Meteor

Meteoriitti-isku palautti jääkauden

Kivikaudella Grönlantiin jysähti avaruudesta puolentoista kilometrin levyinen lohkare. Törmäys vastasi 700 atomi­pommin räjähdystä. Se pani maapallon ilmaston uusiksi: jo loppumassa ollut jääkausi sai tuhannen vuoden jatkoajan.

Jefferson Beck/GSFC/NASA

Viime jääkauden lopulla Grönlannin luoteisnurkassa rytisi lujaa. Yli kilometrin kokoinen kappale syöksyi läpi ilmakehän.

Kitka sai 60 000 kilometrin tuntivauhtia syöksyneen lohkareen edessä olevan ilman kuumenemaan niin, että sen ympärille syntyi hehkuva plasmavaippa.

Kun tulipallo törmäsi Maahan, iskun voimakkuus vastasi 700 megatonnin ydinlatauksen eli 47 000:n Hiroshimaan pudotetun atomipommin räjähdystä. Kahdenkymmenen kilometrin säteellä kaikki muuttui hehkuvaksi pöly- ja kaasupilveksi.

© Jefferson Beck/GSFC/NASA

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.

Hiawatha-meteoriitin törmäys Grönlantiin vastasi 700 megatonnin atomipommin räjähdystä.

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.

Meteor
© Kurt Kjær et al./Science

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.

Murtuneet hiekanjyvät todistavat iskusta

Tutka-aallot johdattivat tutkijat jättikraatterin jäljille. Meteoriitin tekosiksi sen todistivat jyrkät kalliorinteet, kultalöydöt ja murtumat hiekanjyväsissä.

Meteor

Tutka tuo esiin maankuoren jään alta

Lentokoneen tutkasta lähtevät aallot läpäisevät jään mutta heijastuvat takaisin jään alla olevasta kalliosta. Mittaamalla, miten kauan aaltojen heijastuminen kestää, voidaan hahmottaa kalliomuodostelmien korkeuserot.

Meteor

Kallion kaltevuus paljasti kraatterin

Kun tutkijat mittasivat kallion kallistumaa kraatterin länsireunalla, ilmeni, että se viettää kohti kraatterin keskusta. Se osoittaa, että kraatterin on synnyttänyt äkillinen tapahtuma eikä hidas rapautuminen.

Meteor

Harvinaiset alkuaineet viittaavat meteoriittiin

Kraatterista otetut soranäytteet murskattiin ja analysoitiin. Niistä löytyi korkeita pitoisuuksia muun muassa kultaa ja kobolttia, joita tiedetään olevan rautameteoriiteissa mutta ei alueen omassa kallioperässä.

Meteor

Hiekanjyvien murtumat rajun räjähdyksen tekemiä

Näytteiden hiekanjyvistä, jotka jäätikön sulamisvesi oli tuonut ulos kraatterista, löytyi pieniä murtumia. Ne viittaavat lyhytkestoiseen voimakkaaseen paineaaltoon, jollaisen voi synnyttää asteroidi-isku tai atomipommin räjähdys.

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.

Meteor
© Kurt Kjær/University of Copenhagen

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.

Meteor
© Carsten Brandt/Getty Images

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.

Meteoriitti keskeytti lämpenemisen

Viime jääkausi oli jo päättymässä ja maapallon keskilämpötila suunnilleen sama kuin nykyään. Sitten meteoriitti iski Grönlantiin, sulatti satoja kuutiokilometrejä jäätä, sekoitti merivirrat ja jatkoi jääkautta yli tuhannella vuodella.

Meteoriitti iskeytyi Grönlantiin

Puolentoista kilometrin levyinen ja 11 miljardin tonnin painoinen rautameteoriitti teki seitsemän kilometriä syvän kuopan maankuoreen Luoteis-Grönlannissa. Kun kuopan seinämät romahtivat, syntyi nykyinen Hiawatha-kraatteri.

Jäätikkö suli, ja pöly pimensi taivaan

Iskussa murskautui 20 kuutiokilometriä kalliota ja suli satoja kuutiokilometrejä jäätikköä. Ilmaan noussut pöly pimensi taivaan, ja Atlanttiin virrannut sulamisvesi pysäytti etelästä pohjoiseen kulkeneet lämpimät merivirrat.

Lämpötila laski

Meteoriitti-isku laski lämpötilaa koko maapallolla. Tropiikissa Chilen pohjoisrannikon edustalla meri viileni 3–4 astetta. Kylmä jakso kesti 1 300 vuotta.

Merenpinnan nousu pysähtyi

Merenpinta nousi sitä mukaa kuin pohjoisen isot jäätiköt sulivat. Meteoriitti-iskua seurannut viileneminen pysäytti jäätiköiden sulamisen ja merenpinnan nousun.

Polaaririntama siirtyi etelään

Polaaririntama on rajavyöhyke kylmän polaarisen ilmamassan ja leudon ilmamassan välillä. Se siirtyi iskun jälkeen tuhansia kilometrejä kohti etelää.

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.

Meteor

Jään alta löytyi toinenkin kraatteri

Muutama kuukausi sen jälkeen, tutkijat olivat julkaisseet tiedon Hiawatha-kraatterista (numero 1 kuvassa), toinen tutkijaryhmä löysi 180 kilometriä siitä kaakkoon uuden kraatterin (numero 2 kuvassa), joka on todennäköisesti vanhempi kuin Hiawatha.

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.

1 500 miljardia tonnia jäätä suli, kun Hiawatha-meteoriitti iskeytyi Grönlantiin.

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.

Meteor
© Bill Whittaker

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.

Meteor

Kairaus kertoo kraatterin iän

Tietokoneella ja itse paikalla tehtävät tutkimukset kertovat, oliko Grönlannin meteoriitti-isku syynä 1 300 vuotta kestäneeseen kylmyysjaksoon.

  • Meteor

    Tietokonesimulaatio jäljittelee iskua

    Näin se tapahtuu: Kaikki tieto meteoriittiiskusta syötetään tietokoneohjelmaan, joka luo niiden pohjalta erilaisia mahdollisia malleja iskusta.

    Ajankohta: Tehty jo.

    Kustannukset: 13 500 euroa.

    Tulos: Tietokonesimulaatio osoitti, että jää ei juuri jarruttanut meteoriitin putoamista, mutta jää ohjasi törmäyksessä sinkoutuneet meteoriitin kappaleet tiettyyn suuntaan, josta niitä nyt etsitään.

  • Meteor

    Maastosta etsitään iskun jälkiä

    Näin se tapahtuu: Tutkijat käyvät läpi Hiawatha-jäätikon edustan ja etsivät meteoriittiiskun paiskomaa maa-ainesta ja mahdollisia meteoriitin kappaleita.

    Ajankohta: Kesällä 2019.

    Kustannukset: 135 000 euroa.

    Tulos: Meteoriitin kappaleista voidaan ehkä määrittää sen ikä ja se, ovatko aiemmin löydetyt kappaleet peräisin samasta meteoriitista.

  • Meteor

    Painovoimamittaus kartoittaa kraatterin

    Näin se tapahtuu Kraatteria tutkitaan lentokoneesta gravimetrilla, joka mittaa Maan painovoimakentän vaihteluita.

    Ajankohta: Kesällä 2019.

    Kustannukset: 135 000 euroa.

    Tulos: Rautameteoriitti synnyttää ympärilleen voimakkaamman painovoimakentän kuin jää tai tavallinen kallio. Gravimetrin avulla voidaan siis tunnistaa jään alla olevat ainekset.

  • Meteor

    Kairausnäyte kertoo kraatterin tarkan iän

    Näin se tapahtuu Kaira yltää jään läpi kallioperään asti. Sen avulla otetaan näytteitä niin jäästä ja kallioperästä kuin meteoriitin kappaleistakin.

    Ajankohta: Ei vielä päätetty.

    Kustannukset: 1 350 000 euroa.

    Tulos: Jäänäytteiden analyysi voi kertoa meteoriitti-iskun ajankohdan. Kallioperää ja siinä olevia meteoriitin jäännöksiä sisältävät näytteet kertovat itse meteoriitista ja törmäyksestä.

Lue myös:

Meteori

Meteoriparvi välkkyy heinäkuun taivaalla

1 minuuttia
Meteori

Mihin meteoriitit katoavat?

3 minuuttia
Asteroide impact
Meteori

Voiko meihin osua asteroidi?

1 minuuttia

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!