YK nimesi Kansainvälisen asteroidipäivän

Lakoontunut metsää Tunguskan  alueella. Kuva on
vuodelta 1927, jolloin Leonid Kulik johti ensimmäistä
törmäyspaikalle saapunutta tutkimusretkikuntaa.
Kuva Wikimedia Commons.

Yhdistyneet kansakunnat (YK) on nimennyt kesäkuun 30. päivän Kansainväliseksi asteroidipäiväksi. Ensivuonna tätä päivää vietetään ensimmäisen kerran. Päivän tarkoituksena vaikuttaa siihen, että avaruudesta tulevan uhkan torjumiseen kehitettäisiin keinoja ja maapallo säilyisi (edelleen) turvallisena asuinpaikkana ihmiskunnalle. Asteroidien törmäyksiä ei ole helppo torjua mutta ehkä kuitenkin joissakin tapauksissa se on mahdollista.

Kansainväliseksi asteroidipäiväksi valikoitui kesäkuun 30. päivä, koska silloin on vuonna 1908 Tunguskan (Siperia) törmäyksen vuosipäivä. Tunguskaan törmäsi joko pieni asteroidi tai komeettaydin (lähinnä vesijäätä), joka ”räjähti”^[1] pirstaleiksi ilmakehässä^[2]. Vapautunut energia on ollut arviolta noin 15 megatonnia^[2] TNT-räjähdettä ja paineaalto kaatoi ja poltti noin 2 000 km² metsää. Törmäyskraatteria alueelle ei ole syntynyt. Räjähdyksen aiheuttamat seismiset aallot havaittiin kaikkialla maapallolla.

NASAn arvion mukaan seuraavan sadan vuoden aikana on 0,01 % mahdollisuus yli kilometrin luokkaa olevan asteroidin törmäykseen. Joitakin lähiohituksia on odotettavissa, mutta niidenkään ei odoteta törmäävän maapalloon. Asteroidien radat kuitenkin muuttuvat pitkällä aikavälillä ja lähiohitusten seurauksen, joten suuren luokan törmäys maapalloon on varmaa ja vain ajan kysymys milloin se tapahtuu.

Erikokoisia ja erilaisia asteroideja, joita on onnistuttu
lähestymään luotaimin. Kuva NASA.

Yksi merkittävimmistä törmäyksistä, josta on voitu löytää jälkiä maapallolta, oli 65,5 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut noin 10 km kokoisen asteroidin törmäys. Törmäyksen arvioidaan aiheuttaneen välittömien paine- ja törmäyksessä sinkoutuneiden maakerrosten putoamisen aiheuttamien vaikutusten lisäksi ilmaston muutoksesta johtuvat seuraukset.

Törmäyksessä ilmakehään joutunut hienojakoinen pöly, palokaasut ja rikkidioksidi yhdessä muuttivat ilmastoa niin paljon, että tapahtui joukkosukupuutto koko eliökunnassa. Ilmastonmuutoksen ja sukupuuton määrään on ilmeisesti myös vaikuttanut Deccan suuret rakotulivuoret, joiden miljoonia vuosia jatkuneet purkaukset tapahtuivat samoihin aikoihin, purkaukset on ajoitettu 68–66 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneiksi. Silloisen ilmastonmuutosten yksityiskohdat ovat vielä selvittämättä ja niistä on olemassa useita erilaisia mutta vahvistamattomia teorioita.

Huomautukset

[1] Ilmiöstä käytetään nimitystä räjähdys, vaikka asteroidin tai komeetan pirstoutuminen ilmakehässä ei ole varsinainen räjähdys. Pirstoutuminen on kuitenkin niin äkillinen ja nopea, että se näyttää räjähdykseltä. Pirstoutumisen syy on ilmakehän aiheuttama avaruudesta tulevaan kappaleeseen kohdistuva mekaaninen voima, joka ylittää kappaleen sisäisen koheesion (koossapitävän voiman). Tilanne muistuttaa jossain mielessä juomalasin pirstoutumista lattiaan sen pudottua pöydältä. Ilmakehän aiheuttama voima monikymmenkertaisella äänennopeudella avaruudesta tulevalle kappaleelle on verrattavissa betonilattian aiheuttamaan voimaan juomalasille.

[2] Räjähdyskorkeus on ollut noin 5–10 km. Se on ollut epätavallisen matalalla, sillä vastaavat asteroidien tai meteoriittien räjähtäminen tapahtuu noin 20–40 km korkeudella.

Tunguskan räjähdystä on tutkittu hyvin paljon, mutta erilaisia vaihtoehtoja aiheuttajasta on edelleen monia. Tuskin koskaan saadaan selville sitä, millainen kappale Tunguskaan törmäsi, ellei onnistuta löytämään avaruudesta tulleita kiviä tai muita jäänteitä esimerkiksi alueen järvien sedimenttikerroksista. Näitäkin on kyllä tutkittu mutta mitään selvää, yhden teorian vahvistavaa ei toistaiseksi ole löydetty. Vuoden 1908 kerrostumista ympäri maapallon on löydetty vain epätavallisia pitoisuuksia iridiumia, jota maaperässä on erittäin vähän. Iridiumin löytyminen osoittaa tapahtuman kosmisen alkuperän.

[3] Vapautunut energiamäärä oli 185-kertainen Hiroshimaan pudotetun atomipommiin verrattuna.

Törmääkö komeetta Marsiin?

Jos komeetta törmäisi Marsiin,
sen ilmasto muuttuisi varmasti.
Olisiko muutos lämopimämpään
vai kylmempään, se on vain arvailujen
varassa.
Kuva Nasa.

Viime aikoina ovat avaruuden kiertolaiset järjestäneet jännittäviä hetkiä. Jokaisen mieleen on varmasti jäänyt helmikuun 15. päivä, jolloin Tseljabinskin yllä hajosi pieni asteroidi ja lähes samaan aikaa hieman suurempi kappale lensi maapallon ohi hyvin läheltä.


Tilanne toistuu puolentoista vuoden kuluttua, ei Maassa vaan Marsissa. Komeetta C/2013 A1 (Siding Spring) järjestää marsilaisille jännityksen täyteisiä hetkiä ensivuonna (2014)lokakuun 19. päivän iltana kello 21–22 aikoihin Suomen aikaa (aikamäärityksessä on hieman alle tunnin virhemarginaali), kun se lennähtää Marsin ohi hyvin läheltä. Toistaiseksi ratamäärityksissä on sen verran epävarmuutta, että tarkkaa ohitusetäisyyttä ei pystytä laskemaan ja pieni törmäyksen mahdollisuus on olemassa. Tutkijat ovat arvioineet, että on olemassa 1:2000 mahdollisuus törmäykseen eli 1999 tapauksessa se menee Marsin ohi.

Laskennallisesti ohilento näyttäisi tapahtuvan noin 120 000 km etäisyydeltä mikä vastaa suunnilleen yhtä kolmasosaa Maan ja Kuun välisestä keskietäisyydestä. Yläraja ohitusetäisyydelle on noin 333 000 km eli suunnilleen Kuun etäisyys silloin kun se on lähimmillään Maata.

Komeetan ytimen kokoa ei tunneta, mutta arvioiden mukaan se on jotain 1–3 km välillä. Komeetan vauhti Marsin suhteen on melkoisen suuri, noin 56 km/s. Suuri nopeus on merkitsevässä asemassa laskettaessa törmäysenergiaa. Tutkijat arvelevat sen vastaavan noin 35 megatonnia TNT räjähdettä. Tätä voisi verrata vaikkapa dinosaurukset tuhonneeseen asteroidin törmäykseen, jossa vapautui 100 megatonnin räjähdystä vastaava energia.  Tseljabinskin yllä hajonnut asteroidi vapautti vain 470 kilotonnin räjähdystä vastaavan energiamäärän ja ensimmäiset atomipommit olivat vain 15 ja 20 kilotonnin luokkaa.

Komeetan ohittaessa Marsin näinkin läheltä, se voi hyvin vaikuttaa merkittävästi planeetan hyvin ohueen ilmakehään. Joka tapauksessa komeetan ytimen ympärillä olevasta komasta pölyä ja kaasua päätyy Marsin ilmakehään. Ohilento saa aikaan merkittävän meteorisateen Marsin ilmakehässä. Ilmakehässä tapahtuvat muutokset ovat sen verran voimakkaita, että Marsin pinnalla olevien luotainten tekemistä mittauksista muutokset on helppo havaita.

Tutkijat odottavat näkevänsä Marsin ilmakehässä mahdollisesti esiintyviä revontulia. Marsin magneettikenttä on hyvin heikko ja se ei muodosta mitään yhtenäistä kenttää, kuten maapallolla. Näin ollen aurinkotuuli ei keskity mihinkään erityiseen kohtaan, kuten magneettisten napojen tuntumaan, joten jos siellä esiintyy revontulia, niin ne ovat äärimmäisen heikkoja. Komeetasta irronnut kaasu voi muuttaa tilanteen hetkeksi pelkästään ilmakehään törmäävästä hiukkasmäärästä johtuen. Marsin ilmakehän voi loimuta revontulissa kauttaaltaan muutaman tunnin ajan, ehkä pitempäänkin.

Mars-luotaimista Opportunity voi olla vaikeuksissa (edellyttäen, että se on edelleen toimintakuntoinen), sillä se saa käyttöenergiansa aurinkokennoista. Ilmakehässä leijuva pölymäärä voi nousta suureksi, etenkin jos törmäys tapahtuu, ja se estää auringonvalon pääsyn Marsin pinnalle. Viime elokuussa Marsiin laskeutunut Curiosity sen sijaan voisi selvitä hieman paremmin, sillä se saa käyttöenergiansa lämpöydingeneraattorista.

Marsin havaitseminen ei kuitenkaan ole näiden kahden luotaimen varassa, vaan myös kiertoradoilla olevat luotaimet (Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey ja Mars Express) välittävät komeetan ohituksesta tietoja. Nasa on laukaisemassa myös uuden luotaimen, jonka tarkoituksena on tehdä havaintoja Marsin ilmakehästä. MAVEN-luotain laukaistaan matkaan tämän vuoden marraskuussa ja perillä se tulisi olemaan joitakin viikkoja ennen komeetan ohilentoa. Valitettavasti kovinkaan paljoa käyttökelpoista tietoa luotain ei voi välittää, sillä sen laitteita ohilennon aikana otetaan vasta käyttöön, ehkä kuitenkin jotain.

Entä jos komeetta todella törmää Marsiin? Silloin planeetan ilmakehän koostumus muuttuisi merkittävästi. Törmäyksessä kohoaisi ilmakehään valtavamäärä hienojakoista tomua ja vettä, jotka yhdessä muuttaisivat Marsin nykyisen ilmaston hetkessä. Aluksi ilmakehässä leijuva tomu varmasti estäisi auringonvalon pääsyn Marsin pinnalle, näin viilentäen sen. Hieman pidemmällä ajalla ilmakehässä leijuva tomu itse lämpenisi ja mitä se puolestaan saisi aikaa, on vielä arvailujen varassa.

Jos tomu laskeutuisi nopeasti Marsin pinnalle, ilmastolliset vaikutukset voisivat olla vähäiset. Jos hienojakoista tomua jäisi leijumaan vuosikausiksi, niin lopputulos voisi olla se, että Mars lämpenisi, ilmakehä tulisi kosteammaksi ja tiheämmäksi. Tilanne siis muistuttaisi Marsin maankaltaistamista, jota on ehdotettu tehtäväksi juuri ohjaamalla joku komeetta tai asteroidi törmäämään Marsiin. Luonto voisi hoitaa tämä ihmisen puolesta.

Puolitoista vuotta on pitkä aika, ja sinä aikana saadaan komeetasta paljon enemmän tietoja kuin mitä tähän asti on saatu. Mitä enemmän tietoja on ratalaskelmien tekemiseen, sen tarkemmin ohitusetäisyys (tai törmäys) tiedetään.

Olisi mielenkiintoista tehdä havaintoja Marsista ja komeetasta silloin kun ne ovat lähimmillään. Marsin kirkkaus on 0,9^m ja komeetan noin 0^m (kirkkausyksikköä eli magnitudia). Fyysisesti komeetan koma tulee olemaan paljon suurempi kuin Mars, joten Maasta havaittuna näkymä voisi olla mielenkiintoinen.

Valitettavasti meillä Suomessa ei juuri ohilennon näkymiä pystytä näkemään. Mars nousee iltapäivällä kello 14.55 ja laskee vain muutaman tunnin kuluttua kello 19.25. Auringon laskun jälkeen on siis vain puolisentoista tuntia Marsin laskuun, joten jotain sentään voitaisiin nähdä jos olisi kirkasta horisonttiin asti etelän ja lounaan välisessä horisontissa. Komeetta lähestyy Marsia eteläisen tähtitaivaan suunnasta, joten emme pysty havaitsemaan sitäkään ennen kuin ohilennon jälkeen.