Zeniitti

Tähtiharrastuksen verkkolehti

Posidonius, unien ja kirkkauden rajamailla

Posidonius, unien ja kirkkauden rajamailla

[Posidonius 19.9.2016 Oskari Syynimaa]

Kuva 1. Mare Serenitatis, Posidonius, Lacus Somniorum ja Rima G. Bond hieman harvinaisemmassa Kuun iltapäivän valaistuksessa kuvattuina. Kuva: Oskari Syynimaa, Kauhava, 19.9.2016 klo 0.20, ASI290MM-kamera, Astronomik ProPlanet 807 IR-pass -suodin, SW 2x barlow, SW Skyliner 350P Flextube (355/1650 mm) -kaukoputki, Firecapture, Autostakkert!2, Photoshop CS6, 3300 ruudusta pinottu 25 %. Pohjoinen ylhäällä.

Teemu Öhman:

Mare Serenitatiksen ja Lacus Somniorumin välillä sijaitseva Posidonius on Kuun helpoimmin tunnistettavia kraattereita ja yksi kuuharrastajien suosikkikohteista. Sen silmiinpistävän ”kaksoisreunan” syntyä ei kuitenkaan täysin ymmärretä. Posidoniuksen pohjalla kiemurtelee myös yksi Kuun eriskummallisimmista laavauomista, sen kaakkoispuolella on Kuun kuuluisin harjanne ja koillispuolella selväpiirteinen hautavajoama. Posidonius kiehtovine ympäristöineen valittiin ylivoimaisella äänten enemmistöllä Kuu ja planeetat -harrastusryhmän syyskauden kohteeksi.

Poikkeuksellinen Posidonius

Aina silloin tällöin kuulee muiden kuin kuuharrastajien väittävän, että jos on nähnyt yhden Kuun törmäyskraatterin, on nähnyt ne kaikki. Havaitsijan kannalta mukavasti varsin keskellä Kuuta, Mare Serenitatiksen koillisrannalla sijaitseva Posidonius on esimerkki kraatterista, joka todistaa moisen herjan välittömästi perättömäksi (kuvat 1–4).

Jo pienellä kaukoputkella näkee, kuinka kraatterin itäosa on täysin ainutlaatuinen: itäreuna näyttää pitkältä matkalta ikään kuin kahdentuneen. Hieman suuremmilla putkilla on havaittavissa kraatterin pohjan näyttävä rakosysteemi Rimae Posidonius. Pohjalla sijaitsee myös ainutlaatuinen, hyvin tiukasti mutkitteleva muinainen laavauoma, joka seurailee kraatterin pohjoista ja läntistä reunaa.

Ei siis ihme, että maineikas englantilainen 1800-luvun kuututkija Thomas Gwynn Elger kutsui Posidoniusta yhdeksi Kuun koillisen kvadrantin hienoimmista kaukoputkikohteista [1]. Reilua vuosisataa myöhemmin Chuck Wood pisti vielä paremmaksi ja totesi Posidoniuksen olevan yksi koko Kuun mielenkiintoisimmista kohteista [2], sijoittaen Posidoniuksen Lunar 100 -listansa kohteeksi 20. Eipä Elgerille ja Woodille perustellusti voi oikein vastaankaan väittää.

[Posidonius kartta]

Kuva 2. Posidonius sijaitsee havaitsijan kannalta mukavassa paikassa Mare Serenitatiksen koillisreunalla. Kuva: Virtual Moon Atlas / LRO WAC (vasen), LRO ACT-REACT QuickMap (oikea) / T. Öhman.

[Posidonius 15.6.2013 & 18.3.2016 Ari Haavisto]

Kuva 3. Ari Haaviston kuvaparissa yllä Posidonius Kuun pinnan aamuvalaistuksessa 15.6.2013 klo 21.10 (eli valoisalta taivaalta) ja alla Kuun paikallisen keskipäivän valaistuksessa 18.3.2016 klo 20.30 kuvattuna SW 400P Flextube Synscan Goto 400/1800 mm -kaukoputkella. Huomaa kaakkoisreunan harjalla oleva nuori, Kuun keskipäivän valaistuksessa kirkkaana loistavan heitteleen ympäröimä nimetön kolmekilometrinen kraatteri. Vertaa Timo Kantolan kuvapariin 4 ja iltavalaistuksessa kuvattuun kuvaan 5.

Posidonius on läpimitaltaan 95 km ja iältään myöhäisimbriaaninen eli kraatteri on vasta lähestymässä keski-ikää. Kraatterin tunnetuin piirre on sen itäinen reuna, etenkin reunan sisäosa. Kaakossa kraatterin reuna ikään kuin hajoaa kahdeksi haaraksi, joista ulompi jatkaa kohti pohjoista normaalina reunana, mutta sisempi ja matalampi osa alkaa erkaantua yhä kauemmas varsinaisesta reunasta (kuvat 3 ja 5). Sitä pystyy seuraamaan kaakosta vastapäivään aina nuoren 11-kilometrisen Posidonius A -kraatterin pohjoispuolelle saakka.

Normaalin reunan ja ”sisäreunan” välissä on syvä rotko, jonka pohjalle ”sisäreunan” huipulta on hurjimmillaan noin 1,2 km (kuva 6). Rotko yltää syvemmälle kuin suuri osa kraatterin varsinaisesta pohjasta, joten se on pitkän aikaa varjossa. Auringon paistaessa loivasti on Posidoniuksen ”kaksoisreuna” unohtumaton ja täysin poikkeuksellinen näky.

Läntinen kraatterin reuna on hyvin matala (kuva 6) ja myös kapea johtuen niin Mare Serenitatiksen kuin Posidoniuksen omista nuorista laavoista, jotka peittävät reunan alimmat osat. Etelässä kraatterin reuna vaikuttaa lähes normaalilta, mutta lounaassa kraatterin tasoittuneelta läntiseltä pohjalta kohoaa yli puoli kilometriä korkea 20–25 km pitkä mäkinen jakso. Koostumukseltaan se vastaa reunan ylänköainesta.

[Posidonius 25.3.2015 & 30.4.2015 Timo Kantola]

Kuva 4. Timo Kantolan Pieksämäellä ottamissa kuvissa vasemmalla Posidonius hyvin varhaisessa Kuun aamuvalaistuksessa 25.3.2015 klo 17.50 ja oikealla keskipäivän paahteessa 30.4.2015. Keskipäivän eli täydenkuun tilanteessa erottuu hyvin Posidoniuksen laavojen täyttämä läntinen pohja. Vertaa Ari Haaviston kuviin 3 ja 5.

[Posidonius 25.8.2013 Ari Haavisto]

Kuva 5. Ari Haaviston kuvassa Posidonius, Chacornac ja Rima G. Bond loistavat Kuun iltavalaistuksessa 25.8.2013 klo 02.46. Huomaa Rima G. Bondin vasemmalle tapahtuvat sivusuuntaiset ”hyppäykset” eli en echelon -rakenteet.

[Posidonius W-E-topografia]

Kuva 6. Pelkän länsi–itä-suuntaisen korkeusprofiilin perusteella Posidoniusta olisi hyvin vaikea tunnistaa kraatteriksi. Läntinen reuna (30 km:n kohdalla) on hyvin matala, sillä sitä peittävät niin sisä- kuin ulkopuolellakin laavakivet, joten keskuskohouma (80 km:n kohdalla) on länsireunaan nähden hyvin korkea. Huomaa itäisen ”kaksoisreunan” välinen syvänne (120 km:n kohdalla). Kuva: T. Öhman. Data: LRO ACT-REACT QuickMap.

Kraatterin keskuskohoumakompleksi puolestaan on yleensä hieman alle puoli kilometriä korkea, ja muodostunut noin puolesta tusinasta suunnilleen puoliympyrän muotoon asettuneesta läpimitaltaan viisikilometrisesta kumpareesta. Tällainen rengasmainen keskuskohoumakompleksi on Posidoniuksen kokoluokan kraattereille varsin luonteenomainen [3].

Rimae Posidonius ja
Posidoniuksen laavauoma

”Kaksoisreunan” lisäksi Posidoniukselle leimaa-antava piirre on sen pohjan rakosysteemi, Rimae Posidonius. Pohjan suurin rako tai paremminkin graben (ks. Zeniitti 2/2016) halkoo ”kaksoisreunan” rajaaman pohjan osan luoteesta kaakkoon noin 57 km:n matkalta (kuvat 5, 7 ja 8). Leveyttä sillä on noin 1,2 km. Vanhemmissa kartoissa tämä helpoimmin havaittava graben-systeemin osa kulkee nimellä Rima Posidonius I.

Tällaiset rakopohjaiset kraatterit syntyvät yleensä Kuun merien läheisyyteen ja ovat osoitus kraatterin pohjan kohoamisesta ja venytyksestä sen alapuolelle purkautuneen pienehkön magmaintruusion vaikutuksesta (ks. Zeniitti 3/2016). Saman kohtalon on kokenut myös Posidoniuksen pohjoispuolella oleva 28-kilometrinen Daniell (kuvat 1–2), joskin sen rakosysteemi on huomattavasti vaikeammin havaittava. Daniell on myös sikäli mielenkiintoinen, että se on selvästi luode–kaakko-suunnassa venynyt johtuen kraatterin reunan merkittävästä romahtamisesta näissä suunnissa.

Rimae Posidoniuksen suuren rakokysteemin ohella kraatterin pohjalla on myös mielenkiintoisia, mutta harrastajien ulottumattomissa olevia hyvin pieniä grabeneita. Nämä sijaitsevat pohjan läntisessä osassa, viitisen kilometriä itään kraatterin länsireunan aukosta. Ne ovat pienen paikallisen pohjan pullistuman korkeimmalla kohdalla, ja eräissä niistä tavataan myös kuoppajonoja. Todennäköisimmin kuopat eivät ole varsinaisia purkausaukkoja, vaan johtuvat aineksen valumisesta alla olevaan tyhjään tilaan. Näiden hyvin nuoriksi tulkittujen grabenien leveys on tyypillisesti vain noin 10–25 m ja niiden perusteella on päätelty kraatterin pohjaa peittävien basalttien keskimääräisen maksimimaksuuden olevan noin 190 m. Grabenit myös tukevat käsitystä Posidoniuksesta tavallisena rakopohjaisena kraatterina, vaikka ovatkin Rimae Posidoniusta nuorempia [4].

Posidoniuksessa on myös pohjan rakosysteemejä huomattavasti vaikuttavampia ja suorempia todisteita kraatteria muokanneesta tuliperäisestä toiminnasta. Perinteisen käsityksen [5, 6] mukaisesti Posidoniuksen pohjoiskoillisen reunan sisäpuolelta pienen törmäyskraatterin eteläpuolelta alkaa nimittäin yksi merkillisimmistä Kuun laavauomista (kuvat 5, 7 ja 8). Uomaa on nimellisesti pidetty osana Rimae Posidoniusta, ja vanhemmissa kartoissa sen nimenä on Rima Posidonius II. Koska kyseessä ovat kuitenkin aivan erilaiset syntyprosessit, käytän tässä artikkelissa nimitystä Rimae Posidonius vain kraatterin pohjan keskiosien suurista ja varsin suoraviivaisista graben-tyyppisistä rakenteista.

[Posidonius 27.5.2012 Ari Haavisto]

Kuva 7. Pohjoisreunan sisäpuolella olevan pienen kraatterin kohdalta alkava Posidoniuksen laavauoma näkyy kokonaisuudessaan tässä Ari Haaviston 27.5.2012 klo 19.50 ottamassa kuvassa. Vertaa kuvaan 8. SW 400P Flextube Synscan Goto (400/1800 mm) -kaukoputki, DMK21-kamera, 4x Barlow.

Posidoniuksen sykkyräinen uoma seurailee pohjoisen reunan ja pohjan välistä kontaktia noin 50 km lännen suuntaan, kulkee sitten eteläkaakkoon kraatterin läntisen pohjan halki toiset 50 km, ja tekee suorakulmaisen käännöksen lounaaseen. Kraatterin lounaisen reunan kohdattuaan uoman luonne kuitenkin muuttuu, ja se jatkaa reunan ja pohjan kontaktissa varsin suoraviivaisena uomana pohjoisluoteeseen noin 30 km, kunnes päättyy länsireunassa olevaan aukkoon. Todennäköisesti tässä kohti laavavirta päätyi pari sataa metriä alempana olevaan Mare Serenitatikseen, mutta siitä ei ole enää suoria todisteita nähtävissä.

Vaihtoehtoisen syntymallin [7] mukaan uoma alkaisi länsireunalta ja päätyisi pohjoiseen. Uusin tutkimus kuitenkin tukee jälleen perinteistä mallia virtauksen suunnasta [8]. Kummankin näkemyksen puolesta voidaan esittää todisteita, mutta täyttä varmuutta asiasta ei ole [9]. Posidoniuksen hämmästyttävä laavauoma tiukkoine mutkineen on harrastajienkin tavoitettavissa, kuten vaikkapa Ari Haaviston kuvat 3, 5 ja 7 osoittavat.

Lukuisista kiinnostavista piirteistään huolimatta Posidoniuksen geologisesta historiasta ei ole kovin monia tutkimuksia tiettävästi tehty. Tuoreimmassa japanilaisryhmän tutkimuksessa esitetään, että kraatterin keskusosien muoto selittyisi valtavalla kraatterin alle purkautuneella magmaintruusiolla, joka olisi irrottanut koko keskusosan ja saanut sen kellumaan magmaintruusion päällä [8]. Samassa rytäkässä syntyi Rimae Posidonius, minkä jälkeen kraatteri osittain täyttyi intruusiosta pinnalle asti purkautuneilla laavoilla. Lopulta vulkanismin päätyttyä ja intruusion jäähdyttyä japanilaiseen puusta valmistettuun kelluvaan otoshibuta-kanteen verrattava kraatterin keskiosa kallistui länteen [8].

Japanilaistutkijoiden mallia tukee ainakin osittain se, että spektroskooppisesti Posidoniuksen läntinen pohja ei täysin vastaa läheisiä Mare Serenitatiksen tai Lacus Somniorumin mare-basaltteja, vaikka Posidoniuksen osittain kattavissa geologisissa kartoissa ne alueen muiden basalttien kanssa samoihin ryhmiin aikoinaan luokiteltiinkin [10, 11].

Posidoniuksen pohja on myös merkittävästi Serenitatiksen pintaa korkeammalla (kuva 6). Malli kelluvasta otoshibuta-kannesta kuitenkin vaatii niin suuren magmaintruusion, että sen realistisuuden voi kyseenalaistaa. Myöskään Posidoniuksen laavojen ja Rimae Posidoniuksen leikkaussuhteet eivät suinkaan aina noudata japanilaistutkijoiden esittämää järjestystä.

Yksinkertaisemmalta syntymallilta tuntuisi, jos itäinen ”kaksoisreuna” olisi vain seurausta terassivyöhykkeen romahtamisesta lähes yhtenäisenä kappaleena johtuen kraatterin syntymisestä alueellisesti merkittävään rinteeseen, eli Serenitatiksen törmäysaltaan reunavyöhykkeelle: Posidoniuksen itäinen reuna sijaitsee 2,5 km länsireunaa korkeammalla (kuva 6). On myös mahdollista, että kraatterin kallistumista edesauttoi Serenitatiksen itäiset laavat synnyttäneen magmasäiliön tyhjentyminen [10]. Kraatterin pohjan alapuolisia rakoja hyödyntäen laavat pääsivät täyttämään Posidoniuksen länsi- ja keskiosia. Myöhemmin kraatterin pohjan alapuolinen intruusio jaksoi vielä nostaa Posidoniuksen pohjaa ja synnyttää Rimae Posidoniuksen ja pienet grabenit aivan normaalien rakopohjaisten kraatterien tapaan.

[Posidoniksen uoma Kaguya]

Kuva 8. Posidoniuksen hämmästyttävän tiukasti mutkitteleva laavauoma alkaa kraatterin pohjoisreunan sisäpuolelta ilman mitään selkeää purkausaukkoa. Lounaassa uoma seuraa huomattavasti suorempana reunan ja pohjan kontaktia, kadotakseen sitten länsireunan aukosta. Huomaa selvät erot laavauoman ja oikealla näkyvien Rimae Posidoniuksen grabenien ulkomuodoissa. Kuvamosaiikki tasavälisessä lieriöprojektiossa: JAXA / Kaguya (SELENE) Terrain Camera / T. Öhman.

Virtaussuunan lisäksi Posidoniuksen laavauoma kätkee vielä lukuisia muitakin salaisuuksia. Varmuutta ei ole esimerkiksi siitä, onko uoma ollut avoin, vai mahdollisesti pitkältäkin matkaltaan laavatunneli, jonka katto on myöhemmin kokonaan sortunut [5, 9].

Laavauoman poikkeukselliselle mutkittelevuudellekaan ei ole täysin tyydyttävää selitystä. Yksi tekijä todennäköisesti on, että Posidoniuksen uoma on tavallista loivempi [7, 9], jolloin laavirtaus olisi ajoittain pysähtynyt [9]. Uoman sivusuuntaista kiemurtelua on myös voinut edesauttaa kraatterin pohjaa peittävät kovat vanhemmat laavakerrokset, joita kuuman laavan on ollut vaikeampi sulattaa ja kuluttaa mekaanisesti kuin pinnan höttöisempää regoliittikerrosta [7]. Uoman suora osuus länsireunan ja pohjan kontaktissa taas on helpommin ymmärrettävä, sillä erilaisten ainesten rajapinnat ovat kulutukselle herkkiä alueita.

Vajoamia altaan reunalla

Rimae Posidoniuksen ohella alueella on muitakin merkittäviä tektonisia rakenteita. Rimae Posidonius on lähinnä paikallinen ilmiö, jonka taustalla vaikuttavat alueelliset tekijät. Sen sijaan Rima G. Bond, Rimae Römer ja Rimae Chacornac kertovat laajemmista alueellisista prosesseista, joihon paikalliset olot vaikuttavat huomattavasti vähemmän.

Rima G. Bondin (kuvat 1–3 ja 5) selväpiirteisimmän osan alkupää on noin 50 km etelälounaaseen kraatteri G. Bondista. Tällä komealla grabenilla on leveyttä noin 2,5 km ja syvyyttä parhaimmillaan 150–200 m. Kaakko–luode-suuntaisen 50 km pitkän alun jälkeen graben kääntyy G. Bondin lounaispuolella jyrkästi kohti koillista, jatkuen noin 110 km Hall J -kraatterin lounaispuolelle. Siellä grabenin pääosa päättyy ”T-risteykseen”, eli 55 km pitkään matalampaan ja kapeampaan grabeniin. Lacus Somniorumin basaltteja halkoessaan Rima G. Bondin kulussa tapahtuu ”hyppäyksiä” vasemmalle (kuva 5). Nämä ovat näyttäviä esimerkkejä niin sanotuista en echelon -rakenteista.

[Posidonius 5.5.2014 Timo Inkinen & Kari Järvinen]

Kuva 9. Timo Inkinen Hyvinkäällä (ylempi; 300/1500 mm Newton -kaukoputki, 4x PowerMate, IS:n DBK 31AU03.AS -kamera, Baader Moon&Skyglow/Neodymium -suodin) ja Kari Järvinen Tampereella (alempi) kuvasivat Posidoniusta 5.5.2014. Rima G. Bond näkyy Kuun aamuvalaistuksessa erinomaisesti, samoin kuin Daniellin elliptisyys ja Chacornacin kulmikkuus.

Eteläpäässään Rima G. Bond haarautuu kahdeksi osaksi, joista läntisempi halkaisee ensin 32-kilometrisen G. Bond B:n keskeltä kahtia, ja tekee sitten saman 47-kilometriseksi mainitulle G. Bond C:lle, joka on niin pahoin kulunut, ettei se välttämättä edes ansaitsisi omaa nimeä. Sen jälkeen grabenin nimi muuttuu Rimae Römeriksi, ja se katoaa hämmentävän suuren keskuskohouman sisältävän 44-kilometrisen Römerin länsipuolelle.

Tässä kohti lienee sopivaa ihmetellä, miksi yhtenä grabenina erottuva Rimae Römer on saanut monikollisen nimen, mutta useampaan osaan jakautuva Rima G. Bond puolestaan yksiköllisen. No, yksi kuututkimuksen ja sen kohteiden nimeämisen pitkän historian mukanaan tuomia viehättäviä piirteitä on logiikan lähes muttei kuitenkaan tyystin täydellinen puuttuminen.

Rimae Chacornac on Mare Serenitatiksen koillispuolen graben-systeemeistä se, joka tulee kaikkein lähimmäksi Posidoniusta. Rimae Chacornacin osista kaksi itse asiassa päättyy Posidoniuksen eteläreunaan. Näistä läntisempi on peräti 4,5 km leveä, mutta erittäin matala. Se ulottuu Serenitatiksen rannikkoa seuraillen kauas etelään jatkuen Le Monnierin eteäpuolelle saakka, jossa se lähestulkoon yhtyy Rimae Littrowina tunnettuun monimutkaiseen graben-systeemiin. Rimae Chacornacin itäinen osa puolestaan halkoo ensin kauniin kuusikulmaisen Chacornacin kraatterin (kuva 9), kiertää Le Monnierin itäpuolelta ja kaartaa lopuksi Rimae Littrowiin.

Kuun kuuluisin harjanne

[Posidonius ja Dorsa Smirnov 17.3.2013]

Kuva 10. Ari Haaviston Lempäälässä 17.3.2013 ottaman kuvan vasemmassa laidassa näkyy erinomaisesti Kuun kuuluisin harjanne Serpentine Ridge, eli viralliselta nimeltään Dorsa Smirnov (pohjoispää) ja Dorsa Lister (eteläpää; kaikkein eteläisen osa Dorsum Nicol jää kuvan ulkopuolelle). Lähempänä Mare Serenitatiksen reunaa on saman suuntainen Dorsa Aldrovandi. Kuvaan on merkitty likimääräiset Apollo 17:n ja Luna 21:n laskeutumispaikat, sekä kuukulkija Lunohod 2:n viimeinen pysähdyspaikka. Kuvauskaukoputkena SW 400P Flextube Synscan Goto (400/1800 mm).

Kun Posidoniuksen seutua tutkailee valon langetessa viistosti itäiselle Mare Serenitatikselle, ei katse voi olla kiinnittymättä ”rantaviivaa” reilun sadan kilometrin etäisyydellä seurailevaan harjannesysteemiin. Harjanne alkaa Posidoniuksen länsipuolelta ja jatkuu aina Mare Serenitatiksen eteläosaan Pliniuksen pohjoispuolelle saakka. Mittaa koko systeemillä on karkeasti viitisensataa kilometriä. Harjanteen korkeus puolestaan on noin 300–400 metriä, mikä harjanteille on varsin paljon. Lähes koko upea harjannesysteemi näkyy Ari Haaviston kuvassa 10. Muiden harjanteiden tapaan itäisen Serenitatiksen harjanteet katoavat Auringon noustessa korkeammalle (kuva 11).

Kyseessä on koko Kuun näyttävin ja kuuluisin harjannesysteemi. Se tunnetaan yleisesti nimellä Serpentine Ridge. Chuck Woodin Lunar 100 -listalla se on kohde numero 33. Virallisesti kyse on kuitenkin kolmesta erillisestä harjannejaksosta. Pohjoisesta etelään ne ovat nimiltään Dorsa Smirnov, Dorsa Lister ja Dorsum Nicol. Monen muun nykyisin maineikkaan kohteen tapaan Serpentine Ridgen havaitsi ensimmäisenä saksalainen Johann Schröter (1745–1816) [1].

[Posidonius 13./14.9.2014 Kimmo Fredriksson 14.11.2011 Jorma Mäntylä 16.3.2016 Ari Haavisto]

Kuva 11. Päivän edetessä Kuussa harjanteet tulevat yhä vaikeammiksi havaita. Posidonius Gamma eli Posidonius Y näkyy kuitenkin kirkkaana läikkänä Dorsa Smirnovin haarassa Posidoniuksen länsipuolella. Vertaa kuviin 1 ja10. Ylin: Kimmo Fredriksson, Järvenpää, 13.–14.9.2014. Skyliner 200 -kaukoputki, TeleVue 2″ Powermate 4x, Canon EOS 600D -kamera. Keskimmäinen: Jorma Mäntylä, Kangasala, 14.11.2011, Tal 125 APO -kaukoputki, 2x Barlow, DBK21-kamera, 102 kuvaa AviStackilla pinottuna. Alin: Ari Haavisto, Lempäälä, 16.3.2016, SW 400P Flextube Synscan Goto (400/1800 mm) -kaukoputki.

Serpentine Ridge on malliesimerkki kahdesta harjanteiden keskeisestä piirteestä. Kuten kuvassa 10 näkyy, koostuvat harjanteet yleensä laajemmasta kohonneesta alueesta, sekä varsin terävästä harjanteen huipusta, jonka tosin ei tarvitse olla koko harjanteen keskellä, vaan usein jommassa kummassa reunassa. Lisäksi harjanteiden kohdalla mare-tasangon korkeus muuttuu hyppäyksenomaisesti: yleensä tasangon pinta on alempana lähempänä törmäysaltaan keskustaa olevalla harjanteen puolella, mutta Serpentine Ridgenkin kohdalla tilanne on usein myös päinvastainen. Sen sijaan lähempänä Serenitatiksen rantaa sijaitseva poikkeuksellisen teräväpiirteisen Dorsa Aldrovandin (kuvat 2 ja 10) kohdalla Mare Serenitatiksen pinta on varsin systemaattisesti alempana harjanteen länsipuolella eli lähempänä altaan keskustaa. Enimmillään korkeuseroa on noin 300 metriä.

Serpentine Ridgessä on myös eräitä muita mielenkiintoisia, jo pienellä kaukoputkella havaittavia yksityiskohtia. Tarkasti Dorsa Smirnovin pohjoisosan haarassa sijaitsevan kirkkaan kohdan eli Posidonius Gamman havaitsi tiettävästi ensimmäisenä Julius Schmidt vuonna 1867 [1]. Kreikkalaisten aakkosten käyttämisestä vuorenhuippujen ja muiden kirkkaiden kohtien niminä on kuitenkin virallisesti jo aikaa sitten luovuttu. Hakematta mieleen tulee, että kreikan aakkosten gamman ja latinalaisten aakkosten Y:n samankaltaisuuden vuoksi Posidonius Gamma tunnetaan nykyisin nimellä Posidonius Y. Tietysti kyseessä voi olla luku- tai tulkintavirhekin. Posidonius Y on kaksikilometrinen erittäin nuori kraatteri, jonka heittelekenttä näkyy etenkin lähempänä paikallista keskipäivää kirkkaana, huomattavasti itse kraatteria suurempana alueena (kuvat 1 ja 11).

Vajoamien ja harjanteiden synnyttäjä: Serenitatiksen törmäysallas

Niin Rima G. Bondin ja sen seuralaisten kuin alueen harjanteidenkin synty johtuu Serenitatiksen törmäysaltaan pitkäaikaisesta kehityksestä. Altaan geologinen historia ja etenkin sen ikä ovat kuitenkin hyvin kiistanalaisia. Alun perin allasta pidettiin kuluneen ulkomuotonsa perusteella hyvin vanhana. Apollo 17:n (kuvat 10 ja 12) näytteiden tutkimuksen myötä altaan iäksi saatiin kuitenkin noin 3,89 miljardia vuotta. Tämä tarkoittaa, että Serenitatis olisikin selvästi oletettua nuorempi eli nektariaaninen. Kulunut ulkomuoto olisi vain seurausta läheisen, vielä nuoremman Imbriumin altaan heitteleen muokkaavasta ja peittävästä vaikutuksesta [12, 13].

Lunar Reconnaissance Orbiter -luotaimen kuvien tulkinta kuitenkin muutti jälleen tilannetta ratkaisevasti. Parhaan tämänhetkisen käsityksen mukaan Serenitatis onkin vanha, keskivaiheilla esi-nektariaanista kautta syntynyt allas. Tämän ajatuksen mukaan Serenitatiksen törmäyksen synnyttämiä törmäyssulakiviä ei Apollo-näytteistä ole ainakaan vielä tunnistettu. Lopullista selvyyttä tähänkään asiaan ei kuitenkaan ole saatu. Serenitatiksen iällä on varsin kauaskantoisia vaikutuksia, sillä se vaikuttaa merkittävästi käsitykseemme niin sanotun myöhäisen asteroidipommituksen kestosta ja koko ajatuksen todenperäisyydestä [13].

[Posidonius Nasa]

Kuva 12. Apollo 17:n perspektiivikuva Le Monnierin ja Posidoniuksen yli. Kuva: Nasa / Apollo 17 / LPI / AS17-M-0938 / T. Öhman.

Oli altaan ikä mikä hyvänsä, on sen pitkäaikainen kehitys syyllinen grabenien ja harjanteiden syntyyn alueella. Serenitatiksen allasta täyttävät äärimmäisen pitkän ajanjakson, eli vähintään 1,4 miljardin vuoden aikana purkautuneet imbriaaniset ja eratosteeniset mare-basaltit [14]. Näiden laavojen ja altaan synnyttäneessä törmäyksessä ylöspäin kohonneen tiheämmän Kuun vaippa-aineksen yhteisvaikutuksesta altaan keskustassa on voimakas massakeskittymä eli maskon. Lähinnä tämän maskonin ansiosta Serenitatiksen – kuten tyypillisesti muidenkin altaiden – ulko-osissa vallitsee venyttävä jännityskenttä. Tämä jännityskenttä synnytti allasta ympäröivät grabenit.

Samasta syystä sisempänä altaassa, eli alueessa joka on mare-basalttien peitossa, vallitsee puristava jännityskenttä. Tämä puristus synnytti ylityöntösiirroksia, jossa kalliolohkot työntyivät loivassa kulmassa toistensa yli. Tämä meren ”kutistuminen” ei kuitenkaan pinnalla näy siirroksena, vaan siirroksen päällä olevat basaltit poimuttuivat. Serpentine Ridge ja muut mare-harjanteet ovat siis poimuharjanteita, joiden alla on siirros.

Luonnossa kaikki ei kuitenkaan aina tapahdu edellä kuvatun oppikirjamallin mukaisesti. Rima G. Bondin koilliseen kääntyvä 110 km pitkä osuus on hieman vaikea selittää Serenitatiksen venyttävällä jännityskentällä. Se ei nimittäin alkuunkaan noudata oletettua konsentrista suuntausta altaan ympäri, vaan suunta on lähempänä säteittäistä. Rima G. Bondin koillinen osa sopisikin ennemmin Lacus Somniorumin ehdotetun törmäysaltaan [15] konsentriseksi grabeniksi. Ongelmana tässä ajatuksessa on tosin se, ettei Somniorumin altaalle ole löydetty GRAIL-luotainten painovoimamittauksista tukea [16]. Serenitatiksen luoteisosassa sen sijaan lienee todellinen, Pohjoisena Serenitatiksena tunnettu törmäysallas [mm. 12, 16], mutta siitä ei ole Rima G. Bondin koillisen osan selittäjäksi. Voi siis olla, että koillinen osa ei liity altaisiin millään lailla, tai kenties Serenitatiksen maskon onnistui aktivoimaan jonkin ikivanhan rakenteen. Mene ja tiedä, mutta näyttävä ja kiinnostava kohde Rima G. Bond – kuten koko Posidoniuksen ympäristö – kuitenkin on.

Yleisnero kraatterin taustalla

Ennen nykyistä nimeään Mare Serenitatiksen reunalla sijaitseva kraatteri tunnettiin aiempien tutkijoiden kartastoissa muun muassa nimillä Lafaillii (van Langren), insula Macra (Hevelius) ja Possidonius (Riccioli). Sittemmin nimi on vakiintunut Posidoniukseksi.

Posidonius-nimellä kunnioitetaan antiikin kreikkalaista Poseidoniosta, joka oli stoalainen filosofi, poliitikko, tähtitieteilijä, maantieteilijä, historioitsija ja opettaja. Häntä arvostetaan aikansa suurimpana yleisnerona, ja hän teki suuren työn stoalaisen filosofian levittämiseksi Rooman valtakuntaan.

Posidonius syntyi 135 eaa. nykyisen Syyrian alueella roomalaisessa Apamean kaupungissa. Korkeimmat opintonsa hän suoritti Ateenassa. Noin vuonna 95 eaa. hän asettui Rodokselle aktiivisena poliitikkona ja korkeana virkamiehenä toimien myös lähettiläänä Roomassa 87–86 eaa. Posidonius kirjoitti runsaasti eri tieteistä ja pyrki luomaan kokonaisjärjestelmän ymmärtääkseen inhimillistä älyä ja maailmankaikkeutta. Hänen teoksistaan on säilynyt vain katkelmia.

Posidoniuksen tähtitieteellisistä kirjoituksista on osia säilynyt Kleomedeen teoksessa Taivaankappaleiden kiertoliikkeistä. Posidonius arvioi astronomisen yksikön pituudeksi noin puolet oikeasta, mutta Auringon kooksi lähes oikean arvon. Hän laski myös Kuun etäisyyden ja koon.

Eräs Posidoniuksen oppilaista oli Marcus Tullius Cicero (106–43 eaa.). Hän kirjoitti teoksessaan Jumalten luonteesta: ”Ystävämme Posidonius on vastikään tehnyt pallon, joka pyöriessään näyttää Auringon, tähtien ja planeettojen liikkeet öin ja päivin, juuri niin kuin ne taivaalla näkyvät”. Kuuluisa vuonna 1902 löydetty Antikytheran koneena tunnettu mekaaninen laskukone on valmistettu n. 150–100 eaa tai jopa aiemmin. Posidonius kuoli n. 51 eaa., viitisen vuotta ennen kuin Cicero kirjoitti hänen ”vastikään” tehdystä laitteestaan. Melko varmasti Cicero ei kirjoittanut Antikytheran koneesta. Mielenkiintoista kyllä, hän kuvaa Posidoniuksen laitetta palloksi, mikä merkinnee, että Antikytheran koneella on ollut vielä taidokkaampi seuraaja.

Cicero myös merkitsi muistiin opettajansa lausahduksen tämän kärsiessä tuskallisia reumakipuja:”Ei auta vähääkään, sinä tuska! Kuinka ponnisteletkin, en koskaan myönnä sinun olevan pahasta”. Aitoa stoalaisuutta!

Lähteitä

Carl Grimberg: Kansojen historia
A. Whitaker: Mapping and naming the Moon
Sky and Telescope

Jari Kuula

Kiitokset

Kiitos kaikille juttua varten kuvia antaneille, Jari Kuulalle kommenteista ja Veikko Mäkelälle kommenteista ja taitosta.

Lähteet

[1] Elger T. G., 1895. The Moon. George Philip & Son, 173 s.

[2] Wood C. A., 2003. The Modern Moon: A Personal View. Sky Publishing Corporation, 209 s.

[3] Baker D. M. H., Head J. W., Fassett C. I., Kadish S. J., Smith D. E., Zuber M. T. & Neumann G. A., 2011. The transition from complex crater to peak-ring basin on the Moon: New observations from the Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA) instrument. Icarus 214:377–393.

[4] French R. A., Bina C. R., Robinson M. S. & Watters T. R., 2015. Small-scale lunar graben: Distribution, dimensions, and formation processes. Icarus 252:95–106.

[5] Masursky H., Colton G. W. & El-Baz F. (toim.), 1978. Apollo over the Moon: A View from Orbit. National Aeronautics and Space Administration, NASA SP-362, 255 s.

[6] Shirao M. & Wood C. A., 2011. The Kaguya Lunar Atlas. Springer, 173 s.

[7] Hurwitz D. M., Head J. W. & Hiesinger H., 2013. Lunar sinuous rilles: Distribution, characteristics, and implications for their origin. Planetary and Space Science 79–80:1–38.

[8] Ishihara Y., Chiba T., Haruyama J., Otake H. Ohtake M., 2016. Structural and Geological Interpretation of the Posidonius Crater: Did the Posidonius Crater Floor Float on Basal Sill? 47th Lunar and Planetary Science Conference, Abstract #1210.

[9] Schultz P. H., 1976. Moon Morphology. University of Texas Press, 626 s.

[10] Scott D. H., 1972. Geologic Map of the Eudoxus Quadrangle of the Moon. I-705 (LAC-26), Department of the Interior, United States Geological Survey.

[11] Scott D. H. & Pohn H. A, 1972. Geologic Map of the Macrobius Quadrangle of the Moon. I-799 (LAC-43), Department of the Interior, United States Geological Survey.

[12] Spudis P. D., 1993. The Geology of Multi-Ring Impact Basins. Cambridge University Press, 263 s.

[13] Spudis P. D., Wilhelms D. E. & Robinson M. S., 2011. The Sculptured Hills of the Taurus Highlands: Implications for the relative age of Serenitatis, basin chronologies and the cratering history of the Moon. Journal of Geophysical Research – Planets 116:E00H03.

[14] Hiesinger H., Head J. W. III, Wolf U., Jaumann R. & Neukum G., 2011. Ages and stratigraphy of lunar mare basalts: A synthesis. Teoksessa: Ambrose W. A. & Williams D. A. (toim.), Recent Advances and Current Research Issues in Lunar Stratigraphy. Geological Society of America, Special Paper 477:1–51.

[15] Maxwell T. A., El-Baz F. & Ward S. H., 1975. Distribution, Morphology, and Origin of Ridges and Arches in Mare Serenitatis. Geological Society of America Bulletin 86:1273–1278.

[16] Neumann G. A., Zuber M. T., Wieczorek M. A., Head J. W., Baker D. M. H., Solomon S. C., Smith D. E., Lemoine F. G., Mazarico E., Sabaka T. J., Goossens S. J., Melosh H. J., Phillips R. J., Asmar S. W., Konopliv A. S., Williams J. G., Sori M. M., Soderblom J. M., Miljković K., Andrews-Hanna J. C., Nimmo F. & Kiefer W. S., 2015. Lunar impact basins revealed by Gravity Recovery and Interior Laboratory measurements. Science Advances 1:e1500852.

Linkkejä

Posidonius Avaruus.fi-foorumilla:
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=9251.30

Posidonius Taivaanvahdissa:
http://www.taivaanvahti.fi/observations/browse/list/1603155/observation_id/

JAXAn Kaguya-luotaimen HDTV-kameran kuvista luotu Posidoniuksen ylilento:
https://www.youtube.com/watch?v=v7tZNgYgg-8

JAXAn Kaguya-luotaimen Terrain Cameran kuvista tehty mosaiikki koko Posidoniuksesta, sekä HDTV-kameran perspektiivikuva:
http://kuusta.blogspot.fi/2016/11/posidonius-kaguyan-kuvaamana.html

Kuun geologista aikakausista:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_geologic_timescale
http://tinyurl.com/zk2cqfa

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *