Astromatkailua Arizonassa – osa 2

Meteorikraatterin reunan kerrostumat
ovat päinvastaisessa järjestyksessä normaalin
nähden – selkeä todiste, että jokin voima
on ainekset lennättänyt kraatterista.
Kuva Wikimedia Commnons.

Pekka Rautajoki

Arizona tarjoaa tähtitieteen harrastajille useita näkemisen arvoisia kohteita, joista kaksi tunnetuinta lienevät Percival Lowellin perustama observatorio Flagstaffissa ja maailman parhaiten säilynyt törmäyskraatteri, Meteor Crater, noin 50 km Flagstaffista itään. 

Kesälomaamme kuului automatka Yhdysvalloissa, ja Grand Canyon -vierailun yhteyteen oli luontevaa sovittaa myös nämä kaksi muuta mielenkiintoista nähtävyyttä. Artikkelin tässä osassa kerron kraatterista, joka maallikosta näyttää selkeästi meteoriittitörmäyksen aiheuttamalta, mutta jonka alkuperästä tiedeyhteisö väitteli vielä 1960-luvulle asti. 

Ensimmäiset tieteelliset tutkimukset

Esimmäinen virallinen maininta Arizonan oudosta kraatterista on vuodelta 1871 eräässä tiedusteluraportissa kenraali Custerille. Paikallinen lammaspaimen puolestaan löysi rautameteoriitteja alueelta vuonna 1886, mutta hän luuli niitä hopeaksi, eikä raportoinut löydöstään viiteen vuoteen.

Aikansa arvostetuin geologi, Grove Karl Gilbert, saa kunnian Meteorikraatterin ensimmäisestä tieteellisestä tutkimuksesta. Gilbert arvioi vuonna 1891 kolmea vaihtoehtoista alkuperää kraatterille. Koska paikalta ei löytynyt vulkaanista alkuperää olevaa kiviainesta, hän päätteli, että kyseessä ei ollut tulivuoren kraatteri. Toinen mahdollinen syntytapa oli höyryräjähdys – maan alla syvemmällä oleva magma höyrysti vesikerroksen, ja höyry purkautui räjähdysmäisesti muodostaen kraatterin. Kolmantena Gilbert pohti myös mahdollista meteoriittitörmäystä – itse asiassa tämä oli hänen mielestään todennäköisin vaihtoehto. Kraatterin ympäriltä oli löytynyt rauta- ja nikkelijäämiä, mikä tuki meteoriittitörmäyksen mahdollisuutta.

Gilbert teki kuitenkin ratkaisevan virheen – hän oletti, että törmännyt kappale olisi hautautuneena kraatterin pohjalla. Kompassineulat eivät kuitenkaan paljastaneet suuren rautakappaleen olemassaoloa, ja kraatterin reunan materiaalia näytti olevan vain kuopan tilavuuden verran. Hautautunut meteoriitti olisi syönyt tilavuudesta osan, ja kiviainesta olisi siten pitänyt olla reunalla enemmän kuin mitä kraatteriin näennäisesti mahtuisi. Hypoteesi meteoriittitörmäyksestä näytti siis hänestä tosiasioiden valossa virheelliseltä, ja Gilbert päätyi lopulta puoltamaan höyryräjähdystä. Ympäristön meteoriittijäänteet olivat vain sattumaa. Koska Gilbert oli aikansa suurin geologian auktoriteetti, ei hänen johtopäätöstään juuri uskallettu kiistää.

Daniel Barringer vainuaa omaisuuden

Vuonna 1902 menestyksekäs ja tunnettu kaivosinsinööri Daniel Moreau Barringer kuuli sattumalta tuttavaltaan Arizonan kraatterista, ja paria kuukautta myöhemmin hän myös sai selville, että myös kraatterin reunavallilta on löydetty meteoriittirautaa sekoittuneena kiviainekseen. Hänestä tämä todisti selkeästi, että meteoriitin törmäys ja kraatterin synty ovat tapahtuneet yhtä aikaa – muutoin meteoriittimateriaali ja kraatterista lentänyt kiviaines olisivat olleet erillisinä kerroksina. Gilbertin tavoin Barringer uskoi, että törmääjä oli kraatterin kokoinen, ja että se olisi edelleen hautautuneena kraatterin pohjan alle. Hänestä Gilbert ei ollut huomioinut laskuissaan reunan eroosiota, eli kraatterista oli lentänyt ulos enemmän maa-ainesta kuin miltä pikaisesti saattoi näyttää. Taalankuvat silmissä hän suunnitteli kaivavansa kraatterista valtavasti rautaa ja nikkeliä. Barringer perusti kaivosyhtiön ja hankki kaivosoikeudet kraatteriin käytännössä näkemättä koko paikkaa omin silmin.

Barringer ja hänen rahoittajakumppaninsa käyttivät 27 vuoden ajan nykyrahassa yli kymmenen miljoonaa dollaria yrittäessään tuloksetta kaivaa metalleja kraatterista. Vaikka hänen kaivosyhtiönsä oli taloudellinen katastrofi, se menestyi kuitenkin tieteellisesti – kaivostoiminnan ohessa Barringer keräsi kraatterista niin paljon tutkimustuloksia, että tiedeyhteisö alkoi vähitellen vakuuttua törmäysalkuperästä.

Kraatterin reunavalli aavikolta nähtynä. Artikkelin kuvat Pekka Rautajoki ellei toisin ole ilmoitettu.

Tiedeyhteisön vakuuttamisessa auttoi myös geologi George Merrill, joka julkaisi 1900-luvun alussa Barringeria tukevia artikkeleita. Merrillin päätodisteena oli kvartsilasi, jota löytyi kraatterista – sellaista synnytti vain äärimmäinen kuumuus. Kivikerrokset kraatterin alla olivat myös koskemattomia, osoittaen että kraatterin synnyttänyt voima tuli maan yläpuolelta, eikä sitä aiheuttanut vulkaaninen toiminta syvällä maan alla. Vastustustakin silti vielä oli – tiedeyhteisön oli vaikea luopua ajatuksesta, että geologiset prosessit tapahtuvat vähitellen pitkän ajan kuluessa, eikä äkillisissä, katastrofaalisissa yksittäistapahtumissa. Lisäksi Barringer ei ollut henkilönä kovin pidetty; hän esimerkiksi hyökkäsi varsin henkilökohtaisesti geologi Gilbertiä vastaan julkaisemissaan artikkeleissa. 

Vuonna 1946 meteoriittiasiantuntija Harvey Ninninger analysoi tarkkaan kraatterin ympäristön maaperää, ja löysi runsaasti kappaleita, jotka olivat syntyneet tiivistymällä metallia ja kiveä sisältävästä höyrypilvestä. Lopullinen todiste meteoriittialkuperästä saatiin 1960-luvulla: kahta kraatterista löytynyttä harvinaista mineraalia, koesittia ja stishoviittia, syntyy ainoastaan kun kvartsipitoiseen kiviainekseen osuu valtava voima tai shokkiaalto.

Mutta missä on rauta?

Holsinger-meteoriitti.

Chicagon yliopiston tähtitieteilijä Forest Ray Moulton julkisti laskelmansa 1920-luvun lopulla, jonka mukaan törmääjä oli huomattavasti oletettua pienempi, ja ettei siitä ollut jäänyt juurikaan mitään jäljelle törmäyksen jälkeen. Barringer lähestyi toista tähtitieteilijää, Henry Norris Russellia, toivoen Moultonin olevan väärässä, mutta Russell vahvisti meteoriitin suurelta osin höyrystyneen törmäyksessä. Barringer uskoi alun perin, että kraatterissa olisi rautaa jopa 100 miljoonaa tonnia – arvoltaan reilusti yli miljardi dollaria vuoden 1903 hinnoilla. Moultonin arvioiden mukaan törmääjän massa oli todellisuudessa vain tuhannesosa arviosta.

Kraatterin pohjan alla ei siis ollutkaan omaisuutta, ja vuoden 1929 syyskuussa Barringerin kaivosyhtiön johtokunta päätti kaivostöiden lopettamisesta. Päätös oli paha isku Barringerille, ja hän kuoli sydänkohtaukseen vain muutama kuukausi myöhemmin.

Meteorikraatteri tänään

Barringerin suku omistaa edelleen Meteorikraatterin, ja vaikka sieltä ei metalliomaisuutta löytynytkään, se tuottaa suvulle mukavasti tuloja turistinähtävyytenä. Meteorikraatterin reuna kohoaa vaatimattoman näköisenä aavikolla noin 45 metrin korkeuteen; vierailijakeskus on rakennettu kraatterin pohjoisreunalle, ja sen sisällä on pysyvä meteoreista ja meteoriiteista kertova näyttely. Itse kraatteria voi ihastella useasta suunnasta pohjoisreunalle rakennetuilta tasanteilta. Kraatterin halkaisija on noin 1 200 metriä, ja sen pohja on noin 100 metriä ympäröivää aavikkoa matalammalla. Nykykäsityksen mukaan kraatteri syntyi noin 50 000 vuotta sitten kun halkaisijaltaan 50-metrinen rautameteoriitti törmäsi Arizonan aavikkoon 150 Hiroshiman atomipommin voimalla. Meteorikraatterin oma esite antaa hyvän vertailukohdan kraatterin koolle: kuvittele pohjalle kaksikymmentä yhtäaikaista jalkapallo-ottelua, ja reunalle katsomo, johon mahtuu kaksi miljoonaa kannustajaa!

Kraatterista länteen noin viiden kilometrin päässä on mutkitteleva kanjoni nimeltään Canyon Diablo, sekä samanniminen kylä. Kylän ja kanjonin nimi on antanut virallisen nimen myös kraatterin synnyttäneelle kappaleelle, jonka säilyneitä pirstaleita on löytynyt yhteensä noin 30 tonnin verran lähiympäristöstä seitsemän kilometrin säteellä. Suurin yksittäinen Canyon Diablo –meteoriitin osa (ns. Holsinger-meteoriitti) on esillä vierailijakeskuksessa; sen massa on 639 kg. Neljänneksi massiivisin kappale puolestaan on esillä edellisessä vierailukohteessamme, Lowellin observatoriossa. Huomattavasti enemmän massaa on pölymäisessä muodossa sekoittuneena maaperään aina kymmenen kilometrin etäisyydelle asti. Canyon Diablo on rautameteoriitti tyyppiä karkea oktahedriitti.

American Astronaut Wall of Fame.

Vierailijakeskuksessa voi lisäksi katsella lyhyitä dokumenttielokuvia, kokeilla itse kraatterin muodostamista törmäyksillä, ja kiertää opastetulla kierroksella vajaan kilometrin mittaisen matkan kraatterin reunalla. Turisteja ei kuitenkaan päästetä alas kraatterin pohjalle. Vierailijakeskuksen yhteydessä on kookas monumentti, johon on kirjattu kaikkien amerikkalaisten astronauttien nimet. Apollo-astronautit harjoittelivat geologiaa ja näytteiden keräämistä Meteorikraatterissa vuosina 1964–1972. 

Vasemmalla 55 g kappale
Canyon Diablo –meteoriittia,
oikealla 17 g pala meteoriittioksidia.
Kumpikin on herkkä ruostumaan.

Keskuksessa on myös luonnollisesti laaja myymälä – yllättäen siellä ei ole myynnissä varsinaisia Canyon Diablo –meteoriitin kappaleita, vaan pelkästään törmäyksessä hapettuneita meteoriittioksidin palasia. Jälkimmäiset koostuvat pääosin raudasta ja nikkelistä, mutta niiden rakenne on törmäyksessä muuttunut alkuperäisen meteorin koostumuksesta. Arizonan kraatterin synnyttäneen iskeytyjän alkuperäisiä jäänteitä löytyy kuitenkin laajasti vaikkapa eBaysta. Ilman meteoriittiostoksiakin eroosiolta yllättävän hyvin säilynyt kraatteri on kieltämättä erittäin vaikuttava näky ja ehdottomasti vierailun arvoinen!

Lähteitä ja lisätietoa

Meteorikraatterin virallinen verkkosivu: http://www.meteorcrater.com 

Cokinos, Christopher 2009, ”The Fallen Sky – an intimate history of shooting stars”, Jeremy P. Tarcher / Penguin

Hodge, Paul 2009, “Meteorite craters and impact structures of the Earth”, Cambridge University Press

Nickell, Duane S. 2008, “Guidebook for the Scientific traveler – visiting astronomy and space exploration sites across America”, Rutgers University Press

Nininger, H. H. 1956, “Arizona’s Meteorite Crater”, American Meteorite Laboratory

Shoemaker, E. M. & Kieffer, S. W. 1974, ”Guidebook to the geology of Meteor Crater, Arizona”, Center for Meteorite Studies.