Chang'e-5:n laskeutumisalue

Kiinan Chang'e-5 teki onnistuneen laskeutumisen Kuun pinnalle eilen 1.12.2020. Tätä kirjoittaessani myös näytteenotto niin kairalla kuin kauhallakin on sujunut suunnitellusti. Paluumatka Maahan alkaa noin vuorokauden sisällä.

Kuu 1.12.2020 klo 20.17 Voltissa Nikon Coolpix P900:lla kuvattuna ja vähän GIMPillä muokattuna. Ympyrä osoittaa likimain Chang'e-5:n laskeutumisalueen sijainnin. Kuva: T. Öhman.

 

Laskeutumispaikka on melkoisen piirteetöntä tasankoa pohjoisella Oceanus Procellarumilla eli Myrskyjen valtamerellä noin 170 km Mons Rümkeristä koilliseen. Tämänhetkisten tietojen mukaan Chang'e-5:n koordinaatit ovat noin 43,0567°N 51,9164°W. Laskeutumisalueen löytämisen kannalta paras tuntomerkki on aiemmin nimellä Louville ω tunnettu noin 10 km pitkä ja 500 m korkea laavatasangon keskeltä törröttävä massiivi (kipuka). Chang'e-5 laskeutui siitä noin 10 km koilliseen. Muinainen laavauoma Rima Sharp mutkittelee noin 17 km Chang'e-5:stä länteen.

Laskeutumisalueen geologia pääpiirteissään on melko yksinkertainen. Kyseessä on nuori, eratosheeninen basalttitasanko. Kraatterilaskujen perusteella sen iäksi on määritelty noin 1,3 miljardia vuotta. Pääosa Kuun vulkanismista tapahtui reilut kaksi miljardia vuotta aiemmin, joten Chang'e-5:n näytteet ovat erittäin kiinnostavia monessakin mielessä. Näytteiden tieteellisestä merkityksestä kirjoittelin enemmän toissapäivänä.

Koostumukseltaan laskeutumisalue luokitellaan alhaisen titaanipitoisuuden basaltiksi. Siinä on noin 6–9 paino-% titaania (TiO₂:na ilmoitettuna). Rautaa alueen basaltissa puolestaan on noin 17,5 paino-% (FeO:na ilmoitettuna). Nämä perustuvat tietenkin kaukokartoitustuloksiin, joten kun Chang'e-5:n näytteet saadaan takaisin Maahan ja analysoitua, saadaan yksi tärkeä mittauspiste lisää laboratoriossa määritettyjen pitoisuuksien ja kaukokartoitustulosten korrelointia varten.

En netistä ole onnistunut löytämään täysin itseäni miellyttäviä karttoja Chang'e-5:n laskeutumisalueesta, joten tein sellaiset itse. Tarkan paikan pöllin Phil Stookelta, joka on erilaisten laskeutumisalueiden paikantamisen mestari, joten se pitänee paikkansa. Oma kopioni Stooken kartasta ei tarkimmassa kartassa ole ihan pikselilleen samassa kohdassa, mutta sillä nyt ei omalta kannaltani ole minkäänlaista merkitystä.

Chang'e-5:n laskeutumisalue Oceanus Procellarumin pohjoisosassa. Nimistä Louville ω ei enää nykyään ole virallisesti hyväksytty. Karttaan ei selvyyden vuoksi ole merkitty kaikkia alueen nimettyjä kraattereita. Kuva: NASA / ASU / LROC / WAC /ACT-REACT QuickMap / T. Öhman.

Chang'e-5:n laskeutumisalue. Kuva: NASA / ASU / LROC / WAC /ACT-REACT QuickMap / T. Öhman.

Chang'e-5:n laskeutumisalue. Kuva: NASA / ASU / LROC / NAC /ACT-REACT QuickMap / T. Öhman.

Chang'e-5:n laskeutumisalue. Kuva: NASA / ASU / LROC / NAC /ACT-REACT QuickMap / T. Öhman.

Yllättävää kyllä, Kuu myös näyttäytyi Suomen taivaalla Chang'e-5:n laskeutumisen ja näytteenoton kannalta kriittisinä päivinä. Sitä piti tietenkin ihailla, vaikka juuri nyt ei satu kameraa kummempaa silmänjatketta mukana olemaankaan. Laitetaan siis tähän loppuun Chang'e-5:n innoittama kuvakavalkadi parilta viime päivältä. Kaikki allaolevat kuvat on napattu Nikon Coolpix P900:lla ilman jalustaa, ja kaikkia on ainakin hivenen säädetty GIMPillä.

Kuu puolisen vuorokautta täysikuun ja puolivarjopimennyksen jälkeen 30.11.2020 klo 22.30 melkoisen paksun stratocumulus-pilvikerroksen läpi. Kuva: T. Öhman.

 

1.12.2020 klo 20.18. Kuva: T. Öhman.

1.12.2020 klo 20.20. Kuva: T. Öhman.

2.12.2020 klo 09.39. Kuva: T. Öhman.

2.12.2020 klo 09.40. Kuva: T. Öhman.

2.12.2020 klo 09.41. Kuva: T. Öhman.

2.12.2020 klo 09.43. Kuva: T. Öhman.

Chang'e-5 ja kuututkimuksen uusi kulta-aika

Kiina laukaisi viime viikolla Chang'e-5 luotaimen onnistuneesti kohti Kuuta. Kyseessä ei ole mikä tahansa kuuluotain. Sen tavoitteena on nimittäin hakea ainakin pari, ehkä jopa nelisen kiloa kuukiviä Maahan analysoitaviksi. Jos kiinalaiset onnistuvat tässä, se on vasta kolmas maa Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton jälkeen, joka moiseen saavutukseen on pystynyt.

Vuosina 1969–1972 amerikkalaiset toivat 382 kg huolellisesti valikoituja kiviä kuudella miehitetyllä Apollo-lennolla. Samoihin aikoihin, vuosina 1970–1976 Neuvostoliitto puolestaan onnistui Luna 16-, 20- ja 24-lennoilla tuomaan muutaman sata grammaa kairasydännäytteitä Kuun lähipuolen itäosista. Sen jälkeen ei uusia kuunäytteitä ole saatu, jollei tuntemattomista paikoista peräisin olevia kuumeteoriittejä lasketa.

Chang’e 5:n suunniteltu laskeutumisalue on merkitty keltaisella soikiolla. Sinisellä on merkitty likimääräiset Apollo-lentojen laskeutumispaikat, punaisella puolestaan Luna-näytteenhakupaikat. Onnistuessaan Chang’e-5:n näytteenhaku laajentaisi merkittävästi näytteiden alueellista jakaumaa. Kuva: Virtual Moon Atlas / ASU / LRO WAC / T. Öhman.

 

Kantorakettiongelmat viivästyttivät Chang’e-5:n lähtöä muutaman vuoden, mutta ainakin toistaiseksi vaikuttaa siltä, että odottaminen on kannattanut ja kuulento on sujunut ongelmitta. Tätä kirjoittaessani Chang’e-5 on asettunut onnistuneesti Kuun kiertoradalle ja laskeutumisosa irtautunut kiertolaisesta ja maahanpaluuosasta. Laskeutuminen, Kuun pehmeän pintamateriaalin eli regoliitin kauhominen palautusämpäriin, sekä kovempien näytteiden kairaus parin metrin syvyydeltä saakka olisi useampien lähteiden mukaan tarkoitus toteuttaa huomenna tiistaina 1.12.2020.

Kiinan kuuohjelma on tietysti huomattavalta osaltaan suurvaltapolitiikkaa. Kyynikonkin on kuitenkin myönnettävä, että Kiina on ainoa avaruusmahti, jolla on monivuotinen, todistetusti toimiva ja loogisesti etenevä kuututkimusohjelma. Mikäli Chang'e-5:n näytteenhaku onnistuu, se olisi merkittävä tekninen saavutus ja mahtava propagandavoitto. Kaikkiaan siis komea sulka Kiinan punaiseen propellihattuun. Ja kuten tiedotusvälineissäkin on huomattu, olisihan se nyt vaan yksinkertaisesti todella siistiä, jos ensimmäistä kertaa 44:ään vuoteen Kuusta saataisiin tunnetusta paikasta uusia näytteitä.

Kaiken pintakiillon ja somehälyn alla on kuitenkin rutkasti painavia tieteellisiä syitä, miksi Chang'e-5:n näytteenhakureissusta kannattaa olla todella innoissaan. Tarkkaa Chang’e-5:n laskeutumispaikkaa ei ole vielä kerrottu, mutta suurin piirtein alue on ollut tiedossa jo vuosikausia. Näytteitä haetaan Kuun lähipuolen luoteisosasta, pohjoiselta Oceanus Procellarumilta eli Myrskyjen valtamereltä. Kaavailtu laskeutumisalue on enimmäkseen basalttitasankoa, mutta sinne sijoittuu myös tavattoman kiehtova Mons Rümkerin nuori, suurten törmäysten heitteleestä ja monimuotoisista tuliperäisistä rakenteista ja kerrostumista koostuva kompleksi. Kirjoittelin Mons Rümkerin ja sen lähialueiden geologiasta Ursa Zeniitti-verkkolehteen muutama vuosi sitten, joten se juttu kannattanee lukaista, jos aihe kiinnostaa enemmän. Kiehtovinta olisi, jos Chang’e-5 laskeutuisi Mons Rümkerille, mutta tämä voi hyvin olla toiveajattelua.

Meneepä Chang’e-5 Mons Rümkerille tai ei, näytteenhakualue sijoittuu kauaksi Apollo- ja Luna-lentojen laskeutumispaikoista. Vaikka näytteitä ei olekaan ihminen hakemassa, saadaan niiden ymmärtämisen kannalta keskeinen geologinen konteksti kohtalaisen hyvin selville. Tästä pitävät huolen Chang’e-5:n laskeutumisosassa olevat panoraamakamera, sekä etenkin maatutka ja spektrometri. Niinpä näytteet – sikäli kun teknisesti erittäin vaativa operaatio onnistuu – avaavat aivan uuden ikkunan Kuun geologiseen historiaan. Samalla ne auttavat ymmärtämään koko aurinkokunnan kehitystä.

Valkoinen suorakaide osoittaa Chang’e-5:n suunnitellun laskeutumisalueen. Mons Rümkerin kiehtova vulkaaninen kompleksi on mahdollinen laskeutumispaikka, mutta turvallisempi basalttitasanko saattaa hyvin viedä voiton. Kuva: NASA / ASU / LRO WAC / QuickMap / T. Öhman.

 

Aurinkokunnan historia

Chang’e-5:n kaavaillulla laskeutumisalueella sijaitsevat eräät Kuun nuorimmiksi tulkituista basalttitasangoista. Niiden iäksi on määritelty vain hieman toista miljardia vuotta. Valtaosa Kuun laavoista on iältään yli kaksi miljardia vuotta vanhempia.

Kivien syntyiän määrittäminen ei ole aivan yksinkertaista. Eri isotooppimenetelmät kertovat hieman eri asioita, ja Kuun tapauksessa etenkin suuremmat ja pienemmät törmäykset tuppaavat nollaamaan kivien isotoppikellon joko kokonaan tai osittain. Huolellisella ajoitettavien mineraalien ja koko näytteen sekä sen laajemman geologisen kontekstin analysoinnilla pystytään eri ”ikien” joukosta kuitenkin usein määrittämään kiven syntyhetki ja antamaan kohtalaisen tarkka tapahtuma-aika kiveä kohdanneille myöhemmille tapahtumille.

Apollo- ja Luna-näytteet ja niistä määritetyt absoluuttiset, siis vuosissa mitattavat iät kattavat häviävän pienen osan Kuun pinnasta. Näin on, vaikka otettaisiin huomioon, että törmäykset levittävät Kuun ainesta ympäriinsä. Periaatteessa siis lähes missa tahansa Kuun pinnalla voi olla kiviä melkeinpä mistä tahansa muualta. Näin esimerkiksi Tycho- ja Copernicus-kraattereiden ikiä (kenties noin 100 ja 800 miljoonaa vuotta) on yritetty määritellä, vaikka näytteenhakulennot eivät laskeutuneet lähellekään näitä Kuun nuorimpiin kuuluvia suuria kraattereita. Heitteleenä levinneen aineksen alkuperän määrittäminen ja sen seurannaisvaikutusten arviointi vain ovat aika viheliäisiä ongelmia, eikä esimerkiksi Tychon usein mainittu geologisesti nuori sadan miljoonan vuoden ikä välttämättä pidä paikkaansa. 

Jos sitten Kuun absoluuttisia ikiä tunnetaan vain hyvin harvoista paikoista, miten Chang’e-5:n laskeutumisalueen tuliperäiset kivet on määritelty reilun miljardin vuoden ikäisiksi? Vastaus piilee kraatterilaskuissa. Mitä vanhempi taivaankappaleen pinta on, sitä enemmän siihen on ehtinyt syntyä törmäyskraattereita. Suurelta osin tästä syystä esimerkiksi Suomen ikivanhasta kallioperästä tunnetaan jo 12 törmäyskraatteria, vaikka pinta-alaltaan hieman suuremmasta mutta geologisesti monin verroin nuoremmasta Saksasta niitä on löydetty vain kaksi (nekin vain yhdessä törmäystapahtumassa syntyneitä).

Apollo- ja Luna-näytteistä on mitattu laskeutumispaikkojen pintojen absoluuttiset iät. Valokuvista ja muusta kaukokartoitusaineistosta taas puolestaan on määritelty se geologinen yksikkö, johon laskeutumipaikka kuuluu. Näin periaatteessa yhdestä pisteestä määritetty ikä kuvastaa huomattavasti laajempaa aluetta.

Kun lasketaan törmäyskraatterien lukumäärä pinta-alayksikköä kohden eri-ikäisillä geologisilla yksiköillä, saadaan lopputuloksena käyrä, joka kertoo, kuinka monta minkäkin kokoista kraatteria esimerkiksi miljoonaa neliökilometriä kohden pitäisi minkäkin ikäisellä pinnalla olla. Luoteisella Oceanus Procellarumilla kraattereita on vähän, joten pinnan on Kuun mittakaavassa oltava nuorta. Kraatteriliaskut yksin antavat kuitenkin vain pinnan suhteellisen iän, eli niiden avulla voidaan esimerkiksi sanoa, että yksikkö A on vanhempi kuin B, mutta C puolestaan näitä molempia iäkkäämpi. Sen sijaan vuosissa mitattavaa ikää kraatterilaskut eivät yksinään kerro.

1960-luvun avaruuskilpajuoksun ansiosta Kuu on Maan ohella ainoa paikka aurinkokunnassamme, jossa absoluuttiset ja suhteelliset iänmääritykset voidaan yhdistää. Tämä kuunäytteiden ja kraatterilaskujen korrelointi muodostaa perustan koko aurinkokunnan kiinteäpintaisten kappaleiden ajanlaskulle. Näin Chang’e-5:n näytteiden merkitys on ”vain” Kuun geologista historiaa merkittävästi laajempi. Uusilla näytteillä saadaan kraattereiden syntytahtia eli törmäysvuota kuvaavan käyrän heikosti tunnettuun nuoreen päähän yksi tarkasti määritelty kiintopiste lisää. Se vaikuttaa geologisten tapahtumien ikämäärityksiin Merkuriuksesta Arrokothiin saakka.

Kuun koostumus ja magmaattinen kehitys

Kuunäytteiden alkuaine- ja isotooppikoostumus pystytään laboratorioissa määrittämään häkellyttävällä tarkkuudella. Näiden tutkimusten perusteella kivilajien syntyä tutkivat petrologit ovat laatineet yksityiskohtaisia malleja siitä, miten Kuusta tuli sellainen kuin se on. Erityisesti Kuun kiertoradalta tehtyjen spektroskooppisten tutkimusten perusteella kuitenkin tiedetään, että Apollo- ja Luna-näytteet eivät monimuotoisuudestaan huolimatta kattaneet likikään kaikkia Kuussa tavattavia kivilajeja.

Kuun meret muodostavia tummia basaltteja on lukuisia erilaisia geokemiallisin ja rakenteellisin perustein määriteltyjä tyyppejä. Ne kertovat eri aikoina ja eri alueilla vallalla olleista geologisista prosesseista. Samoin Kuun vaaleat ylängöt muodostavat anortosiitit eivät suinkaan ole kaikki yhtä ja samaa, vaan hyvin monimuotoinen kivilajiryhmä. Heitteleen leviämisen ansiosta myös erilaisia anortosiitteja varmasti löytyy Chang’e-5:n näytteistä, vaikka se basalttitasangolle (tai enimmäkseen basalttiselle kompleksille, jos hyvin käy) laskeutuukin. Näin Chang’e-5:n näytteet (toivottavasti) auttavat rinnastamaan erilaisia vain kaukokartoituksen perusteella määriteltyjä kivilajiyksiköitä konkreettisiin laboratorioissa analysoitaviin kiviin.

Kemiallisin perustein Kuu on jaettu kolmeen suuralueeseen eli terraaniin. Nämä ovat ylänköterraani, South Pole – Aitken -terraani, ja Procellarum KREEP -terraani (lyhyesti PKT). Viimeksi mainittu kattaa suuren osan lähipuolesta Oceanus Procellarumin ja Imbriumin törmäysaltaan vaikutuspiirissä. KREEP tarkoittaa kaliumia (kemialliselta merkiltään K), harvinaisia maametalleja (englanniksi rare earth elements, REE) ja fosforia (kemialliselta merkiltään P), sillä näitä on havaittu KREEP-kivissä poikkeuksellisen runsaasti.

Kaliumin ohella KREEP sisältää reilusti myös muita radioaktiivisia alkuaineita, etenkin uraania ja toriumia. Esimerkiksi Kuun kuoren toriumista 40 % on alueella, joka kattaa vain 10 % kuoren tilavuudesta. Radioaktiivisuus tuottaa lämpöä, lämpö puolestaan tuottaa vulkanismia. Niinpä ei olekaan millään lailla merkillistä, että Kuun nuorimmat basaltit löytyvät lännestä PKT:n alueelta: radioaktiivisuus johti siihen, että tuliperäinen toiminta pysyi PKT:n alueella käynnissä jopa miljardeja vuosia pidempään kuin muualla Kuussa. Aukoton tämäkään idea ja päättelyketju ei ole. Vallankaan siihen, miksi PKT sijaitsee juuri lähipuolen luoteisosassa, ei kellään ole tarjota järin vakuuttavaa selitystä.

Useimmat Apollo- ja Luna-näytteet ovat enemmän tai vähemmän Imbriumin altaan heitteleen ja siten PKT-aineksen ”saastuttamia” (tämän vuoksi näytteet esimerkiksi Kuun etäpuolelta olisivat erittäin tervetulleita, mutta se on ihan oma tarinansa). Kapeasti katsoen tässä mielessä Chang’e-5 ei tarjoa mitään täysin uutta. Se laskeutuu kuitenkin esimerkiksi Apollo 12:een, 14:ään ja 15:een verrattuna kauaksi PKT:n toiselle laidalle. Näin näytteet tarjoavat aivan uuden näkökulman PKT:n olemukseen ja Kuun vaipan magmaattiseen kehitykseen vuosimiljardien kuluessa.

Kuun dynamo ja ytimen kehitys

Kuulla ei nykyisin ole Maan tapaista voimakasta kaksinapaista magneettikenttää. Pitkään oltiin vakuuttuneita siitä, että Kuun dynamo lakkasikin toimimasta jo noin kolme ja puoli miljardia vuotta sitten. Vuonna 2017 saatiin Apollo 15:n näytteiden pohjalta kuitenkin vahvoja viitteitä sen puolesta, että magneettikenttä olisi voinut olla voimissaan vielä vaivaiset miljardi vuotta sitten. Hankaluutena on, etteivät nykyisen ymmärryksen mukaan Kuun rautanikkeliytimen virtaukset voineet enää tuossa vaiheessa luoda havaitun kaltaista voimakasta kenttää.

Jos Chang’e-5:n näytteet osoittautuvat reilun miljardin vuoden ikäisiksi, kuten kraatterilaskujen perusteella oletetaan, saattavat ne mahdollistaa entistä tarkemmat analyysit Kuun muinaisesta magneettikentästä. Kuun ytimellä on luultavasti täytynyt olla kaksi erillistä mekanismia voimakkaan magneettikentän tuottamiseen. Ne olisivat olleet käynnissä eri vaiheissa Kuun historiaa. Tällä hetkellä ei vain näytä siltä, että ytimen hitaan kiteytymisen aiheuttamat konvektiovirtaukset, Kuun etääntyminen Maasta, tai jättimäiset törmäykset pystyisivät selittämään pitkään elänyttä vahvaa magneettikenttää. Uusia ideoita siis tarvitaan. Ne voivat hyvinkin kummuta Chang’e-5:n näytteiden tutkimuksesta. Kun Kuun sisäosien kehitys ymmärretään paremmin,  vaikuttaa se vääjäämättä myös käsityksiin muiden maankaltaisten planeettojen syvimmästä olemuksesta.

Joulukuun jännät hetket käsillä

Mikäli Chang’e-5:n huominen näytteiden keräys onnistuu ja myös paluu Maahan sujuu suunnitellusti, mötkähtää ehkäpä joulukuun 15.–17. päivänä jonnekin Sisä-Mongoliaan hallitusti muutama kilo Kuuta. Kiinalaiset ovat lupautuneet jakamaan näytteitä myös muiden maiden tutkijoille, joten maailman johtavat kuututkijat pääsevät jossain vaiheessa syynäämään uusia kuukiviä parhaissa mahdollisissa laboratorioissa.

Tämä vuosikymmeniä jatkuva tutkimustyö tullee tarjoamaan ainakin osittaisia vastauksia paitsi edellä esiteltyihin kysymyksiin, myös moniin muihin, esimerkiksi taas viime aikoina kovasti esillä olleeseen ongelmaan Kuun sisäosien veden määrästä, alkuperästä ja jakautumisesta. Parasta on tietenkin se, että näytteistä aivan varmasti paljastuu asioita, joita emme tällä hetkellä osaa kuvitellakaan.

Maan ulkopuolisista tarkkaan tunnetuista paikoista haetuista näytteistä kiinnostuneiden kannalta hermoja raastavia hetkiä koetaan kuitenkin jo ennen Chang’e-5:n kaavailtua paluuta. Tulevana lauantai-iltana, siis 5.12.2020, pitäisi Japanin Hayabusa2:n toimittaa Australian Woomeran seudulle pieni annos asteroidia. Hayabusa2 sai viime vuonna poimittua mukaansa hieman Ryugu-asteroidin ainesta niin pinnalta kuin vähän syvemmältäkin. Nämä näytteet tulevat olemaan ensiarvoisen tärkeitä Ryugun kaltaisten, Maata hyvin lähelle tulevien ja siten mahdollisen törmäysvaaran aiheuttavien kappaleiden ominaisuuksien ja niiden torjuntamahdollisuuksien selvittelyssä.

Viisikymmentä vuotta sitten Kuun ja muiden aurinkokuntamme kappaleiden tutkimus oli Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton keskinäistä kilpailua. Sittemmin etenkin avaruudesta haettuihin näytteisiin perustuvaa tutkimusta on suvereenisti hallinnut Yhdysvallat. Vaikka sen paremmin Chang’e-5:n kuin Hayabusa2:n onnistumisesta näytteiden palauttamisessa ei vielä ole minkäänlaisia takeita, osoittavat lennot jo tähän mennessä maailman muuttuneen planeettageologien näkökulmasta huomattavasti moninapaisemmaksi. Tämä on tietenkin yksinomaan erinomainen asia.

1960-luvun loppu ja 1970-luvun alkupuoli olivat kuu- ja planeettatutkimuksen kulta-aikaa. Huippuhetkiä on ollut toki lukuisia sen jälkeenkin, mutta ei ole liioittelua sanoa, että toinen kulta-aika on käsillä juuri nyt, 2020-luvun alkuvuosina. Eräät sen jännittävimmistä hetkistä koetaan seuraavan parin viikon aikana. 

---

Tämä juttu ilmestyi myös Ursan Kraatterin reunalta -blogissani. 

 

P.S. Lisätäänpä tähän vielä näkymä Kuuhun tänä iltana, siis 30.11.2020.

Jonnekin suunnilleen noille tienoille Chang'e-5:n pitäisi huomenna yrittää laskeutua. Kuu 30.11.2020 klo 22.30 Nikon Coolpix P900:lla stratocumulusten läpi kuvattuna ja vähän liikaa GIMPillä rääkättynä. Kuva: T. Öhman.

 

Apollo 12 Myrskyjen valtamerellä

Viime kesänä ei voinut välttyä Apollo 11:n viisikymmenvuotisjuhlinnalta. Hehkutukseen oli toki aihettakin, sillä olihan Neil Armstrongin, Mike Collinsin ja Buzz Aldrinin viimeinen avaruuslento käännekohta ihmiskunnan historiassa. Ikiaikainen haave Kuun pinnalla kävelystä toteutui, ja Yhdysvallat todisti lopullisesti päihittäneensä Neuvostoliiton suurvaltojen avaruuskilpajuoksussa. Samalla presidentti Kennedyn hullunrohkea tavoite Kuussa käynnistä 1960-luvun loppuun mennessä saavutettiin.

Vaan kuinka moni huomasi, että viime viikolla tuli täyteen 50 vuotta toisesta miehitetystä laskeutumisesta Kuun pinnalle? Ellei sattunut seuraamaan NASAn kuu-uutisointia kohtalaisen tarkasti, meni koko tapaus luultavasti ohi. Korviahuumaava mediahiljaisuus heijastelee puolen vuosisadan takaista mielenmaisemaa, sillä tiedotusvälineiden, suuren yleisön ja poliitikkojen kiinnostus Apollo-ohjelmaa kohtaan romahti heti Apollo 11:n jälkeen. Kun Kuussa oli kertaalleen käyty ja venäläiset voitettu, ei seuraaville lennoille tuntunut olevan mitään mediaseksikästä tarkoitusta. Tieteelliseltä kannalta kunnianhimoisimmat kuulennot olivat kuitenkin vielä suurelta osin suunnittelupöydällä. Niiden näkökulmasta oli välttämätöntä, että Apollo 12 onnistuu tavoitteissaan.

Läntinen meri

Vaikka kaikki Kuun meret ovat basaltti-kivilajista koostuvia laavatasankoja, ne eivät suinkaan kaikki ole samanlaisia. Itäiset basaltit, esimerkiksi Apollo 11:n tuomat Mare Tranquillitatiksen kivet, ovat yleensä vanhempia kuin läntiset. Myös kerros kerrokselta laajoja alueita peittäneiden laavojen koostumus on eri paikoissa ja satojen miljoonien vuosien kuluessa vaihdellut. Kaikkein ilmeisin ero on titaanin määrä basaltissa, sillä se vaikuttaa voimakkaasti basaltin väriin: runsaasti titaania (käytännössä ilmeniitti-mineraalia) sisältävät basaltit ovat sinertäviä, titaaniköyhemmät puolestaan punertavia. Laajoissa puitteissa tässäkin on nähtävissä selvä ero Kuun itäisen ja läntisen pallonpuoliskon välillä. Tämän eron saa helposti näkyviin jo Kuusta napattuja kännykkäkuvia hieman kuvankäsittelyohjelmassa rääkkäämällä.

Apollo 12:n laskeutumispaikaksi valikoitui läntinen basalttitasanko Oceanus Procellarumin eli Myrskyjen valtameren itäosassa. Nuorehkot basaltit eivät suinkaan olleet alueen ainoa houkutin, sillä jo huhtikuussa 1967 miehittämätön Surveyor 3 -alus oli laskeutunut Oceanus Procellarumin pinnalle nelisensataa kilometriä Copernicuksen kraatterista etelälounaaseen. Kaksi ja puoli vuotta myöhemmin Apollo 12:n komentajan Pete Conradin oli määrä ohjata kuumoduli Intrepid aivan Surveyor 3:n viereen. Seuraavien lentojen onnistuminen nimittäin edellytti erittäin tarkkaa laskeutumista, ja Apollo 12:n oli määrä osoittaa, onko tarvittava tarkkuus ylipäätään mahdollista. Ja olihan se: 19.11.1969 Conrad ja hänen hyvä ystävänsä, kuumodulin pilotti Alan Bean tumpsahtivat pehmeästi Surveyor-kraatterin reunalle, vain 150 metrin päähän Surveyor 3:sta.

Yksi laskeutumispaikan valintaan johtaneista tekijöistä oli halu selvittää, kuinka ihmisen tekemät laitteet selviävät Kuun armottomissa olosuhteissa. Niinpä Conradin ja Beanin oli määrä tuoda mukanaan takaisin Maahan mm. Surveyor 3:n kamera. Se olikin pärjännyt hyvin, sillä lukuun ottamatta säteilyn ja luultavimmin kuumodulin nostattaman pölyn aiheuttamaa rusketusta, muutoksia Surveyorin osissa ei juurikaan huomattu. Mikrometeoriittipommitus oli kahden ja puolen vuoden aikajänteellä olematonta. Toisin kuin usein väitetään, streptokokki-bakteeri tuskin kuitenkaan selvisi Surveyorin matkassa Kuuhun ja takaisin, vaan se oli luultavasti maahanpaluun jälkeistä kontaminaatiota. Täyttä varmuutta asiasta ei kuitenkaan ole.

Apollo 12:n komentaja Pete Conrad Surveyor 3 -laskeutujan luona marraskuussa 1969. Taustalla kuumoduli Intrepid. Kuva: Alan Bean / NASA / LPI / AS12-48-7133.

Copernicus ja Kuun ajanlasku

Apollo 11:n ja 12:n laskeutumisalueiden ja Copernicus-kraatterin  sijainti.
Kuva: Virtual Moon Atlas / NASA / ASU / LRO WAC / T. Öhman.

Kuun nuorin, yhä meneillään oleva geologinen kausi on saanut nimensä tyypillisestä edustajastaan, Copernicus-kraatterista. Se hallitsee kirkkailla, satojen kilometrien etäisyydelle yltävillä kraatterista ulos lentäneestä aineksesta koostuvilla säteillään Kuun lähipuolen läntisen osan päiväntasaajan tienoita. Yksi säteistä ylittää Apollo 12:n laskeutumisalueen, mikä ei tietenkään ole sattumaa. Geologit olisivat nimittäin halunneet yhden Apollo-lennoista laskeutuvan Copernicukseen, mutta insinöörit ja etenkin NASAn johto olivat ajatuksesta huomattavasti vähemmän innoissaan. Geologeille kuitenkin kelpasi muualtakin kuin itse kraatterin sisältä kerätty Copernicus-näyte. Copernicuksen sädejärjestelmä tarjosi tähän erinomaisen mahdollisuuden.

Toisella kuukävelyllään yksi Conradin ja Beanin tehtävistä oli tehdä tutkimuskaivanto Head-kraatterin reunan tuntumaan. Sieltä, noin 15 cm paikallisen heitteleen alta, löytyi huomattavasti pintamateriaalia vaaleamman aineksen kerros. Jo tässä vaiheessa Houstonin lennonjohdon takahuoneessa osa geologeista tuuletteli Copernicuksen heitteleen löytymisen merkiksi. Myöhemmät tutkimukset ovat vahvistaneet juhlimisen perustelluksi. Kaivannon vaalea aines eli näyte 12033 vastaa koostumukseltaan sitä, mitä Copernicuksesta voisi olettaakin lentävän muutaman sadan kilometrin päähän. Useat eri menetelmät ovat antaneet näytteelle myös ”järkevän” iän, noin 800 miljoonaa vuotta. Tämä sopii yhteen myös kraatterilaskujen perusteella saatuun Copernicuksen ikään.

Pete Conradin kaivama tutkimuskaivanto Head-kraatterin lähellä. Pinnan alta löytynyt vaaleampi aines on todennäköisesti Copernicuksen heittelettä. Kuva: NASA / AS12-48-7051.

Copernicuksen iän tunteminen on merkittävää koko Kuun geologisen historian ymmärtämisen kannalta. Kuun nuorimpien geologisten aikakausien rajoja ei ole onnistuttu sitomaan mihinkään laajoja alueita kattavaan yksittäiseen geologiseen tapahtumaan, puhumattakaan siitä, että näitä suhteellisia aikarajoja olisi saatu minkäänlaisella varmuudella absoluuttisesti, siis vuosissa mitaten ajoitettua. Niinpä kopernikaanisen kauden tyypillisen edustajan absoluuttisen iän tunteminen tarjoaa harvinaisen datapisteen esimerkiksi kraatterilaskujen avulla Kuun pinnan ikää määrittäville tutkijoille.

Copernicuksen iän vaikutus yltää kuitenkin huomattavasti Kuuta laajemmalle. Kuu on ainoa suuri aurinkokuntamme kappale, josta meillä on näytteitä tunnetuista paikoista. Näin se tarjoaa ainutkertaisen mahdollisuuden sitoa yhteen absoluuttiset iät suhteellisten ikien kanssa. Suhteelliset iät perustuvat käytännössä suurelta osin kraatterilaskuihin, siis törmäyskraatterien määrään pinta-alayksikköä kohti. Erilaisilla malleilla, perustelluilla oletuksilla ja osin havainnoillakin Kuun absoluuttisten ja kraatterilaskuihin perustuvien ikien keskinäinen suhde on saatua siirrettyä muille taivaankappaleille. Näin koko aurinkokunnan kiinteäpintaisten kappaleiden geologisen historian kronologia lepää niiden näytteiden varassa, jotka viitisenkymmentä vuotta sitten tuotiin Yhdysvaltain kuudella Apollo-lennolla ja Neuvostoliiton kolmella miehittämättömällä Luna-lennolla takaisin Maahan.

Corvette-kaverukset Conrad, Bean ja kiertoradalta mm. spektroskopisia tutkimuskokeiluja tehnyt komentomoduli Yankee Clipperin pilotti Dick Gordon eivät valitettavasti päässeet Apollo 12:n 50-vuotisjuhlia näkemään: Al Bean kuoli vuonna 2018, Dick Gordon vuonna 2017 ja aina vauhdista pitänyt Pete Conrad moottoripyöräonnettomuudessa vuonna 1999. Heidän työnsä kantaa kuitenkin hedelmää edelleen. Paitsi että Conradin ja Beanin kenttätyön ansiosta selvitettiin Copernicuksen (todennäköinen) ikä, kertoivat näytteet myös suoraan sen, etteivät Kuun meret suinkaan syntyneet yhdessä jättimäisessä sulan kiven plörtsähdyksessä. Sen sijaan mare-vulkanismi kesti satoja miljoonia, nykykäsityksen mukaan jopa miljardeja vuosia. Ja koska Apollo 12:n laskeutumispaikka oli ohjelman läntisin, laajensi Conradin ja Beanin asentama seismometri geofyysikoiden mittausverkkoa ja sen tarkkuutta merkittävästi. Ymmärryksemme Kuun syvärakenteesta perustuu suurelta osin juuri Apollo-seismometrien tallentamien kuunjäristysten tarjoamaan tietoon.

Kuten on laita muidenkin Apollo-kivien kohdalla, monet Conradin ja Beanin keräämistä näytteistä ovat vielä lähes täysin tutkimatta. Tämä on tarkoituksellista, sillä Apollo-ohjelman tutkijat ymmärsivät sekä näytteiden ainutlaatuisuuden, että analyysimenetelmien jatkuvan kehityksen. Osa kuunäytteistä on odottanut aikaa parempaa täysin koskemattomina: yksi Apollo 17:n suljetuista kairasydännäytteistä avattiin marraskuun alussa, toisen vuoro on tammikuussa 2020. Entistä tarkemmat ja täysin uudenlaiset keinot selvitellä Kuun kivien ja mineraalien koostumusta, ikää ja fysikaalisia ominaisuuksia ovatkin viimeisen kymmenen vuoden aikana osin mullistaneet käsityksemme Kuusta ja sen kehityksestä. Merkittäviä löytöjä tehdään epäilemättä jatkossakin.

Käytännössä kaikki suurimmat avaruustoimijat, niin yksityiset kuin valtiollisetkin, ovat suunnittelemassa ja osin jo toteuttamassakin uusia kuulentoja. Niinpä vaikuttaa siltä, ettei seuraavia, aiemmista poikkeavilta alueilta peräisin olevia kuunäytteitä tarvitse odotella kovinkaan pitkään. Sitten jos ja kun niitä Maahan saadaan, painottuu tutkijoiden ja median huomio tietenkin pitkäksi aikaa niihin. Tästä huolimatta myös Apollo 12:n näytteitä tutkitaan varmasti vielä seuraavatkin 50 vuotta.

Sinipunalaseilla katseltava anaglyfiversio Pete Conradista Surveyor 3:n luona. Kuva: Alan Bean / NASA / LPI / AS12-48-7133 & 7134 / T. Öhman.

Anaglyfikuva Pete Conradista poseeraamassa Surveyor 3:n luona. Taustalla kuumoduli Intrepid. Kuva: Alan Bean / NASA / LPI / AS12-48-7135 & 7136 / T. Öhman.

Yksi Apollo 12:n tutkimuslaitteista oli lähistereokuvien ottamiseen tarkoitettu kamera, jonka avulla tutkittiin eritoten Kuun pintamateriaalin eli regoliitin ominaisuuksia. Tässä analglyfikuvassa on astronautin saappaan jälki. Kuva: NASA / AS12-57-8448A & B / T. Öhman.

---

Tämä juttu ilmestyi ilman anaglyfikuvia ja hieman vähemmillä linkeillä myös uudessa Ursan julkaisemassa Kraatterin reunalta -blogissani, jonne jatkossa kirjoittelen planeettageologiaa käsitteleviä tekstejä suunnilleen kerran tai kahdesti kuussa. Osa sinne päätyvistä jutuista ilmestyy luultavasti täällä, ja osa mahdollisesti Suomen kraatterit -blogissa. Näissä kumpaisessakin vanhassa blogissa toki satunnaisesti edelleen ilmestyy juttuja, joita Ursan blogiini ei tule. Suomen kraattereiden puolella alkaa toivottavasti vielä ennen vuodenvaihdetta sarja Lappajärven tutkimushistoriasta, joten sen sortin asioista kiinnostuneen kannattaa käydä vilkuilemassa sitä aina silloin tällöin. Pitkähköstä aikaa kirjoitin kuukausi sitten myös Ursan Zeniitti-verkkolehteen, tällä kertaa tosin vain suht lyhyesti tietolaatikkoon, aiheenani kuututkija ja -harrastaja Chuck Wood.

Huushollauskommenttina todettakoon, että NASA on uusinut sivujaan, joten astronauttien henkilötietosivut näyttävät ainakin toistaiseksi kadonneen, ja vähintäänkään vanhat linkit, joita vuosien saatossa olen paljon käyttänyt, eivät ikävä kyllä enää toimi.

Huonoja esityksiä

Aiemmin lukemani ja kuulemani perusteella olin pitänyt Helsingin yliopiston avaruusfysiikan professori Hannu Koskista ihan fiksuna miehenä. Nyt en ole enää ollenkaan niin varma asiasta.

Ylen verkkosivuille ilmestyi tänä aamuna pitkä, mielenkiintoinen ja sinänsä oikein mainio Aishi Zidanin kirjoittama artikkeli käynnissä olevasta uudesta avaruuskilvasta, jossa mm. Kiina ja Intia ovat jo pidempään olleet mukana, ja johon Yhdistyneet arabiemiirikunnat on viime aikoina tullut yksityisten firmojen ohella vakavasti otettavaksi osanottajaksi. Jutussa haastateltiin Koskisen lisäksi omien alojensa huippuja, Ilmatieteen laitoksen ryhmäpäällikkö Ari-Matti Harria ja Aalto-yliopiston apulaisprofessori Jaan Praksia. Koskinen ja Harri pääsivät kommentoimaan myös miehitettyjä avaruuslentoja, niin menneitä kuin tuleviakin. Koskinen kertoi jutun mukaan Yhdysvaltain 1960–1970-lukujen kuuohjelmasta näin:

"Ne olivat oikeastaan huonoja esityksiä vaivannäköön nähden. Sieltä kerättiin satunnaisesti kiviä, joita sitten analysoitiin täällä. Sillä panostuksella olisi voitu lähettää valtava määrä mönkijöitä keräämään tavaraa."

Kuinkahan vakavissaan Koskinen on tuon kommenttinsa heittänyt? Toivoa sopii, että se oli puhdas vitsi, jonka toimittaja erehtyi ottamaan todesta. Koskisen täytyy tietää, että satunnaisuudella ei ollut mitään tekemistä kuunäytteiden hakemisen kanssa. Apollo-lentojen laskeutumispaikat valittiin erittäin pitkällisen ja monivaiheisen valintaprosessin jälkeen. Astronautit, joista osa oli tohtoritason tutkijoita, kävivät läpi laadukkaan geologisen koulutuksen, johon toki toiset astronauteista suhtautuivat vakavammin kuin toiset. Ja jostain kumman syystä Kuuhun lähetettiin geologi, ei vaikkapa avaruusfyysikkoa. Tällä kaikella pyrittiin maksimoimaan lentojen tieteellinen anti käytettävissä olleiden resurssien puitteissa. Jollei Koskinen tätä tiedä, kannattaisi hänenkin lukaista vaikkapa Don Wilhelmsin loistava To a Rocky Moon.

Koskinen on mieltynyt konditionaaliin. Totta kai Mercury-, Gemini- ja Apollo-ohjelmien kuluilla "olisi voitu lähettää valtava määrä mönkijöitä keräämään tavaraa." No, Surveyor-ohjelmassa lähetettiin jos nyt ei mönkijöitä niin ainakin laskeutujia, joista Surveyor 6 myös vaihtoi välillä paikkaansa. Surveyorien tulokset olivat kiistatta merkittäviä ja Ranger- ja Lunar Orbiter -ohjelmien ohella mahdollistivat miehitetyt kuulennot. Mutta tuskinpa Koskinenkaan oikeasti kuvittelee, että vaikka laskeutujia, mönkijöitä ja Neuvostoliiton Luna-ohjelmassa käytettyjen kaltaisia näytteenhakualuksia todellakin "olisi voitu lähettää valtava määrä", niitä oikeasti olisi muutamaa enempää lähetetty. "Entä jos?" -tyyppiset ajatusleikit ovat tietenkin hauskoja, mutta ainakin henkilökohtaisesti koen TV Smithin onnistuvan siinä huomattavasti professori Koskista paremmin.

Huono esitys. Joku epämääräinen jamppa hengailemassa jossain ennalta arvaamattomassa paikassa, mutta Kuussa vissiin. Tai geologi Jack Schmitt, PhD, tekemässä kenttähavaintoja ja ottamassa näytteitä Apollo 17 -lennolla Taurus-Littrow'n laaksossa, tutkimuspiste 6:lla 13.12.1972. Kuva: NASA / Apollo 17 / AS17-146-22294.

Koskisen muutamaan lyhyeen virkkeeseen sisältyy vielä ainakin yksi erikoinen sanavalinta: kuunäytteitä "analysoitiin täällä". Miksi Koskinen käyttää imperfektiä? Apollo-lennoilla tuotuja näytteitä tutkitaan kiivaasti edelleen, jatkuvasti paranevaa uusinta analyysitekniikkaa hyödyntäen. Koska näytteitä tuotiin Apollo-lennoilla noin 382 kg eikä kolmen Luna-lennon tapaan muutamaa sataa grammaa, on näytteitä voitu tutkia koko ajan ympäri maailmaa mitä moninaisimpia menetelmiä hyödyntäen. Parempaa tekniikkaa odottamassa on edelleen huomattava määrä korkkaamattomia näytteitä. Voi tietysti olla, että Koskinen viittaa Birger Wiikiin ja siihen, että hänen johdollaan Suomessakin aikoinaan tutkittiin kuunäytteitä. Ei tutkita enää.

Ylen jutussa myös Ari-Matti Harri jatkaa tuttua linjaansa. Olisi kiva joskus lukea tai kuulla, kuinka Harri perustelee nämä toistuvat lausuntonsa:

”Ihmisen lähettämistä Marsiin ei voi enää nykyteknologian kyvykkyyden vuoksi perustella tieteellisellä tutkimuksella. Ihmisen läsnäolo on tarpeeton tai jopa haitallinen elementti, jos halutaan tutkia uutta planeettaa. Miehitetty lento myös vaatii suuruusluokaltaan tuhatkertaisen panostuksen verrattuna suureen luotainohjelmaan.”

Harrin heittoon tuhatkertaisesta panostuksesta puutuin jo helmikuussa ja noihin yleisiin perustelemattomiin kommentteihin miehitettyjen lentojen väitetystä hyödyttömyydestä jo muutama vuosi sitten Hesarissa. Se on kuitenkin sanottava, että Harri on ainakin lausunnoissaan ja mielipiteissään johdonmukainen. Ja mikäpä siinä, kun kerran on keksinyt hyvän tarinan, niin tokihan siitä kannattaa pitää kiinni. 

Suuremmassa kuvassa ihan mielenkiintoista vaikkakaan ei ollenkaan uutta on, että asiantuntijalausuntoja etupäässä geologisista kysymyksistä antavat ihmiset, joiden koulutustausta ja työssä hankittu osaaminen on fysiikassa, ei geotieteissä. Tämä ongelma ei koske vain Suomea, vaan on globaali. Fyysikot hybriksessään ovat vuosisatojen aikana onnistuneet luomaan mielikuvan geotieteistä ja oikeastaan kaikesta muusta kuin fysiikasta toisen luokan tieteenä, eivätkä geotietelijät ole järin kiinnostuneita muuttamaan tätä käsitystä. Tietenkin maailmassa ja jopa omassa tuttavapiirissäni on avarakatseisiakin fyysikoita. He vain useimmiten ymmärtävät olla kommentoimatta julkisesti asioita, joihin eivät ole perehtyneet.

Ylen jutun lopussa todetaan ylevästi, Koskiseen viitaten, näin:

"Emme koskaan tiedä, mihin uteliaisuus johtaa."

Harmi vain, että tämän maailman koskiset ja harrit – sipilöistä, stubbeista, grahn-laasosista ja persuista puhumattakaan – ovat tappamassa inhimillistä uteliaisuutta ja uuden löytämisen riemua.

Chang'e 5 Mons Rümkerille ja takaisin?

Kiinan avaruushallinto julkisti keskiviikkona Chang'e 5:n laskeutumispaikan. Muun muassa hongkongilaisessa The Standard -lehdessä ja Kiinan virallisimmassa englanninkielisessä lehdessä China Dailyssa julkaistun jutun mukaan Chang'e 5 laskeutuu Mons Rümkerille ja toimittaa sieltä näytteitä takaisin Maahan vielä tämän vuoden aikana. Aiempien tietojen perusteella todennäköisenä laukaisuajankohtana pidetään marraskuuta.

Muhkurainen Mons Rümker Apollo 15:n kuvaamana kesällä 1971. Rümker E:n läpimitta on noin 7 km. Kuva: NASA / Apollo 15 / Kipp Teague / AS15-97-13252 / T. Öhman.

Kohdevalintaa voi pitää kunnianhimoisena ja tieteellisesti erittäin kiinnostavana. Harrastajienkin hyvin tuntema Mons Rümker sijaitsee Oceanus Procellarumissa, Aristarchuksen ylängöltä noin 500 km luoteeseen. Kyseessä on noin 70 km:n läpimittainen ja noin kilometrin korkuinen vuori. Sen pienelläkin kaukoputkella muhkuraisena näkyvä pinta on hämmästyttänyt Kuun ystäviä vuosisatoja. Nykyisin Mons Rümkerin useimmiten oletetaan koostuvan ympäröiviä Procellarumin basaltteja piirikkaammasta ja sen vuoksi sitkaammasta laavasta.¹ Se edustaa Kuun mittakaavassa myös varsin nuorta magmaattista toimintaa. Yksikään Apollo- ja Luna-lennoista ei tuonut näytteitä vastaavilta alueilta, joten Mons Rümkerin näytteiden saaminen Maahan tutkittavaksi antaisi erittäin tärkeän kiinnekohdan kaukokartoitustietojen vertaamiseen Kuun kivien todelliseen koostumukseen. Samalla näytteet tietenkin avaisivat uuden ikkunan Kuun magmaattisen menneisyyten. Odotan Chang'e 5:ttä erittäin suurella mielenkiinnolla!   

Mons Rümker sijaitsee lähipuolen luoteisosassa  Ocenanus
Procellarumin tasankojen ympäröimänä. Kuva: Virtual
Moon Atlas / LRO WAC / T. Öhman.

Ai niin, Kiinan kuulennoista puheen ollen, Chang'e 3 on kolmen ja puolen vuoden jälkeen sitkeästi toiminnassa, ja sen ultraviolettiteleskooppi tuottaa edelleen dataa. Se voi ainakin energiantuotannon puolesta tehdä niin vielä vuosikymmeniä. Ei ollenkaan hullumpi saavutus. Saa nähdä, ovatko kiinalaiset amerikkalaisia kollegojaan fiksumpia ja antavat mittausten jatkua niin pitkään kuin mahdollista.

NASAn nyhjätessä edelleen ilman määränpäätä ja eurooppalaisten kuusuunnitelmien ollessa kaukana tulevaisuudessa, on Kiinan päämäärätietoista ja toistaiseksi erittäin menestyksekästä kuuohjelmaa äärimmäisen kiinnostava seurata, oli sen geopoliittisista motiiveista mitä mieltä tahansa. Enemmän tai vähemmän yksityiset kuulentohankkeet tuovat myös oman kiehtovan lisänsä soppaan. Nyt ei ole ollenkaan huono aika olla kuuhullu.

P.S. 8.6.2017 klo 01.30. Kun kerran sattui Kuu näkymään matalalla keskiyön Auringon paisteessa ja kun vaihe sattui olemaan otollinen, niin pitihän tulevaa näytteenhakupaikkaa myös saman tien vilkaista. Eihän siitä lintuputkella noin matalalla valoisalla taivaalla tietenkään mitään muuta nähnyt kuin että siellä se olla törötti missä ennenkin, mutta tärkeintä olikin fiilistely.

Mons Rümker Rovaniemen Korkalovaarassa 8.6.2017 klo 00.57 Kowa TSN-821:n läpi Canon Ixus 70 -digipokkarilla. Kuva: T. Öhman.

¹P.P.S. 11.6.2017: Levitin vanhentunutta ja virheellistä tietoa. Mons Rümkerin koostumus poikkeaa rauta- ja titaanipitoisuudeltaan hieman ympäristöstään, mutta on silti basalttista. Sitkaamman liikkuvuuden syynä voi olla ennemminkin alhaisempi purkauslämpötila ja/tai suurempi kiteytymisaste. Tuliperäinen toiminta Rümkerilla sisältää laavavirtausten lisäksi myös räjähdysmäisiä, pyroklastisia vaiheita, mikä viittaa suurempaan herkästi haihtuvien aineiden määrään magmassa. Se myös osaltaan selittää muhkuraista muotoa.

Linkkaamatta ja mainitsematta jäi myös se, että  jos olisi seurannut asioita tiiviimmin, Mons Rümker ei olisi ollut kiinalaisten kohdevalintana mikään yllätys, sillä sitä ehdotettiin Chang'e 5:n kohteeksi viime vuonna.

Kun laava virtasi Kylmyyden meressä

Mare Frigoris on se omituisenmuotoinen tumma kaistale Kuun lähipuolen pohjoisosissa. Pitkän matkaa se reunustaa Mare Imbriumia muodostaen Kuu-ukon kulmakarvan, ja jatkeineen (Sinus Roris ja Lacus Mortis) se kattaa reilut sata pituusastetta, tai tuollaiset 1700 km. Mistään vähäpätöisestä pläntistä ei siis ole kyse. Toisin kuin pyöreämmät meret, Mare Frigoriksen ei tiedetä täyttävän mitään törmäysallasta. Tämä voi osaltaan selittää sitä, että Frigorista on tutkittu moniin muihin Kuun meriin verrattuna hyvin vähän.

Mare Frigoriksen tutkimusalueelta kartoitetut vulkaaniset yksiköt. Yksiköiden ikäsuhteet ja koostumukset on annettu seuraavassa kuvassa. CD = cryptomare deposit, EBF = eastern basalt feature, ECF = eastern central Frigoris, EF = eastern Frigoris, PD = pyroclastic deposit, WCF = western central Frigoris, WF = western Frigoris. Kuva: Kramer et al. 2015 / JGR / Wiley.

Tutkimusalueen kivilajiyksiköiden ikäsuhteet
(vanhimmat alimpana) ja niiden rauta- ja
titaanipitoisuudet. Kuva: Kramer et al. 2015 / 
JGR / Wiley.

Korkean alumiinipitoisuuden basaltit taas ovat Apollo-näytteissä harvinaisia Kuun basaltteja. Niissä on 12–18 painoprosenttia alumiinia (Al2O3), kun tavallisissa mare-basalteissa Al2O3-pitoisuus on vain 7–12 painoprosenttia. Lisäksi Apollo 14:n korkean alumiinipitoisuuden basalttinäytteistä löydettiin ainutlaatuisen korkeita kaliumpitoisuuksia. Kenties kiinnostavin piirre korkean alumiinipitoisuuden basalteissa on kuitenkin se, että kaikista mare-basalteista vanhimmat, noin 4,3 miljardin vuoden taakse ajoitetut Apollo 14:n basalttinäytteet ovat juuri korkean alumiinipitoisuuden tyyppiä. Niinpä nämä basaltit avaavat ikkunan Kuun varhaiseen magmaattiseen toimintaan.

Mitä tekemistä Mare Frigoriksella ja korkean alumiinipitoisuuden basalteilla sitten on toistensa kanssa? Paljonkin, ainakin jos uskomme Georgiana Kramerin ja kollegojen painotuoretta artikkelia Mare Frigoriksen basalteista. Ja itse ainakin uskon, sillä minulla oli ilo olla viimeisen muutaman vuoden aikana mukana tuossa seitsemisen vuotta kestäneessä, viime tammikuussa kuolleen B. Ray Hawken ideasta poikineessa projektissa, jonka ensimmäiset tulokset julkaistiin jo keväällä 2009. Silloin tutkimusryhmän koostumuskin oli varsin toinen kuin tutkimuksen lopullisessa artikkeliversiossa.

Kramerin laaja tutkimus perustui etenkin spektrianalyysiin Clementine-luotaimen monikanava-aineistosta, joka yltää ultravioletista lähi-infrapunaan. Oleellisia analyysissä olivat Mare Frigoriksen pintaa ruopineet pienet kraatterit, jotka tarjoavat nähtäväksi säteilyn ja mikrometeoriittipommituksen muokkaamaa pintaa tuoreempaa materiaalia. Näitä Frigoriksen basaltteihin syntyneitä kraattereita tutkittiin peräti 1533 kappaletta, ja ne antavat kattavan kuvan Frigoriksen alueen laavojen koostumuksesta ja alueen vulkaanisesta historiasta. Äkkiseltään vilkaisten piirteettömältä vaikuttava mare-tasanko on geologisessa mielessä kaikkea muuta kuin yksitoikkoinen.

Tutkimuksessa kävi ilmi, että Frigoriksen vulkaaninen historia on ollut pitkä ja todella monivaiheinen. Vaikka eri aikoina eri puolilla Frigorista purkautuneiden laavojen ja vähäisempien pyroklastisten ainesten koostumus on vaihdellut, niistä useimpia kuitenkin yhdistää yksi tekijä: Frigoriksen laavoista valtaosa on korkean alumiinipitoisuuden tyyppiä. Frigoris onkin pinta-alaltaan laajin korkean alumiinipitoisuuden basalttien esiintymisalue. Vaikka tällaiset basaltit siis ovat suuria harvinaisuuksia Apollo-näytteissä, ovat ne kuitenkin todellisuudessa Kuun pinnalla luultua yleisempiä. Tämä osoittaa jälleen kerran todeksi sen, että niin loistavia kuin Apollo-lennot olivatkin, on käsityksemme Kuusta väkisinkin hieman vääristynyt laskeutumispaikkojen vähyyden ja samankaltaisuuden vuoksi.

Frigoriksen seutukunta osuu yksiin erään Jeff Andrews-Hannan viime vuonna ehdottaman mahdollisen repeämävyöhykkeen kanssa. On tällä hetkellä arvailujen varassa, onko Frigoriksen basalttien koostumuksella suoraa yhteyttä ehdotetun repeämävyöhykkeen kanssa, mutta mahdolliselta se vaikuttaa. Mare Frigoris voikin paljastaa vielä kaikenlaista uutta ja yllättävää Kuun geologisesta historiasta ja niistä monimutkaisista prosesseista, jotka siihen ovat vaikuttaneet. 

P.S. 27.11.2015. Juttu pääsi Journal of Geophysical Research: Planets -lehden lokakuun numeron kanteenkin. Kuvassa ylinnä on Mare Frigoriksen rautapitoisuus, alinna titaanipitoisuus, ja keskellä 1533:n tutkimuksessa käytetyn pienen kraatterin sijainti. Kraatteripisteet on merkitty myös rauta- ja titaanikarttoihin. Kohdissa, joissa kraatteria osoittava piste erottuu taustastaan, on pintaregoliitin ja kraatterin paljastaman syvemmän, tuoreen aineksen koostumuksissa ero.