Kuun hämähäkit
Luin vastikään unohtumattoman kirjan. Kyseessä oli A. E. van Vogtin Moonbeast vuodelta 1963. Tarinassa, joka oli yhdistelmä kolmesta van Vogtin 1940-luvulla kirjoittamasta novellista, oli kauniita itäsaksalaisia kuunatsinaisia, joita kuolemattomat moniavioiset villin lännen cowboyt ryöstivät itselleen vaimoiksi. Porukkaa johti miljoona vuotta vanha neandertalilainen nimeltä Big Oaf, ja he elivät osittain onton Kuun luolastoissa. Siellä asusti myös kirjalle nimen antanut kuupeto, eli sapelihammastiikeri.
Alkuperäiset Kuun asukkaat olivat van Vogtin romaanissa jo kohonneet seuraavalle olevaisuuden tasolle. Heidän kehittämäänsä teknologiaa kuitenkin löytyi Maasta. Masentuneesta sotaveteraanisankaristamme kehittyi kuuteknologian ansiosta vahingossa yli-ihminen, joka tosin kätevästi menetti muistinsa aina kun hän otti kehityksessään seuraavan loikan. Häntä jahtasivat sekä vallanhimoisen Yhdysvaltain presidentin miehekkäämmäksi muokattu amatsoniarmeija, että toisten yli-ihmisten muodostamat vallankumoukselliset.
Luulisi, ettei näin erinomaisista lähtökohdista saa mitenkään aikaiseksi muuta kuin välittömästi klassikoksi kohoavaa maailmankirjallisuutta. Mutta niin vain van Vogt jotenkin onnistui möhlimään koko homman: lopputulos oli tylsää sekoilua, joka ilmeisesti jopa yritti ottaa itsensä jollain tavoin vakavasti.
Ehkäpä van Vogtin romaani olisi ollut parempi, jos hän olisi tiennyt Kuussa olevan monikymmenmetrisiä hämähäkkejä, jotka voivat nielaista varomattoman astronautin.
IMPejä ja hämähäkkejä
Pitkän linjan ukrainalainen planeettatutkija, Suomessakin paljon töitä tehnyt Mikhail Kreslavsky1 ja jo Apollo-astronautteja kouluttamassa ollut James W. Head III julkaisivat huhtikuun Planetary Science Journal -verkkolehdessä erittäin kiehtovan tutkimusartikkelin. Silloin tällöin Kuun pinnalta löydetään yhä edelleen ihan uudenlaisia asioita. Nyt näyttää vahvasti siltä, että Kreslavsky ja Head ovat törmänneet niistä viimeisimpään. Artikkelin nimi ”Spiders” on the Moon: Morphological Evidence for Geologically Recent Regolith Drainage into Subsurface Voids kertoo jo kaiken oleellisen: Kuussa todellakin on hämähäkkejä.
Ennen hämähäkkeihin tutustumista on kuitenkin syytä luoda pikainen silmäys toisiin, vasta viimeisen reilun kymmenen vuoden aikana laajemman tutkimuksen kohteiksi päätyneisiin kummallisuuksiin, eli IMPeihin.
Mare Tranquillitatiksen länsiosassa, noin 250 km Apollo 11:n laskeutumispaikasta pohjoisluoteeseen on runsaasti kummallisia pieniä kuoppia. Niitä kutsutaan nykyisin epäsäännöllisiksi mare-läiskiksi (engl. irregular mare patches, IMP). Niitä löytyy myös muilta Kuun meriltä ja järviltä, mutta ei mistään niin runsaasti kuin läntiseltä Tranquillitatikselta.
Ensimmäisen nykyisin IMPiksi luokiteltavan kohteen, kuuharrastajienkin haastavana havaintokohteena tunteman Inan löysi kartoittajamestari Ewen Whitaker (1922–2016) vuonna 1972 tutkiessaan Apollo 15:n kuvia Lacus Felicitatiksen alueelta. Muutamaa vuotta myöhemmin Peter Schultz esitteli neljä lisäkohdetta väitöskirjatyöhönsä perustuvassa klassikkoteoksessaan Moon Morphology.
Sittemmin IMPit unohdettiin. NASAn Lunar Reconnaissance Orbiter -luotain (LRO) muutti kuitenkin tilanteen tältäkin osin. Vuonna 2012 Phil Stooke julkaisi luettelon 27:stä IMPistä (mukaan lukien Whitakerin ja Schultzin löydöt), jotka hän oli huomannut LRO:nottamista kuvista. Hän kutsui niitä nimellä meniscus hollows. IMPeiksi niitä alettiin kutsua vasta vuonna 2014 Sarah Bradenin johtamassa tutkimuksessa, jossa niitä löydettiin 70. Viimeisin, Le Qiaon johdolla julkaistu artikkeli vuodelta 2020 sisälsi IMPejä tai IMP-ryppäitä jo 91 kappaletta.
IMPit lienevät Kuun mittapuulla hyvin nuoria, luultavasti alle 100 miljoonan vuoden ikäisiä mare-alueilla esiintyviä usein hieman pitkänomaisia matalia mutta teräväreunaisia kuoppia. Niiden maksimipituus vaihtelee yleensä muutamasta kymmenestä metristä muutamaan kilometriin. Itse kuopat (Stooken hollows) ovat kirkkaita, mutta niitä ympäröi hieman tummempi loiva kohouma (Stooken meniscus). IMPien synnystä ei ole saavutettu yksimielisyyttä, mutta jonkinlaiseen magmaattiseen toimintaan ne joka tapauksessa useimpien tutkijoiden mukaan liittyvät.
IMPit ovat niin erikoinen ja ainoastaan Kuusta tavattu pinnanmuoto, että niistä on joskus varmaankin syytä kirjoittaa ihan oma juttunsa. Tässä tarinassa ne näyttelevät tärkeää sivuroolia.
IMPejä tutkiesaan Kreslavsky ja Head huomasivat, että läntisen Mare Tranquillitatiksen IMPien yhteydessä Arago- ja Ross-kraatterien välimaastossa Arago E:stä kolmisenkymmentä kilometriä länteen esiintyy neljässä paikassa jotain ennennäkemätöntä. Jokaisessa neljässä ryhmässä on 3–5 kirkasta, hieman hämähäkkiä muistuttavaa rakennetta. Koko hämähäkkirakenteen läpimitta on 50–80 metriä. Keskellä olevasta, yleensä noin viiden metrin läpimittaisesta ja 2–5 metriä syvästä kuopasta eli hämähäkin ”vartalosta” lähtee 5–10 ”jalkaa”, jotka kapenevat kauempana. Ne ovat noin metrin syvyisiä. Kreslavsky ja Head tutkivat tunnettujen IMPien ympäristöt lisälöytöjen toivossa, mutta mistään muualta kuin läntiseltä Tranquillitatikselta ei hämähäkkejä tavattu.
Joissain tapauksissa hämähäkin ”vartalon” muodostavan kuopan pohjalla näyttäisi olevan avoin reikä, joka johtaa pinnan alla olevaan onkaloon. Onkalon syvyyttä tai laajuutta ei kuitenkaan tiedetä. Kreslavskyn ja Headin selitys hämähäkkien synnylle perustuu kuitenkin juuri tähän onkaloon: Sen katto sortuu, ja Kuun irtain pintakerros eli regoliitti valuu onkaloon. Valuessaan regoliitti kaivertaa hämähäkin ”jalat”.
Jokainen hämähäkkilauma sijaitsee noin puoli kilometriä leveässä ja 1–2 kilometriä pitkässä suunnilleen itä–länsi-suuntaisessa painanteessa. Painanteen syvyys on 10–40 metriä. Kaikki havaitut hämähäkit ovat korkeintaan joidenkin satojen metrien päässä pienestä IMPistä. Lisäksi hämähäkkien lähellä on kirkkaita lohkarekenttiä. Toisin kuin Kuun normaalit lohkarekentät, hämähäkkien läheiset lohkareikot eivät kuitenkaan ole minkään kraatterin heittelettä. Lohkarekenttiä on Kuussa viime aikoina havaittu eräiden erittäin tuoreesta tektonisesta toiminnasta todistavien harjanteiden yhteydessä, mutta hämähäkkien kohdalla ei tällaista harjannetta ole (joskin kaikkien toistaiseksi tunnettujen hämähäkkien itäpuolella on suuri harjanne).
Laumassa esiintyvien hämähäkkien itä–länsi-suuntaus (tarkemmin sanottuna itäkaakko–länsiluode) näkyy myös muualla ympäristössä. A- ja B-ryhmiksi nimetyt hämähäkkilaumat ovat keskenään samassa suunnassa, samoin kuin hämähäkkien keskuskuopat. A- ja B-ryhmien muodostamalta linjalta löytyy myös pieniä IMPejä. Mare Tranquillitatiksella on lisäksi mm. itä–läntisiä rillejä, ja suuri IMP Sosigenes-kraatterin itäpuolella olevan painauman pohjalla on sekin samassa suunnassa. Sattumia mahtuu maailmaan, mutta rajansa kaikella. Mare Tranquillitatiksen länsiosassa täytyy olla jotain poikkeuksellista.
Mare Tranquillitatiksessa onkin paitsi eniten IMPejä, myös pari–kolmesataa pientä mare-doomia, eli hyvin matalaa ja loivapiirteistä tuliperäistä pullistumaa. Tranquillitatis on myös vasta vuonna 2017 tunnistettujen vallihautadoomien (engl. ring-moat dome structures, RMDS) luvattu maa. Vallihautadoomit ovat kymmenien tai satojen metrien, joskus kilometrinkin läpimittaisia loivia pyöreitä kohoumia, joita ympäröi kapea ja matala painanne. Niitä on löydetty Kuusta tuhansittain. Mare Tranquillitatiksessa on myös useita oletettavasti vanhojen laavatunneleiden muodostamiin luoliin johtavia aukkoja.
Headin ja Lionel Wilsonin suosima malli niin IMPien kuin vallihautadoomienkin synnylle on tuliperäisen toiminnan loppuvaiheissa pinnalle tai hieman sen alle purkautuva magmaattinen vaahto (engl. magmatic foam). Samankaltainen malli voisi Kreslavskyn ja Headin mukaan synnyttää hämähäkkien alla olevat onkalot. Heidän ideansa mukaan ne muodostuvat, kun magmaattinen juoni ei aivan yllä Kuun pintaan saakka. Juonen kärjessä tapahtuu runsaasti höyrystymistä, mikä johtaa pinnanalaisen onkalon muodostumiseen. Juonet ovat pitkiä ja kapeita laattamaisia rakenteita, jotka tyypillisesti synnyttävät grabeneja (hautavajoamia) tai tuliperäisten purkausaukkojen ketjuja. Juonimalli selittääkin kätevästi hämähäkeissä havaitun suuntauksen.
Mare Tranquillitatiksen laavat ovat noin 3,7 miljardia vuotta vanhaa tyypillistä titaanirikasta basalttia. Kreslavskyn ja Headin ehdottaman syntymallin mukaan hämähäkkien alla olevat onkalot ovat syntyneet samaan aikaan kuin laavatkin. Kuun alhaisen vetovoiman, vähäisen seismisen aktiivisuuden ja erittäin hitaan eroosion ansiosta ne pysyivät ehjinä aivan viime aikoihin saakka.
Todennäköisesti viimeisimmän miljoonan vuoden aikana kuunjäristys kuitenkin romahdutti onkaloiden katot. Jokusen metrin paksuinen regoliittikerros alkoi valua onkalon katosta sisään. Korkeintaan tunnin kuluttua onkalon katon romahtamisesta – luultavasti vain minuuteissa tai kymmenissä minuuteissa – regoliittiin oli syntynyt koko monikymmenmetrinen hämähäkki.
Kun regoliitti valui onkaloon, paljastui alta tuoretta regoliittia, jota mikrometeoriitti- ja hiukkaspommitus ei ollut päässyt tummentamaan. Tämä siis selittää hämähäkkien kirkkauden. Mekanismilla, jonka kaikkia yksityiskohtia ei vielä täysin tunneta, kuunjäristys synnytti myös hämähäkkien ympärillä näkyvät tuoreet lohkareikot. Jos hämähäkin pohjalla oleva reikä ei mene tukkoon, hämähäkki kehittyy ajan saatossa normaaliksi pinnan alle johtavaksi aukoksi. Jos se tukkeutuu, hämähäkki katoaa vähitellen kokonaan näkyvistä.
Kreslavskyn ja Headin esittelemä malli niin hämähäkkien alla olevien onkaloiden kuin itse hämähäkkien synnyllekin on looginen, ja se selittää ainakin periaatteessa kaikki hämähäkeissä toistaiseksi havaitut piirteet. Kreslavsky ja Head myöntävät toki, että yksityiskohdissa riittää vielä miettimistä, ja että hämähäkkien pienuus hankaloittaa niiden tutkimista merkittävästi. Intian Chandrayaan-2 -kiertolaisen kamera kykenee kuitenkin vielä tarkempien kuvien ottamiseen kuin jo kohta 15 vuotta Kuuta kiertäneen LRO:n. Onkin kiinnostavaa nähdä, käyttävätkö intialaiset jatkossa OHRC-kameransa (Orbiter High Resolution Camera) tarjoamaa etulyöntiasemaa juuri tällaisten erotuskyvyn äärirajoilla olevien uudenlaisten kohteiden tutkimiseen.
Yksi asia, johon Kreslavsky ja Head eivät suoranaisesti ota kantaa, on Mare Tranquillitatiksen erityislaatuisuus. Miksi IMPejä, hämähäkkejä, mare-doomeja ja vallihautadoomeja on niin paljon juuri Tranquillitatiksen alueella? Selitys voi osittain piillä alueen poikkeavassa alkuperässä. Valtaosa Kuun meristä sijaitsee törmäysaltaissa. Meristä suurin, Oceanus Procellarum, voi tosin hyvin olla erittäin merkittävä poikkeus. Tutkijapiireissä ei vallitse yksimielisyyttä siitä, onko Mare Tranquillitatiksen alla törmäysallasta vai ei. Jos on, se on hyvin vanha ja lätsähtänyt, ja samalla se on menettänyt maskoninsa. Myös Tranquillitatiksen basaltit ovat Kuun iäkkäimpiä. Ehkäpä Tranquillitatiksella on niin moninaisia vulkaanisia pinnanmuotoja siksi, että näemme edelleen jälkiä ajalta, jolloin Kuu oli nuori ja villi? Kenties muualla vulkanismi jatkui pidempään ja tavanomaiset basalttiset laavavirrat peittivät mahdolliset aikaisemmat vulkaaniset rakenteet alleen?
Tranquillitatiksen magmatismin varhainen hiipuminen voi selittyä sillä, että magma oli peräisin läheltä pintaa eikä näin ollen päässyt hyödyntämään pitkään sulana pysyneen vaipan varastoja. Eri asia sitten on, kuinka IMPien hyvin nuorelta näyttävä pinta sopii yhteen tämän mallin kanssa. Kiehtovaa joka tapauksessa on, että Mare Tranquillitatiksen laavat ovat Kuun vanhimpia, mutta ne ovat ainakin jollain tavalla kytköksissä Kuun nuorimpiin pinnanmuotoihin kuuluvien hämähäkkien ja IMPien kanssa.
Hämähäkkien merkitys
Hämähäkkejä on siis toistaiseksi löydetty vain neljästä paikasta yhdeltä alueelta, ja ne ovat erittäin pieniä. Näin ollen mitään suurta mullistusta ne eivät käsityksille Kuun geologiasta ole aiheuttamassa. Emme kuitenkaan tällä hetkellä tiedä, kuinka yleisiä ne aiemmin ovat olleet. Kreslavskyn ja Headin mukaan ne ovat havaittavissa korkeintaan noin muutaman miljoonan vuoden ajan, mikä Kuun pitkässä geologisessa historiassa on pelkkä silmänräpäys. Ne ovatkin voineet muokata Kuun pintaa enemmän kuin pelkän neljän esiintymän perusteella voisi äkkiseltään ajatella. Hämähäkkien synty on prosessi, jota ei aiemmin ole otettu huomioon, joten hämähäkit muodostavat nyt yhden uuden mahdollisen virhelähteen hyvin pienten törmäyskraatterien käytölle kuunpinnan iänmäärityksessä: hämähäkkien synty hävittää pienimpiä kraattereita ja siten uudistaa pintaa, jolloin se näyttää nuoremmalta kuin se todellisuudessa onkaan. Kraatterilaskijoiden on syytä ainakin tiedostaa tämä virhemahdollisuus.
Apollo-lentoihin saakka oli olemassa pelko, että Kuun pinta saattaa paikoin olla paksun pölykerroksen peitossa. Pahimmillaan pöly voisi imaista pahaa-aavistamattoman astronauttipoloisen uumeniinsa. Tätä tematiikkaa käyttivät paitsi A. E. van Vogt Moonbeastissään, myös paljon onnistuneemmin esimerkiksi Arthur C. Clarke klassikkoromaanissaan Selene I (A Fall of Moondust) vuodelta 1961 ja Harry Harrison ensimmäistä miehitettyä kuulentoa käsittelevän novellinsa Down to Earth dramaattisessa alussa vuodelta 1963. Hämähäkkien myötä tämä yli 50 vuotta poissa pysytellyt pelko on nyt – ainakin periaatteessa – osittain palannut.
Kuunjäristykset ovat maanjäristyksiin verrattuna hyvin heikkoja. Silti, jos Kreslavskyn ja Headin malli pitää paikkansa, ne riittävät onkaloiden kattojen sorruttamiseen. Jos kuunjäristykset pystyvät siihen, silloin siihen pystyy myös vaikkapa kuuaseman rakennustoiminta tai pahimmillaan vähäisempikin täristys. Mikäli esimerkiksi kairanäytettä ottava astronautti onnistuu murtamaan allan lymyilevän onkalon katon, tulee hänelle kiire välttääkseen onkaloon valuvaan regoliittiin hautautumisen.
Kuun luolat ovat yksi kuuasemien suunnittelijoiden suosikkikohteista. Hämähäkkien löytyminen ja niiden oletettu sukulaisuus luolien kattoaukkojen kanssa korostaa entisestään tarvetta tutkia luolien ympäristö erittäin tarkoin ennen kuin siellä isommin aletaan mellastaa. Kreslavsky ja Head ehdottavat tähän mönkijöiden maatutkia, joita etenkin kiinalaiset ovat jo käyttäneet menestyksekkäästi niin Kuussa kuin Marsissakin. Toinen mahdollisuus tunnettujen luolien lähiympäristön kartoittamiseen olisi käyttää uudempaa teknologiaa, myonigrafiaa. Sen soveltuvuutta Kuun tutkimiseen selvitellään jo ihan tosissaan.
Kuun maatutkien ja myonigrafian yleistymistä odotellessa joudutaan kuitenkin olemaan perinteisten valokuvien ja korkeusmallien varassa. Odotan innolla, millainen yllättävä uusi pinnanmuoto niistä seuraavaksi löydetään.
1Ukrainasta englanniksi translitteroituna Mykhaylo Kreslavsky. Suomalaisesta näkökulmasta tämä on tietenkin täysin väärin, mutta kun en valitettavasti tiedä, ovatko suomalaiset ukrainan translitterointisäännöt samat kuin venäjän, mennään englantilaisella muodolla ”Kreslavsky”, vaikka oletettavasti oikeampi muoto suomeksi olisi toki ”Kreslavski”.
Muokkaus 2.5.2024: Muutama pieni näppäilyvirhe korjattu.
Ovatko kuunjäristykset todella merkittävämpi tärinän lähde kuin törmäykset?
En ole seismologi, mutta kyllä ne ovat. Magnitudiltaan suurimmat järistykset ovat harvinaisia matalia järistyksiä. Syviä, jotka ovat kytköksissä vuorovesivoimiin, on määrällisesti selvästi eniten. Törmäyksiä on toki paljon, mutta ne ovat todella pieniä, ja sitä paitsi törmäykset tuottavat järistysaaltoja aika huonolla hyötysuhteella. Tuossa alla on lukumääriä Nunn et al. 2020, Lunar Seismology: A Data and Instrumentation Review’sta:
Type of moonquake No.
Artificial impacts 9
Meteoroid impacts 1743
Shallow moonquakes 28
Deep moonquakes (assigned to nests) 7083
Deep moonquakes (not assigned to nests) 317
Other types (including thermal quakes) 555
Unclassified 3323
Total 13058
Kun lopultakin saataisiin kunnon seismometriverkko Kuuhun (ja Apollo-seismometrejä ei olisi pennosten säästämiseksi aikoinaan sammutettu), olisi tämäkin asia tietysti paljon varmemmalla pohjalla.