Von Kármánin perusgeologiaa

Tätä kirjoitellessani Kiinan miehittämätön kuuluotain Chang'E-4 (CE-4) lienee jo laskeutunut Kuun etäpuolelle. Toivottavasti laskeutuminen sujuu suunnitelmien mukaan. Tietenkin ruotsalaiset ovat taas tälläkin kuureissulla mukana. Toivoa sopii, että heidänkin mittalaitteensa toimii.

Tietoa laskeutumisesta lienee odotettavissa joskus aamusella. Suomen mediassa ei ole hirveästi näkynyt geologista tietoa CE-4:n laskeutumisalueesta, joten ajattelin tässä joutessani edes perusasiat pistää esille.

Suunniteltu laskeutumisalue (likimain 45°–46° S, 176,4°–178,8° E) sijaitsee aurinkokunnan suurimman ja vanhimman tunnetun törmäysaltaan, eli South Pole - Aitkenin (SPA) altaan sisällä olevassa von Kármánin kraatterissa. SPA:n synty on Kuun kehityksen yksi keskeisimmistä vaiheista. Sen on väkisinkin täytynyt nostaa pintaan kivilajeja Kuun (ylä)vaipasta. Kuun ylävaipan on perinteisesti oletettu Maan mallin mukaisesti olevan lähinnä oliviinia. Koska sitä ei kuitenkaan suurissa määrin SPA:n heitteleen joukossa näy, voi perinteinen käsityksemme maankaltaisten planeettojen vaippojen koostumuksista kaivata tältä osin uudistamista. Jo pelkästään tästä näkökulmasta kaikki uudet tiedot, mitä SPA:sta voidaan saada, ovat äärimmäisen tärkeitä yritettäessä ymmärtää planeettojen syntyä ja geologista kehitystä. Koska CE-4 tutkii SPA:iä paikan päällä, on toiveita siitä, että edes joiltain osin SPA:n historiaan saadaan lisäselvyttä.

Unkarilais-amerikkalaiselta fyysikolta ja aerodynamiikan uranuurtajalta, nykyisin etenkin avaruuden rajana pidettävästä Kármánin rajasta tunnetulta Theodore von Kármánilta (1881–1963)  nimensä saaneen von Kármánin läpimitta on noin 186 km. Iältään se kuuluu Kuun vanhimpaan eli esinektariseen kauteen. Sen keskuskohouman, joka kohoaa noin puolitoista kilometriä kraatterin pohjalta, on tulkittu koostuvan oliviininoriittigabrosta tai oliviinigabronoriitista. Karmeita kivilajinimiä kumpikin, mutta käytännössä ne tarkoittavat runsaasti rautaa ja magnesiumia sisältävää syväkiveä. Kaavailtu laskeutumisalue sijaitsee suunnilleen keskuskohouman ja reunan puolivälissä keskuskohouman etelä- ja kaakkoispuolilla.

Laskeutumisaluetta peittävät basaltit. Ne ovat luultavimmin peräisin yhdestä purkauksesta, joka tapahtui imbrisellä kaudella (kuten ylivoimainen valtaosa Kuun mare-vulkanismista). Jos basalteille arvioitu ikä 3,6 miljardia vuotta pitää paikkansa, ne olisivat nykytietämyksen valossa myöhäisimbrisiä. On myös mahdollista, että von Kármánin pohjaa peittävät laavat purkautuivat kahdessa vaiheessa. CE-4:n kaksitaajuuksinen maatutka (pitäisikö sitä kutsua kuututkaksi?) voi hyvinkin saada tämän selville, sillä Chang'E-3:n kokemusten perusteella tutkajärjestelmän syvyysulottuvuus lienee peräti 400 metrin tienoilla.

Pohjalla on lisäksi runsaasti sekundäärikraattereita lähinnä Finsenistä, von Kármán L:stä, Antoniadista ja virallisesti nimettömästä kraatterista, jota epävirallisesti on kutsuttu harvinaisen typerällä nimellä von Kármán L’. Nämä tekevät kraatterilaskuihin pohjautuvasta iänmäärityksestä vielä vaikeampaa ja epäluotettavampaa kuin yleensä, joten etenkin tuohon 3,6 miljardin vuoden ikään kannattaa suhtautua varauksella. Hyvä puoli on sitten tietenkin se, että koska von Kármánin pohjalla on melko runsaasti ympäristöstä tullutta heittelettä, siellä taatusti on mukana myös ainesta SPA:stä.

Laskeutumisalueella on myös vajaan neljän kilometrin läpimittainen hyvin nuori, epäilemättä kopernikaaninen kraatteri. Sille on käytetty epävirallista nimeä Ba Jie. Sen ympärillä on mutkittelevia epäsymmetrisiä kymmeniä metrejä leveitä harjanteita. Ne eivät siis ole tyypillisiä mare-harjanteita. Harjanteiden lisäksi kraatterin ympärillä on mutkittelevia painanteita. Tällaiset harjanteet ja painanteet ovat tuttuja jo Lunar Orbiter -kuvien pohjalta, mutta niiden syntyä ei täysin vielä ymmärretä. Heitteleen aikaansaannosta ne kuitenkin ovat. On esitetty, että ehkäpä CE-4 lisää ymmärrystämme myös näiden syntymekanismista. Itse pidän tuota kuitenkin epätodennäköisenä, sillä hyvin nuoren kraatterin heittelekenttä on sen verran haasteellinen alue laskeutujalle ja kulkijalle, että sieltä kannattaisi mieluummin pysyä poissa.

Käytetäänpä tällä kertaa ihan valmista kuvaa. Von Kármanin läpimitta on noin 186 km, keskuskohouman eteläpuolella sijaitsevan nimettömän (epäviralliselta nimeltään Ba Jie) kraatterin noin 3,8 km. Kuva: NASA / GSFC / Arizona State University / LRO WAC.

Tarkempia tietoja von Kármánin geologiasta halajavien kannattaa perehtyä esimerkiksi alueen alustavaan geologiseen karttaan, sekä etenkin kraatterista viime keväänä julkaistuun artikkeliin. Kuun geologiaa CE-4 tulee tuskin mullistamaan, mutta sikäli kun laskeutuminen ja myöhemmät vaiheet sujuvat mallikkaasti, opimme aivan varmasti uusia ja yllättäviä asioita Kuun historiasta. Ja ehkäpä saamme nähdä edes pienen vilauksen siitä, mitä SPA:n muodostuessa oikeastaan tapahtuikaan.