Posted by: Boris Winterhalter | February 18, 2008

The Chilling Stars suomenkielinen yhteenveto

Henrik Svensmark ja Nigel Calder kirjoittivat 2007 kirjan nimeltä The Chilling Stars – A New Theory of Climate Change, eli vilvoittavat tähdet – uusi ilmastonmuutosta selittävä teoria.

Luettuani kirjan päätin suomentaa tekijöiden laatiman 10 sivuisen johdannon, jossa käydään läpi kunkin kappaleen oleelliset seikat.

Tekijöiltä:

Tämä kirja on tulos vuoden mittaisista keskusteluista. Tekstin muotoutuessa vuosina 2005-2006, monet suuret kysymykset olivat edelleen kiihkeän tutkimustyön kohteena. Sitä mukaan kun Svensmark tuotti tieteellisen sisällön perusteita, Calder punoi sanoja yhteen ja lisäsi erilaisia mausteita. Aivan käsikirjoituksen valmistumisen kynnykselle asti, jaoimme keskenämme löytämisen iloja asioista, joista aiemmin ei tiennyt kukaan – kuten Svensmarkin pojan Jacobin avustuksella kiireellä tehdyt ratkaisevat laskelmat tulivat osoittamaan.
Tapasimme ensimmäisen kerran vuonna 1996, kun Eigil Friis-Christensen tutustutti meidät silli- ja olutlounaalla, jossa Svensmark toi päivänvaloon ensimmäiset tutkimustuloksensa, siitä miten kosmiset säteet vaikuttavat maapallon pilvipeitteeseen. Calder kiirehti kotiin kirjoittamaan Svensmarkin havainnoista ja niiden merkityksestä kirjan – The Manic Sun eli Maaninen aurinko (Pilkington Press, 1997). Vuosien kuluessa keskustelimme usein uuden korjatun painoksen julkaisemisesta, mutta tarina kehittyi niin arvaamattomiin suuntiin, että vain uusi kirja olisi ajateltavissa.
Olemme kiitollisia kaikille niille, jotka tekivät parantavia ehdotuksia koko käsikirjoitukseen tai sen eri osiin. Aakkosjärjestyksessä nämä henkilöt olivat Liz Calder, Peter Campbell, Roland Diehl, Jasper Kirkby, Gunther Korschinek, Eugene Parker, Jens Olaf Pepke Pedersen, Nir Shaviv ja Jan Veizer. Ketään näistä ei voi syyttää kirjaan mahdollisesti vielä jääneistä virheistä.
Lämpimät kiitokset kuuluvat myös Simon Flynnille ja hänen Icon Booksin kollegoilleen käsikirjoituksen hyväksymisestä, vaikka liitimme siihen oudon vaatimuksen salassapidosta odottamaan koetulosten julkistamista, ja sitä seurannutta erittäin nopeata ja lennokasta julkaisemista.

Henrik Svensmark Hellerup, Kööpenhamina, Tanska
Nigel Calder Crawley, West Sussex, Englanti

Esimerkkikäännös: kirjan 10 ensimmäistä sivua

SISÄLTÖKATSAUS

Kirkkaana tähti-iltana voit vilustua. Esivanhempamme ajattelivat ehkä, että kuu ja tähdet imevät Maasta lämpöä aiheuttaen ihmisissä sairauksia. Havainto oli ymmärrettävä, mutta teoria ontui. Tänään tähtitieteilijät kertovat, että useimmat kirkkaat tähdet ovat aurinkoa huomattavasti kuumemmat. Kun niistä suurimmat tuhoutuvat valtavissa supernovissa ne levittävät linnunrataamme atomiluoteja, kosmisina säteinä tunnettuja varautuneita hiukkasia. Tämän seurauksena räjähtävät tähdet voivat todella viilentää maapalloamme, lisäämällä pilvisyyttä.
Tämä havainto tuntui aluksi mielipuoliselta. Kuka olisi uskonut, että taivastamme koristavat tavalliset pilvet noudattavat käskyä, joka on peräisin kaukana avaruudessa olevista räjähtäneistä tähdistä, tai että ilmasto tottelee Linnunradasta lähteneitä ja päällemme satavia atomihiukkasparvia. Kuitenkin nyt tehdyt kokeet paljastivat miten temppu tehdään ja näin muuttavat niitä käsityksiä, joita tiedemiehet olivat tietävinään säästä, ilmastosta ja elämän pitkästä historiasta Maan päällä.
Voidakseen paljastaa joitain luonnon parhaista salaisuuksista, tämä kirja tutustuttaa mitä epätodennäköisimpiin paikkoihin; Atlantin merenpohjasta Kiinan fossiilipitoisin rinteisiin ja myrskyisestä Auringosta Linnunradan kierteissumun varsiin. Avaruuden ja ajan syvänteistä putkahtaa yhteyksiä ja yllätyksiä. Koska kirjan laaja aihepiiri saattaa ihmetyttää joitain lukijoita, tarjoamme tämän lyhyen katsauksen jo näin alussa. Voit hypätä sen ylikin.

¤

Ilmasto on alati muuttuva. Ensimmäiset viitteet kosmisen säteilyn osuudesta siihen löytyvät ensimmäisestä luvusta, lämpimien ja kylmien vaiheiden vaihteluista muutaman viimeisen tuhannen vuoden aikana. Viimeisin tapahtui 300 vuotta, kun silloin vallinnut Pieni Jääkausi väistyi nykyisen lämpimän vaiheen tieltä.
Pieni Jääkausi liittyi Auringon poikkeavaan tilaan, joka tunnetaan Maunder Minimin nimellä. Tuolloin auringonpilkut olivat hyvin vähissä viitaten heikkoon magneettiseen aktiivisuuteen. Tätä osoitti myös radiohiiliatomien ja muiden pitkä-ikäisten atomien jyrkkä lisääntyminen seurauksena kosmisen säteily aiheuttamista ydinreaktioista ilmakehässä.
Yleensä meitä suojaa enimmältä kosmiselta säteilyltä Auringon voimakas magneettikenttä, mutta sen heikentyessä Maahan tulevan säteilyn määrä lisääntyy.
Pienen Jääkauden kaltaisia kylmiä jaksoja on 11500 vuotta sitten päättyneen viimeisimmän jääkauden jälkeen ollut yhdeksän kertaa ja joka kerta korkean radiohiilipitoisuuden ja muiden atomien saattelemana. Sekä historioitsijoilla että arkeologeilla on todisteet kylmyyteen liittyvistä kurjista oloista. Siirryttäessä ajassa taaksepäin aiempiin jääkausiin saksalainen tutkija havaitsi, että hyvin kylmiin aikoihin liittyi runsaasti jäävuoriarmadoista valtamerien pohjalle pudonneita kiviä. Nämäkin tapahtumat ajoittuvat auringon heikkoon aktiivisuuteen.
Niiden tiedemiesten keskuudessa, jotka myöntävät auringon vaikuttavan merkittävällä tavalla ilmastoon, mielipiteet kuitenkin vaihtelevat itse mekanismin suhteen. Jotkut selittävät lämpimien ja kylmien aikojen liittyvän auringon kirkkauden vaihteluun. Heille kosmisella säteilyllä ei ole vaikutusta säähän ollen vain merkki siitä onko Aurinko enemmän tai vähemmän magneettisesti aktiivinen ja sen takia kirkkaampi tai himmeämpi. Toisaalta tanskalaiset tutkijat Henrik Svensmarkin johdolla ajattelevat, että suora ilmastovaikutus on tärkeämpi, koska kosmiset säteet vaikuttavat maapallon pilvisyyteen.
Ensimmäisen luvun lopussa käsitellään niitä tärkeimpiä todisteita Svensmarkin teoriaa vastaan, jotka eräs sveitsiläinen tutkija oli koonnut. Noin 40.000 vuotta sitten Maan magneettikenttä oli hyvin heikko. Geofyysikot käyttävät tästä vaiheesta Laschamp-nimeä. Sen aikana ilmakehään tunkeutui tavallista suurempi määrä kosmisia hiukkasia, joista jäi selkeät atomijäljet. Eikö kosmiseen säteilyyn ja pilvisyyteen liittyvän teorian mukaan seurauksena olisi pitänyt olla melkoinen jäähtyminen? Näin ei kuitenkaan ollut.
