Skip to header Skip to main navigation Hyppää pääsisältöön Skip to footer

Main navigation

  • Etusivu
  • Aihealueet
    • Avaruus
    • Tiede
    • Tekniikka
    • Luonto ja ympäristö
    • Terveys ja lääketiede
    • Ihmiset
    • Taide
    • Paikkoja
    • Arvioita
  • Videot ja podcastit
  • Uusimmat jutut listana
  • Jutturuletti
  • Tiedekiinnostavuuskartta
Tiedetuubi

Jääkauden lopulla sattui jättimäisiä metaanipurkauksia - voivat ehkä alkaa uudelleenkin

Kuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS
Kuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS
Jarmo Korteniemi

Barentsinmeren pohjasta purkautui viime jääkauden lopulla suuria määriä metaania. Samoin voi käydä vielä uudestaankin, mikäli Grönlannin tai Antarktiksen jäätiköt alkavat sulaa vauhdilla. Tuore tutkimus antaa vihiä tapahtumien määristä ja laajuudesta.

Barentsinmeren pohjalta löytyy satamäärin suuria "kraattereita". Ne ovat läpimitaltaan 300-1000 metriä ja syvyydeltään jopa 30 metriä. Näitä laakeita monttuja on löydetty Huippuvuorten Karhusaaren eteläpuolella, hieman yli 300 metrin syvyydestä.

Jättimäiset kuopat löydettiin jo 1990-luvun alussa. Vasta nyt tutkijat ovat viimein onnistuneet selvittämään kunnolla olosuhteet, jossa ne saivat alkunsa.

Ne syntyivät viimeisen jääkauden loppuvaiheessa jättimäisten kaasupurkausten yhteydessä. Asiaa valaiseva tutkimus julkaistiin kesäkuun alussa tiedelehti Sciencessä.

Alueen kalliosta pulppuaa luonnostaan koko ajan metaania, jossa on pieni määrä (n. 3 %) muita orgaanisia kaasuja. Kaasut ovat peräisin tiukkaan puristuneista orgaanisista sedimenttikerroksista syvältä merenpohjan alta.

Normaalisti (esimerkiksi nykyisin) kaasut pulppuavat hitaasti eivätkä päädy ilmakehään. Merenpohjan sedimenttien mikrobit käyttävät niitä ravintonaan ja muuttavat valtaosan muiksi aineiksi. Meriveteen asti päässyt osa taas ehtii liueta hyvissä ajoin ennen ilmaan pääsyä.

Jääkauden aikaan tilanne oli kuitenkin toinen.

Jääkauden kylmimmässä vaiheessa mannerjäätikkö yhdisti Huippuvuoret Euraasian mantereeseen. Nykyisen Barentsinmeren kohdalla lepäsi tuolloin kaksi kilometriä paksu jäätikkö, vakaasti merenpohjalla maaten. Kylmyys jäädytti kaasut paikoilleen kiven sisään. Niitä kertyi muutaman sadan metrin syvyyteen merenpohjan alle tuhansien tai kymmenien tuhansien vuosien ajan.

Kun jäätikkö alkoi viimein oheta ja vetäytyä, olosuhteet hellittivät. Kaasut pääsivät uudelleen hitaasti liikkeelle. Ne nousivat maan alla hieman ylemmäs ja jäätyivät pian uudelleen. Sama toistui useita kertoja. Lopulta kaasut kertyivät merenpohjan tuntumaan, mutta yhä kallion sisään, ja alkoivat muodostaa pingoja. Ne ovat jääsydämisiä kohoumia, joskin näiden tapauksessa ydin oli metaaniklatraattia (jäätä, jonka hilarakenteeseen on jäänyt jumiin paljon metaania).

Pingot kasvoivat kasvamistaan, kun niihin pumppautui altapäin aina vain enemmän metaania. Myös pingojen klatraatti alkoi sulaa, vapauttaen lisää metaania. Tämä nosti painetta entisestään, kunnes kiven sietokyky ylittyi. Pingon pinta repesi ja metaani purkautui yhdessä rysäyksessä. Kaasuuntuva metaani siis räjäytti itsensä vapaaksi meriveteen asti, kallion läpi.

Kaasua vapautui kerralla valtavat määrät. Osa siitä pystyi liukenemaan meriveteen, mutta luultavasti ei kaikki. Voi olla, että valtaosa päätyi ilmakehään.

Barentsinmeren "kraatterit" on ajoitettu muutaman tuhannen vuoden tarkkuudella. Ne syntyivät mannerjäätikön vetäydyttyä alueelta 15 000 v sitten. Joissain niistä näkyy kuitenkin uurteita, jotka ovat syntyneet suurten pohjaa raastaneiden jäävuorten toimesta. Riittävän isoja jäävuoria alueella liikkui viimeksi jääkauden lopulla, noin 12 000 v sitten. Pingot siis syntyivät tuossa välillä.

Millaisista määristä puhutaan?

Laskeskellaanpa hieman kuinka mittavasta asiasta nyt puhutaan.

Suurimmista yksittäisistä Barentsinmeren "kraattereista" on poistunut runsaat 10 miljoonaa kuutiometriä metaaniklatraattia. Näin siis, mikäli "kraatterin" tilavuus todella vastaa sieltä poistunutta ainemäärää. Koska pingo on saattanut olla voimakkaastikin koholla ennen purkausta, todellinen määrä saattoi olla paljon tätä arviota suurempikin.

Sadan neliökilometrin alueelta metaaniklatraattia purkautui arviolta 25–250 miljoonaa kuutiometriä. Vapautuneen metaanikaasun määrä lieni noin 3–30 miljardia kiloa. 10x10 kilometrin alueelta vapautui siis määrä, joka vastaa 0,8–8,5 prosenttia koko ihmiskunnan vuotuisista (2012) metaanipäästöistä.

Mannerjään vaikutusalue ulottui kuitenkin paljon Barentsinmeren tutkimusaluetta laajemmalle, ympäri Arktista. Tutkijoiden mukaan metaanivarantoja on ehkä jopa 33 miljoonan neliökilometrin, eli tuplasti Venäjän laajuisella alueella. Koska jää kuitenkin vetäytyi eri alueilta eri aikoihin, eikä metaanin pulppuaminen ole joka paikassa yhtä voimakasta, eivät metaanipurkaukset kuitenkaan tapahtuneet kaikkialla yht'aikaa tai samalla intensiteetillä.

Jääkauden viimeisten tuhansien vuosien aikana tapahtuneet "röyhtäykset" olivat kuitenkin hyvin mittavia.

Prosessin todisteena merenpohjaa koristamaan jäi "kraattereita". Niitä on löydetty Barentsin-, Norjan- ja Pohjanmeren alueilta, mutta esiintymisaluetta ei ole kartoitettu.

Ylläolevalle kartalle on merkitty myös Pohjois-Venäjällä muutaman viime vuoden aikana sattuneet ja maailmaa hätkähdyttäneet kaasupurkaukset. Ne olivat kuitenkin varsin mitättömiä pihauksia jääkauden lopun tapahtumiin verrattuna – lisää näistä kuopista aiemmista jutuistamme.

Karu tulevaisuudenkuva – vai ehkä ei?

Malli on hyvin vakuuttava. Se myös kertoo karun ennusteen ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista. Moisia voi olla odotettavissa kymmenien, satojen tai ehkä vasta tuhannenkin vuoden sisällä – geologisesti ajatellen kuitenkin silmänräpäyksessä.

Jos nykyiset mannerjäätiköt alkavat sulaa vauhdilla, myös niiden alle jäätyneet metaanivarastot vapautuvat. Moisia löytyy ainakin Grönlannin ja Länsi-Antarktiksen alta. Länsi-Antarktiksen jäätikkö on lisäksi kymmeniä miljoonia vuosia vanha, eli paljon vanhempi kuin jääkauden aikainen kollegansa Pohjois-Euroopassa. Sen alle on siis ehtinyt kerääntyä merkittävästi suuremmat metaanivarastot kuin Barentsinmereltä voi arvioida vapautuneen.

Metaani on kasvihuonekaasuna 20–30 kertaa tehokkaampi kuin hiilidioksidi. Etelämantereen metaanivarantojen suuruutta ei tunneta, mutta niiden mahdolliset ilmastovaikutukset saattaisivat hyvinkin vastata kaikkia niitä kasvihuonekaasupäästöjä, mitä koko ihmiskunta on ehtinyt ilmaan tuprutella jo kymmenien vuosien aikana. Moisen lisämetaanimäärän pääsy ilmakehään olisi katastrofaalista. Ainakin jos vapautuminen sattuisi kerralla.

Tilanne ei kuitenkaan ole aivan noin pelottava, kahdesta syystä.

Ensinnäkään nykyjäätiköt eivät voi sulaa kokonaan pois kovinkaan vauhdikkaasti: nopeimmillaankin se veisi satoja tai tuhansia vuosia. Kuitenkin jo pelkkä reuna-alueiden merkittävä vetäytyminen saattaa vapauttaa metaanista osan.

(Sivuhuomautus: Jättiläismäisimpienkään jäävuorten lohkeaminen Antarktiksen jäähyllyjen reunoilta ei vaikuta suoraan metaanin vapautumiseen. Jäähyllyt ovat nimittäin "vain" satoja metrejä paksuja ja kelluvat meressä, eivätkä paina tai juuri viilennä merenpohjaa. Ne vaikuttavat mannerjään tilanteeseen välillisesti: Jäähyllyn massan huvetessa mantereelta merelle tuleva jäävirta kohtaa vähemmän vastustusta ja virtaa siksi nopeammin. Näin mannerjäänkin massa pienenee.)

Toiseksi ilmakehän luonnollinen metaanipitoisuus ei näytä vaihdelleen kovinkaan paljoa. Sen osuus on viimeisen 800 000 vuoden aikana heilahdellut noin 0,3–0,7 miljoonasosan tienoilla, vaikka monia jääkausia metaanipurkauksineen on ehtinyt tulla ja mennä. Metaani siis joko sittenkin onnistuu purkausten yhteydessä liukenemaan veteen, tai sitten se on siirtynyt ilmakehästä muualle, yllättävän nopeasti.

Nykyisin tilanne on kuitenkin hieman erilainen, kiitos ihmisen toiminnan. Metaanipitoisuus on kivunnut jo 1,7 miljoonasosaan ilmakehän kaasutilavuudesta, eli 2,5–5 -kertaiseksi "normaaliin" jääkauden jälkeiseen tilanteeseen verrattuna. Arktiksen pohjoisosissa on lisäksi jo nyt meneillään ikiroudan sulamisen kausi, mistä todisteena ovat vaikkapa Jamalin niemimaan tuoreet räjähdyskuopat. Ne tuovat lisää ei-oikein-enää-tervetulleita metaanipäästöjä.

