• Mikä #muutos?
  • Podcastit
  • Artikkelit
  • Blogit
  • Pääkirjoituksia
  • Kirjoittajat
  • Yhteystiedot

Hei!

#muutos on siirtynyt Suomen Luonto -lehden sivuille. Tämä sivusto ei päivity enää. Pääset lukemaan tuoreita juttuja klikkaamalla linkkiä!

Uusi #muutos-sivusto »

Kapteeni Hess ja merenpohjan mysteeri

2.9.2018

J. Sakari Salonen

Geologi pohtii maapallon historiaa ja pitkiä kehityskulkuja. Mistä tulemme, minne menemme? J. Sakari Salonen on filosofian tohtori ja Helsingin yliopiston paleoklimatologian dosentti. Hän on tutkimustyössään keskittynyt maapallon muinaisiin ilmastoihin.

Samalta kirjoittajalta

Tekoäly tähyää tuhansien vuosien päähän menneisyyteenPienet itiöt kertovat muinaisten jättien tuhostaIlmasto lämpenee – kuinka korkealle merenpinta voi nousta?Kapteeni Hess ja merenpohjan mysteeriDryas-kausi ja Salpausselät säilyttävät salaisuutensa
Alfred Wegener Etelämanner fossiilit Grönlanti Ilmastonmuutos Joukkotuho Jääkausi Laattatektoniikka Lapinvuokko Mammutti Mannerjäätiköt Megafauna Mykologia paleoklimatologia perinnemaisema Pleistoseeni Sporormiella Tekoäly Tutkimushistoria Tyynimeri

Toinen maailmansota päättyi päivälleen 73 vuotta sitten, 2. syyskuuta 1945, Japanin antautumiseen. Tämä tapahtuma antaa yllättäen aiheen tämänkertaiselle kirjoitukselleni. Tyynenmeren sodan melskeistä kumpusi nimittäin täysin odottamaton tieteellinen läpimurto – eikä kyse ole atomipommista, vaan paljon kauniimmasta osoituksesta ihmisen uteliaisuudesta ja kekseliäisyydestä.

Laattatektoniikan teoria on modernin geologian kulmakivi. Teorian mukaan maapallon kivikehän uloin osa, niin sanottu litosfääri, muodostuu irrallisista laatoista, jotka liukuvat maapallon vaipan päällä. Mannerlaattojen liike selittää johdonmukaisesti maapallon ja sen historian piirteitä, kuten vuorijonojen muodostumista, tulivuorten ja maanjäristyksen esiintymistä, sekä elämän ja ilmaston muinaista kehitystä.

Ajatuksen mantereiden liikkumisesta muotoili tieteelliseksi teoriaksi saksalainen meteorologi Alfred Wegener. Hän julkaisi vuonna 1915 mannerliikuntateorian, jonka mukaan maapallon mantereet olisivat kaukaisessa menneisyydessä olleet kasaantuneet yhteen, suureksi supermantereeksi, jolle Wegener antoi nimen Pangaia.

Wegener esitti ajatuksensa tueksi useita todisteita. Hän totesi sen ilmeisen seikan, että Etelä-Amerikan ja Afrikan mantereiden Atlantin puoleiset rannikot näyttivät sopivan hyvin yhteen. Hän ehdotti, että nämä mantereet olisivat olleet yhdessä kunnes meren avautuminen erotti ne. Siihen viittasivat Wegenerin mukaan myös muut geologiset merkit. Molemmilta puolilta Atlanttia oltiin löydetty fossiileja dinosauruksista ja saniaisista, jotka eivät mitenkään olisi voineet ylittää avointa valtamerta. Samoin Atlantin molemmilta reunoilta löydettiin hämmentävän samanlaisia kivilajeja – aivan kuin nämä alueet olisivat muinoin olleet yhdessä ja myöhemmin erotettu toisistaan.

Varhaiset todisteet laattaliikunnoista
Varhaista todistusaineistoa mantereiden liikkumisesta: monien fossiililajien esiintyminen viittasi siihen, että mantereet ovat olleet yhdessä. (Kuva: Wikimedia Commons)

Kaikista näistä todisteista huolimatta Wegenerin teoria kohtasi vuosikymmenien ajan valtavaa vastustusta. Teorian suurin vaikeus oli siinä, ettei se kyennyt selittämään, miten massiiviset mannerlaatat liikkuisivat. Wegener ehdotti, että mantereet puskevat merenpohjan läpi kuin jäänmuurtaja merijään läpi. Tätä ei kuitenkaan pidetty uskottavana mekanismina, koska kuten mantereiden myös merenpohjan tiedettiin koostuvan varsin vahvatekoisesta kallioperästä.

Tilanne oli tavallaan kuin oikeudenkäynnissä, jossa on tarjolla vain aihetodisteita. Näytti siltä, että mantereet olisivat liikkuneet, mutta kukaan ei pystynyt selittämään, miten se olisi mahdollista. Wegener kuoli vuonna 1930 kenttätyömatkalla Grönlannissa, näkemättä teoriansa hyväksyntää.

Alfred Wegener Grönlannissa
Alfred Wegener kenttätöissä Grönlannissa. (Kuva: Archive of the Alfred Wegener Institute)

Tässä kohtaa tarinaamme astuu sen toinen päähenkilö, amerikkalainen geologi Harry Hammond Hess. Vuonna 1906 syntynyt Harry Hess työskenteli 1930-luvulla Princetonin yliopistossa, missä hän kiinnostui merenpohjan geologiasta. Hessin aikalaiset muistavat hänet hiljaisena miehenä, jolla oli pienet viikset ja miltei poikkeuksetta palava savuke suunpielessä. Hessin Annette-vaimo epäili miehensä ajattelevan geologiaa koko valveillaoloaikansa.

Hessin kallioperäntäyteinen siviilielämä kuitenkin keskeytyi, kun Yhdysvallat julisti sodan Japania vastaan joulukuussa 1941, Pearl Harborin yllätyshyökkäyksen jälkeen. Hess värväytyi laivastoon, missä hänestä tuli lopulta kuljetusalus USS Cape Johnsonin kapteeni.

Harry Hess
Harry Hammond Hess (1906–1969) (Kuva: US Geological Survey)

Cape Johnsonin tehtävänä oli kuljettaa sotilaita taisteluihin, kun Yhdysvaltain asevoimat puskivat saari saarelta kohti Japania. Hessille ja hänen miehistölleen tämä merkitsi loputtomia, pitkiä merimatkoja ristiin rastiin Tyyntämerta, kun Cape Johnson osallistui muun muassa Mariaanien, Filippiinien ja Iwo Jiman maihinnousuihin.

Aluksen alati geologiaa ajatteleva kapteeni näki tässä tehtävässä tieteellisen mahdollisuuden. Cape Johnson oli varustettu tuolloin uudella teknologialla – kaikuluotaimella. Miehistönsä avustuksella Hess piti kaikuluotaimen tauotta päällä ja suunnattuna suoraan alaspäin, kohti Tyynenmeren pohjaa. Cape Johnson teki lopulta kaikuluotainhavaintoja noin 400 000 kilometrin matkalta – kuin kymmenkertaisen matkan maailman ympäri. Näin Hess sai kerättyä poikkeuksellisen laajaa, varhaista aineistoa merenpohjan muodoista.

USS Cape Johnson
USS Cape Johnson. (Kuva: US Navy)

Havainnot vaihtelevista ja toisaalta säännönmukaisista merenpohjan muodoista olivat tärkeässä roolissa, kun Hess sodan jälkeen lähti muodostamaan teoriaansa merenpohjan geologisesta kehityksestä. Hän ehdotti, että uutta merenpohjaa muodostuu valtamerten keskiosissa sijaitsevilla harjanteilla, niin sanotuilla keskiselänteillä. Keskiselänteiltä uusi merenpohja levittäytyy molempiin suuntiin. Samalla vanhaa merenpohjaa tuhoutuu valtamerten reuna-alueilla sijaitsevissa syvänmeren haudoissa, joissa merenpohja sukeltaa viereisen mantereen alle.

Hess julkaisi tuloksensa vuonna 1962 artikkelissa, jota hän vaatimattomuuteen taipuvaisena itse luonnehti ”esseeksi georunoudesta” (”an essay in geopoetry”). Hessin ajatusten vaikutus oli kuitenkin järisyttävä. Merenpohjan levittäytyminen tarjosi nimittäin samalla selityksen mannerten liikkumiselle, jota Alfred Wegener ei omana aikanaan kyennyt selittämään.

Sen sijaan, että mantereet puskisivat merenpohjan läpi, olikin itse merenpohja avainasemassa – uuden merenpohjan muodostuminen ja levittäytyminen kuljettaa merta reunustavia mantereita mukanaan. Myöhemmin osoittautuikin, että valtamerialtaiden hidas uudistuminen muodostaa tavallaan suuren kuljetushihnan, joka on vuosimiljoonien kuluessa kuljettanut muinaisen Pangaian osat eri puolille maapalloa.

Kartta Tyynenmeren merenpohjasta
Modernia karttaa Tyynenmeren pohjasta. Alhaalla näkyy Havaijin saariryhmän muodostama ketju, joka on suuntautunut mannerlaatan liikkeen mukaisesti. Kartan yläreunassa erottuu Aleutien hauta, jossa Tyynenmeren laatta sukeltaa Pohjois-Amerikan laatan alle. (Kuva: Ingo Wölbern, Wikimedia Commons)

Hessin tulosten julkaisun jälkeen moderni laattatektoniikan teoria muodostui varsin nopeasti, pääpiirteissään 1960-luvun aikana. Ottaen huomioon laattatektoniikan perustavanlaatuisen merkityksen, on yllättävää, miten tuore teoria on. Kotiplaneettamme tärkeimpien piirteiden syntymekanismi kuvattiin vasta samoihin aikoihin, kun valloitimme jo toista taivaankappaletta, Kuuta.

Alfred Wegenerin kohtalona oli, että hänen mullistavan ajatuksensa keskeisin todistusaineisto sijaitsi maapallon vaikeimmin saavutettavassa paikassa: valtamerten syvyyksissä. Wegenerin aseman tieteen historiassa ankkuroi lopulta kekseliäs Harry Hess, joka sodan kauheuksienkin keskellä onnistui tuomaan pinnalle merenpohjan salaisuudet.

Alfred WegenerLaattatektoniikkaTutkimushistoriaTyynimeri
Suomen Luonto #muutos-verkkolehti | Itälahdenkatu 22 B, 00210 Helsinki