Kumotakseen tämän hyvin perustellun argumentin, Svensmark syventyi uudestaan kosmisen säteilyn seikkailuihin, kuten Luvussa 2 kerrotaan. Te ette huomaa sitä, mutta noin kaksi kertaa sekunnissa päänne läpi viuhahtaa kosminen hiukkanen kadoten maahan jalkojenne alle. Kun kiipeätte vuorelle tai lennätte lentokoneessa määrä on paljon suurempi.
Sen jälkeen, kun itävaltalainen tutkija löysi kosmiset hiukkaset lähes sata vuotta sitten, niillä oli vain uutuuden hohtoa. Tutkijat innostuivat, mutta ehkä Universumin tai edes Maan kansantalouden kannalta ne osoittautuivat vähemmän tärkeiksi. Vasta aivan äsken tähtitieteilijät ovat oivaltaneet, miten tärkeän osan ne muodostavat siinä noidankeitoksessa, josta tähdet, planeetat ja elämän edellyttämät kemikaalit ovat muodostuneet. Tavallaan on kummallista, että asiantuntijat ovat olleet niin hitaita arvostamaan meidän elämää säätelevää kosmista säteilyä, jonka räjähtävien tähtien kuorot ovat synnyttäneet.
Ennen kun kosmiset säteet saavuttavat meidät, niiden on läpäistävä kolme suojaavaa kilpeä – Auringon ja Maan magneettikentät sekä ilma meidän ympärillämme. Maapallon antelias ilmakehä on yksi syy, miksi tämä planeetta on soveliaampi elämälle kuin Marsin pinta, jossa kosmiset säteet ovat satakertaiset. Maassa varautuneista hiukkasista vain kaikkein suurenergisimmät kulkeutuvat aina merenpinnan tasoon saakka. Ne tunnetaan nimellä myonit, eli raskaat elektronit, joita syntyy kun saapuvat kosmiset säteet osuvat ilmakehään.
Svensmarkin teoriassa myonit edesauttavat alhaalla ilmakehässä olevien pilvien muodostumista näin viilentäen maapalloa. Vastatakseen Laschamp-tapahtuman tuomaan haasteeseen, hän selvitti myonien alkuperää käyttäen saksalaista tietokoneohjelmaa, joka laskee kaikki atomitason tapahtumat kosmisten hiukkasten törmätessä ilman molekyyleihin. Hän havaitsi, että lähes kaikki ilmakehän alimpaan 2000 metriin saapuvat myonit ovat niiden energeettisimpien hiukkasten aikaansaannoksia, joihin Maan magneettikentän muutokset eivät vaikuta. Näin ollen ei ole mitään syytä olettaa Laschamp-vaiheen aikana myonien lisääntyneen tai tapahtuneen kylmenemistä.

¤

Onko niin, että pilvet ovat vain ilmastonmuutokseen liittyvien muiden syiden passiivisia ilmentymiä kuten 2000-luvun alun ilmastotutkimuksen valtavirta on esittänyt. Vai onko niillä päärooli? Se on kolmannen luvun teema. Kööpenhaminassa tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet ne pilvityypit, jotka ovat ilmastonmuutoksen kannalta tärkeimmät ja joihin kosmiset säteet vaikuttavat eniten. Ne ovat matalalla olevia suuria osia maapallon pinnasta peittäviä pilviä jotka parhaiten näkyvät lennettäessä valtamerien yli tuhansien kilometrien matkalla kirkkaana yksitoikkoisena maisemana.
Toisin kuin korkeammalla olevat pilvet, joilla voi olla lämmittävä vaikutus, alle 3000 metrin korkeudessa olevat pilvet pitävät planeettaa viileänä. Silloin kun tunkeutuvien kosmisten hiukkasten määrä on vähäisempi, alapilvet vähenevät ja Maa lämpenee. 1900-luvulla Auringon magneettisuoja voimistui yli kaksinkertaiseksi ja näin vähensi kosmista säteilyä ja pilviä tarpeeksi selittääkseen suuren osan siitä maapallon lämpenemisestä, josta ilmastotutkijat ovat ilmoittaneet.
Mutta onko ilmastonmuutos todella pilvien hallinnassa? Vahva todiste tämän puolesta löytyy maapallomme eteläisimmästä osasta. Asiantuntijat olivat ihmeissään kasautuvien todisteiden osoittaessa, että Etelämanner kulkee omaa tietään. Kun muu maailma lämpenee Etelämantereella havaitaan kylmenemistä ja päin vastoin. Luotiin monimutkaisia teorioita joilla tämä villi käyttäytyminen pyrittiin selittämään. Jos kuitenkin pilvillä on merkittävä rooli, niin tämä Etelämantereen ilmastoanomalia on selitettävissä. Etelämanner on ainoa laaja alue, missä pilvet voivat lämmittää lumista pintaa, kun ne muualla viilentävät Maan pintaa.
Pilvien säätelemän ilmastonmuutoksen varmistuminen lienee maapallon väestölle hyvä uutinen. Se asettaa auringon merkittäväksi ilmastoa sääteleväksi tekijäksi vaikuttamalla kosmiseen säteilyyn ja selittämällä merkittävän osan 1900-luvun havaitusta lämpenemisestä. Jos näin on, niin hiilidioksidin merkitys jäänee hyvin vähäiseksi ja lämpeneminen on todennäköisesti huomattavasti vähäisempää kuin 2000-luvulle ennustetut 3-4 astetta.

¤

Siitä kun Svensmark kollegoineen Kööpenhaminassa 10 vuotta sitten ensimmäisen kerran osoittivat kosmisen säteilyn, pilvimuodostuksen ja ilmaston välisen kytkennän, heidän saavutustaan joko ei huomioitu tai kritisoitiin. Heidän ideansa saattaisi heikentää vallalla olevaa muodikasta hypoteesia ilmastonmuutoksesta, joten vastustus on ollut ajoittain ankaraa. Tutkimusrahoituksen saaminen vaikeutui. Torjuakseen kritiikin ja saadakseen keksinnölleen sen ansaitsemaa huomiota, tanskalaisen tutkimusryhmän tuli selvittää tarkalleen miten kosmiset säteet vaikuttavat pilvimuodostukseen. Vastaus selviää Luvussa 4.
On outoa todeta, että sää- ja ilmastoasiantuntijat eivät ole koskaan oikeasti tienneet mistä pilvet tulevat. Perusoppikirjojen mukaan kostean ilman jäähtyessä riittävästi vesihöyry voi tiivistyä pilviksi. Ensiksi tarvitaan kuitenkin ilmassa leijuvia hippusia, (engl. specs) joiden ympärille kosteus voi tiivistyä vesipisaroiksi. Tärkeimmät hippuset ovat itsekin pieniä pisaroita – rikkihappo- ja vesimolekyyleistä muodostuneita. Miten nämä kondensaatiokeskukset “hippuset” syntyivät oli mysteeri. Tutkimuslennolla vuonna 1996 Tyynen Valtameren päällä havaittiin kondensaatiokeskusten hyvin nopeata muodostusta, mikä oli ristiriidassa säämiesten vallitsevien teorioiden kanssa.
Vastaus saatiin vuonna 2005 Tanskan Kansallisen Avaruuskeskuksen kellarissa olevasta suuresta ilmatäytteisestä laatikosta, SKY-nimellä kulkevasta kokeesta. Laboratorion katon läpi tunkeutuvat kosmiset säteet vapauttivat elektroneja laatikon sisällä olevasta ilmasta. Siitä seurasi molekyylien kasaantuminen mikrohiukkasiksi, jotka vuorostaan yhtyivät pilvien muodostuksen edellyttämiksi isommiksi tiivistyskeskuksiksi. Elektronien nopeus ja tapatumien tehokkuus yllätti kokeentekijät.
Kosmisten säteiden mahdollisista muista ilmakehävaikutuksista ryhdyttiin vuonna 2006 tutkimaan muillakin laboratoriokokeilla. Monikansallinen tutkijaryhmä aloitti Euroopan hiukkastutkimuslaboratoriossa, CERNissä valmistautumisen CLOUD-kokeeseen, josta tulisi SKY-koetta monipuolisempi simuloiden kosmista säteilyä kiihdytettyjen hiukkasten avulla. Ensimmäinen koeajo suoritettiin SKY-tapaisessa laatikossa, tosin uusilla mittalaitteilla varustettuna.

¤

Kööpenhaminassa tehdyt kokeet viimeistelivät selitysketjun, miten räjähtävistä tähdistä peräisin oleva kosminen säteily taisteltuaan tiensä Maan alempaan ilmakehään vaikuttaa pilvisyyteen ja ilmastoon. Nyt tiedemiehet voivat paljon luottavaisemmin hakea jälkiä kosmisen säteilyn vaihteluista aina maailmamme alkuajoilta lähtien. Kuten 5. Luvussa selitetään, kosmisen säteilyn määrään vaikuttaa ei vain Auringon tila vaan myös sijaintimme Linnunradassa.
Yhdessä Maan kanssa Aurinko risteilee tähtien joukossa, seuraten omaa rataansa Linnunradan keskipisteen ympäri. Joskus löytyy pimeä alue, missä kuumat räjähtävät tähdet ovat harvassa. Silloin kosminen säteily on harvaa ja Maassa ilmasto on lämmin. Geologit käyttävät tästä nimitystä kuumatalo (hothouse). Muina aikoina, kun tähtivalo ja kosminen säteily on runsasta, maapallo siirtyy kylmätalo vaiheeseen, jossa vuoristo- ja mannerjäätiköt muodostavat osan maisemasta.
Israelilainen tutkija omaksui tanskalaisten ajatukset kosmisesta säteilystä ja ilmastosta voidakseen selittää suuret ilmastovaihtelut ajoittaisilla vierailuilla Linnunradan kirkkaissa kierteisvarsissa. Niiden 500 miljoonan vuoden aikana, jolloin Maan pinnalla on ollut elämää, olosuhteet ovat vaihtuneet kylmän ja kuuman välillä neljä kertaa. Kosmisen säteilyteorian mukaan Mesotsooisella kaudella dinosaurusten valta-aikana maapallolla vallitsi kylmätalovaihe, koska aurinkokuntamme kulki kierteisvarressa . Useimmat geologit ja fossiilien metsästäjät kuvittelivat kauden olleen yleisesti ottaen lämmin, mutta nyt on saatu Australiasta todisteita jääpeitteisestä maasta. Kylmän vaiheen aikana voimakkaan kosmisen säteilyn vallitessa pienet dinosaurukset kasvattivat sulkia pysyäkseen lämpiminä. Kuten kiinalaiset fossiilimetsästäjät ovat varmistaneet, osasta kehittyi lintuja.
Matkakansa aikana, Aurinko nousee ja sukeltaa kuin leikkivä delfiini ylös ja alas levymäisen galaksimme läpi kohdaten voimakkaasti vaihtelevaa kosmista säteilyä. Tämä liike synnyttää ilmastovaihtelua noin neljä kertaa useammin kuin aiheutuisi pelkästään kierteisvarsien läpi kulkeminen. Osoituksena siitä, että kosminen säteilyteoria todella toimii, on tähtitieteilijät voivat ilmastonvaihteluista saatujen tulosten avulla tarkentaa tietojaan Linnunradasta.

¤

Miljardien vuosien aikaan galaksimme itsekin on muuttunut ja joskus olosuhteet taivaalla ovat provosoineet niin kylmiä olosuhteita, että runsaita jäätiköitä ja jäävuoria on esiintynyt jopa tropiikissa. Luku 6 alkaa tällaisesta hämmästyttävästä tilanteesta, josta geologit käyttävät nimeä lumipallomaa. Tapahtumat ajoittuvat noin 2.300 ja 700 miljoonaa vuotta sitten.
Nämä lumipallotapahtumat liittyvät linnunradassamme hurjiin tähtisyntymiin ja tähtikuolemiin, jotka käynnistyivät kosketuksesta toiseen galaksiin. Tavallista huomattavasti runsaampi kosminen säteily ja pilvien muodostus johti synkkään maailmaan ja sen jäätymiseen. Kiireinen sopeutuminen johti hyvin suuriin evoluutiomuutoksiin. Viimeinen lumipallovaihe johti eläinkunnan syntymiseen.
Toisaalta Maa oli syntymänsä alkuaikoina oletettua lämpimämpi vaikka nuori Aurinko oli nykyistä himmeämpi. Tuolloin Aurinko oli tehokkaampi torjumaan kosmista säteilyä ja sen ansiosta olosuhteet olivat sopivampia varhaisimmille elämänmuodoille, kuten on voitu todeta Grönlannissa noin 3.800 miljoonan vuoden ikäisistä kivistä. Siitä lähtien elämä on selviytynyt alati vaihtelevasta ilmastosta. Uusin katsaus elämänhistoriaan kertoo voimallisen kosmisen säteilyn osuudesta elämän vähyyden ja runsauden valtavassa heilahtelussa.

¤

Viimeisen kolmen miljoonan vuoden aikana kuumien räjähtävien tähtien kasaumat ovat piirittäneet Aurinkoa ja Maata ja voimistaneet kosmista säteilyä lähellä olevien toistuvien supernovien muodossa. Luvussa 7 haetaan mahdollisia liittymäkohtia tähtimullistusten ja Afrikan kuivumisen välillä, mikä johti ensimmäisiin kivityökaluihin ja ihmisen ensiesiintymiseen. Ainakin yhden supernovaräjähdyksen tiedetään olleen riittävän lähellä levittääkseen planeetallemme eksoottisia alkuaineita, joita nyt löytyy merenpohjan kerrostumista.
Oletettavasti useampi tähti on räjähtänyt meidän kosmisessa naapurustossa aiheuttaen vastaavasti maapallomme jäähtymisiä. Näiden tapahtumien ajoittaminen ja syy-yhteyksien varmistaminen on uusimpien kiertoradalla olevien gammadetektoreiden vaativa tehtävä. Ajatus ihmisen olemassaolon liittymisestä tällaisiin supernovaräjähdyksiin kannustaa tähtitieteilijöitä panostamaan etsintäänsä. Tämä selvitys ilmentää eri tiedehaarojen hämmästyttäviä kytköksiä, joihin teoria kosmisista säteistä, pilvistä ja ilmastosta on johtanut.

¤

Kosmoklimatologia, niin kuin me sitä kutsumme, on uusin tieteen aluevaltaus, joka avaa tutkijoille monia haasteita. Luvussa 8 mainitaan niistä joitakin, jotka sijoittuvat aivan tieteen terävimpään kärkeen. Galaksiamme koskeva puutteellinen tieto ja pitkä historia maapallon elämästä ja ilmaston vaihteluista kaipaa parannusta. Myös uusi tietoisuus meidän erikoisesta suhteesta Aurinkoon ja sen magneettikilpeen voi helpottaa rajaamaan tutkittavia kohteita etsittäessä vierasta elämää avaruudesta.
Sillä välin Aurinko jatkaa kosmisten säteilyn määrän sääntelyä, mutta kukaan ei tiedä seuraavaa askelta. Ihmisen toiminnan todellista vaikutusta on arvioitava uudestaan. Tämän takia suurisuuntaisiin ilmastoennusteisiin ei ole uskomista, mutta kosmoklimatologia voi antaa käytännön ohjeita ihmisille, joita ilmastonmuutos on ajanut ahtaalle.


Responses

  1. Oliko Laschamp-vaiheessa siis Maan vai Auringon magneettikenttä heikko? (Kaiketi Maan, pikainen googletus vihjasi napojen kääntymisestä.) Onko alkuperäistekstissä tai käännöksessä virhe?

  2. Kiitos tarkkaavaisuudesta. Virhe on minun. Laschamp eventti oli todella maan magneettikentän vaihtelua. Muilta osin toivon tekstin olevan OK.

    Käännösvirheeni olen jo korjannut. Vielä kerran KIITOS!


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: