kaukana nykypisteestä.

Matkaa on taitettu sekä maankuoren kommervenkkien että avaruudessa palloilun vuoksi yhteensä biljoonia kilometrejä. Matkan pituus ja vauhti toki riippuvat vertailukohdasta - sillä kaikki on, lopulta, hyvin suhteellista.

Kärsimättömille tiedoksi: Varsinaiset lukemat löytyvät taulukkona jutun lopusta.

Maa allamme kohoaa ja liukuu

Suomi on eräs harvoista maailman nousevista valtioista. Syynä on mannerjäätikön lommolle painaman pinnan oikeneminen.

Maankohoamisena tunnettu ilmiö on nopeinta Merenkurkussa ja hitainta kaakkoisrajalla sekä Utsjoella. Vaikka sadan vuoden nettonousu jääkin kaikkialla alle metriin, se riittää silti alavilla rannoilla valtaamaan paljon alaa Itämereltä. Maamme maapinta-ala on kasvanut sadassa vuodessa arviolta 700 neliökilometrillä.

Vastaavaa toki tapahtuu muillakin mannerjäätikön aiemmin peittämillä alueilla. Suomi on kuitenkin noiden seutujen valtioista ainoa, joka kohoaa kauttaaltaan. Tämä pätee ainakin, kun huomioon otetaan merenpinnan nousu (n. 2 mm/v). Se mitätöi maankohoamisen vaikutukset esimerkiksi jo Suomenlahden pohjukassa ja Etelä-Ruotsissa.

Maankohoaminen jatkuu vielä tuhansia vuosia, alati hidastuen. Jossain vaiheessa Perämerestä kuroutuu järviallas.

Nippelitieto: Maapallon nuorin ja nopeimmin kasvava poimuvuoristo Himalaja ja etenkin sen länsipuolella sijaitseva Karakoramin vuoristoalue kohoaa Suomen kanssa samaa tahtia (n. 2–7 mm/v).

Maamme siirtyy nykyiseltä paikaltaan myös sivuun. Tästä on kiittäminen mannerlaattojen liikettä.

Euraasian laatta työntyy idässä kohti Australiaa ja Tyyntämerta. Samalla pallon pinnalla kelluvan jättilaatan Euroopan puoleinen pääty siirtyy koilliseen. Suomi tietystikin mukana, parisen senttiä vuodessa.

Piruetit avaruudessa

Toisaalta Suomi (ja koko muu planeetta siinä sivussa) on taittanut aimo matkan pelkkiä piruetteja tehden. Vaikka pyörimistä akselin tai Auringon ympäri ei voi kutsua miksikään todelliseksi matkanteoksi, ne kertovat kuitenkin erilaisesta mittakaavasta.

Jos maapallon vuorokautisen kierron vetäisi sadan vuoden ajalta suoraksi, kerätyillä kilometreillä pääsisi jo lähes Jupiterin luo. Saman ajan vuotuinen kierto kantaisi vielä kauemmas, Aurinkokunnan ulkolaidoille, yli 600 kertaa Maata kauemmas Auringosta.

Mutta Maa ei suinkaan palaa vuoden välein samaan paikkaan. Liikumme vuodessa vajaat 50 astronomista yksikköä (AU eli Maan ja Auringon keskietäisyys) kohti suurta tuntematonta.

Loputon matka läpi tyhjyyden

Tähtemme Aurinko liikkuu avaruudessa, ja me tietysti kuljemme mukana. Kierrämme Linnunradan galaksin keskustan ympäri ja lisäksi heilumme hitaasti ylös-alas sen kiekon tasoon nähden. Liikettä ohjaa se sama asia joka pyörittää meitä planeettanakin: painovoima.

Juuri tällä hetkellä matkaamme jotakuinkin kohti kirkasta Vega-tähteä. Sadassa vuodessa olemme kulkeneet sinnepäin vajaan 5000 AU:n verran. Tämä vastaa matkaa meiltä Oortin pilven sisäreunaan.

Kulkumme Linnunradassa on toki sekin kiertoliikettä, joka ajan mittaan tuo meidät "samoille seuduille" takaisin. Kierros on kuitenkin niin pitkä, että yksi sadan vuoden pätkä on käytännössä suoraa matkaa. Edellisen kerran olimme näillä seuduin ennen dinosaurusten valtakautta, triaskauden alussa 240 miljoonaa vuotta sitten.

Linnunrata ja hieman sitä suurempi Andromedan galaksi ovat matkalla toisiaan kohti noin 110 kilometrin sekuntivauhtia. Törmäys tai oikeammin yhdistyminen alkaa noin 4–5 miljardin vuoden kuluttua ja kestää parisen miljardia vuotta. Tuloksena syntyy elliptinen galaksi, johon muutkin lähigalaksit ennen pitkää sulautuvat.

Tämän kaiken päälle tulee sitten vielä se kaikkein ultimaattisin liike. Tuota matkaa taitamme huimaa 500 kilometrin sekuntivauhtia, mikä havaitaan kosmisen taustasäteilyn mikroaaltoalueelta punasiirtymänä. Myös kaikki lähigalaksit ovat matkalla samaan suuntaan, joten yhdistyminen niiden kanssa tapahtuu matkalla.

Suuntamme on kohti "Suurta attraktoria" tai "puoleensavetäjää" (vakiintunutta suomennosta Great attractor -termille ei liene olemassa). Kyse ei ole mistään yksittäisestä kohteesta, vaan noin 100 000 lähimmän galaksin muodostaman Laniakean superjoukon keskipisteestä. Matkaa sinne on parisensataa miljoonaa valovuotta.

Taivaalla tätä lopullista kulkusuuntaa osoittaa tähdistö Etelän kolmio, joka ei tosin näy meiltä ollenkaan. Mutta siihen suuntaan mekin olemme matkalla, kovaa vauhtia.

Satavuotisen taipaleensa aikana Suomi on siis kulkenut aimo pätkän. Olimme sekä muutaman kymmenen senttiä alempana että tuhansia astronomisia yksiköitä tuollapäin.

Kuljettua kokonaismatkaa voi halutessaan yrittää laskea ynnäämällä alati kääntyileviä suuntavektoreita toisiinsa:

Satavuotiaan Suomen toikkarointi maailmankaikkeudessa
Syy Nopeus nykyisin Sadassa vuodessa kuljettu matka
Maankohoaminen

3 mm/v (Kotka, Utsjoki)
6 mm/v (linjat Turku-Kuopio, Salla-Kolari)
9 mm/v (Vaasa-Raahe)

30 cm (Kotka, Utsjoki)
60 cm (Turku-Kuopio, Salla-Kolari)
90 cm (Vaasa-Raahe)

Mannerlaatan liike 2 cm/v, itäkoilliseen 2 m
Vuorokausikierto

Vastapäivään (pohjoisnavalta katsoen):
160 m/s (Utsjoki)
200 m/s (Oulu)
230 m/s (Hanko)

500 milj km = 3,3 AU (Utsjoki)
630 milj km = 4,2 AU (Oulu)
730 milj km = 4,9 AU (Hanko)
Vuosikierto 29,8 km/s, vastapäivään (pohjoisnavalta katsoen) 94 mrd km = 630 AU
Kiertoliike Linnunradassa 220 km/s, kohti Vegaa 700 mrd km = 4 600 AU = 0,07 vv
Oskillaatio Linnunradan kiekon suhteen 7 km/s, kohti galaktista pohjoista 22 mrd km = 150 AU
Kohti Andromedan galaksia 110 km/s (kokonaisnopeus) 350 mrd km = 2 300 AU = 0,04 vv
Laniakean superjoukon vetovoima 500 km/s, kohti Etelän kolmiota 1 500 mrd km = 11 000 AU = 0,16 vv

1 AU = 149 597 870,7 km (Maan ja Auringon keskietäisyys)
1 vv = 63 241 AU = 9 460 730 472 580,8 km (valon vuodessa kulkema matka)

Mitäs vikaa Venuksessa on?

Ma, 07/27/2015 - 09:41 Markus Hotakainen

Vaikka Mars-huuma vaani 1800-luvun puolivälin jälkeen jo nurkan takana, tuolloin todennäköisimpinä naapureinamme pidettiin Venuksen asukkaita.

Venus on jokseenkin samankokoinen kuin Maa ja silloisten vähäisten tietojen varassa sen ajateltiin olevan vain hieman kuumempi maailma, koska se kiertää Aurinkoa lähempänä kuin Maa.

Sittemmin kävi ilmeiseksi, että Venuksella ja Maalla ei oikeastaan olekaan muuta yhteistä kuin suunnilleen sama koko, massa ja tiheys. Olosuhteet ovat tyystin toisenlaiset. 

Venuksella on tiheä hiilidioksidikaasukehä ja kasvihuoneilmiö on nostanut planeetan pintalämpötilan lähelle 500 celsiusastetta. Paine valtaisien laavavirtojen muokkaamalla pinnalla on sama kuin Maan merissä noin kilometrin syvyydessä ja pysyvän pilvipeitteen verhoamia maisemia piiskaavat happosateet.

Miksi Venus ja Maa ovat niin erilaisia? Mark Jellinekin johtaman tutkijaryhmän mukaan yhtenä keskeisenä syynä on uraanin ja kaliumin vähäisyys maapallon kuorikerroksessa.

Kun Maa muinoin jäähtyi, sille muodostui kiinteä kuori, jossa näitä alkuaineita oli runsaasti. Radioaktiivisen hajoamisen tuloksena ne tuottavat lämpöä. Ankara kosminen pommitus kuitenkin pirstoi alkuperäisen kuoren ja sinkosi suuren osan siitä avaruuteen. Samalla katosi merkittävä osa uraanista ja kaliumista.

Tutkijoiden mukaan näiden kahden alkuaineen puutostila johti Maan laattatektoniikan, magneettikentän ja ilmasto-olojen kehittymiseen. Ne kaikki ovat keskeisiä tekijöitä Maan asuttavuuden kannalta.

Laattatektoniikan seurauksena Maan kuorikerros on jatkuvassa liikkeessä. Mannerlaatat painautuvat toisiaan vasten ja paikoin sukeltavat syvälle Maan vaippaan, jolloin se jäähtyy. Tektoniikka pitää yllä myös tulivuoritoimintaa, joka vapauttaa kaasuja Maan ilmakehään ja pitää sen koostumuksen elämälle edullisena. 

"Maa olisi voinut hyvinkin kehittyä samanlaiseksi kuin nykyinen Venus", sanoo Jellinek. "Keskeinen erottava tekijä, joka muutti tilanteen, oli todennäköisesti kosmisen pommituksen aiheuttamat muutokset kuoren koostumuksessa."

Venuksessa ne olivat vähäisempiä, joten planeetan kehitys seurasi toisenlaista reittiä. Tuliperäinen toiminta vaihteli hyvin paljon ja se sai aikaan miljardin vuoden mittaisia ilmastojaksoja. Tällä hetkellä naapuriplaneettamme sääolot ovat tappavat.

"Kun tarkastelimme kosmisen pommituksen seurauksia, saimme selville, että planeetan alkuperäisellä koostumuksella saattaa olla keskeinen vaikutus sen myöhempään kehitykseen", toteaa Jellinek. "Maa on muotoutunut aivan erityisissä olosuhteissa."

Tutkimuksesta kerrottiin University of British Columbian uutissivuilla ja se on julkaistu Nature Geoscience -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA

Kathmandu nytkähti kaksi metriä etelään - Mt Everest liikkui vähemmän

Ti, 04/28/2015 - 04:35 Jarmo Korteniemi
Kuva: DLR / EOC

Nepalin pääkaupungin Kathmandun seutu nytkähti lauantain 25.4. tuhoisassa järistyksessä kaksi metriä etelään.

Kaksi päivää aiemmin 28.4. Cambridgen yliopiston professori James Jackson arvioi siirtymäksi kolme metriä. Kyse oli kuitenkin alustavista, seismisten aaltojen etenemisen perusteella tehdyistä arvioista. Määrä tarkentunee vielä lisää lähiaikoina.

Arvio pätee kaikesta huolimatta vain alueellisessa mittakaavassa. Paikallisesti liike on voinut olla paljon pienempää, tai suurempaa.

Järistyksessä noin 150 x 50 kilometrin levyinen siirrosalue antoi viimein periksi vuosikymmeniä kestäneen paineen alla. Siirroksen päällä oleva kivi käytännössä luiskahti etelään.

Siirros sijaitsee Euraasian ja Intian mannerlaattojen välissä. Intian laatta työntyy geologisessa mittakaavassa huimalla 2-5 sentin vuosivauhdilla pohjoiseen. Törmäys on kestänyt jo 40-50 miljoonaa vuotta, eikä loppua vielä näy. Koko Himalajan vuoristo on syntynyt törmäyksen seurauksena.

Lauantain järistys luultavasti riitti liikuttamaan maanpintaa niin, että kaikkein tarkimmat maailmankartat vaativat nyt hienosäätöä. Muutoin ne eivät enää kuvaa nykyistä pintaa kunnolla.

Entäpä liikkuiko Mount Everest? Kyllä, kolmisen senttimetriä kaakkoon. Kiinan maanmittauhallinnon tekemien mittauten mukaan viimeisen vuosikymmenen aikana vuori oli liikkunut luoteeseen 4 cm/vuosi ja noussut 3 mm/vuosi.

Alla muutamia videoita järistyksen hetkeltä:

.

Päivitys 30.4.2015: Alkuperäisen jutun lukuja on korjattu alla Euroopan avaruusjärjestön Sentinel-1A -satelliitin mittauksiin perustuen. Otsikkokuvan värikartta kuvaa korkeusmuutosta eri alueilla, Kathmandu sijaitsee kuvan keskellä. Nurinkurinen mittakaava kuvaa etäisyyttä satelliittiin ja voi siksi vaatia hetken miettimistä: Tummansininen alue nousi (eli siirtyi lähemmäs satelliittia) noin metrin verran, punainen alue taas painui (eli etääntyi satelliittista) saman verran.

Päivitys 16.6.2015Tietoja päivitetty Everestin osalta.

Alkuperäinen uutinen perustuu AFP:n kautta tulleeseen tiedotteeseen. Havainnosta on raportoitu usealla ulkomaisella uutissivustolla, kuten GeologyIn-nettijulkaisussa ja Yahoo Newsissä.

Huom: Jutun alkuperäinen otsikkokuva oli todennäköisesti Filippiineillä vuonna 2002 tapahtuneesta järistyksestä. Kuva välitti Intian televisio väittäen sitä Nepalista olevaksi. Pahoittelemme erhettä.

Kaikkien tappaja-asteroidien kummisetä

Ti, 04/15/2014 - 15:40 Markus Hotakainen
Kuva AGU

Mitä tapahtuu, kun kymmenien kilometrien läpimittainen asteroidi iskeytyy Maahan yli 70 000 kilometrin tuntinopeudella?

Koko planeetta alkaa vavahdella noin 11 Richterin maanjäristyksen voimalla. Ankaraa tärinää jatkuu vähintään puolen tunnin ajan. Ilmakehä kuumenee niin, että merten pintavedet kiehuvat. Törmäys nostattaa kilometrien korkuisia tsunameja.

Iskukohdasta sinkoutuu höyrystynyttä kallioperää, joka leviää ympäri maapallon ja sataa jäähdyttyään alas pieninä pisaroina ja pikkukivinä. Liki 500 kilometrin läpimittaisen kraatterin synnyttänyt impakti on niin voimakas, että se särkee maankuoren ja sysää ehkä liikkeelle mannerliikunnat.

Onko Hollywood tuottanut jälleen uuden, entistä suurempaa tuhoa kuvaavan naurettavan katastrofielokuvan? Ei ole – onneksi – vaan tutkijoiden mukaan näin on todella tapahtunut. Aikaa kosmisesta kolarista on kuitenkin jo 3,26 miljardia vuotta.

Chicxulubin kraatterin synnyttäneessä ja dinosaurukset tappaneessa 65 miljoonan vuoden takaisessa iskussa arvioidaan vapautuneen energiaa vähintään miljardi kertaa enemmän kuin Hiroshiman atomipommin räjähdyksessä. Paljon varhaisemman iskun rinnalla se jää kuitenkin melkein suutariksi.

 

 

"Tiesimme, että asteroidi oli iso, mutta emme tienneet, että se oli näin iso", hämmästelee Donald Lowe Stanfordin yliopistosta. Lowe löysi asteroiditörmäykseen viittaavat muodostelmat Etelä-Afrikasta jo kymmenen vuotta sitten.

Etelä-Afrikan itäosissa sijaitseva Barbertonin vihreäkivivyöhyke saattaa olla seurausta muinaisesta asteroidin iskusta. Alueella on pituutta 100 ja leveyttä 60 kilometriä, ja se koostuu maapallon vanhimpiin kuuluvista kivistä. Koko seutua kirjovat yli kolmen miljardin vuoden ikäiset kalliot.

Kuluneina tuhansina vuosimiljoonina maapallon pinta on myllertynyt niin moneen kertaan, että kraatteria on turha etsiä: sitä ei ole enää olemassa. Tutkijat ovat kuitenkin pystyneet arvioimaan iskun osuneen tuhansien kilometrien päähän nykyisestä Etelä-Afrikasta ja Barbertonin vyöhykkeestä.

 

Kuva GEO

 

Nyt tehdyt mallinnukset ovat antaneet tietoa asteroidin koosta, iskun voimakkuudesta ja sen vaikutuksista maapalloon. Toinen Stanfordin yliopiston tutkija Norman Sleep laski käytettävissä olevien tietojen ja valistuneiden arvausten perusteella, kuinka voimakkaasti isku sai maan järisemään.

Sen pohjalta oli puolestaan mahdollista määrittää, miten seismiset aallot kulkivat törmäyskohdasta Barbertonin vyöhykkeen kohdalle ja saivat aikaan sieltä löytyneet kalliomuodostelmat ja maankuoren halkeamat.

Törmäys ei ollut kokoluokassaan edes ainoa. 3–4 miljardia vuotta sitten Late Heavy Bombardment eli "myöhäinen ankara pommitus" oli vasta hiipumassa ja Maahan iskeytyi noihin aikoihin mahdollisesti useita suuria asteroideja. Maanpinnalta jäljet ovat suurelta osin jo kadonneet, mutta esimerkiksi Kuussa ne ovat vielä selvästi näkyvissä. Useimmat Kuun "meristä" ovat peräisin samalta aikakaudelta kuin nyt tutkittu asteroidin isku Maahan.

Tutkimuksesta kerrottiin American Geophysical Unionin uutissivulla.

 

Päivän kuva 2.6.2013: Nuoret meret

Su, 06/02/2013 - 13:32 Markus Hotakainen

Maapallo on syntynyt noin 4,6 miljardia vuotta sitten, mutta valtamerten pohja ei ole missään noin 200 miljoonaa vuotta vanhempaa. Syynä siihen on laattatektoniikka: keskiselänteiden kohdalla syntyy uutta merenpohjaa ja alityöntövyöhykkeillä vanhaa pohjaa vajoaa vaippaan. Karttakuvan alaosassa on ikäasteikko. Nuorimmat eli punaiset alueet reunustavat valtamerten keskiselänteitä ja vanhimmat eli vaaleansiniset ja siniset alueet merellisten laattojen vastakkaisia reunoja. Välimeren itäisissä osissa on poikkeuksellisen vanhaa, paikoin liki 300 miljoonan vuoden ikäistä merenpohjaa.