tulivuori

Islannin ennätysvuori nikottelee jälleen (päivitetty)

Ke, 06/01/2016 - 05:33 Jarmo Korteniemi
Kuva: Feo Pitciarn / Flickr

Jättipurkauksen runsas vuosi sitten kokenut Bárðarbunga-vuori järisee taas Islannissa. Uuden purkauksen vaaraa ei tällä haavaa kuitenkaan ole.

Vastikään purkautuneen Bárðarbungan seudulla on sattunut viime aikoina epätavallisen paljon maanjäristyksiä. Samoin on käynyt myös muutamalla muulla lähitienoiden suurella tulivuorella.

Bárðarbungan kuuden kuukauden mittainen purkaus peitti Keski-Islannissa 2014–2015 yli 80 neliökilometrin alueen laavalla. Purkauksessa pinnalle pulpunneen sulan kiven määrä oli ylivoimaisesti suurin koko planeetalla 230 vuoteen. Purkauksen jälkeen siihen liittyneet maanjäristykset jatkuivat vielä kuukausia, mutta hiipuivat hiljalleen, kun kallion jännitystilat laukesivat.

Jo syyskuussa 2015 järistysaktiivisuudessa alkoi kuitenkin näkyä mahdollisia merkkejä magman uudesta kertymisestä vuoren alle. Toukokuussa 2016 aktiivisuus lähti uuteen nousuun.

Maanjäristysaktiivisuus kasvoi kiihkeimmilleen toukokuun puolessavälissä. Voimakkain tärähdys sattui 21.5. ja oli magnituldiltaan 4,4 – eli samaa luokkaa kuin Perämerellä vastikään sattunut järistys siis. Tällä hetkellä Bárðarbungan järistysten määrä on tasaantunut muutamaan kymmeneen päivässä.

Islannin yliopiston ja Meteorologisen laitoksen mukaan uuden aktiivisuuden myötä vuoren purkausriski on kasvanut, mutta vain hieman. Magman noususta kohti pintaa ei ole minkäänlaisia merkkejä. Järistyskeskukset ovat pääosin lähempänä pintaa kuin magman alkava nousu edellyttäisi. Muutamia syviäkin järistyksiä on kuitenkin silloin tällöin rekisteröity.

Tuoreet maanjäristykset voivat johtua magman kertymisestä syvälle vuoren alle, mutta muitakin mahdollisuuksia on. Kalliota voivat rusautella vaikkapa kuuman kallion raoissa kiertävän veden määrän kasvu tai vuorta peittävän jäätikön massamuutokset.

Järistyskeskuksia on ollut lisäksi läheisillä Grímsvotn- ja Askja-vuorilla sekä näitä ympäröivällä seudulla. Muualla kuin Bárðarbungan läheisyydessä ei kuitenkaan ole havaittu yli M3:n järistyksiä.

Kaikki kolme vuorta kuuluvat Islannin suurimpiin, ja jokainen niistä on aiheuttanut erittäin mittavia purkauksia. Vuoret ovat suoraan Euraasian ja Pohjois-Amerikan mantereiden erkanemisalueen yläpuolella. Bárðarbunga ja Grímsvotn lienevät jonkinlaisessa yhteydessä toisiinsa. Ne sijaitsevat Vatnajökull-jäätikön jääpeitteen alla, Askja taas tasangolla pohjoisempana.

Päivitys 16.6.2016: Aktiivisuus on laskenut kesäkuun aikana normaalitasolle. Seuraamme yhä tilannetta.

Juttu perustuu keskusteluihin tulivuoria tutkivien islantilaisgeologien kanssa sekä Islannin Meteorologian instituutin sivuilta löytyviin tietoihin.

Otsikkokuva: Bárðarbungan purkaus syyskuussa 2014. Feo Pitciarn / Flickr

Suurimmat ja korkeimmat vuoret meillä ja muualla

Su, 05/22/2016 - 10:48 Jarmo Korteniemi

Maapallolla on useita ennätysvuoria, jotka ovat kaikki tavallaan kaikkein suurimpia. Mutta vain yksi niistä yltää ennätykseen koko Aurinkokunnan mittakaavassa.

Kirjoitimme jokin aika sitten planeettamme korkeimmasta vuoresta, joka löytyykin yllättäen Ecuadorista. Tämä herätti vilkasta keskustelua sosiaalisessa mediassa. "Suurin" kun voi tarkoittaa monia asioita, ja jopa "korkeuskin" on yllättävän suhteellista.

Maapallolla on useita vuoria, joita kutakin voi ihan todella kutsua planeetan suurimmaksi: Mount Everest, Mauna Kea, Mauna Loa, Tamun massiivi, sekä Chimborazo.

Otsikkokuvassa on hieman perusteellisempi katsaus asiaan infografiikan muodossa. Kaikki vuoret ovat samassa skaalassa, ja kuvan saa tarkemmaksi klikkaamalla.

 

Päivitys 22.5.2016 klo 19.15: Havaijin vuorten profiili vaihdettu (aiemmpi profiili antoi Mauna Kean korkeudeksi 9,2 km, nykyinen 9,9 km), sekä lisätty symbolien selite ja merenpinta Tamun massiivin kohdalla.

Kuva: Jarmo Korteniemi

Unenomainen näky: tulivuori purkautuu ja sen päällä on ufopilvi

To, 05/19/2016 - 09:33 Jari Mäkinen

Sisiliassa, Italiassa, sijaitseva tulivuori Etna on käytännöllisesti katsoen koko ajan aktiivinen tulivuori, mutta aina silloin tällöin se muuttuu aktiivisesti hyvin aktiiviseksi.

Kuten nyt: huhtikuusta alkaen se on syössyt kaasua, tulta ja tulikiveä taivaalle, mutta onneksi tähän saakka lähinnä vain kauniita näkymiä tuottaen. Päivän kuvassa tulivuoren lisäksi sen päällä on komea mantelipilvimuodostelma.

Päivän kuvaEtna on Euroopan korkein aktiivinen tulivuori, 3 350 metriä, ja se on eräs maailman aktiivisimmista tulivuorista – se on purkautumistilassa lähes koko ajan.

Se on niin sanottu kerrostulivuori, eli se on kasvanut (ja kasvaa koko ajan) sitä mukaa, kun sen huipulta valuu hidasliikkeistä laavaa ulos ja se jähmettyy. Tuloksena on jyrkkärinteinen tulivuori, joka koostuu vuorottelevista laava- ja tuhkakerroksista, joiden keskellä on kapeita laavan täyttämiä purkausaukkoja.

Etnan tiedetään purkautuneen kunnolla yli 60 kertaa sitten vuoden 475 eea, mistä on peräisin ensimmäinen kirjallinen dokumentti sen purkautumisesta. Suuria aktiivisuushuippuja on ollut vuosina 1669, 1928, 1949, 1971, 1979, 1991, 2000 ja viimeksi 2001–2002.

Tällä kertaa aktiivisuus ei ole vielä edellisten tasolla, mutta jälleen huomattavasti yli normaalin. Sen huipulla olevista neljästä kraatterista kolme on ollut aktiivisia viime päivinä. Niistä on syöksynyt ylös kaasuja ja laavaa, joka valuu alaspäin alueelle, jolle on aiemminkin valunut paljon laavaa. Toistaiseksi siis tästäkään purkauksesta ei ole aiheutunut harmia kuin lentoliikenteelle, joka joutuu välttämään tuhkapilviä.

Aikanaan Etna tunnettiin nimellä Aetna, joka on todennäköisesti peräisin kreikan palamista ilmaisevasta sanasta aitho. Nimi onkin looginen, koska vuori näyttää olevan koko ajan kuin tulessa.

Etnan tuliperäinen toiminta alkoi noin puoli miljoonaa vuotta sitten Sisilian silloisen rantaviivan tuntumassa sattuneilla vedenalaisilla purkauksilla.

300 000 vuotta sitten vulkaanisuus alkoi ilmetä nykyisestä vuorenhuipusta lounaaseen, kunnes se 170 000 vuotta sitten alkoi siirtyä kohti Etnan nykyistä keskusta. Tämän ajan purkaukset rakensivat tulivuoren ensimmäisen vulkaanisen kerroksen, muodostaen kerrostulivuoren vuorotellen räjähdysmäisiä ja virtaavia purkauksia.

Vuoren kasvu keskeytyi välillä valtavien purkausten seurauksena kun tulivuoren huippu romahti muodostaen kalderan.

Vuonna 2006 julkaistun tutkimuksen mukaan tämä noin 8000 vuotta sitten tapahtunut romahdus synnytti valtavan tsunamin Välimerellä, joka tuntui kaikkialla etenkin itäisellä Välimerellä. 

Tällaisia tsunameita on ollut muitakin Välimerellä historian kuluessa ja niistä tunnetuin on Santorinin valtava räjähdys vuonna 1610 eea. Atlantis-tarinat, siis kertomukset yllättäen mereen valuneesta kaupungista ovatkin todennäköisesti peräisin tällaisista tsunameista. Etnan romahduksen aikaan esimerkiksi nykyisen Israelin alueella ollut Atlit Yam "vajosi" mereen.

Etnan purkausten purkausten tuhkaa on löydetty jopa Roomasta, 800 kilometrin päästä purkauspaikalta.

On täysin mahdollista, että Etna purkautuisi myös hyvin voimakkaasti edelleen. Siksi sitä tutkitaan tarkasti ja se on eräs maailman parhaiten tunnettuja tulivuoria. 

Vuoren viimeaikaisia temppuja voi seurata lähes reaaliajassa mm. mainiolla Volcano discovery -sivustolla.

Alla vielä Etna kuvattuna avaruusasemalta vuonna 2002.

Kuvat: Etna365 (otsikkokuva), NASA (alempi)

Kummalliset tulivuorien salamoinnit selitetty

Su, 04/17/2016 - 12:55 Jari Mäkinen
Salamointia tulivuoren päällä

Päivän kuvana on tänään tulivuoren purkauspilvessä välähtänyt suuri salama. Jo Vesuviuksen purkauksesta on kertomuksia, joiden mukaan vuoren päällä oli (vapaasti käännettynä) "suuria pelottavia tummia pilviä, salamat välkkyivät ja jyrisivät, ja avasivat tietä valtaville vuoresta nouseville liekeille". Yhä edelleen kuvat tulivuoripurkausista ukkosten säestämänä ovat upeita – ja hämmentäviä.

Päivän kuvaMiksi tulivuoret ja salamointi kuuluvat yhteen? Tutkijat ovat pohtineet asiaa pitkään, sillä vaikka ilmiön perimmäinen selitys on ollut tiedossa, on tarkempi selitys ollut epäselvä.

Pohjimmiltaan kyse on siitä, että tulivuoren purkauspilven sisällä on sähköisesti varautuneita pienhiukkasia. Kun positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet hiukkaset ovat erillään toisistaan, syntyy jännite-ero, jota salamat purkavat samaan tapaan kuin ukkosmyrskyissä. Sen sijaan hämärän peitossa on ollut perimmäinen syy siihen, miksi jännite-ero syntyy.

Viime viikolla julkaistut Geophysical Research Letters -lehden artikkelit antavat tähän pari vastausta.

Tulivuoritutkija Alexa Van Eatonin johtaman ryhmän julkaisema tutkimus ehdottaa, että syynä olisivat ilmassa olevat jääkiteet, joita syntyy purkauspilven päälle. Tulivuorenpurkauksessa pääsee ilmaa paitsi tuhkaa, niin myös kaasuja, kuten esimerkiksi vesihöyryä. Kun tuhkapilvi putoaa alaspäin, pysyvät jääkiteet korkeammalla kylmässä ilmassa, ja salamointi näyttää keskittyvän juuri niiden seuduille.

Van Eaton seurasi ryhmänsä kanssa tarkasti Chilessä viime vuoden huhtikuussa tapahtunutta Calbuco-vuoren purkausta ja perustaa arvionsa tästä tehtyihin havaintoihin.

Havaintojen perusteella tosin salamointia oli myös purkauksen myöhemmässä vaiheessa, kun tuhka ja kaasut olivat pudonneet alemmaksi. Vaikka jääkiteet olivat kaukana ylhäällä, esiintyi myös tässä tuhkapilvessä salamoita.

Saksassa, müncheniläisen Ludwig Maximilian -yliopiston tutkija Corrado Cimarelli julkaisi hieman aikaisemmin samassa julkaisusarjassa oman tutkimuksensa, missä hän ryhmineen kertoo kuvanneensa suurnopeuskameroilla ja tutkineensa akustisin ja sähkömagneettisin ilmaisimin jatkuvasti aktiivisen, Japanissa Kyushun saarella sijaitsevan Sakurajima-tulivuoren salamointia.

Havaintojen mukaan purkauksessa ylöspäin lentävä tuhka ja kaikki muu aines hinkkaavat toisiaan vasten siinä määrin, että oikeastaan kaikki vuoresta suihkuava materiaali muuttuu sähköisesti varautuneeksi.

Van Eatonin tulkinnan mukaan kaikissa tulivuorenpurkauksissa tapahtuu tätä sähköistä varautumista ja siitä johtuvaa salamointiakin, mutta voimakas salamointi on tyypillistä etenkin voimakkaissa purkauksissa lähinnä siksi, että silloin purkauspilven päälle muodostuu jääkiteitä.

Tulivuoripurkausten salamoinnin tutkiminen on paitsi kiinnostaa, niin myös tärkeää siksi, että näiden tietojen perusteella voidaan satelliiteista tehtävien tulivuorisalamahavaintojen perusteella arvioida paremmin kaukana asutuksesta ja muista havaintoverkoista olevien tulivuorien tuhkapilvien suuruutta ja leviämistä.

Lisäksi tuhkan sähköisten ominaisuuksien tutkiminen sinällään auttaa esimerkiksi selvittämään paremmin kuinka ja miksi tuhka tarttuu erinomaisesti lentokoneiden suihkumoottorien sisuksiin.

Kuva: Oliver Spaltin vuonna 1994 ottama kuva Indonesiassa, Lombokissa, Rinjani-tulivuoren purkauspilvessä tapahtuneesta salamoinnista (CC-BY-2.0).

Tutkarinkulat paljastavat tulivuoren laavavaraston

Ti, 11/24/2015 - 06:29 Jari Mäkinen

Päivän kuvaPäivän kuvana on Havaijilla olevasta Kilauean tulivuoresta tehty interferogrammi. Se näyttää kuinka maan pinta on noussut tulivuoren kalderan vieressä noin 10 cm viime keväästä alkaen.

Kuva on saatu aikaan yhdistämällä satelliittien tekemiä tarkkoja tutkahavaintoja alueesta toukokuun 22. päivästä marraskuun neljänteen päivään saakka, ja merkitsemällä väreillä kuvissa tapahtuneet muutokset.

Jokainen eri väririnkula vastaa noin 1,5 cm:n (noin puolta satelliitin käyttämän tutkan aallonpituudesta) muutosta. Kun rinkuloita laskee vähän kuin puun vuosirenkaita, nähdään heti, että muutosta on ollut noin 10 cm.

Kilauean kaldera (keskuskraatteri) näkyy kuvassa oikealla ylhäällä rinkuloiden keskeltä katsottuna alueella, missä sijaitsevat myös Jaggar -tulivuorimuseo ja sen yleisökeskus sekä Volcano house -majatalo.

Viime keväänä kalderan alla oleva laava alkoi nostaa aluetta ylöspäin ja lopulta pinnalle pursusi laavaa näyttävinä virtoina.

Sen jälkeen kalderan alue alkoi vajota alaspäin, mutta maasto eteläpuolella alkoi nousta ylöspäin; laava on selvästi virtaamassa maan alla paikasta toiseen tulivuoren sisällä.

Havaijin tulivuoriobservatorion mukaan Kīlauealla on voimassa varoitus aktiivisuudesta ja sen ilmaliikenteelle aiheuttava vaarataso on ns. oranssi, eli sitä pidetään silmällä mahdollisesti haittaa aiheuttavan purkauksen varalta.

Karibialla odotetaan edelleen merenalaista tulivuorenpurkausta

Pe, 07/24/2015 - 12:17 Jari Mäkinen
Kick 'em Jenny -tulivuori

Päivitys 5. elokuuta: 
Tilanne jatkuu odottavana. Varoitustila tosin on laskettu oranssista keltaiseksi, eli purkaus on todennäköinen, mutta merkkejä välittömästä aktiivisuudesta ei nyt ole.

Alkuperäinen juttu:

Hahmotelma tulivuoresta meren allaKaribianmerellä sijaitsevassa pienessä saarivaltio Grenadassa jännitetään merenalaisen Kick 'em Jenny -tulivuoren purkausta. Noin kahdeksan kilometrin päässä pääsaaren pohjoispuolella oleva tulivuori on ollut aktiivinen heinäkuun 11. päivästä alkaen ja Itä-Intian yliopiston seismologisen keskuksen mukaan on todennäköistä, että vuorokauden kuluessa tulivuori purkautuu.

Tulivuoren ympärille on muodostettu suoja-alue ja lähialueiden saaria sekä Venezuelaa on varoitettu mahdollisesta tulivuoden aiheuttamasta vaarasta.

Kick 'em Jenny on noin 1300 metriä korkea, mutta sen huippu on noin 180 metriä meren alla. Kyseessä on ainoa toimiva tulivuori itäisellä Karibianmerellä ja edellisen kerran se purkaantui joulukuussa 2001. Vuorella on havaittu vähintään 12 purkausta sitten vuoden 1939, kun se havaittiin ensimmäisen kerran. Kyseessä oli suurin tunnettu vuoren purkaus, joka nosti tuhkaa lähes 300 metrin korkeuteen ja nosti pari metriä korkeiden hyökyaaltojen sarjan Grenadan rannoille. Tsunami havaittiin myös läheisessä Barbadoksella.

Vaikka tuleva purkaus ei päästäne suurta määrää tuhkaa ja pölyä ilmaan, ei purkauksen voimakkuutta osata sanoa tarkasti etukäteen. Suurin vaara on purkauksen aikaansaama mahdollinen tsunami, joka tuntuisi koko Karibianmeren alueella. Purkauksen tuloksena Grenada tulee saamaan uuden saaren.

Grenad kartallaGrenada on eräs eteläisimmistä Pienten Antillien saariryhmästä, jotka ovat osa Antillien saariryhmää Karibianmerellä. Ne kurottavat Kuuban ja Haitin itäpuolelta alas Etelä-Amerikan rannikolle, ja ovat meressä tektonisesti aktiivisella alueella, missä Etelä-Amerikan mannerlaatta työntyy Karibian laatan alle ja on synnyttänyt tulivuorisaarten ketjun.

Siihen kuuluvat Grenadan lisäksi matkailuohjelmista ja ristisanoista tuttuja saaria, kuten Antigua ja Barbuda, Barbados, Dominica, Saint Kitts ja Nevis, Saint Lucia, Saint Vincent, Trinidad, Tobago ja myös Ranskalle kuuluvat saaret Martinique ja Guadeloupe sekä Ranskan ja Hollannin jakama Saint-Martin / Sint Maarten.

Näillä kaikilla saarilla on historiassaan suuria tulivuorenpurkauksia, mutta tällä haavaa purkauksia ei ole odotettavissa muualla kuin Grenadalla. Sen sijaan maanjäristysten ja tsunamien vaara on olemassa, ja saarilla näistä varoitellaankin monissa paikoissa.

Kuva: Saari meressä Grenadan pohjoispuolella merenalaisen Kick 'em Jenny -tulivuoren luona. Tulivuoren purkaukset synnyttävät lopulta sen kohdalle myös samankaltaisen saaren.

 

Kosmiset säteet paransivat ilmastomalleja roimasti

To, 07/09/2015 - 19:19 Jarmo Korteniemi
Kuva: Richard Masoner / Cyclelicious / Flick

Suuret tulivuorenpurkaukset viilentävät Maan ilmastoa jopa kymmeneksi vuodeksi, selvittivät tutkijat. Tutkimuksessa selvitettiin purkausten vaikutukset ennennäkemättömällä tarkkuudella viimeisen 2500 vuoden ajalta. Tutkimus julkaistiin heinäkuun alussa tiedelehti Naturessa.

Kosmisten säteiden vaikutusta hyödyntäneen tutkimuksen anti oli, että purkausten ja ilmaston lämpötilavaihtelun aikaskaalat kyettiin sitomaan toisiinsa paljon tarkemmin kuin ennen.

Samalla päästiin eroon tähän asti ilmastotulkintoja vaivanneista turhauttavista oletuksista. Tulokset tarkentavat roimasti muunmuassa IPCC:n malleja tulevaisuuden lämpötiloista.

Jäätä, puuta, tulivuoria ja kosmisia säteitä

Tutkijat käyttivät apunaan maanulkoisia tapahtumia. Alkuvuonna 775 sekä vuonna 994 planeetan ilmakehän koostumus muuttui hyvin äkisti - tosin vain vähän. Tämä tiedetään siitä, että hiilen raskaan 14C-isotoopin suhteellinen määrä kasvoi tuolloin ympäri maailmaa eläneiden puiden vuosirenkaissa. Vastaavasti sekä Gröönlannin että Antarktiksen jääkairauksista erottuu selvä berylliumin 10Be -isotoopin piikki. Syynä kumpaiseenkin oli luultavasti kosmisten säteiden aalto, joka muutti ilmakehän isotooppijakaumaa hetkellisesti. Kumpikin havainto on ainutlaatuinen, ja sopii hyvin oletukseen. Aikojen saatossa anomaliat jäivät puiden renkaiden sisään ja tuoreempien jäämassojen alle.

Sekä jääkairauksia että puiden vuosirenkaita on jo pitkään käytetty ilmastohistorian tulkinnassa. Kun jäästä löydetään merkittäviä vulkaanisen tuhkan jäämiä, tiedetään, että jossain tapahtui suuri purkaus. Pohjoisella pallonpuoliskolla sattunut purkaus erottuu lähinnä Gröönlannin jäässä, eteläiset taas Antarktiksella. Päiväntasaajalla alkunsa saava tuhkapilvi näkyy kummassakin. Useimmiten purkauksen aikaan eläneiden puiden vuosirenkaat ovat tuolloin myös normaalia ohuempia. Tästä sitten päätellään, että ilmasto viileni purkauksen aikoihin, koska ilmaan tupsahtaneet rikkiyhdisteet ja muut aerosolit heijastavat auringon säteilyä.

Vaikka puiden ja jään tarjoamat aikasarjat täsmäävätkin erittäin hyvin suuressa mittakaavassa, niissä on kuitenkin tarkemmin katsottuna pientä, 10 - 15 vuoden heittoa. Syy- ja seuraussuhteita on vaikea todeta pitävästi, ja päättelyssä joudutaan luottamaan malleihin ja moniin oletuksiin. Tuollaiset selitykset ovat aina avoimia tulkinnoille ja kritiikille.

Yllä: Näkymä USA:n tukikohdasta Pinatubon suuren 1991 purkauksen aikaan. Kuva: R.S. Culbreth U.S.A.F. / Kentucky National Guard Public Affairs office / Flickr

 

Nyt ongelma on korjattu. Synkronoimalla samaan aikaan syntyneet isotooppianomaliat toisiinsa tutkijat sitoivat puurenkaat ja jääkairaukset entistä tiiviimmin yhteen. Ja vieläpä kahdesta kohdasta. Parasta on, että sitomiseen käytettiin keinoa, joka on täysin ilmastomalleista riippumaton.

Kun aikasarjojen linkitys oli tehty, alkoi jää- ja puunäytteistä näkyvien tapahtumien vertailu. Niiden havaittiin täsmäävän erittäin tarkasti, käytännössä vuodelleen, ainakin muutama sata vuotta kumpaankin suuntaan isotooppi-anomalioista. Kauempanakin tarkkuus on paljon aiempaa parempi: Vuoden 500 eaa. tienoillakin heitto on enimmillään vain viisi vuotta. Virheraja tippui siis reippaasti alle puoleen.

Bonuksena tutkijat vielä löysivät kahden, toistaiseksi tuntemattoman erittäin suuren purkauksen vaikutukset. Ne sattuivat vuosina 536 ja 540, jossain päin päiväntasaajan seutua. Niiden tuottamat aerosolimäärät olivat suurempia kuin Tamboran, historiallisen ajan ylivoimaisesti suurimman purkauksen. Lämpötila laski tuntemattomien purkausten ansiosta ainakin Euroopassa 1,4 - 2,7 asteella - kymmeneksi vuodeksi. Euroopassa ja ehkä myös Kiinassa riehui nohin aikoihin sekä nälänhätä että Justinianuksen ruttona tunnettu tautiepidemia. Noin puolet maanosamme väestöstä kuoli.

Parantaa ilmastonmuutoksen ennusteita

Tiedeyhteisö on lähes yksimielinen siitä, että ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöt lämmittävät ilmastoa. Tulkinnoissa on eroja, sillä eri tutkijat painottavat eri mekanismeja eri tavoin. Tämän vuoksi lämpenemisen nopeusarvioissa on suuriakin eroja. IPCC:n kokoamien arvioiden mukaan hiilidioksiditason kaksinkertaistaminen lämmittää planeettaa 2 - 4,5 asteella. Vaihteluväli on suuri, ja yhtenä muuttujana - epävarmuustekijänä - on ollut vulkanismin syöttämien aerosolien merkittävyys.

Nyt julkaistu tutkimus pienentää virherajoja ja auttaa siis ennusteiden tarkentamisessa.

 

Päivitys klo 21.00: Kirjoitusvirheitä korjattu.

Jutun lähteenä on käytetty Scientific Americanin uutista sekä mainittua Naturen tiedeartikkelia.

Otsikkokuva: 2200-vuotiaan punapuun vuosirenkaat. Kuva: Richard Masoner / Cyclelicious / Flickr

Historian suurin räjähdys sattui 200 vuotta sitten

Su, 04/12/2015 - 17:41 Jarmo Korteniemi
Tamboran vuoren kaldera syntyi vuoden 1815 purkauksessa. Kuva: Wikimedia Commons / Jialiang Gao

Lauantaina (Suomen aikaa) tuli kuluneeksi 200 vuotta Tamboran kuuluisasta tulivuorenpurkauksesta. Se oli monella mittapuulla suurin purkaus koko historiallisena aikana. Tapahtumapaikkana on Indonesia ja vuosi 1815. Sen vaikutukset huomattiin kuitenkin pian ympäri maailman ja kestivät muutamia vuosia.

Purkaus saavutti huippunsa 10.-11.4. välisenä yönä, vaikka olikin alkanut voimakkaina räjähdyksinä jo viisi päivää aiemmin. Ääni kantoi yli 2500 kilometrin päähän, missä sitä luultiin kaukaiseksi kanuunoiden jyrinäksi. Räjähdykset vaimenivat muutamassa päivässä, mutta jatkuivat aina heinäkuun puoleenväliin saakka. Vuori vaimeni lopullisesti - siltä erää - vasta neljän vuoden kuluttua.

Tambora sai aikaan suurimman räjähdyksen, josta on jälkipolville saatu tarkkoja aikalaishavaintoja. Se on historiallisen ajan ainoa varma VEI-7-luokan purkaus (VEI = volcanic explosivity index, vulkaaninen räjähdysasteikko). Minolaisen kulttuurin tuhonnut Theran purkaus Kreikassa (v. 1620 eaa), Uuden-Seelannin Taupo-vuoren purkaus (v. 180), sekä Indonesian Mt. Rinjani (v. 1257) saattoivat kaikki yltää samaan VEI-7 -luokkaan, mutta ne on lödetty jättämiensä jälkien perusteella. Vain Toban tai Yellowstonen tyyppiset "supertulivuorten" purkaukset yltävät vielä suurempaan VEI-8 -luokkaan. Sellaisista viimeisin, Toban purkaus, sattui yli 70000 vuotta sitten.

Tamboran räjähdyksen varsinaista voimakkuutta on hyvin vaikea arvioida, saati sitten suhteuttaa muihin tapahtumiin. Energiamäärän on kuitenkin laskettu vastanneen vähintäänkin 800 megtonnia TNT:tä, jos ainoastaan mittavin räjähdysepisodi otetaan huomioon. Pienimmilläänkin Tamboran räjähdys oli siis 20 kertaa suurempi kuin suurin ikinä räjäytetty ydinpommi, tai toisaalta neljä kertaa voimakkaampi kuin Krakataun räjähdys muutama vuosikymmen myöhemmin. Määrä nousee kuitenkin 33000 megatonniin, jos mukaan tulevat purkauksen aktiivisimmat päivät.

Purkauksen vaikutukset

Tamboran räjähdyksissä nousi ilmaan noin 160 kuutiokilometriä vulkaanista tuhkaa eli kuumaa kivipölyä. Suuri osa tästä on kuitenkin ilmaa ja muista kaasuja, ja laavamääräksi suhteutettuna tuo vastaakin noin 50 kuutiokilometriä. Tuhka nousi yli 40 kilometrin korkeuteen ja levisi pian ympäri planeetan.

Purkauksella oli vähintään 70000 suoraa kuolonuhria, joidenkin lähteiden mukaan lähes 100000. Satojatuhansia lisää kuitenkin menehtyi ympäri maailman tulevina vuosina seuranneisiin lämpötilan muutoksiin, nälänhätään ja tauteihin. Koko maailman väkiluku oli noihin aikoihin miljardin tienoilla.

Suuret tulivuorenpurkaukset viilentävät aina hieman ilmastoa. Useita on seurannut "vuosi ilman kesää", eikä Tambora ole poikkeus: Sen vaikutuksesta lämpötila laski puolisen astetta. Kesä 1816 ja talvi 1817 olivat merkittävästi normaalia kylmempiä ympäri maailman. Ilmasto ei kuitenkaan vain kylmennyt, sillä paikoin sattui myös helleaaltoja. Joillain alueilla sademäärät kasvoivat lähes kaksinkertaisiksi normaaliin verrattuna. Vaikutukset pienenivät ajan saatossa, mutta niiden on arveltu kestäneen havaittavina enimmillään jopa kymmenen vuotta.

Ilmastovaikutukset johtuivat paitsi tuhkasta, myös purkautuneista kaasuista. Tambora puski ilmaan etenkin hiilidioksidia, rikkidioksidia, fluoria ja klooria. Jokaista purkautui muutamia kymmeniä miljoonia tonneja. Krakataun päästöt olivat noin puolet Tamboran määristä.

Tamboran ilmastovaikutukset jäivät kuitenkin paljon pienemmiksi kuin pitkäkestoisempien purkausten. Islannin Eldgja (v. 934) ja Laki (v. 1783) olivat rauhallisia purkauksia, mutta puskivat kaasuja ilmoille pidempään. Kumpikin aiheutti pyöreästi kaksi kertaa Tamboraa suuremmat päästöt.

 

Entäpä mitä Tamboralle nykyään kuuluu? 2850 metrin korkuinen vuori on yhä paikallaan ja aktiivinen. Viimeisin varmistettu pieni purkaus sattui vuonna 1967. Vuonna 2011 vuorella sattui pitkä sarja maanjäristyksiä ja kaasupurkauksia.

 

Tarkennus klo 18.05: Otsikossa puhutaan siis Maassa tapahtuneista räjähdyksistä. Havainnot kosmisista tapahtumista, kuten vaikka Auringon purkauksista, Shoemaker-Levy 9:n törmäyksestä Jupiteriin, yms., ovat aivan eri luokkaa.

Otsikkokuva: Tamboran vuoren kaldera syntyi vuoden 1815 purkauksessa. Se ei kuitenkaan ole räjähdyskratteri, vaan romahdus, joka johtui magmasäiliön tyhjentymisestä. Lähde: Wikimedia Commons / Jialiang Gao

Tongan tuhkarantojen nousu ja tuho

Pe, 03/13/2015 - 13:09 Jarmo Korteniemi
Kuva: GP Orbassano

Tongan saariryhmän laitamilla tapahtui vuodenvaihteessa 2014-15 tulivuorenpurkaus. Tuloksena merestä kohosi uusi maa-alue, joka kasvoi lopulta kiinni viereiseen ja vanhempaan Hunga Haʻapain saareen. Purkaus loppui tammikuun 26. päivä runsaan kuukauden aktiivisuuden jälkeen. Uusi saari on kooltaan runsaan kilometrin kertaa kaksi, eli pyöreästi Suomenlinnan saariryhmän veroinen.

Geologien mukaan uusi saari on yhä vaarallinen. Sen pinta on yhä kuumaa, jyrkät rinteet voivat olla epävakaita, ja uusi purkaus voi alkaa nopeastikin. Tongalainen hotellinomistaja ja valokuvaaja, Gianpiero Orbassano, ei kuitenkaan välitä varoituksista. Hän kävi maaliskuun alkupäivinä kuvaamassa saaren karua maisemaa, tuloksia voi ihailla Matangitonga-sivuston galleriassa.

Tongan uudella saarella pesii jo tuhansia merilintuja, ja Orbassano kaavailee paikasta myös ihmisille merkittävää turistinähtävyyttä. Kiinnostuneiden turistien kannattaa kuitenkin olla nopeita. He, kuten linnutkaan, eivät saa kauaa nauttia uudesta luontaisesti lämpimästä tukikohdasta.

Otsikkokuva: Tongalaiset uskalikot uuden saaren huipulla (GP Orbassano)

Kuva: GP Orbassano

Kuva: Näkymä uuden saaren huipulta (GP Orbassano)

Harvinaista herkkua

Viimeisen sadan vuoden aikana saaria tiedetään syntyneen noin parikymmentä ympäri maailman. Niitä on paljastunut jäätiköiden sulaessa, virtausten kasatessa sedimenttejä, sekä laavan purkautuessa maan sisästä. Suomen rannoillakin saaria syntyy, maankohoamisen seurauksena, mutta varsin hitaasti.

Kuva: Isa MenziesTunnetuin tuore saari lienee 1960-luvulla syntynyt Surtsey. Se on myös modernina aikana syntyneistä saarista kaikkein pysyvin. Kirjoitimme taannoin Tiedetuubissa katsauksen sen kehityksestä saaren 50-vuotispäivän kunniaksi.

Tongan uusi saari tuskin tulee säilymään yhtä pitkään kuin Surtsey, vaikka kohoaakin nyt hulppeaan sadan metrin korkeuteen. Useimmat uudet saaret häviävät jo muutamassa vuodessa. Suomalaiseen kovaan kallioon tottuneen voi olla vaikea kuvitella kuinka iso, tuoreesta kivestä tehty mäennyppylä voisi hävitä noin vain. Syynä on tulivuorisaarten löysä koostumus - ne kun muistuttavat lähinnä hiekkakasoja.

Matalassa vedessä tapahtunut tulivuorenpurkaus on aina räjähtävä, johtuen isojen vesimassojen äkillisestä kiehumisesta. Maasta pursuava laava muuttuu räjähdyksessä vulkaaniseksi tuhkaksi - hienoksi kivimurskeeksi, jota eroosio pääsee vauhdilla nakertamaan. Sadevesi, rantaa piiskaavat aallot sekä tuulet ja myrskyt kuljettavat ainetta väsymättä mereen.

Räjähtävän purkauksen täytyy kestää hyvin pitkään, jotta tuhkakerros eristäisi purkauskanavan vedestä. Vasta sitten saarelle voi syntyä eroosiota kestävä ydin (Surtsey on oiva esimerkki tällaisesta). Jotta Tongan uusi tulivuorisaari siis säilyy, sen täytyisi siis purkautua pian uudelleen. Tai sitten sen pitää sinnitellä niin kauan, että sitä ympäröivään matalaan veteen ehtii kasvaa koralliriutta. Sellainenkin kun voi suojata uutta saarta eroosiolta.

Uusi saari syntyi asumattomalla alueella 65 km Tongan pääkaupungista pohjoiseen. Valtio koostuu 176 saaresta, joista läntiset ovat tuliperäisiä ja itäiset pinnalle noussutta vanhempaa merenpohjaa. Itäistenkin pohjalla tosin on paikoitellen tulivuoria. Tonga sijaitsee muutama tuhat kilometriä Australiasta itään. Maassa asuu hieman yli satatuhatta asukasta.

Kuva: Saariryhmä ennen ja jälkeen purkauksen satelliitista nähtynä (CNES)

Pimeä aine aktivoi Maan tulivuoria - katso kuvat!

Tuore tutkimus paljasti odottamattomia salaisuuksia: Pimeä aine poksauttelee planeettamme tulivuoria ja repii mantereita hajalle. Näin siis, kunhan ensin mahdollisesti kenties sopivilla asioilla jossitellaan ihan käsittämättömän paljon ja vedetään muutamia mutkia suoriksi.

Päättelyketju menee näin: Aurinko kiertää Linnunradan keskuksen ympärillä ja pomppii samalla edestakaisin galaksin kiekon tason läpi. Parhaimmillaan se käy kiekosta noin 250 valovuoden päässä. Eestaas vekslatessaan se joutuu ajoittain tekemisiin pimeän aineen tihentymien kanssa. Ajoittain tuota mystistä materiaa on tiellä riittävästi että tapahtuu oikein kunnollista vuorovaikutusta - ja se sitten näkyy aivan käsittämättömän mittavien asioiden jaksollisuutena. Oortin pilvestä tippuu komeettoja kohti sisempää Aurinkokuntaa luoden planeetoille ja kuille mittavan pommitusuhan. Lisäksi juuri tämä meidän pallomme sattuu olemaan riittävän iso jotta pimeä aine vaikuttaa siihen suoraan. Ainetta kertyy Maan ytimeen ja aktivoi samalla planeetan sisäistä toimintaa. Tästä seuraa normaalia enemmän tulivuorenpurkauksia ja mannerten repeilyä. Ja, kuten tunnettua, sekä komeettatörmäykset että tulivuorten aktivoituminen tehostavat massasukupuuttoja. Voilá.

Useat tahot uutisoivat tästä varsin päräyttävästä havainnosta menneellä viikolla. Suomessa asiasta on uutisoinut toistaiseksi kai ainoastaan Yle Tiede, mutta maailmalla asiaan ovat tarttuneet ainakin ScienceDaily ja Astrobiology Magazine. Ei ihme, sillä Michael Rampinon tekemä tutkimus julkaistiin varsin korkealle arvostetussa Monthly notices of the Royal Astronomical Society -julkaisussa. Lehden impact factor eli suomeksi vaikuttavuuskerroin on yli 5! Miten sellaiseen päässeessä jutussa voisi mennä vikaan?

Onhan tuo tosiaan hieno ja kutkuttava idea. Ainoa huono puoli tutkimuksessa on, että kyse on pahanlaatuisesta aineiston vääristelystä ja parhaiden palojen poiminnasta (engl. cherry picking). Alla muutamia huomautuksia:

  1. Auringon rata todella on hieman kallellaan Linnunradan kiekkoon nähden, eli me kyllä pompimme tason ylä- ja alapuolelle tasaiseen tahtiin. Ainakaan minun tietääkseni itse sitä tahtia ei kuitenkaan ole saatu määritettyä vielä aivan tarkkaan - artikkelin itsensäkin mukaan arviot vaihtelevat 60 - 84 miljoonan vuoden välillä. Tutkimuksen perusoletus on siis hiuskarvan varassa - jos arvo ei nimittäin ole juuri oikea (tuntuisi olevan jotakuinkin 66 miljoonaa vuotta) jaksottaisuus menee aivan häneksi. (Toisaalta Rampinon malliin sopinee oivasti, että maailmanhistoriasta löytyy aina suuria esille napsaistavia törmäyksiä tai joukkotuhoja muutaman kymmenen miljoonan vuoden välein. Niistä sitten vain valitsee parhaiten sopivat. Näppärää.)
  2. Edellä mainittu hiuskarva katkeaakin sitten saman tien. Asteroidien tai komeettojen törmäysryppäitä on varsin vaikeata todistaa nykytiedoilla. Useimpien kraattereiden ajoitukset nimittäin ovat erittäin epätarkkoja, ja usein vain iän ylä- tai alaraja on saatu selville. Eri metodit myös antavat erilaisia ikiä (tästä voisi vaikkapa kirjoittaa kirjan). Vieressä oleva kuva selventänee asiaa. Toki törmäykset todella voivat sattua hyvinkin tiuhassa sarjassa - näin oletetaan käyneen muutamien Ordoviikkikauden kraattereiden tapauksessa. Se vain sattui tapahtumaan 200 miljoonaa vuotta liian aikaisin että olisi hyödyksi tälle tutkimukselle. Summa summarum: Rampinon "törmäyspulssit" ovat pahimmillaan vain yksittäisten kraattereiden muodostumisikiä, tai sopivasti pitkältä virherajalta valittuja kohtia. Viereinen kuva selventänee asiaa. Tai sitten ei.
  3. Massasukupuutot ovat toki todellisia tapahtumia. Dinosaurukset ja trilobiitit ovat nykyään aika harvassa. Mutta mittavien sukupuuttojen määrittely taas on hieman niin ja näin. Yleisesti tunnustetaan viisi sukupuuttoaaltoa, mutta Rampino havainnoi jaksollisuudessaan montaa muutakin. Mikä sitten on riittävän suuri joukkotuho ollakseen "massasukupuutto"? Millaisissa eliöryhmissä sen pitää näkyä? Merellä vai maalla, eläimissä vai kasveissa? Paljonko pitää lajeja kadota, vai häviääkö kokonaisia sukuja tai heimoja? Raup ja Sepkoski pohtivat asiaa parissakin klassisessa artikkelissa (1, 2), eikä asia ole mitenkään yksisellitteinen. Heidän mukaansa joukkotuhojen periodisuus on 26 miljoonan vuoden luokkaa, mikä ei taas sitten olisi synkassa Rampinon idean kanssa...
  4. Tutkimusidean perustana ovat WIMPit eli "heikosti vuorovaikuttavat massiiviset hiukkaset". En väitä ymmärtäväni niistä paljoakaan, paitsi sen, että ne ovat teoreettisia hiukkasia. Outojen otusten olemassaoloa ei ole millään tasolla todistettu. Mutta voihan niitä toki olla, selittäisivät hyvin paljon. Ja, jos pimeä aine nyt sitten sattuu koostumaan WIMPeistä (mikä ei ole ihan varmaa sekään), niin planeettamme läpi pitäisi joka sekunti kulkea miljardeja WIMPpejä... aika näyttää havaitaanko niitä ikinä vai keksitäänkö kosmologian massaongelmille jokin hieman erilainen ratkaisu.
  5. Artikkelin antamilla tiedoilla jää epäselväksi, miksi WIMPit käytännössä jäisivät jumiin ja vaikuttaisivat juuri Maan ytimessä. Oletuksen mukaanhan muiden kiviplaneettojen ja kuiden massa ei olisi riittävä nappaamaan riittävän massiivisia määriä WIMPpejä huomaansa. Mutta... jos maapallolla on riittävän iso gravitaatiokuoppa että se vangitsee WIMPpejä, niin eikö ilmiön pitäisi olla paljon suuremmilla kaasuplaneetoilla huomattavasti suurempi? Luulisi, että niistä tuo ylimääräinen massa, saati sitten sen antama lisäpotku sisäisille prosesseille olisi jo selvästi havaittava. Puhumattakaan Auringosta - sen gravitaatiokuoppa kun on aivan käsittämättömän valtava! Voisi kuvitella, että massalisän vuoksi Auringon ytimen fuusioprosessi olisi tehokkaampaa kuin perinteiset mallit esittävät...? Vaikka Auringon vuorovaikutusta pimeän materian kanssa onkin tutkittu, en tuollaisesta ole kuullut.
  6. Tutkimus kyllä osuu yhdessä asiassa täysin nappiin. Törmäykset ja suuret vulkaaniset pulssit todella ovat syitä massasukupuuttoihin. Dinotkin kuolivat kaikkein todennäköisimmin niiden yhteisvaikutukseen. (Sivuhuomautus: pientä debattia asiasta voi joku nähdä tässä asiassa olevan, mutta kyllä se nyt vain on niin että se asteroidimäjäys oli ihan riittävän iso piste pitkään kestäneen vulkaanisen iin päälle.. tai keskelle.) Mutta ei siihen mitään pimeää ainetta tarvita. Satunnainen törmäily, laattatektoniikka ja Maan vaipan toiminta riittävät. Miksi asialle pitäisi väen vängällä löytyä jokin suurempi syy?
  7. Poikkitieteellisyys on hyvä juttu, mutta... onkohan tuossa jutussa nyt ollut kunnollinen vertaisarviointi? Kyse on kuitenkin lähes puhtaasti geotieteisiin / planeettageologiaan liittyvistä ilmiöistä, mutta lehti on nähdäkseni erikoistunut pääosin astrofysiikkaan. Ihan vain tässä nyt pohdin.
  8. Tutkimuksen tekijä Rampino on jo pitkään etsinyt yleistä syytä eliöiden massasukupuutoille, lempilapsenaan juurikin Linnunradan kiekossä pörräämisen aiheuttama periodisuus. Lainaan (luvatta, ja siksi anonyyminä) erästä asiaan perehtynyttä ja eittämättä asenteellista geologia: "[Rampino] on galaksin tason läpi kulkemisista ja joukkotuhoista jaksanut vaahdota vuosikymmeniä, ja nyt siinä samalla sitten pimeää ainetta päätyy Maan ytimeen ja aiheuttaa sitten överiksi menevää vulkanismia. Just just. Millä [ihmeellä] nää [hyvin erikoiset tutkijat] saa rahaa [erityisen rakkaisiin aiheisiinsa], ja pidettyä virkansa?" Sanamuotoja hieman muutettu siistin lukukokemuksen varmistamiseksi.

Rampinon päräyttävän artikkelin voisi muotoilla paljon lyhyemminkin: Kuvitteellinen ja ominaisuuksiltaan tuntematon aine aktivoi ainoastaan maapallon sisuksia havaitsemattomalla tavalla ja voisi periaatteessa aiheuttaa sukupuuttoaaltoja, jos kaikki sattuisi menemään juurikin tämän mallin mukaan.

Ja jos lehmille kasvaisi siivet, taivaalta tippuu liukumiinoja. Kannattaako siltikään ostaa entistä tukevampia sateenvarjoja?

Sekavan ja vajavan aineiston syövereistä löytää ihan varmasti korrelaatioita, jos jaksaa tonkia ja on tarpeeksi vakuuttunut siitä että on oikeassa. Ja korrelaatioita löytyy vaikka mistä, vaikkapa mehiläisten määrien ja kannabiksen kuluttajien välille. Mene ja tiedä sitten, onko se sitten kunnollista tiedettä...

Otsikkokuva: Mordor by Edli / DevianArt