Onko niissä elämää? Voitelevatko ne jään liikkeitä? Kuka upottaa niihin kairansa ensimmäisenä? Tutkijoiden jäänalainen kilpailu alkaa olla ratkaisuvaiheessa.



Julkaistu Tiede -lehdessä 2/2010

Vuonna 1911 norjalainen Roald Amundsen ja brittiläinen Robert Falcon Scott kilpailivat siitä, kumpi ehtisi ensin etelänavalle. Kun Scott ymmärsi jäävänsä toiseksi, hän kertoman mukaan lausahti: - Hyvä Jumala, tämä on kauhistuttava paikka.

Kauhistuttava totisesti, ainakin Scottille, sillä koko hänen ryhmänsä menehtyi paluumatkalla kylmään ja nälkään.
Sata vuotta Amundsenin ja Scottin jälkeen Etelämantereella on käynnistynyt uusi kilpajuoksu. Jääkannen alta on paljastunut järviä, jotka ovat täynnä makeaa vettä. Nyt tutkimusryhmät kilpailevat siitä, kuka pääsee tutkimaan niitä ensin.


Ensimmäinen löytyi 1969

Sulat järvet yli neljä kilometriä paksun jään alla kuulostavat järjenvastaisilta. Järvet ovat kuitenkin kiistaton tosiasia, ja niitä löydetään koko ajan lisää.

Kun neuvostoliittolaiset tutkijat vuonna 1957 perustivat tutkimusasemansa Vostokiin, heillä ei ollut aavistustakaan, että yli kolmen kilometrin syvyydessä on jättimäinen makean veden allas. Kun lennot tutkimusasemalle alkoivat, lentäjät havaitsivat, että alue erottui muusta ympäristöstä tasaisen ja soikean muotonsa ansiosta. - He kutsuivat sitä järveksi tietämättä, että alla todella on sellainen, kertoo tutkija Neil Ross skotlantilaisesta Edinburghin yliopistosta.

Viitteitä oli saatu jo 1950-luvulla, kun kaukoluotaintutkimukset ja seismiset laitteet antoivat outoja lukemia. Tulokset voitiin tulkita vain siten, että jääpeitteen alla piili sulaa vettä. Ensimmäinen järvi, Itä-Antarktiksella sijaitseva Sovjetskaja, löytyi jo niin varhain kuin vuonna 1969. Neljän vuoden kuluttua tutkija Neil McIntyre teki Etelämantereella ensimmäisen järvilaskennan ja sai summaksi seitsemäntoista. Samoihin aikoihin kansainvälinen tutkijaryhmä, joka mittasi jääpeitteen paksuutta Vostokin alueella, havaitsi, että sen alla täytyy olla vettä.


Vostok maailman 6. suurin

Aluksi järvihavainnot eivät herättäneet suuria intohimoja. Etelämantereen tutkimus ei ollut muodikasta, eikä kukaan vielä puhunut ilmastonmuutoksesta. Asenne alkoi kuitenkin vaihtua viimeistään 1990-luvun puolivälissä. Silloin tutkijat tutustuivat ERS-1-satelliitin tallentamaan aineistoon, joka paljasti Vostokjärven mitat. Vesimassaltaan maailman kuudenneksi suurimmasta järvestä tuli mediasensaatio (ks. Biologit himoitsevat Vostokjärveen, Tiede 3/2001, s. 42-43, tai tiede.fi/arkisto).

Tämän jälkeen Edinburghin yliopiston tutkijat ovat kartoittaneet jäänalaisia vesiä kahteen otteeseen. Vuonna 2005 määrä nousi jo yli 140:n. Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinnon Nasan äskettäisessä laskennassa, jossa tarkasteltiin myös järvien toimintaa, saatiin lukemaksi 280.
Kartoitusta johtanut Martin Siegert Edinburghin yliopistosta uskoo, että järviä voi olla tuhansia. Onhan suuri osa mantereesta vielä tutkimatta.


Maalämpö sulattaa, jää eristää

Etelämanner on ollut jäässä ainakin 35 miljoonaa viime vuotta. Miten sulat vedet ovat kertyneet jääpeitteen alle? Neil Rossin mukaan järvet syntyvät maapallon sisältä tulevan geotermisen lämmön ja jääpeitteen eristyksen ansiosta.

- Parhaat olot järvien muodostumiseen on paikoissa, joissa maankuori on ohut mutta jääpeite paksu, Ross sanoo. Näissä paikoissa geoterminen lämpö sulattaa lumen vedeksi ja paksu jääpeite eristää sen ulkoilman hyytävistä pakkasista. Myös peitteen paine alentaa veden sulamislämpötilaa.

Kukaan ei tiedä jäänalaisten järvien ikää, mutta mitä syvemmällä järvi sijaitsee, sitä vanhempi se luultavasti on. Parhaimmillaan vesi saattanee olla kymmenien miljoonien vuosien ikäistä. Voisiko siellä piillä elämää ja millaista? Mikrobeja? Leviä? Kenties selkärangattomia eläimiä?


Kolme kairaushanketta menossa

Vastauksia ei saada, ennen kuin jokin tutkijaryhmä kairaa järveen asti. Mutta mikä ryhmä? Tämä kysymys on johtanut tutkijat nokkapokkaan siitä, miten kairataan, missä kairataan ja kuka kairaa.

Etelämantereella on käynnissä kolme eri projektia, joissa aiotaan porata järviin asti ja ottaa niistä näytteitä. Venäläiset aikovat luonnollisesti porata Vostokjärveen. Edinburghin yliopiston tutkijat valmistautuvat porautumaan kolmen kilometrin syvyydessä sijaitsevaan Ellsworthjärveen vuonna 2012 tai 2013 ja yhdysvaltalaiset Whillansin jäävirran alla sijaitsevaan järveen 2011 tai 2012.

Käytännössä kilpajuoksun tulevat voittamaan venäläiset, jotka ovat jo poranneet Vostokjärven yläosiin asti. He ovat vain parinsadan metrin päässä tavoitteestaan.

Aiheesta syntyneen kiistan asetelma on venäläiset vastaan muut. Brittiläiset ja amerikkalaiset tutkijat syyttävät venäläisiä siitä, että he kairaavat Vostokjärveen vaikka "likaisin käsin", kiinnittämättä huomiota riskienhallintaan vain ehtiäkseen perille ensimmäisinä. Brittiläiset ja amerikkalaiset ryhmät taas testaavat ja kehittävät välineistöään vuosia minimoidakseen saastumisen riskin.

Vostokjärveen porautuminen on arvostelijoiden mielestä myös tieteellisesti toisarvoista. Vostok on täysin toisenlainen kuin alueen muut järvet, joten sen ei uskota kertovan mitään yleistämiskelpoista. Toisaalta jos venäläiset löytävät sieltä mikrobeja, tieteellinen sensaatio on valmis.


Järvien vesi liikkuu

Etelämantereen järvien ihmeet eivät kuitenkaan pääty mahdolliseen elämään. Aivan hiljattain on nimittäin havaittu, että jotkin järvet tyhjenevät salaperäisesti.

Ensimmäisen havainnon järvien aktiivisuudesta teki luultavasti yhdysvaltalaisen Scrippsin valtameritutkimuslaitoksen Helen Fricker vuonna 2006. Hän koetti kartoittaa satelliittikuvien avulla, missä kohden jääpeitteen alla kiinteä maa loppuu ja meri alkaa. Rajakohdassa meren päällä olevalla alueella jää "keikkuisi", mikä näkyisi maanpinnan korkeuden muutoksina, mutta kiinteällä maalla jää pysyisi paikoillaan. Selvitys perustui satelliitteihin, jotka mittaavat maanpinnan korkeuseroja laserin avulla.

Fricker teki oudon havainnon. Hän näki selvän vajoaman alueella, joka oli vuorenvarmasti sisämaata. Pinnan alla oli siis liikahtanut jotakin. Mutta mitä?

Fricker selvitti asiaa Nasan ja Goddardin avaruuskeskuksen tutkijoiden kanssa. He havaitsivat, että vajoaman liepeillä oli muutakin omituista. Joissakin paikoissa jääkansi nousi, joissakin se laski. Pinnan alla möyri jotakin - ja pian he ymmärsivät, että se oli vettä. Kohdassa, jossa jää oli vajonnut, oli tyhjentynyt järvi. Se kulki nyt omia polkujaan jääkannen alla ja pullisteli sitä kulkiessaan. (Ks. Antarktiksen alla velloo vesistö, Tiede 3/2007, s. 4.)


Vesi voi liukastaa jäävirtoja

Miksi järvet tyhjenevät ja minne vesi menee, ei toistaiseksi tiedetä. Todennäköisin selitys on, että jään paino yksinkertaisesti pusertaa veden liikkeeseen, jolloin se leviää laajalle alueelle jääpeitteen alle. - Jään alla vesi voi kulkea jopa ylämäkeen, sanoo Neil Ross. Tutkijat ovat nyt yhä kiinnostuneempia siitä, miten vesi vaikuttaa jään liikkeisiin, jäävirtoihin.

Professori Matti Leppäranta Helsingin yliopistosta vertaa Etelämantereen jäätikköä pöydälle läiskäistyyn taikinamassaan. - Kun tarpeeksi kauan odottaa, se alkaa valua reunoiltaan.

Samoin Etelämantereen jäätikkö valuu vähitellen mereen, mutta ainoastaan, kun maaston muoto antaa siihen mahdollisuuden. Näihin kohtiin syntyy jäävirtoja, joista tunnetuin on Recoveryn jäävirta Itä-Antarktiksella. Se työntää vuosittain 35 miljardia tonnia jäätä Weddellinmereen.

Tutkijat uskovat, että jääjärvet ja jäävirrat vaikuttavat toisiinsa. Järvien vesi voi toimia liukasteena, joka saa jäävirrat kulkemaan nopeammin. Esimerkiksi Recoveryn yläjuoksulla, missä ei ole järviä, jäävirta etenee 2-3 metriä vuodessa, mutta järvialueella vuosivauhti kiihtyy 50 metriin.

Ross kuitenkin muistuttaa, että järvillä voi olla myös päinvastainen, hidastava vaikutus. - Ne voivat pitää veden säilössä, jolloin se ei pääse levittäytymään jäävirtojen alle.

Kysymyksiä riittää. Mitkä järvet ovat yhteydessä toisiinsa ja mitkä ovat erillään? Mitkä järvet tyhjenevät ja mitkä säilyttävät vetensä? Mitkä liukastavat jäävirtoja ja mitkä toimivat liukastetta poistavina nieluina? Seuraavaksi tutkijat haluavat selvittää, miten jäänalainen vesiverkko toimii.


Jani Kaaro on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.





Vostok: elämää vai ei?


Venäläiset kairasivat jo aiemmin Vostokjärven jäätyneisiin yläosiin, ja silloin otetuista näytteistä etsittiin mikrobeja. Tulokset olivat kahtalaisia.

Kun Yhdysvalloissa tutkittiin Vostok-näytettä, millilitrasta sulatettua jäävettä löytyi satoja, jopa tuhansia kuolleita bakteereja.

Sen sijaan ranskalais-venäläinen ryhmä, joka analysoi toista näytettä, ei löytänyt bakteerisoluja käytännössä lainkaan. Dna-testit tosin viittasivat siihen, että näytteessä olisi mukana termofiilisiä eli kuumassa eläviä bakteereja.

Tiedeyhteisö ei ole ottanut Vostokin näytteisiin kantaa. Yleisesti ajatellaan, että saastumisen riski maastossa tai laboratoriossa on niin suuri, että asia ratkeaa vasta uusien näytteiden myötä.







Mistä jäätyminen alkoi?

Jani Kaaro


Järvien ohella tutkijoita pohdituttaa Etelämantereen jääpeite. Se syntyi keskellä lämpökautta ja ilmeisesti hyvin nopeasti.



Miksi Etelämanner alkoi jäätyä noin 35 miljoonaa vuotta sitten, on edelleen arvoitus. Maapallo oli tuolloin paljon lämpimämpi paikka kuin nyt, ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuus oli 3-4 kertaa nykyistä suurempi.

Tutkijat ovat pitkään arvelleet, että Etelämantereen jäätyminen olisi seurausta sen ja Etelä-Amerikan mannerlaattojen irtaantumisesta toisistaan. Syntynyt Drakensalmi olisi ohjannut lämpimät merivirrat pois Etelämantereen ympäriltä, jolloin alue olisi alkanut jäähtyä.

Teoria sai vahvistusta vasta neljä vuotta sitten merenpohjan kerrostumista kairattujen kalanhampaiden isotooppien analyysistä. Tulokset osoittivat, että Drakensalmi todella syntyi samanaikaisesti kun jäätyminen alkoi.


Vuoret, joita ei pitäisi olla

Toinen puoli jäätymisen arvoituksesta ovat vuoret, jotka seismisiä tutkimuksia tehneet venäläiset 1950-luvulla havaitsivat jääpeitteen alta. Nykyään näiden Gamburtsevinvuorten uskotaan olevan kiintopiste, josta jääpeitteen synty mantereen itäosaan alkoi. Jäätä olisi muodostunut ensin vuorten rinteille, mistä se olisi laajentunut ympäristöön.

Gamburtsevinvuoret ovat kiinnostaneet geologeja suuresti, sillä niiden olemassaolo sotii alan käsityksiä vastaan. Yleensä poimuvuoret syntyvät mannerlaattojen reunoille kahden laatan törmätessä toisiinsa, mutta Gamburtsevin jono sijaitsee laatan keskellä. Toinen vaihtoehto on, että vuoret eivät olisi poimuttuneita vaan tuliperäisiä, mutta tämä on epätodennäköistä. - Niiden ei pitäisi olla olemassa, totesi vuorijonoja tutkinut yhdysvaltalaisgeologi Robin Bell BBC:n haastattelussa toissa vuonna.


Terävyys viittaa pikajäätymiseen

Tuoretta tietoa Gamburtsevinvuorista saatiin viime keväänä. Tuolloin tuloksensa julkaisi kansainvälinen tutkijaryhmä, joka selvitti vuorijonon rakennetta tutkalaitteilla ja seismisillä menetelmillä. Ne vahvistivat, että vuoristo sijaitsee noin neljän kilometrin syvyydessä ja on laajuudeltaan Alppien luokkaa. (Ks. Antarktiksen jäävuori varmistui, Tiede 4/2009, s. 9.)

Tutkijoiden yllätykseksi vuorijonot osoittautuivat Alppien lailla terävähuippuisiksi. Koska jää kuluttaa maaperää, jäätiköitymisen olisi odottanut hiertäneen vuoret tasaisiksi. Terävät huiput viittaavat siihen, että jääpeite muodostui nopeasti.



 


Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti