Kalium-40 (⁴⁰K) on kaliumin radioaktiivinen isotooppi, täysin luontainen aine, jota on kaikissa elintarvikkeissa, joissa on runsaasti kaliumia.

Kaikessa luonnollisessa kaliumissa on noin 0,0118 prosenttia tätä kaliumin isotooppia. 

Banaanit ovat tunnettuja korkeasta kaliumpitoisuudestaan; yhdessä banaanissa on noin 422 milligrammaa kaliumia ja siitä radioaktiivista isotooppia noin 0,05 milligrammaa.

Sitäkin enemmän kaliumia on perunoissa (noin 751 milligrammaa per peruna, koosta luonnollisesti riippuen), pavuissa (valkoisissa pavuissa jopa 1189 milligrammaa 2,5 desilitrassa), vihreissä vihanneksissa (pinaatissa noin 839 milligrammaa 2,5 desilitrassa keitettyä pinaattia) ja avokadoissa (noin 975 milligrammaa).

Tomaattikastikkeessa on myös runsaasti kaliumia, kuten maitotuotteissa ja kuivahedelmissä.

Banaaneita tai muita elintarvikkeita ei kuitenkaan kannata karsastaa tuon äärimmäisen pienen säteilyn vuoksi, koska sinussa itsessäsi on myös kaliumia. Keskimääräinen ihminen sisältää 16 milligrammaa Kalium-40 -isotooppia, joten olet noin 280 kertaa radioaktiivisempi kuin on banaani.

Kalium-40:n lisäksi ympärillämme on myös muita lievästi radioaktiivisia aineita, kuten hiilen isotooppia Hiili-14 (¹⁴C). Sitä käytetään muun muassa historiallisten esineiden ja löytöjen ajoittamiseen, koska Hiili-14:n puoliintumisaika  tiedetään tarkasti (5730 vuotta) ja sitä tutkimalla voidaan määrittää varsin tarkasti milloin näyte on syntynyt.

Hiili-14:n suhteellinen osuus ilmakehän hiilestä on noin 1 osa biljoonasta (0,000 000 000 1 %). Tämä pieni määrä johtuu siitä, että hiili-14 syntyy ilmakehässä kosmisen säteilyn vaikutuksesta.

Lisäksi luonnossa esiintyy luontaisesti muun muassa jalokaasu radonia (²²²Rn), joka voi kertyä taloihin ja aiheuttaa terveysriskejä, kuten keuhkosyöpää. Radionia syntyy Uraani-238:n (²³⁸U) ja Torium-232:n (²³²Th) hajoamisesta maaperässä ja kallioperässä, eli myös näitä pitkäpuoliintumisaikaisia alkuaineita on ympäristössämme.

Vähän, mutta kuitenkin.

Myös ihminen on toiminnallaan tuottanut harmiksemme muutamia radioaktiivia aineita. 

Tritiumia käytetään esimerkiksi ydinvoimaloissa ja valaistuksessa, kuten kellotaulujen valaisussa. Cesium-137 (¹³⁷Cs)  ja Strontium-90 (⁹⁰Sr) ovat ydinreaktoreiden ja ydinaseiden räjähdysten tuotteita.

Näidenkin pitoisuudet ovat yleensä niin pieniä, ettei niistä ole haittaa. 

Olemme koko ajan myös muunlaisen ionisoivan säteilyn kohteena. Meihin osuu jatkuvasti avaruudesta tulevia kosmisia säteitä, etenkin kun olemme lentokoneessa tai korkeilla paikoilla, ja saamme pienenpieniä määriä röngen- ja gammasäteitä mm. lääketieteellisissä kuvauksissa.

Suomalaisten keskimääräinen vuotuinen säteilyannos on noin 5,9 millisievertiä (mSv). Terveysvaikutusten riski alkaa nousta vasta noin 100 mSv:n tasosta. Kun annos menee sen päälle, on syöpäriski suurempi, mutta edelleen lähinnä tilastollinen. Vasta yli 200 mSv:n annos voi johtaa selkeisiin terveysvaikutuksiin, kuten lisääntyneeseen syöpäriskiin ja mahdollisesti varhaisiin oireisiin kuten väsymykseen ja pahoinvointiin.

Kun annos on yli 1000 mSv, säteilysairauden riski on olennainen. Henkilö voi oksennella ja ripuloida, ja pitkäaikaiset sairaudet kuten syöpä ja leukemia ovat todennäköisempiä.

Yli 5000 mSv:n annos voi olla tappava, erityisesti jos se saadaan lyhyessä ajassa. Kuolettava säteilyannos on noin 10 000 mSv tai enemmän, aiheuttaen vaikean säteilysairauden, joka voi johtaa kuolemaan ilman hoitoa.

Tällaisia annoksia säteilyä ei kukaan saa luonnollisesti.

Lasketaan!

Yhden pilven tilavuus saattaa olla kuutiokilometrin luokkaa. Se kuulostaa suurelta luvulta, mutta jos pilvi on jotakuinkin kilometrin kanttiinsa, niin siitä tulee tuo 1 km³. Siis 1000 x 1000 x 1000 kuutiometriä.

Pilvet koostuvat pääasiassa pienistä vesipisaroista tai jääkiteistä, jotka leijuvat ilmassa. Pilven keskimääräinen tiheys on noin 0,5 g/m³, mikä on noin 0,4 % vähemmän kuin ilma pilvien ympärillä. Koska pilvi on ilmaa kehyempi, pysyy se ilmassa.

Kun lasketaan näistä pilvelle massa (1 000 000 000 m³ x 0,5 g/m³), niin päästään yli noin 500 000 kiloon, eli 500 tonniin.

Isot ukkospilvet voivat olla kilometrejä kooltaan leveyssuunnassa ja kurottaa yli kymmenen kilometrin korkeuteen. Niiden tilavuus voi olla siten helposti noin 20 kertaa enemmän, eli 10 000 tonnia.

Laaja sadejärjestelmä voi olla useita kilometrejä paksu ja peittää satoja kilometrejä, jolloin sen massa voi olla tosiaan miljoonia tonneja.

Toisin sanoen: pilvessä on miljoonia tonneja vettä.

Suuresta massastaan huolimatta tuokin jättipilvi on ilmaa kevyempää, joten se pysyy ilmassa.

Vaikka tuollaiset suuret pilvilautat näyttävät synkiltä ja painavilta, tyypillinen pilvi on hattaramaista ja vaikuttaa hyvin kevyeltä massastaan huolimatta.

Keveyden vaikutelma tulee paitsi ilmassa leijumisesta, niin myös siitä, että vesipisarat tai jääkiteet hajottavat auringonvalon kaikkiin suuntiin. Näyttää siltä, kuin ne eivät painaisi paljon. Lisäksi pilvissä ilma liikkuu ylös ja alas, muodostaen ja hajottaen, muuttaen koko ajan pilveä. Tämä liike ja pilvien muutosten nopeus lisäävät vaikutelmaa keveydestä.

Yhteyttäminen – valon taikaa

Kasvien vihreät lehdet ovat todellisia mikrovoimaloita. Niiden viherhiukkasissa auringon säteily muunnetaan kemialliseksi energiaksi. Prosessissa kasvit nappaavat ilmasta hiilidioksidia ja juuristaan vettä ja käyttävät auringonvaloa valmistamaan sokereita, tyypillisesti glukoosia. Sivutuotteena syntyvä happi vapautuu lehdestä ilmakehään. Prosessin nimi on yhteyttäminen, tai tarkemmin katsottuna yksi sen alakategoria – fotosynteesi.

Juuri yhteyttämisen ansiosta kasvit toimivat planeettamme keuhkoina. Kasveille itselleen tärkeintä on kuitenkin varastoida energiaa tulevaa omaa käyttöä varten. Vain se nimittäin mahdollistaa kasvin elintoimintojen ylläpidon, kasvun ja lisääntymisen.

Happi käyttöön – soluhengitys

Kuten kaikki elävät organismit, kasvit tarvitsevat selviytyäkseen käyttöenergiaa. Sitä ne saavat polttamalla yhteyttäessä varastoitua sokeria. Tätä prosessia kutsutaan soluhengitykseksi. Siinä glukoosi hajotetaan hapen avulla takaisin vedeksi ja hiilidioksidiksi. Samalla vapautuu energiaa, jota kasvin solut käyttävät.

Soluhengitystä tapahtuu ympäri vuorokauden, eli myös yöllä, kun yhteyttäminen on auringonvalon puuttuessa jo pysähtynyt. Päivällä kasvit tuottavat yleensä enemmän happea kuin käyttävät, mutta yöllä hapenkulutus sitten korostuu.

Tasapaino energiavirroissa

Yhteyttämisen teoreettinen hyötysuhde lienee jossain 30 - 40 % tienoilla. Todelliset kasvit jäävät kuitenkin tyypillisesti alle 10 prosentin. Kun mukaan otetaan vielä soluhengityskin, huomataan, että kasvit pystyvät hyödyntämään vaivaiset 0,1- 5 % tulevan auringonvalon energiasta.

Hävikkiä syntyy, koska fotosynteesissä käytetään vain pientä osaa tulevan valon aallonpituusalueesta, ja osa energiasta myös häviää reaktioiden lämpönä taivaan tuuliin. Kokonaishyötysuhde on kuitenkin aivan riittävä ylläpitämään kasvin elintoimintoja ja kasvua.

Mitä voimme oppia kasveilta?

Kasvien kyky sekä tuottaa että kuluttaa happea on muistutus siitä, kuinka hienovaraisia luonnon järjestelmät ovat. Vaikka kasvit ovat kehittyneet miljoonien vuosien aikana hallitsemaan energiavirtoja tehokkaasti, niiden toiminta ei ole läheskään täydellistä – aivan kuten meidänkään.

Seuraavan kerran, kun kävelet metsän halki ja hengität raikasta ilmaa, muista kiittää paitsi happea tuottavia puita myös sitä, että ne hengittävät itsekin. Tämä kahden vastakkaisen prosessin harmonia pitää maailman hengissä – myös yöllä, kun auringonvalo on poissa.

Harvoinpa tulemme ajatelleeksi, että Aurinko ja sitä kiertävä maapallo kiitävät eteenpäin radallaan Linnunradan keskustan ympärillä noin 250 kilometrin sekuntinopeudella. Siis noin 900 000 kilometriä tunnissa.

Galaktinen vuotemme – siis yksi kierros kotigalaksimme keskustan ympärillä – kestää lähteestä ja näiden arviosta riippuen noin 220-250 miljoonaa vuotta. 

Dinosaurukset on arvioitu kehittyneen jopa 235 miljoonaa vuotta sitten triaskaudella. Dinosaurusten huippukautena pidetään kuitenkin liitukautta, joka oli noin 146-65,5 miljoonaa vuotta sitten.

Voidaan siis olla melko varmoja siitä, että hirmuliskot elivät huippuvuosiaan toisella puolen galaksia.

Tunnetuin liitukauden hirmulisko oli useiden tuntema Tyrannosaurus Rex. Mutta jouluisampana (ainakin nimeltään) oleva hirmulisko oli Euroopassa elellyt Mantellisaurus.

Joulumantelin mukaan Mantellisaurusta ei kuitenkaan nimetty, vaan Iguanadonttien suvun (johon Mantellisauruskin kuuluu) löytäjän, Gideon Mantellin, mukaan.

Sinivalas (Balaenoptera musculus) on tunnetusti maailman suurin, tai tarkemmin sanottuna massiivisin eläin. Se voi kasvaa jopa 30-metriseksi, mikä tekee siitä 1,5 kertaa VR:n uusimpien veturien pituisen ja 2-3 kertaa niitä painavamman.

Näillä mitoilla sinivalas ei kuitenkaan yllä pituuskisassa edes mitalisijoille.

Pronssille ponnistaa hiusmeduusa (Cyanea capillata). Suurimpien yksilöiden uimakellot voivat olla parimetrisiä ja pyyntilonkerot 36-metrisiä.

Eläimiä elää vakituisesti lähinnä Pohjois-Atlantilla, mutta ovatpa Itämeren suolapulssit tuoneet niitä joskus Suomeenkin.

Hiusmeduusan kevyestä kosketuksesta ei normaalisti ole ihmiselle vaaraa, sillä seurauksena tuleva kipu ja punotus rauhoittuvat helposti etikalla. Uidessa laajempi lonkeroihin sotkeutuminen voi kuitenkin olla vaarallista mahdollisen paniikin ja hukkumisvaaran vuoksi.

Pituuskisan hopeasijalle yltävät otukset, jotka lilluvat meressä vapaana ainoastaan poikasina.

Onnekkaat yksilöt, kuten Tetragonoporus calyptocephalus -lajin heisimato (yllä), päätyvät sitten jonkin hammasvalaan suolistoon, jossa ne viettävät loppuelämänsä lokoisasti loisien. Pisimmät mitatut yksilöt ovat olleet jopa 40-metrisiä, eli tuplasti pidempiä kuin suurimmat isäntäeläimensä kaskelotit. Leveyttä heisimadoilla on vain viisi senttiä.

Kultaa kuittaa kuitenkin eläin, jota voisi kutsua vapaasti suomentaen kengännauhadoksi. Se on heisimatoakin hoikempi mato, selvästi maailman pisin eläin. Niiden kerrotaan kasvavan jopa 55-metrisiksi, mutta leveyttä niillä on vaivaiset 0,5-1 cm.

Karhulla on jännä aineenvaihdunta talvella, sammakot voivat jäätyä, siilit heräilevät virtsaamaan ja lepakot kärsivät univajeesta.

Tässä neljä jännää tiedonmurua talviunesta ja -horroksesta. Niitä lukiessa tulee mieleen, että olisi kätevää jos me ihmiset pystyisimme samaan kuin eläimet!

1. Karhu synnyttää, mutta ei syö

Karhuilla synnyttäminen sujuu harvinaisen kivuttomasti: emot synnyttävät talvipesässään tammi-helmikuussa eikä talviuni juuri häiriinny. Pennut ovat vain muutaman sadan gramman painoisia, joten synnytys ei vaadi suurta ponnistusta.  

Karhujen uni ei ole kovin syvää, minkä vuoksi ne saattavat herätä häiriöihin. Ruumiinlämpötila laskee unen aikana 37 celsiusasteesta alimmillaan 32 asteeseen. Ero horrostaviin nisäkkäisiin on suuri: esimerkiksi siilien lämpötila voi laskea lähelle nollaa. 

Karhujen aineenvaihdunta muuttuu täysin talviunen aikana. Se ei ulosta, virtsaa, syö eikä juo. Kuinka se on mahdollista? No, virtsarakkoon kertyvä virtsa kierrätetään paksusuolen kautta maksaan, missä se muutetaan aminohapoiksi ja edelleen valkuaisaineiksi.

Lue lisää karhujen talviunesta Suomen luonto -lehden artikkelista!

2. Sammakon rasva muuttuu nestemäiseksi

Sammakot selviävät Suomessa talvet viettäen hiljaiseloa talven järvien ja lampien pohjassa. Niillä on vararavintoa ja lisäksi talveksi niiden elimistön rasvakoostumus muuttuu enemmän juoksevaan muotoon.

Joidenkin amerikkalaisten sammakkolajien on todettu kestävän myös osittaista jäätymistä. Niiden solujen sisältö väkevöityy eikä jäädy, mutta soluväleissä voi tapahtua hallittua jäätymistä. Lisäksi sammakon veressä voi olla ”jäänestoaineita" kuten glukoosia, glyserolia ja ureaa, jotka alentavat veren jäätymispistettä. 

Kerroimme sammakkojen lasol-verestä Tiedetuubissa.

3. Lauhat talvet häiritsevät siilien unta

Tavallisesti siilit horrostavat Suomessa 7-8 kuukautta ja heräilevät vain noin parin viikon välein virtsaamaan. Lauhat talvet häiritsevät siilien horrosta. Jos talvi on lauha, siili heräilee horroksesta useammin ja kuluttaa energiavarastonsa loppuun.

Tämän vuoksi se saattaa lähteä pesästään etsimään ruokaa, jota routaisesta maasta löytyy huonosti. Siksi pakkaskaudella ulkona toikkaroiva siili kannattaa toimittaa hoitoon osaavalle luonnoneläinhoitajalle.

Lisätietoa siileistä on Eläinten ystävä -lehdessä.

4. Lepakot ovat tosi cool

Lepakot horrostavat Suomessa pitkään, esimerkiksi pohjanlepakko yhdeksän kuukautta. Usein ne talvehtivat vuodesta toiseen samassa paikassa — ja lisäksi ne ovat pitkäikäisiä, vanhin tavattu isoviiksisiippa on ollut ainakin 41-vuotias.

Lepakkojen lämpötila laskee 2-3 asteeseen. Aineenvaihdunta hidastuu niin paljon, että elimistö käyttää vain hyvin vähän energiaa.

Yllättäen monet lepakot kärsivät talven aikana unenpuutteesta, koska horroksen aikana ne eivät saa syvää REM-unta.

Lepakko heräilee talven aikana joitain kertoja ja voi syödä ja paritella, mutta jos horrostavaa lepakkoa muutoin häiritään, se saattaa menettää liikaa energiaa eikä selviä talvesta.

Lue lisää lepakkojen unenpuutteesta Ylen jutusta ja lepakkojen vuodenkierrosta Luomuksen nettisivuilta.