Meteoriitti-isku palautti jääkauden

Tarina kuulostaa katastrofielokuvan alku- tai loppukohtaukselta, mutta se on totta. Meteoriitti-iskun seuraukset saivat tuta 13 000 vuotta sitten eläneet esivanhempamme. Törmäyksen seuraukset eivät rajoittuneet Grönlannin jäätikköön tulleeseen reikään ja kallioperään revenneeseen kraatteriin, vaan isku muutti koko planeetan ilmaston.

Se toi jo loppumassa olleen jääkauden takaisin tuhanneksi vuodeksi, tuhosi kokonaisten kansojen elinmahdollisuudet ja muutti ihmiskunnan historian kulun.

Tutka paljasti kraatterin

Eri puolilla maapalloa tunnetaan noin 180 meteoriitin törmäyksestä syntynyttä kraatteria.

Komein niistä on Vredefort-kraatteri, joka syntyi pari miljardia vuotta sitten, kun 12 kilometrin levyinen murikka jysähti nykyisen Etelä-Afrikan alueelle. Törmäys sulatti hetkessä 14 000 kuutiokilometriä kalliota, ja kivisulaa paiskautui jopa 2 500 kilometrin päähän alueelle, jossa nykyinen Skandinavia silloin sijaitsi.

Kaksi miljardia vuotta sitten maapallolla eli vain yksisoluisia eliöitä, joiden muodostamat yksinkertaiset ekosysteemit todennäköisesti selvisivät iskusta ilman merkittäviä tuhoja.

Nykyään samanlainen törmäys hävittäisi ison osan Maan eläimistä ja ­kasveista, kun ilmakehään nouseva pöly pimentäisi taivaan vuosikymmeniksi ja maapallon keskilämpötila laskisi nykyisestä 15 asteesta pakkasen puolelle.

Ihmisten ja muun eliökunnan onneksi niin iso lohkare ei ole osunut Maahan sen jälkeen, kun kymmenen kilometrin levyinen kappale törmäsi Meksikoon ja pyyhki hirmuliskot elävien kirjoista 65 miljoonaa vuotta sitten.

Kosmisen kolarin mahdollisuus on silti aina olemassa. Siksi geologit pyrkivät etsimään ja tutkimaan mahdollisimman monta törmäyskraatteria kartoittaakseen, mitä seurauksia meteoriitti-iskuista on ja miten usein niitä tapahtuu.

Tiedepiireissä heräsi suuri innostus, kun vuonna 2015 tanskalaisen geologin Kurt Kjærin johtama tutkijaryhmä löysi viitteitä siitä, että Grönlannin luoteisimmassa kulmassa kilometrin paksuisen jääpeitteen alla piili tuntematon kraatteri.

Nasan 20 vuoden aikana kokoamista tutkakuvista näytti erottuvan kallioperässä maljamainen syventymä, jonka halkaisija oli mahtavat 31 kilometriä. Tutkalla on mahdollista nähdä maanpinnan muodostelmat jään alta.

Ennen kuin Tanskan luonnontieteellisen museon tutkijat pystyivät varmasti sanomaan, että kyseessä on törmäyskraatteri, heidän piti mennä itse paikalle.

Vuonna 2016 he lähtivät kartoittamaan Grönlannin rannikkoa jään alta. Apunaan heillä oli saksalaisen Alfred Wegener -instituutin tutkimuslentokone Polar 6, jonka uuden tehokkaan tutkan kuvat ovat tarkempia kuin Kjærin käyttämät Nasan tutkakuvat.

Kultaa ja murtuneita hiekanjyviä

Tutkijat tekivät etsintöjä tasangolta, joka on syntynyt Grönlannin mannerjäätikön sulamisvesien tuomasta maa-aineksesta. Sieltä löytyikin jälkiä kraatterista, jolle tutkijat olivat antaneet nimen Hiawatha-kraatteri lähistöllä sijaitsevan samannimisen jäätikön mukaan.

Jään alta kulkeutuneesta hiekasta ja sorasta löytyi myös viitteitä kraatterin alkuperästä. Esimerkiksi hiekanjyvissä oli selviä merkkejä siitä, että ne olivat joutuneet tekemisiin räjähdysmäisen paineaallon kanssa.

Mikroskoopilla katsottaessa hiekanjyvistä erottui pieniä murtumia, ja kun niitä verrattiin tunnetuista meteoriittikraattereista otettuihin näytteisiin, kävi ilmi, että jään alla oli mitä todennäköisimmin meteoriitti-iskun aikaansaama kraatteri.

Näytteissä oli myös tavallista runsaammin kultaa, nikkeliä ja kobolttia. Sekin viittasi siihen, että kyseessä oli meteoriittikraatteri, mutta alkuaineet antoivat osviittaa myös meteoriitin tyypistä. Kyseessä oli rautameteoriitti.

Rautameteoriitit koostuvat nimensä mukaisesti pääosin raudasta ja rauta-nikkeliseoksesta, mutta niissä on myös jonkin verran muita metalleja. Rautameteoriitit kestävät matkan ilmakehän läpi paremmin kuin kivimeteoriitit, jotka yleensä palavat jäljettömiin.

Siksi 90 prosenttia Maasta löydetyistä meteoriiteista on rautameteoriitteja, vaikka niitä osuu Maahan suhteellisen harvoin.

Tieto Hiawatha-kraatterin synnyttäneen meteoriitin tyypistä voi selittää myös Luoteis-Grönlannista löydettyjen kahden todella suuren ja monen pienen rautameteoriitin alkuperän.

Noin 300 kilometrin päästä Hiawatha-jäätiköltä löytyi vuonna 1894 yli 30 tonnin painoinen murikka, joka sai nimen Ahnighito. Nykyään se on näytteillä New Yorkin luonnonhistoriallisessa museossa. Toinen, reilut 20 tonnia painava lohkare löydettiin 1963. Se on nähtävissä Kööpenhaminassa Geologisen museon edustalla. Molemmat kappaleet ovat saman tyyppisiä rautameteoriitteja.

Tutkijat arvelevatkin, että ne ovat Hiawatha-meteoriitin kappaleita. Tilastollisesti olisi epätodennäköistä, että samalle seudulle olisi pudonnut kaksi isoa rautameteoriittia.

Tutkakuvien, hiekkanäytteiden ja mahdollisten meteoriitin kappaleiden perusteella näyttää ilmeiseltä, että jään alla on hyvin kookas rautameteoriitti. Sen sijaan meteoriitti-iskun ajankohtaan liittyy paljon epäselvyyksiä. Iän määrittäminen suoraan meteoriitista ei ole mahdollista.

Tutkakuvista näkyy kuitenkin, että kraatterissa on jyrkät rinteet ja keskellä kohouma, mikä on tunnusomaista nuorille törmäyskraattereille. Jää hioo nopeasti kallioperän epä­tasaisuuksia, joten tutkijat ovat arvioineet, että Hiawatha-kraatteri on enintään kolmen miljoonan, todennäköisesti alle miljoonan vuoden ikäinen.

Tutkakuvista kävi myös ilmi, että kraatterissa oleva vanhin jää on nuorempaa kuin jää muualla Grönlannissa ja että jäätikkö on liikahtanut rajusti viimeisimmän jääkauden lopulla reilut 11 500 vuotta sitten.

Kraatteri voi olla myös vastaus yhteen ilmastotutkimuksen suurista avoimista kysymyksistä.

Isku selittää kylmän kauden

12 850 vuotta sitten viimeisin jääkausi oli päättymässä, kun yhtäkkiä ilmaston lämpeneminen pysähtyi ja tilalle tuli kylmä kausi, joka kesti 1 300 vuotta.

Merivirrat heikkenivät, Pohjois-Amerikan, Skandinavian ja Siperian jäätiköt lakkasivat vetäytymästä kohti pohjoisnapaa ja päinvastoin kasvoivat. Etelä-Skandinaviaan kasvanut orastava havumetsävyöhyke palasi tundraksi.

Rajujen muutosten syy on tähän asti ollut hämärän peitossa. Hiawatha-kraatterin löytäneet tutkijat uskovat, että taustalla on Hiawatha-meteoriitti. Valtavan lohkareen iskeytyminen Maahan voi laukaista ketjureaktion, josta seuraa nimenomaan maailmanlaajuinen kylmä kausi.

Aiemmista tutkimuksista tiedetään, että kylmä jakso – josta käytetään nimitystä nuorempi dryaskausi – iski poikkeuksellisen nopeasti.

Vuonna 2009 kanadalainen geologi William Patterson kollegoineen päätteli muun muassa Irlannin rannikon edustalla tehtyjen kairausten perusteella, että alueen ekosysteemi romahti muutamassa kuukaudessa, kun nuorempi dryaskausi alkoi. Ilmastonmuutoksen rajuus vastaisi sitä, että Helsinkiin tulisi äkkiä Huippuvuorten olosuhteet.

Muutoksen nopeus viittaa siihen, että nuorempi dryaskausi ei johtunut luonnollisesta ilmaston vaihtelusta, sillä sellainen kehittyy hitaasti. Sen sijaan kyseessä on todennäköisesti ollut katastrofaalinen tapahtuma, joka mullisti kerralla koko maailman ilmaston.

Grönlannin mannerjäästä kairattujen jäänäytteiden analyysit viittaavat siihen, että koko raju ilmastonmuutos tapahtui enintään kolmen vuoden kuluessa.

Meteoriitti-isku olisi hyvä selitys äkilliselle kylmenemiselle monestakin syystä.

Hiawatha-meteoriitin kokoisen kappaleen törmäys Luoteis-Grönlantiin nostattaisi valtavan määrän pölyä ja muita pienhiukkasia ilmakehään ja pimentäisi taivaan lähes kymmeneksi vuodeksi.

Se vähentäisi Maan pinnalle pääsevän auringonsäteilyn määrää niin, että Maasta haihtuisi enemmän lämpöä avaruuteen kuin se saisi Auringosta. Seurauksena olisi raju lämpötilan lasku.

Aivan ensiksi meteoriittitörmäys tuottaisi kuitenkin valtavasti lämpöä, joka sulattaisi jäätikköä. Jäätiköltä tuleva makea vesi jäisi kerrokseksi Atlantin suolaisen meriveden päälle ja jarruttaisi merivirtoja.

Silloin muun muassa Karibialta Pohjois-Atlantille lämmintä vettä tuova Golfvirta pysähtyisi.

Tämä vastaa nuoremman dryaskauden tapahtumia: maapallon keskilämpötila laski äkkiä 3–4 astetta. Se oli kova isku Euroopan ja Pohjois-Amerikan asukkaille.

Kylmyys toi nälänhädän

Nuorempi dryaskausi kesti 1 300 vuotta. Sitä seurasi nykyinen lämmin kausi eli holoseeni.

Ilmasto muuttui vakaammaksi ja lämpimämmäksi, mikä teki muun muassa maanviljelyn mahdolliseksi. Ensimmäiset merkit pysyvästä asutuksesta ja yrityksistä viljellä maata ovat noin 11 500 vuoden takaa. Siirtymä maanviljelyyn on tapahtunut suunnilleen samanaikaisesti muun muassa Lähi-idässä, Kiinassa, Meksikossa ja Perussa.

Ilman nuorempaa dryaskautta maanviljely olisi voinut alkaa yli tuhat vuotta aiemmin ja ehkä ihmiskunnan tekninen kehityskin olisi ehtinyt nykyistä pidemmälle.

Nuorempi dryaskausi osuu myös samoihin aikoihin kuin niin sanotun Clovisin kulttuurin romahdus.

Clovisin ihmiset olivat Pohjois-Amerikan varhaisia asukkaita.

Näyttää siltä, että heidän kohtalokseen koitui kylmästä kaudesta johtunut saaliseläinten häviäminen.

Hiawatha-kraatterin yhteys nuorempaan dryaskauteen antaa tutkijoille ainutlaatuisen mahdollisuuden selvittää paitsi meteori-iskun globaaleja vaikutuksia myös niitä seurauksia, joita Arktiksen jäätiköiden sulamisella voi olla.

Kraatteri on myös niin nuori, että se voi olla merkki siitä, että isoja lohkareita törmää Maahan luultua useammin. Tarkempia tietoja saadaan, kun kesän 2019 tutkimusten tulokset julkaistaan.