Mustanmeren myrkyt säilyttivät laivanhylyn täydellisessä kunnossa

Mustanmeren pohjasta löydetty maailman vanhin laivanhylky on säilynyt ällistyttävän hyvin. Myrkyllisissä pohjavesissä eivät elä edes puuta hajottavat bakteerit. Arkeologit ovat innoissaan sukellusrobottien löydöistä.

Mustallamerellä tapahtui noin 2 400 vuotta sitten haaksirikko, josta tuli iso uutinen syksyllä 2017. Haaksirikossa tuhoutui 23 metriä pitkä kreikkalainen kaleeri, joka oli matkalla Mustanmeren itärannikolla sijaitseviin siirtokuntiin mukanaan öljyä ja mausteita ja muita kauppatavaroita.

Toiveet hyvistä kaupoista murskautuivat, kun nykyisen Bulgarian rannikolla nousi raju myrsky.

Laivan parikymmenhenkinen miehistö souti henkensä edestä, mutta 80 kilometrin päässä Burgasin rannikkokaupungista myrsky voitti. Aallot kaatoivat laivan, ja se upposi merenpohjaan.

Mustanmeren pintakerrosta ylläpitävät Tonava, Dnestr, Dnepr, Don ja Kuban, joista laskee joka vuosi 354 kuutiokilometriä makeaa vettä. Suolainen vesi painuu pohjaan, ja suolapitoisuuden ero estää happea pääsemästä pohjalle.

© Shutterstock

Laivan hylky löydettiin osana kolmivuotista Mustanmeren meriarkeologista tutkimushanketta. Se oli iso uutinen, koska se oli vanhin tunnettu kokonaisena säilynyt hylky.

Radiohiilianalyysi osoitti, että laiva on ainakin 2 400 vuoden takaa eli ajalta, jolloin Kreikassa olivat meneillään peloponnesolaissodat Ateenan ja Spartan välillä. Hylyn uutisarvoa lisäsi se, että se oli ällistyttävän hyvin säilynyt: se näytti siltä kuin se olisi uponnut edellisenä päivänä.

Kaikkiaan tutkimushankkeen aikana Mustastamerestä löydettiin 66 antiikin aikaista hylkyä. Niistä päästiin ensi kertaa suoraan tutkimaan antiikin laivojen koristelua, köysistöjä ja muita rakenteita.

Aiemmin niitä oli nähty vain antiikin ruukkujen koristekuvissa. Samalla päästiin jyvälle Mustanmeren pohjan ääriolosuhteista ja niiden synnystä.

Hylyt löytäneet sukellusrobotit löysivät samalla vastauksen kysymykseen, miten Mustameri sai alkunsa.

Syvänmeren retkikunta paljastaa Mustanmeren salaisuudet

Öljynetsintäaluksesta muokattu vene ja laivasto robottisukellusveneitä muodostavan maailman suurimman meriarkeologisen hankkeen ytimen.

Retkikunta tutki meren syntyä

Mustanmeren pohjan kartoitus alkoi vuonna 2015. Mukana oli 70 meriarkeologia, geologia ja insinööriä 15 maasta, ja tavoitteena oli kartoittaa reilun kahdentuhannen neliökilometrin alue.

Hankkeen nimi oli Black Sea Maritime Archaeology Project – eli Mustanmeren meriarkeologinen projekti – lyhyesti Black Sea MAP.

Päämääränä oli selvittää, miten viime jääkauden jälkeen noin 12 000 vuotta sitten tapahtunut merenpinnan nousu vaikutti Mustanmeren alueen varhaisiin kulttuureihin.

Toiveissa oli saada vastaus siihen, milloin ja miten Mustastamerestä tuli nykyisen kaltainen kerrostunut vesiallas, jonka pohja on hapeton, myrkyllinen ja lähes eloton.

90 prosenttia Mustastamerestä on hapetonta ja useimmille eliöille myrkyllistä.

Odottamattomana sivusaaliina saatiin arkeologinen aarre.

Syksyllä 2016 hankkeen tutkijat ilmoittivat löytäneensä siihen mennessä 40 hämmästyttävän hyvin säilynyttä laivanhylkyä Bulgarian rannikon edustalta. Vanhimmat löydöt olivat bysantin ajalta 900-luvulta ja uusimmat osmanien valtakunnan ajalta, joka kesti 1900-luvun alkuun asti.

Todellinen jymyuutinen tuli kuitenkin vasta kolmannen retkikunnan tuloksena syksyllä 2017, kun pohjasta bongattiin 23-metrinen kreikkalaisalus.

Kun vedessä on rikkivetyä eikä lainkaan happea, puiset hylyt eivät hajoa.

© Black Sea MAP/EEF Expeditions

Tuhansista kuvista yksi 3D-malli

Aluksen löysi sukellusrobotti, ja tutkijat seurasivat sen työtä suorana lähetyksenä tutkimuslaiva Stril Explorerin kannella. Tietokoneen näytölle välittyi kuvaa kahden kauko-ohjauksisen robotin kameroista ja muista tutkimuslaitteista.

Robotit syynäsivät pohjaa paitsi HD-kameroilla myös kahdella erilaisella kaikuluotaimella. Laitteiston tiedot yhdistettiin millimetrintarkaksi kolmiulotteiseksi malliksi merenpohjasta.

Näkymä oli vaikuttava: ”Tuntui aivan siltä kuin olisimme matkustaneet ajassa taaksepäin”, kertoi tutkimusta seurannut brittiläisen Southamptonin yliopiston arkeologi Helen Farr.

Noin kahden kilometrin syvyydestä sukellusrobotti Survey Interceptorin kameraan osui 23 metriä pitkä hylky. Siitä otettiin pieni puun palanen, joka tuotiin pintaan iänmääritystä varten.

Mustanmeren pohjaa tutkitaan roboteilla, jotka etsivät historiallisia jäännöksiä muun muassa kaikuluotaimilla.

© Reach Subsea

Iänmääritys tehtiin radiohiilianalyysillä. Siinä selvitetään radioaktiivisen hiili-isotoopin C-14:n määrä. Aina kun puu tai muu elävä kudos kasvaa, se sitoo itseensä uutta C-14-isotooppia.

Kun eliö kuolee eli tässä tapauksessa puu, josta laiva on tehty, kaadetaan, se ei sido enää uutta C-14:tä vaan sen C-14 alkaa hajota typen N-14-isotoopeiksi. C-14:n puoliintumisaika on 5 730 vuotta, eli siinä ajassa puolet näytteen C-14-isotoopeista olisi hajonnut. Kun lasketaan, miten suuri osa näytteen C-14:stä on hajonnut, voidaan päätellä, milloin puu kaadettiin.

Radiohiilianalyysillä voidaan määrittää näytteen ikä parhaimmillaan 25 vuoden tarkkuudella. Sukellusrobotin bongaaman hylyn tapauksessa ilmeni, että puu, josta laiva on veistetty, kaadettiin 300-luvulla ennen ajanlaskun alkua. Kyseessä oli siis vanhin tunnettu ehjänä säilynyt hylky.

Arkeologit arvioivat, että kyseessä on kreikkalainen kauppalaiva, koska Mustameri oli antiikin kreikkalaisten tärkeä kauppareitti. Lisäksi laiva muistutti muodoltaan niitä laivoja, joita oli kuvituksena tuon aikakauden kreikkalaisissa astioissa ja seinämaalauksissa.

Samanlainen laiva koristaa muun muassa kuuluisan seireenivaasin kylkeä, jossa kuvataan tarujen merenkulkija Odysseus sidottuna laivan mastoon, jotta hän ei seuraisi merenkulkijoita tuhoon houkuttelevien seireenien laulua.

Faktat

  • Nimi:

    Seireenivaasi. Näytteillä Lontoon British Museumissa.

  • Korkeus:

    34 senttiä.

  • Kuva:

    Kreikkalainen taruhahmo Odysseus sidottuna laivan mastoon.

  • Merkitys:

    Yksi harvoista tätä laivatyyppiä esittävistä kuvista.

Vaikka hylky on lojunut pohjassa melkein kaksi ja puoli tuhatta vuotta, sen masto, airot ja soutajien penkit ovat ehjiä. Robotti otti hylystä tuhansia kuvia, joista koottiin 3D-malli.

Myrkkyvesi suojaa hylkyjä

Antiikin kreikkalaiset käyttivät Mustastamerestä nimeä Pontos axeinos eli epävieraanvarainen meri. Nimi juontui todennäköisesti Mustallemerelle tyypillisistä äkkiä nousevista myrskyistä ja sakeista sumupilvustä.

Tutkijoiden mukaan kreikkalainen nimi kuvaa pitkälti myös pinnanalaista merta. Useimmissa muissa merissä hietamadot, puuta syövät laivamatosimpukat, hiiltä syövät bakteerit ja happi olisivat hajottaneet hylyn puuosia niin, että se olisi kadonnut sadassa vuodessa kokonaan.

Mustanmeren pohja on kuitenkin niin myrkyllinen, että siellä hylky on ollut suojassa hajottajilta. Noin 200 metrin syvyydestä alaspäin Mustassameressä ei ole happea. Sen sijaan siellä rikkivetypitoisuus on maailman suurin. Mustanmeren pohjavesi onkin niin myrkyllistä, että edes useimmat bakteerit eivät elä siellä.

Mustanmeren pohjan omintakeiset olot johtuvat vähäisestä veden vaihtuvuudesta. Vesi ei kierrä juuri lainkaan.

Tutkimusjohtaja Jon Adams esittelee 3D-tulostimella tehtyä mallia hylystä.

© David Parry/PA Wire/Ritzau Scanpix

Mustanmeren yhdistää muihin meriin vain Bosporinsalmi, joka kulkee muun muassa Turkin suurimman kaupungin Istanbulin läpi. Vain vähän yli 33 kilometriä pitkä salmi on vain 750 metriä leveä eikä sen syvyys ole suurimmillaankaan kuin 110 metriä.

Bosporinsalmea pitkin virtaa Mustastamerestä Välimereen noin 385 kuutiokilometriä vettä vuodessa. Välimerestä Mustaanmereen sen sijaan virtaa vain 175 kuutiokilometriä vettä.

Mustanmeren vesi on murtovettä eli merivettä, johon on sekoittunut makeaa jokivettä. Välimeren vesi sen sijaan on suolaista. Koska suolainen vesi on tiheämpää kuin vähäsuolainen, Välimeren vesi painuu Bosporinsalmen pohjalle ja suurin osa kapeasta ja matalasta kanavasta täyttyy Mustanmeren vedestä.

Vähäisen tulovirtauksen takia suurin osa Mustanmeren vedestä ei vaihdu koskaan. Kun uutta hapekasta vettä ei tule, noin 90 prosenttia Mustastamerestä on muuttunut hapettomaksi ja lähes elottomaksi.

Myrkkyvesi on hellä historialle

Mustanmeren pohjassa laivanhylyt ja muut historialliset jäännökset ovat suojassa termiiteiltä, hietamadoilta ja puuta hajottavilta bakteereilta. Suolaisen ja makean veden kerrostuminen ja rikkiyhdisteitä syövät bakteerit ovat tehneet pohjasta myrkyllisen hapettoman ympäristön, jossa suurin osa eliöistä ei selviä hengissä.

Kapea salmi on Mustanmeren ainoa suolaisen veden lähde

Mustassameressä on 547 000 kuutiokilometriä vettä. Ainoa paikka, josta sitä virtaa pois, on enimmillään 750 metrin levyinen 110 metriä syvä Bosporinsalmi. Siellä pinnalla virtaa jokiveden sekaista merivettä Mustastamerestä Välimereen ja pohjalla suolaista vettä toiseen suuntaan. Salmi on niin kapea, että vuodessa vaihtuu vain 0,14 prosenttia Mustanmeren vedestä.

Tiheysero jakaa veden tiukasti kahteen kerrokseen

Makeasta jokivedestä ja merivedestä sekoittunut murtovesi ja suolainen vesi ovat eri kerroksina, koska veden tiheys riippuu suolapitoisuudesta. Ylimmässä 100 metrissä on suolaa 1,7–1,8 prosenttia. Sitä syvemmällä suolapitoisuus nousee pian 2,1 prosenttiin. Kun kerrokset eivät sekoitu, pohjalle ei pääse hapekasta vettä.

Bakteerit myrkyttävät pohjaveden kaasuilla

Alun perin Mustanmeren pohjallakin on ollut hapekasta vettä, mutta pieneliöt ovat käyttäneet hapen pinnalta vajoavien ravinteiden hajottamiseen. Kun happi loppuu, eliöt alkavat käyttää rikkipitoisen sulfaatin happea. Menetettyään happiatominsa sulfaatti ottaa tilalle vetyä, jolloin syntyy rikkivetyä. Rikkivety on myrkkyä lähes kaikille eliöille.

Tämä on tutkijoille tuttua, mutta oli yllätys, että historialliset jäännökset säilyvät pohjavedessä niin hyvin. ”En olisi koskaan uskonut, että kahden kilometrin syvyydestä löytyy lähes muuttumattomana säilynyt antiikin aikainen laiva”, totesi tutkimusjohtaja, Southamptonin yliopiston arkeologian professori Jon Adams, kun Black Sea MAP -hankkeen löytö julkistettiin viime vuoden lopulla.

Vinha teoria joutui testiin

Kaikkiaan Black Sea MAP -hankkeen aikana on löydetty 66 hyvin säilynyttä laivanhylkyä eri aikakausilta. Hylyt ovat kuitenkin itse asiassa vain sivusaalis. Hankkeen varsinainen tavoite oli selvittää, miten Mustameri on muinoin syntynyt.

Sitä varten merenpohjasta porattiin yli 400 näytettä, joiden perusteella pyrittiin vahvistamaan tai kumoamaan hurjan kuuloinen teoria Mustanmeren alkuperästä.

Vuonna 1998 kaksi yhdysvaltalaista geologia, William Ryan ja Walter Pitman, esittivät teorian, että Mustameri syntyi jääkauden jälkeen luonnonmullistuksessa, jonka seurauksena Bosporinsalmen kohdalle repesi aukko ja sen läpi virtasi Välimerestä 40 kuutiokilometriä vettä päivässä.

Teorian mukaan merivesi virtasi vehreälle alangolle, jonka keskellä oli jääkauden sulamisvesistä syntynyt järvi. 300 päivässä järvi muuttui sisämereksi. Järven täyttyessä merivedellä rantaviiva nousi noin puolitoista kilometriä päivässä ja alueen asukkaiden oli pakko lähteä pakoon.

”En olisi koskaan uskonut, että kahden kilometrin syvyydestä löytyy lähes muuttumattomana säilynyt antiikin aikainen laiva”
Southamptonin yliopiston arkeologian professori Jon Adams

Geologit uskovat, että tarina tulvasta siirtyi perimätietona sukupolvelta toiselle, ja 900-luvulla ennen nykyajanlaskun alkua se päätyi Vanhaan testamenttiin kertomuksena Nooasta ja vedenpaisumuksesta.

Black Sea MAP -hankkeen arkeologit lähtivät selvittämään, onko Ryanin ja Pitmanin teoriassa mahdollisesti perää.

Pohjasta porattujen näytteiden kerrostumat voidaan ajoittaa ja niistä voidaan päätellä ilmaston, meriveden lämpötilan, merivirtojen, veden suolapitoisuuden ja vedenkorkeuden muutokset eri aikoina.

Merenpohjan aarteista luotiin 3D-malleja

Löydöistä otettiin tuhansia kuvia, jotka limitettiin löytöjen laserkeilaustietojen kanssa. Ohjelma sulautti kuvat ja skannausdatan yhteen 3D-malleiksi, joita voidaan tarkastella tietokoneella mistä tahansa kulmasta.

Vedenpaisumusteoria oli väärä

Stril Explorer -tutkimusaluksen poraamat näytteet lähetettiin tutkittaviksi Britannian merentutkimuskeskukseen, jossa niille tehtiin iänmääritys ITRAX-skannerilla. Se pommittaa porausnäytettä röntgensäteillä, jotka saavat näytteen atomit tuottamaan fluoresenssisäteilyä. Ilmaisin tuottaa säteilyn perusteella digitaalisen tiedon, jota voidaan analysoida.

Muinaisia ilmasto-olosuhteita voidaan tutkia muun muassa kalium-, kalsium- ja magnesiumpitoisuudesta. Esimerkiksi magnesiumia on merivedessä, ja magnesiumin pitoisuudesta voidaan päätellä, milloin Välimeren suolavesi alkoi levitä Mustaanmereen ja miten kauan Mustanmeren altaan täyttyminen kesti.

Pohjasta kairattujen näytteiden perusteella vaikuttaa siltä, että raflaava vedenpaisumusteoria voidaan unohtaa.

Osa näytteistä on yhä tutkimatta, mutta tähänastiset tulokset viittaavat siihen, että Mustanmeren altaan täyttyminen Välimerestä Bosporinsalmen kautta virranneella vedellä tapahtui vähitellen vuosituhansien kuluessa 16 000–10 000 vuotta ennen ajanlaskun alkua.

Vaikka varsinaisesta raamatullisten mittasuhteiden vedenpaisumuksesta ei voidakaan puhua, merenpinnan nousu mullisti silti rannikoiden asukkaiden elämän.

Myrkkyvyöhyke leviää

Vähän ennen tutkimushankkeen päättymistä tutkijat saivat silmiensä eteen todisteen merenpinnan nousun seurauksista. Muinaisesta laaksosta Bulgarian rannikon edustalta löytyi pronssikautinen asuinpaikka, joka oli jäänyt veden alle 3000–1200 eaa.

Muinaisen asutuksen jäljet löydettiin kaikuluotaimen avulla. Ääniaallot heijastuivat noin 2,5 metrin syvyydestä pohjan kerroksista ja paljastivat puurakenteiden, keramiikan ja tulisijojen jäännöksiä. Myöhemmin laakson kohdasta oli tullut laivojen ankkuripaikka.

Robotti luotaa pohjaa kameroilla ja kaikuluotaimilla

Mustanmeren pohjaa luotaa Survey Interceptor -sukellusrobotti. Sen huippunopeus on 15 kilometriä tunnissa, mikä on kolme kertaa niin paljon kuin kilpailijoilla. Se ui 1 250 kilometrin pituista reittiä ja kuvaa merenpohjaa. Kuvauslaitteiden on pystyttävä käsittelemään kameroiden nopeasti vaihtuvaa kuvaa.

800 äänikeilaa piirtää kuvan pohjasta

Monikeilakaikuluotain lähettää 20 metrin etäisyydeltä pohjaan ääniaaltoja 800 keilana, jotka heijastuvat takaisin luotaimeen. Heijasteiden viiveestä ja voimakkuudesta syntyy kuva pohjan muodoista ja ominaisuuksista ja pohjalla mahdollisesti lojuvista esineistä.

Kaikuluotain näkee pohjan kerroksiin

Sukellusrobotissa on kaksi kaikuluotainta. Viistokaikuluotain etsii pohjan kerroksista muun muassa muinaisen asutuksen jälkiä. Luotaimen suurtaajuinen ääniaalto tunkeutuu 2,5 metrin syvyyteen. Kaikuluotaimet ovat robotin keulassa, jotta potkurin ääni ei häiritse niitä.

Lasermittauksista ja valokuvista 3D-malleja

Jotta merenpohjasta saadaan esiin mahdollisimman paljon yksityiskohtia, sukeltajarobotissa on kolme Ultra HD -tarkkuista kameraa. Niiden erottelukyky on 8–10 kertaa suurempi kuin tavallisten HD-videokameroiden. Pohjaa luodataan myös lasermittauksella, jolla määritetään etäisyyksiä miljoonien pisteiden mukaan. Kun etäisyystiedot ja kameroiden kuvat yhdistetään, voidaan laatia 3D-malli pohjasta ja esimerkiksi siellä lojuvasta laivan hylystä. Tekniikkaa kutsutaan 3D-fotogrammetriaksi. Valoa kuviin saadaan stroboskooppilampulla ja kuudella led-valaisimella. Kuvat otetaan viiden metrin etäisyydeltä pohjasta.

Samalla kun Mustanmeren pohjakerros on tuhansien vuosien ajan ollut silkkaa myrkkyä jopa useimmille bakteereille – ja siksi arkeologien unelma – sen jokiveden sekainen ravinteikas pintakerros on ollut alueen asukkaiden ruoka-aitta. Mustameri on tarjonnut runsaat kalansaaliit, ja siellä elää edellleen 180 eri kalalajia. Elämää vilisevä pinnan murtovesikerros on kuitenkin myös syy pohjaveden elottomuuteen.

Kun Mustaanmereen laskevat joet toivat meriveteen ravinteikasta ja hapekasta makeaa vettä, bakteerit käyttivät sen hapen ravinteiden hyödyntämiseen. Kun happi oli käytetty loppuun, bakteerit siirtyivät sieppaamaan happiatomeja meriveden sulfaateilta. Hapen menetettyään sulfaatit alkoivat muodostaa myrkyllisiä rikkivetyjä, jotka sitten hävittivät elämän pohjavesistä.

Nyt näyttää siltä, että hapettoman veden kerros on kasvamassa entisestään. 60 viime vuoden aikana hapekas pintakerros on kaventunut 140 metristä 90 metriin. Sen seurauksena kalastuselinkeino voi monin paikoin olla pian historiaa. Toisaalta arkeologit voivat iloita siitä, että historialliset jäännökset säilyvät tulevaisuudessa hyvin entistä suuremmassa osassa Mustaamerta.

Lue myös:

Ilmastonmuutos

Uusi raportti: Lontoo ja Bangkok taistelevat vesimassoja vastaan vuonna 2050

4 minuuttia
Tulivuoret

Laavakiteet paljastavat tulivuorenpurkauksen vaarallisuuden

2 minuuttia
Sää

Tänne salama iskee useimmin

1 minuuttia

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!