Jäätiköiden alta paljastuvilta seuduilta tulevat metaaniröyhtäykset tekisivät tähän vielä oman lisänsä. Pienen vai suuren – se riippuu ihan siitä mihin määrää vertaa, ja millä aikajänteellä ne tapahtuvat.

Tutkimuksesta kertoi Suomessa ensimmäisenä Tekniikan Maailma.

Ensimmäisen väliotsikon alla olevat laskelmat ovat kirjoittajan tekemiä. Kirjoittaja on jäätiköitäkin jonkin verran tutkinut planetologi.

Päivitys 5.6. klo 19.45: Korjattu kirjoitusvirheitä.

Lähteet: Andreassen ym. (2017), Solheim & Elverhøi (1993), Lammers ym. (1995), World bank

Otsikkokuva: Andreassen et al. (2017) Science/AAAS

Video: Akatemiaprofessori Matti Lassas on salapoliisi ja pohtii näkymättömyysviittaa

Video: Akatemiaprofessori Matti Lassas on salapoliisi ja pohtii näkymättömyysviittaa
Jari Mäkinen
04.06.2017

Heti juttutuokiomme aluksi akatemiaprofessori Matti Lassas haluaa repiä rahaa, mutta tyytyy tavalliseen sanomalehtipaperiin.

Syynä repimisintoon on hänen tämänhetkinen tutkimushankkeensa, missä tutkitaan matematiikan avulla paperia ja pystytään paljastamaan väärät setelit juuri paperin avulla.

"Tutkimme valkoista kohinaa, tai tarkemmin sanottuna satunnaiskentän parametrien estimointia datan avulla", selittää Lassas ja jatkaa selitystä näyttämällä konkreettisesti, mistä on kyse. Hän valaisee paperia edessään laserosoittimella, jolloin valopisteen ympärillä oleva paperi hohtaa sumumaisena pilvenä.

"Tämä sumuuntunut piste on paperin sormenjälki, koska kun jokainen kohinan pikseli muutetaan matemaattiseksi funktioksi ja ne mallinnetaan, on tuloksena jokaiselle paperilaadulle ominainen malli. Paperia voi tutkia myös kohtalaisen tarkasti yksinkertaisesti sitä repimällä, sillä se, miten paperi repeää, kertoo siitä, sen koostumuksesta ja tekotavasta paljon.”

Tämän osoittamiseen Lassas ottaa sanomalehden, ja repii sen sivun hitaasti kahtia.

"Sanomalehtipaperin syyt ovat vain yhteen suuntaan, eli se on hyvin suunnistunutta siksi, että paperi on mennyt paperikoneen läpi ja paperi on varsin erilaista paperikoneen suunnassa ja poikkisuunnassa."

Setelipaperi on hienompaa, eikä siinä ole sanomalehtipaperiin verrattavia syitä. Sen sijaan laservalon avulla valaistaessa siitäkin paljastuu sen oma rakenne. "Siinä näkyy pieniä laikkuja ja myös pienet syyt. Kun niitä analysoidaan matemaattisesti, voidaan päätellä, mistä paperi on peräisin. Paperi, mille setelit painetaan, on erilaista eri maissa ja jopa eri paperikoneissa."

Kyseessä on yksinkertainen ainetta tuhoamaton tutkimus, eli tässä tapauksessa paperia voidaan tutkia hyvinkin tarkasti ilman, että paperia täytyy rikkoa.

"Kiinnostavaa kyllä, muun muassa pörssikurssit noudattavat samanlaisia lakeja kuin paperin kuitujen vaihtelut vaaka- ja pystysuunnassa. Voimme laskea pörssikurssien volatiliteettia samaan tapaan kuin päätellä paperin alkuperää. Tämä matematiikan universaalisuus on kiehtovaa!"

Tieteiskirjallisuudesta salapoliisimatematiikan pariin

Lassas kertoo aloittaneensa matematiikan opintonsa puhtaan, teoreettisen matematiikan parissa, sillä häntä kiinnostivat ennen kaikkea lukujen ominaisuudet.

"Ajattelin, että mitä vähemmän tekemistä sovellusten kanssa, sitä parempi. Mutta kun törmäsin matematiikan erilaisiin sovelluksiin ja huomasin, että kaikkialla ympärilläni oli hyvin samankaltaista matematiikkaa, niin siirryin askel askeleelta lähemmäksi sovelluksia."

Aivan alussa oli kuitenkin tieteiskirjallisuus, mikä houkutti epäsuorasti Lassaksen matematiikan pariin. Koska scifi-kirjoissa oli paljon fysiikkaa, hän halusi opiskella sitä tarkemmin. Fysiikassa ei kuitenkaan päässyt eteenpäin ilman matematiikkaa, joten tuleva akatemiaprofessori meni kesämökkipaikkakuntansa kunnankirjastoon ja luki sen matematiikan osaston läpi.

"Päätin, että haluan opiskella tätä yliopistossa. Vaikka innostukseni heräsi fysiikan soveltavan matematiikan kautta, imaisi puhdas matematiikka minut siinä määrin mukaansa, että halusin opiskella juuri sitä."

Varsin pian painopiste alkoi kuitenkin siirtyä jälleen sovellusten pariin. Erityisesti Lassas on kiinnostunut niin sanotuista inversio-ongelmista, käänteisongelmista, jotka ovat takana lähes kaikissa hänen tutkimissaan ongelmissa.

"Käänteinen ongelma on sitten nimensä mukaisesti päinvastainen. Se tarkoittaa sitä, että meillä on lopputulos, ja koetamme ymmärtää, miten se on saatu aikaan."

Hyvä esimerkki on maapallon painovoimakenttä. Jos tuntisimme täsmälleen planeettamme rakenteen, olisi mahdollista laskea painovoimalakien avulla, kuinka voimakkaasti Maa vetää meitä puoleensa kussakin paikassa pinnalla. Vetovoimassa on pieniä paikallisia vaihteluita sen mukaan, millainen on maapallon rakenne alapuolella, pinnan alla – erot ovat hyvin pieniä, mutta selvästi mitattavissa.

"Emme kuitenkaan tiedä täsmälleen maapallon rakennetta, mutta voimme mitata ja kartoittaa hyvinkin tarkasti, mikä on vetovoima missäkin kohdassa maapallon pinnalla. Ja näiden havaintojen perustella voimme laskea, millainen maapallon rakenne tuottaisi meille havaitut arvot. Tähän liittyy viime aikoina tehty maanjäristysaaltojen kulkuaikojen analyysi. Tämän avulla voitu päätellä huiman tarkasti Maan ja erityisesti Maan pintakerroksen kolmiulotteinen rakenne."

Nykyaikainen lääketieteellinen kuvantaminen on pitkälti samanlaista. Tietokonetomografiassa otetaan ihmisestä eri puolilta röntgenkuvia ja niiden avulla lasketaan, millainen on ihmisen kolmiulotteinen sisärakenne.

"Olemme tehneet yhteistyötä muun muassa hammaslääkärien kanssa ja onnistuneet kehittämään laskentamalleja, joiden ansiosta suun ja suun alueen hermojen rakenteen yksityiskohdat näkyvät aiempaa paremmin. Näin kuvannus voidaan tehdä vähemmillä röntgenkuvilla ja siten potilaan saama säteilyannos pienenee olennaisesti."

Toinen konkreettinen esimerkki inversio-ongelmamatematiikasta arkikäytössä on ilmakehätutkimus. Eri menetelmin voidaan havaita esimerkiksi ilmassa olevan hiilidioksidin määrä ja jakautuma, ja matematiikan avulla pystytään paljastamaan hiilidioksidin lähteet ja nielut: missä hiilidioksidia syntyy ja missä sitä absorboituu pois.

Lisää esimerkkejä tutkimusaloista, joissa saadaan tietoa epäsuorasti tai havainnot ovat epätäydellisiä, on vaikka kuinka. Lassaksen tutkimusryhmä on muun muassa auttanut malminetsijöitä, vesivarojen kartoittajia ja kosmologeja työssään.

"Taustasäteilyn tutkimus on todella kiinnostavaa ja minulle se on vähän paluuta tieteiskirjallisuuden pariin. Voimme nimittäin saada taivaan taustasäteilyssä olevista pienistä vaihteluista tietoa siitä, millaisia rakenteita oli varhaisessa maailmankaikkeudessa. Vielä jokin aika sitten kosmologien mukaan syntymässä olleessa maailmankaikkeudessa olisi ollut valtavia kosmisia säikeitä, mutta niitä ei vain ole löytynyt. Matematiikan avulla voidaan siis laskea, mikä näkyy – ja mikä tärkeämpää, sitä mikä ei näy."

Nyt Lassas on siirtynyt taustasäteilystä gravitaatioaaltoihin. Ne ovat kuin kosmisen mittakaavan maanjäristysaaltoja ja niissä on paljon mahdollisuuksia inversio-ongelmien käyttöön.

Sattuma johdattaa

Lassas on mukana Suomen Akatemian huippuyksikkö-statuksen saaneessa inversio-ongelmien tutkimusryhmässä, jonka jäsenet ovat jakautuneet kuuteen yliopistoon ympäri Suomen. Ryhmässä on nykyisin noin 80 jäsentä.

“Tämä verkosto on rakentunut vähitellen”, Lassas kertoo. “Lähtökohtana ovat olleet eri tutkijoiden väliset ystävyyssuhteet, ja kun yksi on saanut professuurin jossain yliopistossa, niin siitä paikasta on tullut kumppani.”

Lassaksen mukaan ryhmän vahvuus on siinä, että mukana on tutkijoita erittäin laajalla rintamalla puhtaasta matematiikan tutkimuksesta sovellusten siirtämiseen start-up-yrityksiin. Yleensä teoreettisen tiedon siirtyminen sovelluksiin kestää vuosikymmeniä, mutta nyt tutkimus saadaan arkikäyttöön hyvin nopeasti.

“Hyvä esimerkki tästä on yhtiö, jonka jatko-opiskelijamme pistivät pystyyn. Se mittaa putkistoissa kulkevia nesteitä kehittämämme matemaattisen kuvantamisalgoritmin avulla. Kuvantamismenetelmien avulla voidaan havaita maakaasuputken sisälle muodostuvia kiteitä. Pahimmassa tapauksessa ne saattavat tukkia putken, jolloin tuloksena on paitsi katko maakaasun toimituksessa, niin myös kallis remontti. Nyt ongelmat voidaan havaita ennalta ja edullisesti putkea avaamatta ja putki voidaan huoltaa ajoissa.”

Kenties kuuluisin – ja myös huikein – tutkimusryhmän hanke on näkymättömyysviitan tekeminen. Tällä viivataan Harry Potterin taikaviittaan, jolla hän pystyy muuttumaan näkymättömäksi. Yllättäen sellainen ei ole enää pelkkää satua.

“Kyse oli aluksi ihan pelkistä pintojen geometrioista. Sen jälkeen asia vain johti toiseen ja lopulta huomasimme tutkivamme näkymättömyyttä.”

Lassas selittää, että kyseessä oli abstrakti ongelma, missä tutkittiin valonsäteen kulkua matemaattisen pinnan, esimerkiksi hyperboloidin reunalta toiselle. Tavoitteena oli ymmärtää, miten yhdeltä reunalta voitaisiin tehdä pintaa pitkin sähkömagneettisen aaltojen avulla mittauksia siitä, miltä toinen puoli näyttää. Tai kuten Lassas sanoo, “Halusimme tietää, onko pinnan topologiassa reikää.”

Lassas oli menossa esitelmöimään lääketieteellisestä kuvantamisesta Yhdysvalloissa pidettyyn konferenssiin, jolloin hän keksi selittää kuvantamismenetelmiään näkymättömyysesimerkin avulla. Siinä oli kaksi kappaletta, yksi tasa-aineinen ja toinen sellainen, jonka sisälle oli kätketty esine ja joka oli vuorattu teoreettisella pinnoituksella, joka hämäsi näkymistä.

“Teimme erilaisia laskelmia, mutta emme valitettavasti puhuneet tekemisistämme materiaalitutkijoiden kanssa. Emme olleet tulleet ajatelleeksikaan, että he olivat jo tutkineet metamateriaaleja, jolla asia voidaan toteuttaa käytännössä. Muutamien vuosien jälkeen huomasimme, että uusien materiaalien, niin kutsuttujen metamateriaalien, tutkijat eri puolilla maailmaa ehdottivat näkymättömyysviitan tekemistä valolle käyttämällä täsmälleen samoja kaavoja, joita olimme itse hahmotelleet!”

Metamateriaaleissa niiden geometria on tärkeämpää kuin niiden materiaali. On siis sama, onko ne tehty puusta tai pellistä, raudasta tai hiilikuidusta, kunhan vain materiaali käyttäytyy eksoottisesti. Materiaalit voivat olla mekaanisia tai sähköisiä, ja ne voivat saada aikaan valolla (ja muulla sähkömagneettisella säteilyllä) varsin omituisia ilmiöitä: esimerkiksi valo voi taittua ihan toiseen suuntaan kuin odotettaisiin. Veden ja ilman rajapinnassa valo heijastuu ja taittuu, mutta metamateriaalia ja jotain tiettyä valon aallonpituutta käyttämällä voi saada aikaan sen, että valo seuraa kappaleen pintaa samaan tapaan, kuin vesi virtaa joessa olevan kiven ympäri. Valo siis palaa kappaleen ohitettuaan alkuperäiselle reitilleen.

“Jos tämän saisi toimimaan suuressa mittakaavassa ja laajalla taajuuskaistalla, niin se toimisi kuin Harry Potterin näkymättömyysviitta. Toistaiseksi on tosin onnistuttu kätkemään vain noin mikrometrin kokoisia kappaleita, eli viitat ovat vielä aika pieniä ja toimivat vain yhdellä aallonpituudella.”

Ensimmäisenä näkymättömyyttä voitaisiin käyttää esimerkiksi skannausmikroskoopeissa, joissa mikroskoopin äärimmäisen pientä kärkeä kannattavat tuet voitaisiin päällystää käytetyn aallonpituuden alueella “näkymättömäksi” muuttavalla aineella. Samoin tutka-antenneissa, jotka nekin toimivat vain tarkasti määrätyillä aallonpituuksilla, voitaisiin antennin kuvakentässä olevat tuet muuttaa näkymättömiksi. Kummassakin tapauksessa havainnot parantuisivat olennaisesti.

Sovellusten lista vain jatkuu…

Haastattelun kuluessa Lassas pudottelee tutkimuksensa sovelluksia niin innokkaasti, että niitä on vaikea kirjata ylös.

Lassas kertoo niistä innostuneesti, ja toteaakin sen, mikä näkyy päälle: “Tämä on hirveän jännittävää! Yksi asia johtaa toiseen ja tämä saattaa näyttää etenkin näin jälkikäteen katsottuna vain ajautumiselta. Etukäteen ei voi tietää, missä kaikessa kehittämäämme matematiikkaa voi käyttää.”

“Olennaista on se, että meidän pitää olla yhteistyössä muiden alojen tutkijoiden kanssa. Emme saa istua vain kammioissamme, vaan meidän matemaatikkojen pitää mennä tapaamaan muita ihmisiä, kuunnella heitä ja soveltaa tutkimustamme heidän tarpeisiinsa.”

Näkymättömyys on tästä hyvä esimerkki. Lisäksi se on erinomainen esimerkki siitä, miten näennäisesti täysin hyödytön tutkimus tuottaa mullistavia sovelluksia.

Kun Lassas katsoo kymmenen vuoden päähän, niin hän näkee siellä kaikkein kiinnostavimpana uutena alana niin sanotun hybridikuvantamisen. Siinä yhdistetään kaksi erilaista kuvantamistapaa, esimerkiksi sähköinen kuvantaminen ja magneettikuvaus, jolloin saadaan enemmän ja parempaa tietoa.

“Ja sitten on fotoakustinen kuvantaminen! Ihmisen sisälle voidaan lähettää voimakas valopulssi, joka lämmittää hieman ihmisen kehoa, ja tämä pieni, nopea lämpeneminen laajentaa ainetta ja laajentuminen synnyttää ääntä. Koska valo ei mene kovin syvälle ihmiseen, käytetään tätä nyt lähellä ihoa olevassa tutkimuksessa, muun muassa ihosyövän kuvantamisessa.”

“Kun valo korvataan ultraäänellä, saadaan elastografinen kuvantamismenetelmä. Ihmisten sisustaa on vaikea puristaa kasaan siten, että tilavuutemme muuttuu, mutta olemme vastavuoroisesti hyvin vääntyviä ja joustavia. Tämän takia kudoksissamme etenee kaksi eri nopeudella kulkevaa elastista aaltoa, joita voidaan yhdessä käyttää kuvantamisessa: toinen aalto) suunnataan sisällemme kiinnostavaan paikkaan ja ne synnyttävät toisenlaisia aaltoja, joita havaitaan.”

Aaltojen käyttäytymistä voidaan laskea suhteellisuusteorian kaavoilla, joilla esimerkiksi hahmotetaan sähkömagneettisten aaltojen ja gravitaatioaaltojen vuorovaikutusta.

Ei ole mikään ihme, että Lassaksen mielessä asia on myös saanut toisen, aivan erilaiselta tuntuvan, mutta matemaattisesti samankaltainen ajatuksen. Hän miettii, miten havaitsija, joka putoaa avaruudessa vapaasti ja joka lähettää aaltoja ympäriinsä, voi muodostaa kuvan ympärillään olevasta avaruusajasta ja sen rakenteista – vai pystytäänkö siihen lainkaan?

“Artikkelimme tästä on tällä hetkellä viimeisteltävänä ja sen vastaus on, että pystyy. Tämä on sellainen nimenomaan matematiikkaan perustuva kysymys, joka oli henkilökohtaisesti kauhean tärkeä. Ja kuten niin monasti ennenkin, tälle siis löytyi heti käytännön sovelluksia!”

Juttu ja video on julkaistu Suomen akatemian nettisivuilla ja ne uudelleenjulkaistaan Tiedetuubissa luvalla. Tekijänä on Tiedetuubin Jari Mäkinen.

Suosituimmat tänään

La Silla – Euroopan eteläisen observatorion ensimmäinen havaintopaikka Chilessä
Lentopodi 3 – Lennetään simulaattorilla ja jutellaan siitä, miten lentokone pysyy ilmassa
Golf-virta on hämmentävän repaleinen
Jutturuletti
Lumière-veljekset keksivät elokuvan – perheen kotitalo on museona Lyonissa, Ranskassa

Miksi ihmissyöntiä pidetään iljettävänä?

Miksi ihmissyöntiä pidetään iljettävänä?

Seuraava juttu ja yllä oleva video on julkaistu AntroBlogissa ja ne julkaistaan myös tiedetuubissa AntroBlogin luvalla. Jutun on kirjoittanut Helsingin yliopiston sosiaali- ja kulttuuriantropologian oppiaineessa jatko-opiskelijana oleva Juuso Koponen. Juttua ei ole muutettu alkuperäisestä.

Anonyymi
03.06.2017

2000-luvun alkuvuosina Saksaa kuohutti kannibalismitapaus, jossa eräs mies oli etsinyt Internetin kautta vapaaehtoista, joka haluaisi tulla surmatuksi ja syödyksi. Lopulta halukas uhri löytyi. Viranomaiset pääsivät kuitenkin pian tapauksen jäljille. Vaikka uhri oli vapaaehtoinen, tuomittiin tekijä lopulta nimenomaan murhasta elinkautiseen vankeusrangaistukseen. Tapaus sai luonnollisesti varsin paljon mediahuomiota, ja onkin epäilty että juuri yleisön moraalinen tuohtumus tapausta kohtaan sai oikeuslaitoksen lopulta koventamaan tuomiota.

Tällaisten tapausten saama mediahuomio osoittaa, että ihmissyönti on voimakkaita tunteita herättävä aihe. Historiasta tiedetään, että ihmissyöntiä on länsimaisen kulttuurin piirissä tapahtunut satunnaisesti esimerkiksi sota-aikoina erityisesti pitkien piiritysten yhteydessä, purjelaivojen aikakaudella haaksirikkojen yhteydessä sekä vakavien nälänhätien aikana. Läpi historian on myös dokumentoitu tapauksia, joissa mieleltään häiriintynyt yksilö on surmannut toisen ihmisen päästäkseen syömään tämän.

Olennaista näissä tapauksissa on, että kyse on poikkeamasta kulttuurin vallitsevista normeista. Vaikka esimerkiksi Leningradin piirityksen aikana osa kaupungin asukkaista turvautui ankaran elintarvikepulan vuoksi ihmislihan syöntiin, ei ihmissyönti ollut hyväksytty osa venäläistä kulttuuria. Asia oli päinvastoin: poliisiviranomaiset vangitsivat ja teloittivat ihmissyönnistä kiinni jääneitä leningradilaisia.

Useimmat vastaavanlaiset ihmissyöntikuvaukset ovat korostaneet olosuhteiden poikkeuksellisuutta ja epäinhimillisyyttä sekä ihmisten hätää sodan keskellä. Sodan ja nälänhädän aikana tapahtuvasta ihmissyönnistä löytyy kuvauksia jo Raamatusta. Mutta myös näissä esimerkeissä korostetaan ihmissyönnin olevan yhteisön perimmäisten normien vastaista.

Ihmissyönti osana kulttuuria?

Antropologisessa kirjallisuudessa on sen sijaan hyvin toisenlaisia kuvauksia ihmissyönnistä. Näissä kuvauksissa ihmissyönti esitetään normaalina osana tietyn kansan, ihmisryhmän tai heimon elämänmuotoa. Kyse ei ole poikkeamasta vaan yhteisön omien normien mukaisesta toiminnasta. Ihmissyöntiin on myös usein kuulunut tarkkoja rituaaleja ja sääntöjä.

Esimerkiksi antropologi Marvin Harris kuvailee kirjassaan Kulttuurien synty eloisaan sävyyn Etelä- ja Pohjois-Amerikan intiaanien harjoittamaa ihmissyöntiä. Harrisin kuvaamissa tapauksissa ihmissyönti oli sosiaalisesti hyväksytty toimitus, johon koko yhteisö otti osaa. Tarkoituksena oli vahvistaa ryhmän koheesiota surmaamalla ja syömällä sodassa vangiksi saatuja vihollisia. Lisäksi ihmislihan syönnillä oli luonnollisesti myös tietty ravitsemuksellinen arvo.

Erityisesti asteekkien kohdalla ihmissyönnin on arveltu olleen keino turvata riittävä proteiininsaanti yhteiskunnan yläluokalle. Tätä ajatusta ovat kannattaneet sekä Harris että antropologi Michael Harner. Toisaalta ajatusta on myös kritisoitu. Esimerkiksi antropologi Barbara Price on väittänyt, että asteekkien kannibalismin taustalle oletettu ajatus proteiininpuutteesta on perusteeton, koska asteekit olisivat saaneet tarpeeksi proteiineja kasvisravinnosta.

Ihmissyönnistä puhuessa voidaan tehdä ero sen välille syödäänkö oman ryhmän jäseniä (endokannibalismi) vai muiden ryhmien jäseniä (eksokannibalismi). Endokannibalismi liittyy usein hautajaisrituaaleihin, kun taas eksokannibalismi liittyy tyypillisesti sodankäyntiin. Endo- ja eksokannibalismi esiintyvät vain harvoin samanaikaisesti. Eräs viime vuosina tutkimuksen kohteena ollut ryhmä, jonka väitetään harjoittaneen aiemmin molempia kannibalismin muotoja, ovat Brasilian wari-intiaanit.

Eksokannibalismiin on usein liittynyt myös kiduttamista. Voitettu vihollinen on haluttu murskata henkisesti ennen kuin tämä on fyysisesti tuhottu tappamalla ja syömällä. Endokannibalismissa taas on usein kyse vainajan kunnioittamisesta. Toisaalta kyse on voinut olla myös siitä, että vainajaa on pelätty. Vainajan elinvoima on saatettu haluta vapauttaa tai saada se pidettyä sukulinjan tai klaanin sisällä. Endokannibalismia harjoittaneiden kansojen parissa ajatus ruumiin hautaamisesta on saattanut olla yhtä vastenmielinen kuin meille on ajatus ruumiin syömisestä.

Eräs hyvin tunnettu esimerkki hautajaisrituaaleissa harjoitetusta kannibalismista tulee Papua-Uusi-Guinean alueelta. Sikäläisen fore-heimon parissa oli 1950-luvulle asti tapana syödä vainajan liha ja aivot osana hautajaismenoja. Tämä tapa johti kuru-taudin nimellä tunnetun prionisairauden leviämiseen heimon keskuudessa. Sairaus levisi hautajaismenoissa vuosikymmenten ajan, kunnes 1960-luvulla jopa satoja fore-kansan jäseniä kuoli vuosittain tähän Creutzfeldt – Jakobin tautia muistuttavaan sairauteen. Taudin pitkän itämisajan vuoksi epidemia jatkui 1990-luvulle asti, vaikka foret luopuivat ihmissyönnistä jo vuosikymmeniä aiemmin.

Fore-kansan parissa raivonnut kuru-epidemia on antropologian soveltamisen kannalta kiinnostava tapaus. Kuru-taudin tartuntamekanismin ymmärtäminen edellytti perusteellista etnografista tutkimusotetta ja poikkitieteellistä lähestymistapaa, jossa eri tieteenalojen tuloksia yhdistellään rakentavalla tavalla. Fore-kansaa tutkineista antropologeista voidaan mainita Shirley Lindenbaum.

Toisinaan antropologisessa kirjallisuudessa esitetään Claude Lévi-Straussin ajatuksiin pohjaava teoria, jonka mukaan endokannibalismiin liittyisi tyypillisesti keittäminen ja eksokannibalismiin paistaminen. Tämä liittyy ajatukseen siitä, että keittäminen edustaisi kulttuuria siinä missä paistaminen luontoa. Näin ollen oman yhteisön jäsenet keitettäisiin ja vieraat paistettaisiin. Teorian tueksi etsitty empiirinen todistusaineisto on jäänyt ristiriitaiseksi.

Onko ihmissyönti myytti?

Toisaalta antropologian piirissä on myös kiistetty ihmissyönnin olemassaolo vakiintuneena kulttuurisena käytäntönä. Aikanaan jonkin verran akateemista huomiota herättäneessä teoksessaan The Man-Eating Myth (1979) antropologi William Arens esittää, että tosiasiallisen ihmissyönnin sijasta yleisempiä ovat nimenomaan kuvitelmat oman kulttuuripiirin ulkopuolelle jäävien ihmisten harjoittamasta ihmissyönnistä. Itse asiassa Arens kiistää sosiaalisesti hyväksytyn ihmissyönnin olemassaolon täysin.

Arens esittää, että antiikin ajoista lähtien länsimaisen kulttuurin reunamille on kuviteltu ihmissyöjiä. Nämä varhaiset kuvaukset eivät perustuneet missään määrin empiiriseen tietoon ihmissyöjiksi väitettyjen ihmisten elintavoista. Pyrkimyksenä oli vain luoda rajaa sivistyneen ja sivistymättömän maailman välille. Arensin mukaan tällainen perusteeton myytti ihmissyönnistä on antiikin aikana liitetty esimerkiksi skyytteihin, keltteihin ja pikteihin.

Yleisemmällä tasolla tämän tapaisissa ihmissyöjämyyteissä on kyse ihmisille tyypillisestä halusta tehdä rajaa ”meidän” ja ”heidän” välille. Arens huomauttaa, että myös monien ei-länsimaisten kansojen parissa elää sitkeä uskomus siitä, että naapuriheimon alueella ihmissyöntiä todella harjoitetaan. Antropologi Margaret Mead sai Uuden-Guinean alueella kenttätyötä tehdessään kuulla arapesh-heimoon kuuluvilta informanteiltaan, että siirtyminen naapuriheimon pariin voisi olla vaarallista, sillä nämä tunnettiin ihmissyöjinä. Saharan eteläpuolisessa Afrikassa taas monien kansojen parissa on elänyt uskomus, jonka mukaan vaaleaihoiset eurooppalaiset olisivat ihmissyöjiä.

Toisaalta tunnetaan myös ihmissyöjämyyttejä, joissa ihmissyönti sijoitetaan oman yhteisön piiriin. Esimerkiksi eräiden Kanadan intiaanikansojen myyttiperinteeseen kuuluu ajatus Wendigo-hengestä. Tämän myytin mukaan ihmisen voi tietyissä tilanteissa vallata Wendigo-henki, joka muuttaa ihmisen ihmislihaa himoitsevaksi pedoksi. Eräät tutkijat ovat arvelleet, että Wendigo-myytin varjolla on aikanaan saatettu surmata yhteisön sairaita ja heikkoja jäseniä. Kysymys olisi siis ollut hieman samanlaisesta mekanismista kuin noitavainoissa – joistakin yhteisön jäsenistä on haluttu eroon ja heidät on tämän vuoksi mustamaalattu. Wendigo-psykoosi on edelleen tunnettu oireyhtymä eräiden Kanadan intiaanien parissa. Tämä on mielenkiintoinen esimerkki siitä, miten tietyt psyykkiset sairaudet voivat saada kulttuurisidonnaisen ilmiasun.

Pohjois- ja Etelä-Amerikan intiaanien harjoittamasta ihmissyönnistä on kuvauksia Kristoffer Kolumbuksen tekemien löytöretkien ajoista lähtien. Arens kuitenkin kyseenalaistaa näiden kuvausten uskottavuuden. Hän väittää, että antropologit eivät ole soveltaneet riittävää lähdekritiikkiä hyödyntäessään vuosisatojen takaisia silminnäkijöiden raportteja.

Esimerkiksi Marvin Harris uskoo kertomuksia kritiikittä eikä ymmärrä, että aitojen silminnäkijäkuvausten sijasta kyse on ensisijaisesti tarinoista, joiden yhteys todellisuuteen voi olla hyvin kyseenalainen. Ihmissyöntikuvausten samankaltaisuudessa ei Arensille ole kyse kulttuuristen käytäntöjen samankaltaisuudesta eri intiaaniryhmien välillä. Samat tarinat vain kiersivät vuosisatoja eurooppalaisten merimiesten, oppineiden, uudisasukkaiden ja lähetyssaarnaajien keskuudessa.

1500-luvulta peräisin oleva piirros Brasilian kannibaaleista. Edellisissä kuvissa on Leonhard Kernin Ihmissyöjä-veistos vuodelta 1650, kuvaus atsteekkien uhriritaalista ja Francisco de Goyan teos “Saturnus syö poikansa” 1820-luvulta. Kuvat: Wikimedia Commons.

Kuvitelmat ihmissyöjistä ovat monesti toimineet siirtomaavallan ja kolonialismin oikeuttajina. Kun intiaanit kuvattiin ihmislihalla herkuttelevina raakalaisina, heidän alistamisensa muuttui hyväksyttävämmäksi. Sen sijaan esimerkiksi asteekkien omassa taiteessa varsinaisen ihmissyönnin kuvaukset ovat harvinaisia. Arensin mukaan nämä kuvaukset liittyvät tilanteisiin, joissa asteekkisoturit ovat jääneet toisen intiaanikansan vangeiksi.

Todellisuus myyttien takana

Arens ei kiistä, etteikö esimerkiksi satunnaista ihmissyöntiä poikkeustilanteissa olisi tapahtunut. Sen sijaan hän kiistää sellaiset tulkinnat, joiden mukaan ihmissyönti olisi ollut sosiaalisesti hyväksytty osa minkään kansan kulttuuria. Tämän näkemyksen mukaan ihmissyöjäheimoja ei ole olemassa.

Voi olla, että Arens on oikeassa väittäessään, että antropologit ovat menneinä vuosikymmeninä ottaneet todesta tarinoita ihmissyönnistä liian kevyin perustein. Siinä missä monien muiden kulttuuristen käytäntöjen olemassaolosta on käyty älyllisesti paljon ankarampaa keskustelua, ihmissyönnin olemassaolo kulttuurisena ilmiönä on hyväksytty sangen kevyin perustein. Tällöin on pikemminkin ylläpidetty antiikin ajoilta peräisin olevaa myyttiä kuin tehty vakavaa tutkimusta. Tästä ei toisaalta vielä voida vetää sellaista johtopäätöstä, etteikö sosiaalisesti hyväksyttyä ihmissyöntiä olisi voinut esiintyä. Ihmissyöjämyytti ja ihmissyönti ovat eri asioita, eikä niiden olemassaolo loogisesti riipu toisistaan.

Nykypäivänä suurin osa antropologeista ja arkeologeista ei allekirjoita Arensin väitettä siitä, että sosiaalisesti hyväksytty ihmissyönti ei olisi ollut todellinen ilmiö. Uskottavaa etnografista ja arkeologista todistusaineistoa ihmissyönnistä on yksinkertaisesti liikaa. Arensin esittämän kritiikin ansiona on kuitenkin, että antropologit ovat aiempaa herkempiä sen suhteen, voidaanko kaikkia kuvauksia ihmissyönnistä pitää luotettavina.

Ihmissyöntiä koskeva antropologinen keskustelu muistuttaa myös siitä, että antropologisessa tutkimuksessa lähtökohdaksi ei voida ottaa länsimaisia ennakkoluuloja. Vieraita kulttuurisia käytänteitä on pyrittävä ymmärtämään niiden omilla ehdoilla ja niiden omasta syntykontekstista käsin. Tietyssä mielessä Arens syyllistyy samanlaiseen kulttuuri-imperialismiin kuin kritisoimansa ihmissyöjämyyttiä ylläpitävät antropologit. Arensin ongelmana on se, että länsimaiseen moraaliin vetoamalla hän tulee kiistäneeksi ei-länsimaisten kansojen omien perinteiden olemassaolon niiltä osin kuin nuo eivät ole yhteensopivia länsimaisten arvojen kanssa. Ihmissyöjämyytin lisäksi myös myytti jalosta villistä voi olla tutkimukselle vahingollinen.

Arkeologinen aineisto ja tulkinnan ongelmat

Kannibalismista on runsaasti arkeologista todistusaineistoa. Ongelma on, että sen perusteella tehdyt tulkinnat riippuvat aina tutkijoiden ennakko-oletuksista. Usein arkeologinen aineisto osoittaa varmuudella, että jonkinlaista ihmissyöntiä todella on tapahtunut. Pelkästään tämän pohjalta on kuitenkin kyseenalaista väittää, että ihmissyönti olisi ollut myös vakiintunut ja hyväksytty osa tiettyä kulttuuria. Yhtä hyvin kyse on voinut olla myös kriisitilanteen aikaansaamasta pakkoratkaisusta.

Eräs valaiseva esimerkki ovat Pohjois-Amerikan lounaisosissa noin vuosina 700‑1300 eläneet anasazi-intiaanit. Anasazeja pidettiin pitkään hyvin rauhanomaisena kansana, mutta ihmissyöntiin viittaavat arkeologiset löydöt ovat muuttaneet kuvaa viime vuosikymmeninä. Ajatusta anasazien harjoittamasta ihmissyönnistä on puolustanut erityisesti antropologi Christy G. Turner II.

Kun nykyisten alkuperäiskansojen esi-isiä leimataan ihmissyöjiksi, on sillä aina myös poliittisia seurauksia. Ei olekaan ihme, että kaikki Pohjois-Amerikan alkuperäiskansojen edustajat eivät ole mielissään tutkijoiden yrittäessä selvittää totuutta anasazien ihmissyönnistä.

Anasazien asumusten raunioilla tehdyt arkeologiset löydöt osoittavat varmuudella, että jonkinlaista ihmissyöntiä on tapahtunut. On esimerkiksi löydetty ihmisluita, joita on käsitelty tavalla joka viittaa siihen, että liha on irrotettu syötäväksi. Lisäksi on löydetty kivettynyttä ulostetta, jonka on tutkimuksissa todettu sisältävän erästä proteiinia, joka voi olla peräisin vain ihmislihasta.

Arkeologisen aineiston pohjalta on kuitenkin hyvin vaikea sanoa, onko ihmissyönti ollut hetkellinen ratkaisu johonkin kriisitilanteeseen vai elimellinen osa kulttuuria. Toisinaan populaaritieteellisissä julkaisuissa voidaan arkeologiseen aineistoon perustuen esittää, että ihmissyönti on aikanaan ollut yleinen ja laajalle levinnyt kulttuuripiirre.

Kannibaalit keskuudessamme?

Menneinä vuosisatoina merimiehet kertoivat tarinoita kaukaisten maiden ihmissyöjistä. Purjelaivojen aikakaudella ihmissyönti oli monesti elettyä todellisuutta paradoksaalisesti juuri merimiehille itselleen. Haaksirikkoja tapahtui verrattain usein ja merimatkat olivat pitkiä. Mikäli laiva upposi ja miehistö onnistui pelastautumaan veneeseen, ajelehtiminen avomerellä saattoi kestää jopa kuukausia. Ruoka ja juoma hupenivat nopeasti, joten pelastautuneiden oli henkensä pitimiksi usein surmattava joku keskuudestaan.

Pikkuhiljaa kehittyi hyväksytty perinne, jonka mukaan surmattava tuli valita arvalla. Joidenkin lähteiden mukaan arpa lankesi epätavallisen usein laivapojalle. Vuonna 1884 erään haaksirikkoutuneen englantilaisen laivan miehistön jäsenet herättivät kohua myöntämällä, ettei arpaa oltu vedetty. Laivapoika oli tapettu muiden ruoaksi arpaa vetämättä. Seurasi oikeudenkäynti ja lopulta vuosisatoja voimassa ollut perinne muuttui laittomaksi.

Toinen esimerkki länsimaisen kulttuurin piirissä harjoitetusta kannibalismista on menneinä vuosisatoina tavanomainen tapa käyttää vanhoja muumioita lääkinnällisiin tarkoituksiin. Muumiot jauhettiin jauheeksi, jolla uskottiin olevan lääkinnällisiä vaikutuksia. Tätä pulveria pidettiin vielä 1700-luvulla lähes yleislääkkeen asemassa.

Eräänlainen symbolinen kannibalismi on läsnä myös kristittyjen ehtoollisella. Erityisesti katolisessa teologiassa painotetaan sitä, että ehtoollisleipä ja ehtoollisviini todella muuttuvat ehtoollisen aikana Kristuksen ruumiiksi ja vereksi.  Ehtoollisen sakramentti on juuri tässä. Leipä pysyy ulkoisilta ominaisuuksiltaan leipänä, mutta ehtoolliseen osallistuvalle se on samanaikaisesti Kristuksen ruumis.

Yllä esitetyt esimerkit voivat tuntua keinotekoisilta tai kaukaa haetuilta. Niiden voi ajatella osoittavan, ettei kenties voida vetää selvää rajaa ihmissyöntiä harjoittavien ja siitä kategorisesti kieltäytyvien kulttuurien välillä. Ihmissyönti on ihmisenä olemisen rajoja rikkovana toimintana jotain sellaista, mikä uhkaa sosiaalisen järjestyksen perustaa. Jo pelkkä ihmissyönnin mahdollisuus herättää levottomuutta, kuten uskontotieteilijä Matti Kamppinen on todennut. Tämän vuoksi ihmissyönti on ollut tarkkojen rituaalien määrittämää silloin kun sitä sosiaalisesti hyväksyttynä kulttuuripiirteenä on esiintynyt.

Juttu on julkaistu AntroBlogissa ja se julkaistaan myös tiedetuubissa AntroBlogin luvalla. Jutun on kirjoittanut Helsingin yliopiston sosiaali- ja kulttuuriantropologian oppiaineessa jatko-opiskelijana oleva Juuso Koponen. Juttua ei ole muutettu alkuperäisestä.

Lisää luettavaa

Arens, William. 1979. The Man-Eating Myth. Oxford University Press.

Goldman, Lawrence (toim.). 1999. The Anthropology of Cannibalism. Bergin & Garvey.

Harris, Marvin. 1982. Kulttuurien synty. Kirjayhtymä.

Suosituimmat tänään

La Silla – Euroopan eteläisen observatorion ensimmäinen havaintopaikka Chilessä
Lentopodi 3 – Lennetään simulaattorilla ja jutellaan siitä, miten lentokone pysyy ilmassa
Golf-virta on hämmentävän repaleinen
Jutturuletti
Lumière-veljekset keksivät elokuvan – perheen kotitalo on museona Lyonissa, Ranskassa

Uudet tieteen huippuyksiköt valittu

Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksen tiedekirjasto (kuva: flickr / Taneli Mielikäinen)
Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksen tiedekirjasto (kuva: flickr / Taneli Mielikäinen)
Toimitus

Suomen Akatemia on valinnut uudet tutkimuksen huippuyksiköt vuosille 2018–2025.

Huippuyksikköohjelmaan vuosiksi 2018-2025 valittiin 12 yksikköä, joissa työskentelee tutkimusryhmiä yhteensä 12 yliopistosta tai tutkimuslaitoksesta. Uusissa huippuyksiköissä tutkitaan muun muassa avaruustiedettä ja tekniikkaa, pelikulttuureja, eurooppalaista oikeutta ja identiteettiä, kvanttiteknologiaa, ikääntymistä ja hoivaa sekä kasvainten genetiikkaa.

Suomen Akatemia sai tämänkertaiseen huippuyksikköhakuun yhteensä 179 aiehakemusta. Näistä kutsuttiin varsinaiselle kierrokselle 34 hakijaa. Hakemukset arvioitiin kansainvälisissä arviointipaneeleissa.

Lisäksi kansainväliset asiantuntijat haastattelivat toiselle kierrokselle kutsuttujen tutkimusryhmien edustajat Akatemiassa toteutetuissa tilaisuuksissa.

Huippuyksiköt valittiin uudistettuun huippuyksikköohjelmaan. Huippuyksikön rahoituskausi pitenee kuudesta vuodesta kahdeksaan, ja ensimmäisen nelivuotiskauden jälkeen yksikölle tehdään tieteellinen väliarviointi.

Arvioinnin tulokset ratkaisevat yksikön jatkorahoituksen tason eli rahoitus voi arvioinnin tulosten perusteella joko nousta, laskea tai päättyä kokonaan.

Uudistuksessa vahvistetaan isäntäorganisaatioiden roolia rahoituksessa. Ohjelmakauden pidentämisen ja isäntäorganisaatioiden roolin vahvistamisen uskotaan parantavan uusien huippuyksiköiden mahdollisuuksia tutkimuksellisen riskin ottamiseen.

”Uudistuksella tavoittelimme tutkimusyhteisöltä tieteellisesti rohkeita, uusia ideoita korkeatasoisiksi hankekokonaisuuksiksi, joissa tutkimusryhmät toimivat keskenään kiinteässä yhteistyössä toteuttaen yhteistä tutkimussuunnitelmaa", toteaa Suomen Akatemian hallituksen puheenjohtaja Heikki Ruskoaho.

"Tulosten perusteella näyttää siltä, että tässä onnistuttiin. Tutkijat ovat selvästi haastaneet itsensä ajattelemaan uudella tavalla, ja rahoitettaviksi valitut kokonaisuudet ovat tieteellisesti korkeatasoisia, tutkimusta uudistavia yksiköitä”.

Huippuyksiköt tekevät läpimurtotutkimusta ja edistävät tieteen uudistumista.

Tieteen uudistuminen voi toteutua uusien tutkimusaiheiden, menetelmien, lähestymistapojen tai uudenlaisten tutkimusryhmien yhdistelmien muodossa. Akatemia odottaa, että huippuyksiköiden tutkimuksella on myös tiedeyhteisön ulkopuolelle ulottuvaa vaikuttavuutta.

”Kysyimme jo hakemusvaiheessa tutkijoilta sitä, minkälaista vaikuttavuutta heidän tutkimuksellaan voisi olla perinteisen tieteellisen vaikuttavuuden lisäksi ja pyydämme jatkossa uusilta huippuyksiköiltä myös raportointia vaikuttavuuden toteutumisesta", Suomen Akatemian tutkimuksesta vastaava ylijohtaja Riitta Maijala kertoo. 

"Tavoitteena on näin innostaa valittuja huippututkimusyksiköitä aktiivisesti pohtimaan ja edistämään oman tutkimuksensa laajaa vaikuttavuutta”

Suomen Akatemian Tieteen tila 2016 -raportissa todetaan, että tieteellisen vaikuttavuuden lisäksi tutkimuksella voi olla tiedeyhteisön ulkopuolelle ulottuvaa vaikuttavuutta. Tutkimus voi toimia vaurauden ja hyvinvoinnin lähteenä, tukea käytäntöjen kehittämistä ja osaamisen kasvattamista, tarjota perusteltuja lähtökohtia päätöksenteolle tai rakentaa maailmankuvaa ja sivistystä.

Huippuyksikköohjelmaan valittiin vuoksiksi 2018–2025 seuraavat

Kasvaingenetiikan tutkimuksen huippuyksikkö
Aaltonen Lauri HY, Nykter Matti TAY, Pitkäniemi Janne Syöpärekisteri ja Taipale Jussi HY

Kokemuksen historian huippuyksikkö
Haapala Pertti TAY, Kivimäki Ville TAY, Markkola Pirjo TAY ja Toivo Raisa TAY

Kantasolumetabolian huippuyksikkö
Katajisto Pekka HY, Hietakangas Ville HY, Otonkoski Timo HY ja Tyynismaa Henna HY

Monikudosmallintamisen huippuyksikkö
Kellomäki Minna TTY, Aalto-Setälä Katriina TAY, Hyttinen Jari TTY, Kallio Pasi TTY, Miettinen Susanna TAY ja Narkilahti Susanna TAY

Ikääntymisen ja hoivan tutkimuksen huippuyksikkö
Kröger Teppo JY, Jylhä Marja TAY, Taipale Sakari JY ja Wrede Sirpa HY

Inversiomallinnuksen ja kuvantamisen huippuyksikkö
Lassas Matti HY, Haario Heikki LTY, Hannukainen Antti AALTO, Hyvönen Nuutti AALTO, Kaasalainen Mikko TTY, Kaipio Jari UEF, Kolehmainen Ville UEF, Pursiainen Sampsa TTY, Salo Mikko JY, Seppänen Aku UEF, Serov Valery OY, Siltanen Samuli HY, Tamminen Johanna IL, Tarvainen Tanja UEF ja Vauhkonen Marko UEF

Pelikulttuurien tutkimuksen huippuyksikkö
Mäyrä Frans TAY, Koskimaa Raine JY, Sotamaa Olli TAY ja Suominen Jaakko TY

Kestävän avaruustieteen ja -tekniikan huippuyksikkö
Palmroth Minna HY, Janhunen Pekka IL, Kilpua Emilia HY, Praks Jaan AALTO ja Vainio Rami TY

Kvanttiteknologian huippuyksikkö
Pekola Jukka AALTO, Ala-Nissilä Tapio AALTO, Flindt Christian AALTO, Hakonen Pertti AALTO, Hassel Juha VTT, Maniscalco Sabrina TY, Möttönen Mikko AALTO, Paraoanu Gheorghe-Sorin AALTO, Prunnila Mika VTT ja Sun Zhipei AALTO

Kompleksitautien genetiikan huippuyksikkö-Geneettisistä löydöksistä henkilökohtaiseen lääketieteeseen
Ripatti Samuli HY, Daly Mark HY, Groop Leif HY, Kaprio Jaakko HY, Palotie Aarno HY, Pirinen Matti HY ja Tuomi Tiinamaija HY

Muinaisen Lähi-idän imperiumit-huippuyksikkö
Svärd Saana HY, Lahelma Antti HY, Silverman Jason HY

Eurooppalaisen oikeuden, identiteetin ja historian tutkimuksen huippuyksikkö
Tuori Kaius HY, Slotte Pamela HY ja Toivanen Reetta HY 

HY = Helsingin yliopisto, TAY = Tampereen yliopisto, TTY = Tampereen teknillinen yliopisto, JY = Jyväskylän yliopisto, AALTO = Aalto-yliopisto, UEF = Itä-Suomen yliopisto, OY = Oulun yliopisto, LTY = Lappeenrannan teknillinen yliopisto, IL = Ilmatieteen laitos ja TY = Turun yliopisto

 

Juttu perustuu käytännössä suoraan Suomen akatemian tiedotteeseen. Otsikkokuvassa Helsingin yliopiston Kumpulan kampuksen tiedekirjasto (kuva: flickr / Taneli Mielikäinen)

Pernarutto uinuu ikiroudassa

Toimitus

Sulavasta ikiroudasta paljastuu uusia, tuntemattomia mikrobeja. Ne voivat olla vaaraksi meille, mutta suurempi uhka on niiden ilmastonmuutosta ruokkiva voima, sanoo tuore akatemiatutkija Jenni Hultman Yliopisto-lehden jutussa.

Joka kesä jäästä paljastuu uutisaihetta.

Viime suvena säikähdettiin Grönlannin jäänalisia ydinjätteitä ja Jamalin niemimaalla Siperiassa puhjennutta pernaruttoa. Tauti on vaatinut jo joidenkin ihmisten ja lukuisten porojen henget.

Pernaruttoitiöiden arvellaan ilmaantuneen 1940-luvulla kuolleen poron sulaneesta ruhosta. Jäiseen maahan on hankala kaivaa syvää kuoppaa.

Jäätyneessä, hapettomassa maaperässä uinuu runsaasti vanhoja mikrobeja, joista monen olemus ja ominaisuudet ovat vielä arvoitus.

Tämän huomasi myös mikrobiologian dosentti Jenni Hultman tutkiessaan muutama vuosi sitten Alaskan ikiroudasta kairattuja näytteitä. Hän löysi aiemmin tuntemattomien arkeonien DNA:ta ja viitteitä niiden aktiivisuudesta. Mikrobit olivat peräisin reilun kymmenen tuhannen vuoden takaa. 

"Ikiroudassa on paljon tieteelle uusia mikrobeja", sanoo Hultman. 

"Muutama vuosi sitten venäläistutkijat löysivät kymmeniä tuhansia vuosia vanhan tuntemattoman jättiläisviruksen Siperiasta."

Silti mikrobiologian tutkijaa kiinnostaa taudinaiheuttajia enemmän se, kuinka paljon sulavan ikiroudan mikrobit kiihdyttävät ilmastonmuutosta entisestään. 

"Sulavasta ikiroudasta voi syntyä olosuhteita, joissa mikrobit tuottavat erityisen paljon voimakkaita kasvihuonekaasuja, kuten metaania ja typpioksiduulia."

Jos ikirouta-alueelle syntyy märkiä soita, arktis alkaa tuottaa valtavasti kasvihuonekaasuja. Pohjoiseen ikiroutaan on sitoutunut enemmän hiiltä kuin koko maailman metsiin, ja arvioiden mukaan jopa 80 prosenttia alueen pintakerroksesta on vaarassa sulaa vuosisadan loppuun mennessä.

Ilmastonmuutosta ennakoiva tutkimustieto pohjoisista metsistä ja soista lämpenevässä maailmassa kaipaakin tuekseen Hultmanin ja hänen kollegoittensa analyysia ikiroudan tutuista ja tuntemattomista mikrobeista.

*

Yliopisto-lehden numerossa Y/06/16 ollut juttu on Mikko Pelttarin tekemä ja sitä on lievästi muokattu yllä olevassa tekstissä. Alkuperäinen teksti on julkaistu myös Helsingin yliopiston nettisivuilla.

Big data auttoi selvittämään rauduskoivun historiaa

Rauduskoivu. Kuva: Wikipedia / jordgubbe
Rauduskoivu. Kuva: Wikipedia / jordgubbe
Toimitus

Helsingin yliopiston tutkijat ovat selvittäneet koivun lajiutumishistoriaa perimästä kerätyllä big datalla tutkimusprojektissa, jossa määritettiin kaikkiaan 150 koivun perimät.

Big data on tuttu ilmaisu esimerkiksi yritysten asiakaskäyttäytymisanalyyseistä tai internetin sosiaalisten verkkojen mallinnuksesta, mutta suuria datamääriä syntyy myös biologian alalla genomien emäsparien lukemisessa eli sekvensoinnissa.

Genomisekvensoinnin halventuminen on mahdollistanut kokonaisten yksilöryhmien eli populaatioiden genomien määrittämisen. Tästä aineistosta voidaan populaatiogenomiikan menetelmiä käyttäen tutkia jälkiä, jotka lajin historia ja luonnonvalinta on evoluution aikana genomikokoelmaan jättänyt.

Suomalaistutkimus tästä julkaistiin 8. toukokuuta Nature Genetics-lehdessä.

Vastaavanlaista tutkimusta on aiemmin tehty lähinnä ihmisillä, joista on vuosien ajan kerätty laajaa genomikokoelmaa, mutta viimeaikainen teknologian kehitys on mahdollistanut tutkimuksen myös aivan uusille lajeille. 

Tutkijat keräsivät koivunäytteitä Irlannista, Norjasta ja neljästä eri paikasta Siperiasta sekä Suomesta kuudelta eri paikkakunnalta Lopen ja Kittilän väliltä. Kaikkiaan genomeja luettiin yli 700 gigaemäsparia, mikä tuotti yli 20 teratavua tiedostoja.

Perimien laskennallinen analyysi osoitti hyvin alhaisia yksilömääriä eli populaation pullonkauloja ajanjaksoina, jolloin maapallolla tapahtui suuria ilmastollisia muutoksia. Ensimmäinen ja voimakkain pullonkaula tapahtui aikana jolloin dinosaurukset kuolivat sukupuuttoon noin 66 miljoonaa vuotta sitten.

Tämän jälkeen pullonkauloja oli 34 miljoonaa, 14,5 miljoonaa ja noin 1 miljoona vuotta sitten. Viimeisimmän pullonkaulan jälkeen koivupopulaatio on kasvanut tasaisesti, eikä viime jääkausikaan ole siihen suuremmin vaikuttanut.

Jääkauden vaikutuksesta koivut jakautuivat Siperiassa kasvavaan Aasian kantaan ja Länsi-Euroopan kantaan, jotka myöhemmin mannerjään sulaessa ovat sekoittuneet Suomessa.

Rauduskoivun lisäksi projektissa sekvensoitiin kuusi muuta koivulajia, mukaan lukien hieskoivu ja vaivaiskoivu, sekä koivun lähisukulaiset harmaa- ja tervaleppä. Rauduskoivun ja hieskoivun erottaminen toisistaan osoittautui yllättävän vaikeaksi, sillä osa rauduskoivuksi luokitelluista puista osoittautuikin genomianalyyseissä hieskoivuiksi.

"Tämä vahvistaa kaksinkertaisen kromosomiston omaavan rauduskoivun ja nelinkertaisen kromosomiston omaavan hieskoivun välillä tapahtuneen ja todennäköisesti edelleenkin tapahtuvan geenien vaihtoa", kertoo tutkija Jarkko Salojärvi Helsingin yliopiston biotieteiden laitokselta bio- ja ympäristötieteellisestä tiedekunnasta. 

Luonnonvalinta on auttanut koivua pärjäämään kovissa oloissa

Populaatiohistorian lisäksi projektissa koostettiin referenssigenomi ja ennustettiin koivun geenit. Perimän analyysit paljastivat yli 900 lajiutumisen aikana luonnonvalinnan alla ollutta geeniä, jotka ovat muokanneet kansallispuustamme kylmänkestävän ja nopeakasvuisen pioneerilajin. Valinnan alla olevat geenit ovat avainasemassa koivun ilmiasun muodostamisessa, minkä takia näihin geeneihin kohdistuvan jalostustyön kautta voidaan kehittää koivulinjoja erilaisiin biotalouden sovelluksiin.

"Kun kandidaattigeenit on löydetty, on jalostaminen nopeata, sillä koivu on ainoa puulaji, jonka voi kasvuolosuhteita muokkaamalla saada kukkimaan alle yhden vuoden ikäisenä, mahdollistaen yhden risteytyssukupolven kasvattamisen vuoden aikana", kertoo professori Jaakko Kangasjärvi.

"Koivulinjalle tyypillinen ominaisuus voi olla jo yhdenkin geenin takana, sillä esimerkiksi kyynelkoivun genomin sekvensointi paljasti tynkäproteiinin LAZY-geenissä", sanoo puolestaan professori Yrjö Helariutta.

Kyynelkoivu, jota käytetään puutarhakasvina, on tunnettu riippuvista oksistaan. Mutaatio vastaavassa geenissä tuottaa maata pitkin kasvavan velton ilmiasun muun muassa maississa ja lituruohossa.

Tutkimuksen tekivät Helsingin yliopistosta tekniikan tohtori Jarkko Salojärvi, tekniikan tohtori Olli-Pekka Smolander, professori Jaakko Kangasjärvi, professori Yrjö Helariutta, tutkimusjohtaja Petri Auvinen sekä Buffalon yliopistosta Yhdysvalloista professori Victor Albert. Geeniennusteiden tarkistamiseen osallistui tutkijoita Helsingin yliopiston lisäksi Turun, Itä-Suomen, Oulun, Tarton ja Uumajan yliopistoista, sekä Luonnonvarakeskuksesta.

Artikkeli perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

 

Aranda ja liidin tutkivat mm. vedenvaihtoa Selkämerellä

Liidin
Toimitus

Tutkimusalus Aranda on juuri nyt Selkämerellä noin 100 km itään Gävlestä. Tälle tuoreimmalle tutkimusmatkalleen alus lähti viime tiistaina ja sen mukana on uudenlainen tutkimusrobotti, niin sanottu liidin.

Arandan vuosi on tähän saakka ollut työn täyteinen, sillä alus on ollut matkalla lähes koko ajan. Nyt meneillään oleva tutkimusmatka on vuoden kahdeksas ja edessä on vielä neljä keikkaa ennen heinäkuun lopussa alkavaa isoa remonttia. Aranda on loppuvuoden telakalla, kun sitä parannellaan ja uudistetaan.

Mutta nyt laiva on kuitenkin siis täydessä toimessa. Parhaillaan käynnissä oleva tutkimusmatka on osa suurempaa Itämeren keskusaltaan ja Pohjanlahden välisen vedenvaihdon tutkimusta. Ilmatieteen laitoksen tutkijat kartoittavat matkalla eri vesimassojen jakautumista Itämeren keskusaltaan pohjoisosassa, Ahvenanmerellä ja Selkämeren eteläisellä puoliskolla.

Selkämerellä havaittu merkkejä happipitoisuuden pienenemisestä

Sekä Itämeren keskusaltaan, Ahvenanmeren ja Selkämeren välillä olevien matalien kynnysten yli Selkämerelle pääsee vain Itämeren keskusaltaan ylempien kerrosten vettä. Tämä vesimassa on suolaisempaa ja painavampaa kuin Selkämeren vedet ja se painuu Selkämeren syvänteiden pohjalle. 

Kynnysten mataluudesta johtuen keskusaltaan hapettomat, suolaisemmat ja raskaammat syvät vedet eivät pääse Selkämerelle. Selkämeren veden suolapitoisuus on näin pienempi kuin varsinaisen Itämeren, ja vesipatsaan kerrostuneisuus on heikompi. 

Pohjanläheinen happipitoisuus on Selkämerellä tähän asti ollut hyvä, koska happea pääsee pohjalle syksyn ja kevään pystysuoran sekoittumisen ansiosta. Viime vuosina on kuitenkin havaittu merkkejä happipitoisuuden pienenemistä Selkämeren syvien altaiden pohjan läheisessä vedessä.

Selkämeren tila on ollut siinä määrin hyvä, että suuri osa tutkimuksesta on viime vuosina keskittynyt pääaltaaseen ja Suomenlahteen. Jotta Selkämeren tilan muutoksia pystyttäisiin paremmin arvioimaan tulevaisuudessa ja pitämään se vähintään nykyisenä, on tärkeä ymmärtää, miten altaan virtausolosuhteet ja vesimassojen ominaisuudet muuttuvat ja mitkä asiat vaikuttavat veden vaihtoon pääaltaan ja Selkämeren välillä.

Uusi vedenalainen tutkimusrobotti mukana matkalla

"Matkan keskeiset tutkimusvälineet ovat ns. CTD-luotain, jolla mitataan meriveden lämpötilaa ja suolapitoisuutta tarkasti syvyyden funktiona ja vedenalainen liidin, jossa myös on CTD-laitteisto. Laivan ja liitimen CTD-luotaimiin on liitetty muitakin antureita, joilla voidaan mitata mm. happipitoisuutta", kertoo matkanjohtaja Laura Tuomi Ilmatieteen laitoksesta.

CTD-luotaimella (sanoista conductivity, temperature, and depth) mitataan meriveden lämpötilaa, suolapitoisuutta ja syvyyttä. Se lasketaan vinssillä tiedonsiirtokaapelin varassa mereen lähes jokaisella havaintopisteellä heti pisteelle saapumisen jälkeen.

Laitteeseen on mahdollista liittää useita erilaisia lisäantureita, jotka mittaavat esimerkiksi happipitoisuutta, levien määrää sekä valon vaimenemista merivedessä.

Yllä olevassa kuvassa on Arandan CTD-luotain Ilmatieteen laitoksen Twitter-syötteen kuvassa.

Liidin

Liidin on puolestaan kauko-ohjattu merentutkimusrobotti, millaisesta olemme kertoneet useampaankin kertaan aikaisemmin, mm. tässä jutussa ja videossa. 

Arandan matkan jälkeen liidin jää vielä muutamaksi viikoksi kartoittamaan omin nokkinensa Selkämeren eteläosien vesimassoja.

Matkalla huolletaan lisäksi viime vuoden keväällä meren pohjaan asennetut virtamittarit Selkämeren eteläosissa ja asennetaan matkan ajaksi virtamittari Itämeren pääaltaan ja Ahvenanmeren väliselle kynnykselle.

Näiden lisäksi huolletaan Selkämeren aaltopoiju ja laitetaan Argo-poiju Selkämerelle. Argo-poiju on vapaasti meressä ajelehtiva laite, joka mittaa lämpötilaa ja suolaisuutta.

Matkan alussa tehtiin myös vuosittaiset vertailumittaukset kaikkien Ilmatieteen laitoksen CTD-luotainten mittaustarkkuuden varmistamiseksi.

CTD-luotaimet ovat tärkeitä fysikaalisen merentutkimuksen mittalaitteita. Ne mittaavat meriveden lämpötilaa, sähkönjohtokykyä ja painetta laskeutuessaan pinnalta lähelle pohjaa. Näistä suureista voidaan kansainvälisesti sovituilla kaavoilla laskea monenlaisia muitakin merten ominaisuuksia kuvaavia suureita, kuten mm. veden suolaisuus ja tiheys.

Tutkimusretkikuntaan kuuluu Ilmatieteen laitoksen, Suomen ympäristökeskuksen, Ruotsista SMHI:n ja Virosta Tallinnan teknisen yliopiston merentutkimuslaitoksen (MSI) henkilökuntaa.

Juttu perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteeseen.

LHC hyrähti taas käyntiin – takana kuukausia kestänyt massiivinen kaapelirumba

Jari Mäkinen

Maailman suurimman hiukkaskiihdyttimen jokatalvinen lepohetki päättyi juuri ennen vappua. Nyt Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNin LHC jatkaa aineen salaisuuksien tonkimista.

Hiukkassuihkujen pyörittäminen kiihdyttimen sisällä vaatii varsin paljon sähköenergiaa, joten Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa on ollut jo pitkään tapana keskeyttää atomien murskaaminen aina talvisaikaan, jolloin sähkö kalliimpaa kuin kesällä ja jolloin energiaa kaivataan enemmänkin lämmittämiseen. 

Talvi onkin siksi hyvä hetki laittaa systeemit stoppiin ja tehdä kiihdyttimelle sekä sen mittalaitteille huoltotoimia.

Tällä kerralla viime joulukuussa alkanut talviseisokki kesti 17 viikkoa ja se päättyi tarkalleen 29. huhtikuuta, jolloin hiukkassuihkut kiersivät jälleen LHC:n sisällä.

Talviseisokki oli tällä kerralla hieman normaalia pitempi, koska yksi kokonainen suprajohtava magneetti vaihdettiin, hiukkassuihkun LHC-kiihdyttimeen tuottavan laitteiston toimintaa parannettiin ja lisäksi laitteistossa olevia kaapeleita setvittiin sekä ylimääräisiä poistettiin. 

Tämä johtorumba ei ollut mikään yllätys: kerroimme siitä jo viime vuoden tammikuussa, kun edellisen seisokin aikaan huomattiin, että laitteistoja vuosien varrella parannettaessa oli vanhoja, tarpeettomiksi käyneitä kaapeleita jätetty paikalleen.

Jälkikäteen ajateltuna tämä insinöörille tyypillinen laiskuus koitui ongelmaksi, koska kaapelit vievät tilaa ja toimimattomat sekä tarpeelliset johdot ovat menneet sekaisin. 

Kyse ei ollut ihan pikkuasiasta, sillä kaapeleita oli kaikkiaan noin 9000 ja jokainen niistä on noin 50 metriä pitkä. Ne kiemurtelivat kiihdyttimen rakenteissa ja tunneleissa maan pinnalla olevista rakennuksista kallioon tehdyissä luolastoissa oleviin kiihdyttimiin. Nyt suurin osa näistä on saatu siivottua.

Korjausten ja parannusten jälkeen LHC on jälleen hieman aiempaa parempi.

Erityisesti sen hiukkassuihkujen "kirkkaus" on nyt parempi, mikä tarkoittaa sitä, että havaintolaitteissa tapahtuu enemmän hiukkastörmäyksiä ja siten tuloksena on enemmän havaintoja.

Lisäksi tarkoituksena on saada LHC toimimaan vieläkin suuremmalla hyötysuhteella. Viime vuonna kiihdyttimessä oli tasainen, hyvä tutkimuskäyttöön sopiva hiukkassuihku noin 49 % ajasta, mikä oli olennaisesti parempi kuin aikaisempi noin 35 %. Nyt tämän luvun odotetaan kasvavan edelleen, mikä tarkoittaa osaltaan myös lisää hyviä havaintoja ja siten mahdollisesti kiinnostavia tutkimustuloksia.

Käynnistäminen – kuten sammuttaminenkaan – ei käy noin vain nappia painamalla.

LHC on suuri systeemien systeemi, useiden eri toisiinsa liittyneiden laitteistojen ja pienempien kiihdytinten verkko, jonka saaminen käyntiin vie noin kuukauden päivät.

"Se on kuin orkesteri, missä kaiken täytyy toimia yhdessä ja samanaikaisesti. Kun jokainen sen osana oleva kiihdytin on päällä ja toimii normaalisti, alamme syöttää hiukkassuihkua pienemmästä kiihdytinrenkaasta yhä isompaan ja lopulta LHC:n suureen renkaaseen."

Nyt muutaman viikon ajan laitteiston toimintaa tarkkaillaan ja hienosäädetään. Hiukkastiheyttä lisätään vähitellen ja lopulta toukokuun puolivälissä alkaa LHC jälleen tehdä kunnolla tiedettä.

Ja sen jälkeen se pyöriikin ympäri vuorokauden aina ensi joulukuuhun saakka.

Kaaosmatemaatikolle kasapäin eurorahaa

Antti Kupiainen
Antti Kupiainen
Toimitus

Kvanttikenttiä ja todennäköisyysteoriaa tutkiva Antti Kupiainen on saanut Euroopan tutkimusrahastolta tutkimusryhmälleen mittavan rahoituksen. Ryhmä soveltaa teoreettisessa fysiikassa kehitettyjä menetelmiä stokastisten ilmiöiden matemaattisiin malleihin.

Tiedetuubi esitteli Kupiaisen ja hänen tutkimustaan syksyllä tällä videolla.

Kuten Kupiainen selittää videolla, ovat hänen tutkimusaiheinaan monet luonnossakin nähtävät kaottiset ilmiöt, kuten esimerkiksi virtaavan veden turbulenssi ja salamaniskut.

Yksinkertaisilta ja kauniilta näyttävät ilmiöt ovat itse asiassa hyvin monimutkaisia.

”Kaiken teoria” selittämässsä satunnaista

Kvanttikenttäteoria syntyi viime vuosisadan puolivälissä kuvaamaan alkeishiukkasten vuorovaikutuksia. Se on nykyisin hiukkasfysiikassa käytettävä “kaiken teoria”, joka kuvaa esimerkiksi elektroneja, kvarkkeja ja fotoneita.

Sittemmin kvanttikenttäteoriasta on tullut työkalu mitä erilaisimpien monimutkaisten ilmiöiden tutkimiseen; sellaisia ovat aineiden olomuodon muutokset tai nesteiden ja kaasujen turbulenssi.  

Luonnon monimutkaisilla ilmiöillä on kaksi tärkeää yhteistä piirrettä.

"Ne ovat universaaleja, ja ne toistuvat samankaltaisina kaikissa mittakaavoissa", Kupiainen sanoo.

"Esimerkiksi turbulenssin lait ovat samat vedelle, ilmalle ja elohopealle."

Näiden kahden ominaisuuden selittämiseksi kehitettiin renormalisaatioteoria, joka kuvaa matemaattisesti sitä, miten systeemin lainalaisuudet muuttuvat, kun siirrymme mittakaavasta toiseen.

"Renormalisaatio on ERC-projektini keskeinen matemaattinen työkalu", toteaa Kupiainen.

Lainalaisuudet muuttuvat kun mittakaava muuttuu

Kupiainen soveltaa renormalisaatioteoriaa epälineaaristen osittaisdifferentiaaliyhtälöiden tutkimiseen.

Tällaiset yhtälöt kuvaavat hyvin erilaisia luonnonilmiöitä: lämmön johtumista, nesteen liikettä väliaineessa, aineiden välisten rajapintojen dynamiikkaa ja erilaisia kasvuprosesseja.

Näissä ilmiöissä on yksi olennainen piirre. Niiden stokastisuus. Siis satunnaisuus.

"Luonnolliset systeemit ovat harvoin eristettyjä, vaan niiden ympäristö vaikuttaa niihin satunnaisella tavalla: niissä esiintyy kohinaa. Toisaalta epälineaaristen systeemien dynamiikka on kaoottista, ja niiden lainalaisuudet ovat usein tilastollisia."

"Yleinen teoria näille stokastisille yhtälöille on vielä kartoittamatta, ja tässä kvanttikenttäteorian renormalisaatioteoria on avuksi."

Kvanttikenttäteorian menetelmillä voi tutkia myös satunnaista geometriaa. Siinä pyritään luokittelemaan satunnaisia käyriä, pintoja ja muita geometrisia rakenteita.

"Luonnossa esiintyvät geometriset rakenteet kuten pilvet, kuohuvan kosken pyörteet tai salamaniskut ovat hyvin erilaisia kuin klassisen geometrian kuvaamat suorat viivat, ympyrät ja pallot", jatkaa Kupiainen.

"Vaikka yksittäiset pilvet ovat kaikki erilaisia, ne saattavat kuitenkin tilastollisesti olla samanlaisia."

Tilastollisesti luonnon rakenteissa esiintyy usein kauniita symmetrioita, vaikka yksittäiset rakenteet voivat olla täysin epäsymmetrisiä. Nämä rakenteet ovat usein myös tilastollisesti samanlaisia eri mittakaavoissa, janiiden tilastolliset ominaisuudet ovat universaaleja.

Eurooppalainen rahoitus 5 vuodeksi

Nyt myönnetty Euroopan tutkimusrahaston (ERC:n) 2,5 miljoonan euron rahoitus antaa akatemiaprofessorille riittävät resurssit tutkia juuri sitä, mitä hän eniten haluaa.

Rahoituksen saamisella on myös toinen puoli:

"Koska se on erittäin kilpailtu, siihen liittyy tietty karisma tai maine. Kokemukseni aiemmalta ERC Advanced Grant -kaudeltani on, että maine auttoi hyvien postdoc-tutkijoiden rekrytoinnissa."

Artikkeli perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

Video: Näin tornado syntyy

Video: Näin tornado syntyy

Yhdysvaltain keskiosien laajoilla tasangoilla on usein huimia pyörremyrskyjä, tornadoja, jotka saavat aikaan paljon tuhoa ja joita myrskybongarit tulevat katsomaan kautta maailman.

Jari Mäkinen
18.03.2017

Keskimäärin maahan asti ylettyviä tornadoja havaitaan vuodessa noin 1200 ja viime aikoina ilmastonmuutoksen myötä ne ovat tulleet yleisemmiksi sekä voimakkaammiksi.

Vuonna 2011 oli Oklahomassa oli muutamia erityisen voimakkaita pyörremyrskyjä, jotka ovat nyt heränneet uudelleen henkiin tietokoneiden simulaatioissa.

Wisconsin–Madisonin yliopiston Sääsatelliittitutkimuskeskuksen (Meteorological Satellite Studies, CIMSS) tutkija Leigh Orf on onnistunut jäljittelemään hyvin luonnollisesti supertietokoneilla todella tapahtuneen tornadon syntyä ja kehitystä, ja tulos on paitsi kiinnostava, niin myös visuaalisesti upea.

Tutkimuksella on myös löyhä yhteys Suomeen: Wisconsin–Madisonin sääosaston suuri nimi oli vuosikymmenien ajan 1950-luvun lopulta alkaen Verner Suomi, toisen polven amerikansuomalainen, joka keksi käyttää ensimmäisenä satelliiteja sääilmiöiden havaitsemiseen. Hänen mukaansa on nimetty Nasan NPP Suomi -satelliitti.

Tarkemmin Verner Suomesta voi lukea Suomi 100 -satelliitin sivuilta.

Suosituimmat tänään

La Silla – Euroopan eteläisen observatorion ensimmäinen havaintopaikka Chilessä
Lentopodi 3 – Lennetään simulaattorilla ja jutellaan siitä, miten lentokone pysyy ilmassa
Golf-virta on hämmentävän repaleinen
Jutturuletti
Lumière-veljekset keksivät elokuvan – perheen kotitalo on museona Lyonissa, Ranskassa

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 8
  • Seuraava sivu ››
Tilaa aihepiirin Tiede RSS-syöte

AIHEALUEET

Avaruus ja ilmailu
Tiede ja tekniikka
Luonto ja ympäristö
Lääketiede ja terveys
Ihmiset ja paikat
Kirjat, elokuvat ja taide

ERIKOISTA

Tiedekiinnostavuuskartta
Jutturuletti
Suorana labrasta
eTuubi
Videot

TIEDETUUBI

Tiedetuubin esittely
Toimitus
Tiedetuubi ja tekoäly
Yhteistyökumppanit
Mediakortti
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved