kuu25.html
© J Westman 1994, 2005,2008, 2011


KUU - 25 v APOLLON JÄLKEEN.

   Esitelmä Ursan tilaisuudessa 23 maaliskuuta 1994.
   Esitelmä laajennettiin omaksi kirjaksi: J Westman: Vanha ja Uusi Kuu, Ursa 1996.
    Kirjan alkuperäinen käsikirjoitus vuodelta 1994 löytyy sivuilla, jotka alkavat
    Kuu eilen, Tänään, Huomenna:    Sisällysluettelo

JOHDANTO.

"Joukoissanne ei ole ketään, urheat kerhoveljet, joka ei olisi nähnyt Kuuta tahi ainakin kuullut siitä puhuttavan".

Näin aloitti Jules Vernen mukaan Baltimoren Tykkikerhon puheenjohtaja Impey Barbicane ehdotuksensa ampua tykinammus Kuuhun. Verne kirjoitti kirjansa "Maasta Kuuhun v 1865, jatko-osa "Kuun ympäri" ilmestyi 1871.
   Vernen kirjat innoittivat avaruustekniikan uranuurtajia: K E Tsiolkovskij, R H Goddard, H Oberth, S P Korolev, W von Braun, he ovat kaikki tunnustaneet saaneensa alkusysäyksen elämäntöilleen lukiessaan nuoruudessaan Vernen kuukirjoja.
   Syy miksi Kuuhun lopulta lennettiin oli poliittinen, supervaltojen kamppailua kylmän sodan avaruusrintamalla. Mutta Kuuhun saatettiin lentää, koska Verne oli innoittanut tiedemiehiä ja teknikoita kehittämään siihen tarvittavaa tekniikkaa, tosin aivan muita tarkoitusperiä varten.
   Tiede, Kuun tutkiminen, oli seuraus - ei syy. Kuitenkin tämä seuraus jäi meille käteen sen jälkeen kun historialliset syyt joutuivat historian romukoppaan.

On lohdullista ajatella, että Kuuhun ehkä lennetään uudestaan paremmasta poliittisesta syystä: jotta kansainvälinen yhteistyö ja maailmanrauha vahvistuisi.

KUU YÖN KUNINGATAR.

Kuun pintaa on tutkittu niin kauan kuin kaukoputkia on ollut olemassa. Galileo Galilei kuvaili sen muodostelmia jo ensinmäisessä tutkimusraportissaan "Sidereus Nuncius" v. 1610. Jules Verne tukeutui toisessa Kuu-kirjassaan aikansa parhaimpaan kuu-karttaan, jonka oli laatimut W.Beer ja J.Mädler vv.1830-37. Vuonna 1840 J.W.Draper teki ensimmäisen tähtitieteellisen valokuvan Kuusta. Vuosisadan vaihteessa laadittiin Ranskassa ja USAssa valokuva-atlakset. Aina 50-luvulle saakka suurin havaintomäärä suoritettiin amatöri-tähtitieteilijöiden toimesta.

PUNATÄHTI KOHTI KUUTA.

Neuvostoliitto aloitti luotainten lähettämisen Kuuta kohti v 1959, jolloin lennettiin Kuun ohi, osuttiin Kuuhun ja kierrettiin sitä kuvaten sen kääntöpuolta ensinmäisen kerran.

Luna-ohjelmassa on listattu 24 numeroitua luotainta vuosina 1959-76, joista 16 voidaan katsoa onnistuneiksi. Näistä oli ohilentoja 2, iskeytymisiä 1, laskeutujia 6, ensinmäinen onnistui 1966.

Laskeutujista 3 palauttivat näytteitä, ensinmäinen niistä v 1970, ja kaksi asettivat kuu-kävelijän, Lunahod-in Kuun pinnalle. Loput 6 onnistunutta Lunaa olivat Kuun tekokuita.

Zond-ohjelmassa on listattu 7 numeroitua luotainta joista numerot 3 ja 5..8 liittyivät Kuu-ohjelmaan. Zond 3 kuvasi Kuun kääntöpuolta v.1965, ja Zond 5..8, vuosina 1968-70 olivat paluu-kapseleita, miehitettyjen lentojen miehittämättömiä esi-kokeita.

Kuten USAssa Neuvostoliitossa suoritettin Kuun pinnan kartoitus sekä Maasta käsin että luotainkuvauksella. Työ motivoitiin osaksi puhtaasti tieteellisesti, osaksi miehitettyjen kuulentojen esivalmistelutyönä.

Neuvostoliitto käynnisti miehitetyn Kuu-lento-ohjelmansa samoihin aikoihin kuin USA:ssa presidentti John F Kennedy lausui Apollo-ohjelman syntysanat. Sekä Kuu-aluksia että kantoraketteja kehitettiin. Oskasi niitä ehdittiin kokeillakin ennen kuin USA voitti kilpajuoksun Kuuhun.

Neuvostoliiton miehitetyssä Kuu-ohjelmassa ei kuitenkaan suoritettu ainoatakaan miehitettyä lentoa. Koko ohjelman olemassaoloa kiellettiin. Vasta viime vuosina on saatu vahvistus ohjelman olemassaolosta ja jonkinverran tietoja siihen liittyvistä teknisistä ratkaisuista.

TÄHTILIPPU KUUN PINNALLA.

USA:ssa suoritettin Maasta käsin jo 50-luvun lopussa karkea geologinen kartoitus jossa selvitettiin muodostelmien relatiivista ikää toisiinsa nähden, ja saatettiin jakaa pintamuodot ja niiden kehitys ajanjaksoihin. Tämä työ jatkui kuusikymmenluvulla. Kuun stratigrafia oli pääpiirteittäin valmis 1971, jolloin ensinmäisten Apollonäytteiden antamat ajanmääritukset voitiin käyttää antamaan geologisille jaksoille niiden iät.

USA onnistui tutkimaan Kuuta lähietäisyydeltä vasta vuonna 1964. Täysin epäonnistunutta Pioneer-ohjelmaa seurasi vuodesta 1962 9 Ranger-luotainta joista 3 viimeistä onnistuivat ottamaan lähikuvia Kuusta 1964-65.

Vuosina 1966-67 asetettiin 5 Lunar Orbiter-luotainta Kuuta kiertäville radoille. Kaikki lähetykset onnistuivat. Orbiterit kuvasivat Kuun pinnan lähes kokonaan, sekä Apollo-laskeutumispaikat erityisesti.

Vuosina 1966-68 lähetettiin 7 Surveyor-laskeutujaa, joista 5 onnistuivat. Surveyorit kuvasivat laskeutumispaikkansa, suorittivat pinnan lujuuskokeita ja karkeat analyysit pinnan alkuainekoostumuksesta.

Apollo-lennot Kuuhun suoritettiin vuosina 1968-72. Apollo 8 ja 10 kiersivät Kuuta, Apollo 11, 12 sekä 14...17 laskeutuivat.

Kaukokartoitus.

Lunar Orbiterit ja Luna-satelliitit kuvasivat Kuun pintaa. Apollo-emäaluksista kaukokartoitettiin Kuuta, varsinkin kolmen viimeisen lennon aikana, mutta ainoastaan kiertoratojen alinen alue tuli kartoituksen piiriin.

Galileo-luotain on kahdella ohilennolla kaukokartoittanut Kuuta mutta karkeasti ja kaukaa.

Tällä hetkellä (maaliskuu 1994) Clementine-1 -luotain kaukokartoittaa Kuuta.

Kaukokartoitustiedot voidaan tulkita käyttämällä näytteiden antamaa pohjatietoa, "ground truth".

KIVIMURSKAN JA LAAVAN MAAILMASSA.

Näytteissä on perustotuus Kuusta. Ne ovat konkreettisesti käteenjäävät osat Apollo- ja muista Kuu-ohjelmista.

Apollo-näytteet: yhteensä 381,7 kg kuudesta eri alueesta, yhteensä 2196 eri näytettä, näytteet on kerätty tarkoin dokumentoidusta paikoista. Suurin osa Apollo-näytteistä kerättiin ennalta laaditun geologisen kenttätutkimus-ohjelman mukaisesti, joskin astronauteille oli tähdennetty että pitäisivät silmänsä auki.

Luna-näytteet: yhteensä 321 grammaa, ovat kaikki porausnäytteitä, syvyydet 35, 27 ja 160 senttimetriä. Ne kerättiin siltä paikalta mihin laskeutujat oli ohjattu. Paluulaitteet määräsivät että laskeutumisalueet oli sijoitettava Kuun itäiselle puoliskolle.

Neuvostoliiton tutkijat valitsivat Mare Crisiumin ympäristön. Näytteiden paikat laskeutujaan nähden ovat melko hyvin dokumentoituja.

Kuu-näytteisiin luetaan myös USA-laisten ja japanilaisten löytämät 10 meteoriittia Antarktiksesta, yhteensä noin 2 kg. Paikat Kuussa tuntemattomia mutta suurin osa on ylämaa-ainetta ja jotkut niistä saattavat olla peräisin Kuun kääntöpuolelta.

Kaikki Kuusta tuodut näytteet ovat poimittu pinnasta tai kairattu pintamateriaalista. Peruskallioon ei päästy suoraan käsiksi. Valitsemalla näytteiden ottopaikkoja tuoreiden kraatereiden reunoilla oletetaan saadun materiaalia, joka kraaterointitapahtumassa on nostettu pintamateriaalin alta.

Osa näytemateriaalista on ei-paikallista perua. Suurempien iskeytymisten yhteydessä syntyy kaukoheitteitä, jolloin materaalia kulkeutuu hyvinkin kauas alkuperäisesta paikastaan. Jopa Maahan asti.

Seismiset kokeet.

Apollo-astronautit asensivat automaattisia mittausasemia Kuun pinnalle, mm seismometrejä, sekä suorittivat aktiivisia seismisiä kokeita. Mm antamalla käytettyjen S IVB-rakettivaiheen ja kuu-alusten nousu-osien iskeytyä Kuuhun saatiin kartoitettua Kuun sisustaa sekä laskeutumisalueilla ja globaalisesti.

Kokeet osoittavat että Kuun ylin kivimurska-vaippa, regoliitti, on 10...30 metriä syvä. Sen alla on suurimittakaavaisempaa rikkonaista kiveä, megaregoliittia. Laskeutumispaikkojen kerrostumat osoittavat monin paikoin useaa laavakerrostumaa ja sen alla kuorimateriaalia. Kuun kuori osoittautuu olevan noin 60 kilometriä paksu Maahan kännetyllä puolella. Kääntöpuolella se on paksumpi, ehkä 120...130 kilometriä. Kuoren alla voidaan seismisesti todeta eri kemiallista koostumusta oleva vaippa.

On mahdollista että Kuussa on ydin. Se olisi voinut paljastua jos mittausasemat olisivat toimineet tarpeeksi kauan jotta muutama suuri meteoriitti-iskeytyminen olisi tapahtunut Kuun eri osissa. Ilmeisesti suuren sähkölaskun pelossa NASA kuitenkin sulki mittausasemat 70-luvun lopussa, mielestäni tavattoman typerä temppu.

Katsastamme lyhyesti Apollojen laskeutumispaikat.

Apollo 11.

Apollo 11 laskeutui tasaiselle mare-tasangolla paikkaan 0,7 N, 24,3 E, lounaisessa Mare Tranquillitatiksessa. Kamara on vanhaa titaani-rikasta basalttista laavaa. Astronautit N.Armstrong ja E.Aldrin suorittivat lyhyen kuukävelyn, kahden ja puolen tunnin ajan kerättiin 58 näytettä, yhteensä 21,6 kg.

Lähin ylämaa-alue sijaitsee kauempana kuin 40 kilometriä laskeutumispaikasta, kuitenkin merkittävä osa materiaalista, useampi prosentti, on osoittautunut ylämaa-aineeksi, siis kaukoheitteeksi. Mare-basaltin iäksi määriteltiin 3,88...3,57 miljardia vuotta. Iät olivat yleensä nuorempia kuin läntisen suuren altaan Mare Imbriumin syntyikä, 3,85 miljardia vuotta.

Osoittautui että basalttilaavaa oli kahta lajia, toisessa on vain vähän kaliumia, toisessa merkittävästi enemmän. Tämä antaa olettaa että lounainen Mare Tranquillitatis on kokenut ainakin kaksi erilaista ja eri-aikaista laavapurkausta. Osa näytteistä kerättiin 20 m läpimittaisen Little West Crater-in heitereunalla.

Apollo 12.

Toinen laskeutuminen Kuuhun tapahtui läntisen Oceanus Procellarum-in tasangolle 200 metriä Surveyor-3-luotaimesta, paikkaan 3,2 S 23,4 W. tasanko on vähemmän kraateroitu kuin Apollo 11-laskeutumisalue. Suuri nuori kraateri Kopernikus sijaitsee 400 kilometriä pohjoiseen. Mitään kaukoheitteitä Kopernikuksesta ei kuitenkaan havaittu.

C.Conrad ja A Bean suorittivat kaksi tutkimusretkeä keräten 69 näytettä, 34,3 kg. He saattoivat vaivatta laskeutua siihen kraateriin johon Surveyor-3 oli laskeutunut, kraateri on 200 metriä läpimitaltaan ja 28 metriä syvä. He keräsivät myöskin paloja Surveyor-ista, mm sen kamera ja sen kaivamiskauha, jonka sisällä osoittautui olevan ylimääräinen kuukamaranäyte.

Apollo-12-materiaali koostu kolmesta eri laava-aineesta, joiden iät vaihtelevat 3,29...3,08 miljardia vuotta. Laavassa oli huomattavasti vähemmän titaania kuin idässä. Näytteistä löytyi ensinmäiset ns KREEP-materialit, (Kalium, Rare Earth Elements, Phosporus), tummaa lasimaista ainetta, jossa on runsaammin kaliumia, harvinaisia maametalleja ja fosforia kuin muissa kuu-näytteissä. KREEP-in synty ja sen merkitys Kuun historiassa on edelleen arvoitus.

Apollo 14.

Kolmas laskeutumispaikka valittiin ratkaisemaan Mare Imbriumin synnyn ajoitusta. Paikka on 3,7 S, 17,5 W, kukkulainen alue Fra Mauro-kraaterista pohjoiseen. Mare Imbriumin altaan synty on Kuun historian tärkeä vedenjakaja ja Fra Mauron alue on muodostunut Imbrium-altaan heitteistä, joista osa on täytynyt tulla melko syvältä Kuun kuoren sisältä tai jopa sen alta.

Astronautit A.Shepard ja E.Mitchell suorittivat kaksi pitkää kuukävelyä nousten hyvin lähelle 340 m läpimittaisen Cone Crater-in reunaa. On todettu että Cone-kraateri syntyi noin 25 miljoonaa vuotta sitten. Astronautit keräsivät 227 näytettä, yhteensä 42,3 kg.

He löysivät hyvin monimuotoisia breccioita, jotka olivat kasautuneet nykyisiin muotoihinsa 3,8...3,9 miljardia vuotta sitten. KREEP-aineita löytyi varsin paljon.

Tutkijat kiistelevät onko todella kyse Imbrium-heitteestä. Osa materialista on Fra Mauro-tapahtuman jälkiä.

Apollo 15.

Apollo 15 aloitti kehittyneen, ns. J-sarjan lentoja, jolloin laskeutuja kantoi mukanaan kuu-kulkuneuvon, Rover-in, sekä tarpeeksi kulutusaineita pitempää oleskelua varten. Kohdealueeksi valittiin Hadley-Apenniinit, monitahoinen kohdealue, jossa on vuoristomassiivi, joka liittyy Imbrium-altaaseen, sekä mare-purkaus-laavaa, Palus Putredinis ja rille-muodostelma Rima Hadley.

Näytteiden määrä, 370 näytettä, 77,3 kg, kertoo selvästi että kohdetta tutkittiin intensiivisesti, D.Scott ja A.Worden suorittivat kolme ekskursiota, joista kaksi ulottuivat Hadley Delta-vuorelle asti. Kummallakin kerralla noustiin vähän matkaa rinnettä ylös. Toisella ja kolmannella ekskursiolla tutkittiin myös Rima Hadley-ta.

Mare-laavat olivat kahta lajia, kvartsi-tyyppistä ja oliviini-tyyppistä, molemmilla samma purkausikä, 3,3 miljardia vuotta. Ylämaa-materiaali osoittautui hyvin sekavaksi, siinä oli sekä pintakalliota että syväkiveä, iskusulamiskiveä ja isku-breccioita.

Tulokset, yhdistettynä Apollo-14-tuloksiin osoittavat, että Imbrium-allas syntyi 3,85 miljardia vuotta sitten. Rima Hadleyn synty on edelleen hieman mystinen, mutta mielenkiintoista on että sekä Hadley-vuori että Rima Hadleyn seinämissä havaiittin selviä kerrostumia. Kerrostumat syntyvät heitteistä ja/tai laavavirroista. Pienessä mittakaavassa kerrostuminen on yksinomaan heitetoiminnan tulosta.

Kuussa ei ole koskaan ollut vettä, joten Maan kaltaisia sedimenttikerrostumia ei ole.

Kaukoheitteitä, jotka ilmeisesti on peräisin Aristillus ja Autolykus-kraatereista havaittiin, sekä myöskin merkkejä siitä, että Imbrium-aikainen heite peitti vanhempaa Serenitatis-aikaista heitettä. Itse asiassa Hadley-vuori oli Imbrium-tapahtuman ylösnostamaa Serenitatis-heitteen peittämää syväkalliota.

Laskeutumispaikka oli hyvin antoisa eikä aika anna myöten kuvailla kaikkea mitä sieltä löytyi. Tiedemiehet katsovatkin että se olisi uuden käynnin arvoinen.

Apollo 16.

Nyt suunnattiin laskeutuminen kohti Kuun näkyvän puolen keskistä ylämaata. Laskeutumispaikka on 9 S, 15,5 E, ja sijaitsee kahden geologisen alueen rajalla, toisaalta melko tasaisen Cayley-tasangon, ja kukkulaisemman Descartes-alueen rajalla. Ennen lentoa uskottiin että molempien alueiden muodot olisivat tuliperäisiä.

Astronautit J.Young ja C.Duke surittivat kolme pitkää retkeä, ja keräsivät näytteitä kummastakin muodoststelmasta, sekä kahdesta nuoresta 1..2 km läpimittaisista kraatereista. Yhteensä he ottivat 731 näytettä, 95,7 kg.

Osoittautui että KAIKKI alueen näytteet olivat iskeymätuotteita, lähinnä breccioita ja iskeytymis-sulamisia. KREEP esiintyo myöskin. Aivan vähän alkuperäistä kuu-kuoren kiveä löytyi. Alueen vuoret, Smoky Mountain ja Stone Mountain ovat Nectaris-heitettä ja Cayleyn tasanko Imbrium-heitettä. Voitiin ajoittaa Nectaris-altaan syntyajaksi 3,92 miljardiksi vuodeksi, se on siis vanhempi kuin Imbrium niinkuin myös stratigrafia osoittaa. Alueella on myös kaukoheitettä Theophilus-kraaterista.

Apollo 17.

Viimeinen Apollo-lento Kuuhun oli sellainen lento jolla Kuun kunnollinen tutkimusohjelma olisi pitänyt aloittaa. E.Cernan ja H.Schmitt, ainoa ammattigeologi joka on käynyt Kuussa, keräsivät kolmella retkellään ennätysmäärän näytteitä: 741 näytettä, 110,5 kg.

Laskeutumisalue oli monimuotoinen Taurus-Littrow-muodostelma 20,2 N 30,8 E. Siinä on kaksi ylämaa-vuorta ja niiden välissä mare-basalttilaakso jossa näkyy useita laavavirtauksia.

Laakson pohjan muodostaa titanirikas mare-laava, jossa on nähtävissä kemiallisesti hieman eriäviä virtauksia. Niiden iät jakautuvat 3,8...3,7 miljardin vuoden välillä. Vuoret ovat iskeytymiskallioita, joiden iskeytymisikä on 3,87 miljardia vuotta, joka luultavasti on Serenitatis-altaan ikä.

Aikanaan heräsi suurta mielenkiintoa mustan ja oranssisten lasisten aineiden tiimoilta ja uskottiin että oli löytynyt nuorta vulkaanista alkuperää olevaa ainetta. Kuitenkin sekä mustan että oranssisen lasin iäksi määriteltiin 3,64 miljardia vuotta. Nuorin iänmääritelmä saatiin maanvyörymästä, jonka ilmeisesti oli aiheuttanut Tycho-kraaterin heitepommitus. Tycho sijaitsee noin 2000 kilometriä etelälounaaseen Taurus-Littrow-ista, ja sen iäksi saatiin hieman yli 100 miljoonaa vuotta.

Luna-näytteet.

Luna 16 laskeutui paikkaan 0.7 S, 56,3 E, pohjoisessa Mare Fecunditatis-alueelle, ja toi mukanaan basalttista mare-laavaa jossa on vähemmän titaania mutta enemmän alumiinia kuin Apollo-näytteissä. Iäksi saatiin 3,41 miljardia vuotta.

Luna 20 otti näytteensä Mare Crisium-ista etelään, 3,5 N, 56,5 E, Crisiumin heite-alueelle, näytteet ovat tyypillisiä heite-materiaaleja, eli monikertaisia breccioita ja iskeytymis-sulaa.

Luna 24 laskeutui itse Mare Crisium-in pohjalle, paikkaan 12,7 N, 62,2 E. 1,6 metriä pitkän kairauksen materiaalit koostuvat useista basalteista, joiden ikä vaihtelee 3,6...3,4 miljardia vuotta. On ilmeistä että Fecunditatis-allas syntyi ennen Crisiumin allasta. Fecunditatiksen ja Crisiumin laavat ovat aivan erilaisia.

 

UUSI KUU.

Kuu-tutkimus on mullistanut tietomme ei ainoastaan Kuusta, vaan myös Maasta ja aurinkokunnan muista taivaankappaleista. Ennen avaruuslentoja Kuu-tuntemus perustui vain kaukokartoitukseen huonolla erotuskyvyllä, kovia faktoja oli vähän, spekulaatiota paljon. Maasta käsin nähtiin vain hieman yli puolet Kuun pinnasta.

Pintamuodostelmien sisäinen ikäjärjestys saatettiin selvittää mutta todelliset iänmääritykset puuttuivat. Ei ollut mahdollisuus saada selville sen materialin koostumusta. Eräs tiedemies on todennut että "jokaisen ilmiön selittämiseksi oli runsaasti teorioita, joista ei yhtäkään voitu testatat ja joista suurin osa on osoittautunut virheellisiksi."

Otetaan muutama tutkimustulos:

Kuivuus.

Kuu on rutikuiva. Sieltä ei ole löytynyt yhtään vettä, ei edes sidottuna kristallivetenä. Seismiset kokeet osoittavat että Kuun pinnan alinen materiaalikin on rutikuivaa. Kuusta puuttuu monia alkuaineita, enin osa niistä sellaisia jotka ovat helposti haihtuvia, kuten vety, rikki, typpi, hiili. Ne määrät näitä aineita joita Kuun pintamateriaalissa on ovat peräisin aurinkotuulesta. Vesi ei ole milloinkaan näytellyt minkäänlaista osaa Kuun historiassa. Kuu on eloton, siellä ei milloinkaan ennen ihmisten lähettämien laitteiden tuloa sinne ole esiintynyt elämää.

(Jk 2011:)Eli näin uskottiin 1900-luvun loppuvuosiin asti, mutta sitten kuva hieman tarkentui.Kuussa saattoikin esiintyä hieman vesijäätä, sellaisten napa-alueiden kraatereiden pohjilla, joihin auringonvalo ei ylety. Merkuriuksen tutkamittaukset osoittivat että sen planeetan napa-alueilla mitä ilemisimmin esiintyy vesijäätä kraatteripohjien pinan alla, ja koska Kuun, samoin kuin Merkuriuksen, pyörimisakseli on pystysuorassa radan tasoon nähden, kummankin napa-alueilla on maastoa joka ei saa lämpöä auringosta. Niihin paikkoihin komeettaperäinen vesi jäätyisi ja ajan mittaan melkoisia määriä saattaisi kerääntyä ja tulla peitetyksi iseytymäheitteistä.
Yritykset saada kuunvettä näkyviin törmäyttämällä luotaimia niihin alueisiin, joissa kaukomittaukset ovat näyttäneet vesijäätä olevan olemassa, eivät ole tuottaneet tulosta.
Sen ohessa että komeettaperäistä vettä olisi kerääntynyt Kuuhun saattaa nykynäkemyksen mukaan olla myös mahdollista että Kuussa on joitakin määriä primääristä eli alkuperäistä vettä pinnan alla. Siten Kuu ei ehkä ole absoluuttisen kuiva, niin kuin Apollon jälkesinä vuosikymmeninä uskottiin. Kysymys Kuun vedestä on edelleenkin ratkaisematta.

Monimuotoisuus.

Ennen kuu-lentoja uskottiin että Kuu on primitiivinen kappale.

Kuu ei kuitenkaan ole homogeninen vaan sen pinta muodostuu monesta erilaisesta kivilajista. Vaaleammat ylämaat ovat aluminirikasta kiviainesta kun taas tummat Mare-alueet muodostuvat basalttilaavoista. Laavojen koostumus vaihtelee melkoisesti samallakin alueella, ja vaihtelut ovat merkittävän suuret siirryttäessä alueelta toiselle.

Joka puolella Kuuta löytyy kiviä jotka kostuvat eri kiviaineksista, breccioita, jotka ovat syntyneet meteori-iskeytymien yhteydessä. Brecciat saattavat olla moninkertaisia, vanhemmat brecciat ovat liitetty osasiksi uudempiin.

Valta-osa heitteestä laskeutuu Kuun pintaan noin 2,5 kertaa kraaterin säteen verran sisällä kraaterin reunasta. Tämä näyttää pätevän myöskin suurten altaiden kohdalla.

Jos lasketaan kaikki suurten iskeytymisjälkien heitteet yhteen, niitten määrä peittäisi tasasisesti levitettynä yli Kuun koko sen pintaa 2,5 kilometrin syvyisellä kerroksella. Näin ollen ei ole juuri löydettävissä alkuperäista peruskalliota, sellaista kuin meillä on Suomessa. Sensijaan esiintyy heitekasautumia, joiden paksuus nousee kymmenenkin kilometriin.

Näytteiden moninaisuus.

Sitä mukaa kun Kuu-näytteiden tutkimus jatkuu, paljastuu yhä uusia kivilajeja ja mineraaleja. Brecciat sisältävät näytteitä joiden alkuperä on hyvinkin kirjava, näyttää siltä kuin paikalliset regoliitit Apollojen ja Lunojen laskeutumispaikoilla eivät välttämättä edustaisi koko Kuuta.

Aurinkotuuli.

Analysoitaessa aurinkotuuliperäisiä typpi-isotooppeja pintapölynäytteissä on voitu havaita N15/N14-suhteen muuttuvan geologisen ajan myötä. Ilmeisesti tässä on viitteitä Auringon kehitystapahtumiin.

Kuun rata.

Apollo- ja Luna-lennoilla jätettiin laser-heijastimia Kuun pinnalle. Yli kahden vuosikymmenen laser-etäisyysmittauket on voitu käyttää Kuun radan ja liikkeiden tutkimiseksi.

Kuun radan tutkiminen on osaltaan vaikuttanut nykyaikaisen kaaos-käsitteen juurtumiseen taivanmekaniikkaan. Sitä on myöskin alettu käyttää.

1980-luvulla käytettiin Kuun, Maan ja Auringon vetovoimien raja-alueiden mahdollisuudet aikaansaamaan suuria radanmuutoksia pienillä alkutyönnöillä lähettämään ISEE-luotain kohti Giacomo-Zinner-komeetta, josta siten tuli ensinmäinen avaruusluotaimella tutkittu komeetta.

Japani on onnistunut saattamaan Muses-luotaimensa Kuuta kiertävälle radalle käyttämättä ainoastaan hyvin pieniä radankorjausimpulsseja.

Kun luotain Clementine 1 on tutkinut Kuuta valmiiksi toukokuussa, se siirretään jälleen Maatakiertävälle ellipsiradalle, se tulee sitten ohittamaan Kuuta jonka vetovoiman vaikutuksesta se lentää kohto Geographos-asteroidia, jonka se saavuttaa elokuussa.

Uusi teoria Kuun synnystä.

Apollo-lentojen aikoina oli kolme Kuun syntyteoriaa: Kuu olisi syntynyt samaan aikaan kuin Maa mutta erikseen lähellä Maata, se olisi syntynyt kauempaa aurinkokunnassa mutta Maa olisi siepannut sen, tai se olisi Maasta irronnut osa.

Tiedot Kuun radasta ja kemiallisesta koostumuksesta sotivat osittain kaikkia näitä teorioita vastaan. Tiedot saadaan pahaiten sopimaan malliin, jossa Maan synnyn aikoihin siihen olisi iskenyt Marsin kokoinen protoplaneetta. Sekä Maa että siihen iskeytynyt protoplaneetta olisi jo osittain kemiallisesti differentoitu.

Osa materiaalista, lähinnä raskaampi ydinmassa, olisi sulautunut yhteen muodostaen Maapallon. Osa kumpaisten kappaleen kevyemmästä pintamateriaalista olisi jäänyt Maata kiertäville radoille jolloin se olisi kerääntynyt muodostaen Kuun.

Törmäysteoria näyttää selittävän Kuun Maata alhaisemman keskitiheyden (Maa 5,5 tonnia/m3, Kuu 3,34 tonnia/m3), radan tason, joka on lähes ekliptikassa ja kallellaan Maan päiväntasaajaan nähden keskimäärin 23,4 astetta, sekä haihtuvien alkuaineiden puutumisen.

Elämä Maapallolla.

Elämän kehitystä tutkivat biologit ovat hyvin kiinnostuneet avaruuspommitustiedoista. Viime aikoina on esimerkiksi kysytty kuinka suuret iskeymät tarvitaan jotta Maapallo muuttuisi elinkelvottomaksi. kysymyksellä on merkitystä arvioidessa milloin Maapallon pommitus laantui tarpeeksi, jotta elämää saattoi syntyä sen pinnalle. Onko elämä syntynyt useamman kerran ennen kuin pommituksen loppuminen antoi nykyisen elämämämme kehittyä rauhassa?

Miten myöhemmät iskeytymiset ovat vaikuttaneet Maapallon elämään? Kuten tunnettua arvellaan että suuri iskeymä olisi lopettanut hirmuliskojen aikakauden 65 miljoonaa vuotta sitten. Tämänikäinen iskeymäjälki onkin löytynyt Jukatanin niemimaan kilometri-paksuisten myöhempien kerrostumien alta. Sen koko on riittävä, jotta sen synnyssä vapautuva energia olisi aikaansaanut ekokatastrofin.

Iskeymä-ongelmatiikka on johtanut tutkimusohjelmaan, jolla hieman yli vuosikymmenen aikana on kartoitettu Maan lähelle tulevia asteroideja.

Meteoriittitutkimus, asteroiditutkimus ja Kuun ja planeetojen pintojen tutkimus sitoutuvat näin yhteen.

MENNEISYYDEN KUU.

Ennen Kuu-lentoja uskottiin että Kuu olisi alkuperäinen jäänne aurinkokunnan syntyajoista. On kuitenkin osoittautunut että Kuu on kehittynyt taivaankappale, jolla on monivaiheinen historia. Mutta päinvastoin kuin Maassa, jossa tapahtumat seuraavat lähes aristoteelista draamakäyrää, tapahtumien kasautuessa kohti näytelmän loppupuolta, Kuussa suuret mullistukset tulevat alussa ja tapahtumien tahti laantuu alkujaksojen jälkeen.

Syntyaika.

Sen jälkeen kun Kuu syntyi noin 4,6 miljoonaa vuotta sitten se näyttää osaksi sulaneen, osaksi syynä on ollut radioaktiivisten aineiden aiheuttama lämpö, osaksi syntymiskertymän ja suuren pommituksen aiheuttama lämpö.

Kuun pinta on ilmeisesti ollut sulaa magma-merta useiden satojen kilometrin syvyyteen asti. Tänä aikana erottui kuu-kuoren kaksi kerrosta, ylempi kerros 25 kilometrin syvyyteen, ja sen alla ylämaa-anortosiitteja muistuttava kerros 60 km syvyyteen asti. Alle jäi vaippa jonka mateiaali on basalttimaista. Kuun keskelle on erottunut jonkinlainen ydin, joka luultavasti on osittain sula, mutta joka EI voi olla töyttä rauta-ainesta kuten Maan ydin.

Pommituksen aika.

Kuun kuori näyttää syntyneen noin 4.42 miljardia vuotta sitten, mutta suuret iskeytymät ovat 700 miljoonan vuoden aikana pommittaneet sen täysin hajalle. Ylämaa-kivien breccioissa osasten vanhimmat iät näyttävät kasautuvan aikaan 4,2...4,1 miljardia vuotta sitten, mikä on tulkittu ajanjaksoksi jolloin alkupommitus olisi hellittänyt.

Mutta se jatkui uudelleen, ja kaikki aikaisemmin syntyneet muodostelmat pyyhkäistiin pois. Suuret altaat syntyivät tapahtumaketjussa jolloin pommitus laantui jyrkästi ja lopullisesti.

Syntyjärjestykseksi on määritetty Nectaris (3,92 Gyr), Serenitatis(3,87 Gyr), näiden jälkeen useammat muut altaat, lopuksi Imbrium (3,85 Gyr) ja Orientale (3,84 Gyr).

Kun Kuun näkyvän puolen stratigrafia laaditiin annettiin näkyville jaksoille nimet altaiden syntymisen mukaan. Kun on osoittautunut että syntytapahtumat seuraavat toisiaan hyvinkin tiiviisti jakoa käytetään nykyään pommitusajan sisäisenä järjestyksenä.

Imbriumin tapahtuman jäljet näkyvät suurella osaa Kuun Maasta näkyvällä puolella, joten se on jäänyt merkkipaaluksi, vaikka viimeinen suur-iskeytymä näyttää olevan Orientale. Kuitenkin on merkillepantavaa, että kaikki nykyiset suuret altaat ovat syntyneet noin 220 miljoonan vuoden sisällä ja useat niistä peräti ryöppynä!

Laavavirtojen aika.

Kuun "meriksi", maria, yksikkö mare, lasketaan 14 nimettyä muodostelmaa. Suurin niistä on epäsäännöllinen Oceanus Procellarum (Myrskyjen Valtameri), säännöllisistä suurin on Mare Imbrium (Sateen meri), jonka läpimitta on 1 300 km. Muista mainittakoon Mare Orientale (Idän meri, joka nimestään huolimatta sijaitsee Kuun länsipuolella!) monirenkainen muodostelma, läpimitta noin 1000 km, Mare Serenitatis (Hiljaisuuden meri) 885 x 690 km, Mare Crisium (Vaarojen meri) 590 x 560 km), Mare Smythii (Smythen meri, Kuun itälaidalla) 250 x 300 km, jne. Pieniä epäsäännöllisiä "meriä" ovat esim. Mare Undarum (Aaltojen meri) ja Mare Spumans (Vaahtomeri) Crisiumin ja Smythiin välimaastossa, ja Mare Frigoris (Kylmyyden meri) luoteessa. Maria-muodostelmien lisäksi joissakin suurissa kraatereissa esim Plato ja Grimaldi, esiintyy selviä pohjan laavatäytettä.

Kuun kääntöpuolella ovat vain Mare Moskoviense (Moskovan meri) ja Tsiolkovski-kraateri selviä mare-muodostelmia.

Mariapinnat syntyivät laavapurkauksina noin 3,9...2,9 miljardia vuotta sitten, jolloin syvällä sulaneet basalttiset laavat täyttivät Maasta näkyvän puolen altaat muodostaen mariat, Kuun "meret".

Vanhimmat laava-virrat esiintyvät idässä jo 3,88 miljardia vuotta sitten. Mare Tranquillitatis-laava on hyvin vanhaa ja kraaterilaskenta tukee korkeata ikää. Itäiset laavaiät ryhmittyvät yleensäkin 3,9...3,7 miljardin vuoden väliin huipun sattuessa 3,8 miljardin vuoden nuoremmalle puolelle. Mare Fecunditatiksen laavat ovat kuitenkin 3,41 miljardia vuotta vanhoja ja Mare Crisiumin 3,6...3,4 miljardia vuotta.

Sensijaan lännessä suuret laavavirrat peittivät iskeytymisaltaiden pohjat vasta alkaen noin 3,5 miljardia vuotta sitten, ajoissa on kaksi huippua, 3,35 ja 3,25 ..3,15 miljardia vuotta. Esim Hadleyn laavat olivat lähes kaikki 3,3 miljardia vuotta vanhoja, ja Oceanus Procellarum-laavat ovat vielä nuorempia. Ne purkautuivat hieman alle 3,2 miljardia vuotta sitten.

Kraaterilaskennalla on saatu nuorempiakin ikä-lukuja. Laavavirrat alkoivat tyrehtyä noin 3 miljardia vuotta sitten mutta nuorimmat purkaukset saattavat olla vain 1 miljardia vuotta vanhoja.

Kraatereiden aika.

Ylämaat eli terrae jäivät peittymättä. Se on Kuun vanhinta näkyvää pintaa joka on kauttaaltaan suurkraatereiden peitossa. Niiden iäksi arvellaan suurpommituksen aikaa, koska mare-pinnat saattoivat kehittyä lähes häiriintymättä. Suurkraaterit, kuten Bailly, läpimitta 295 kilometriä, Clavius, 232 kilometriä, ovat myöskin pienempien iskeytymien muokkaamia.

Muutama suuri iskeymä, joiden koot jäävät huomattavasti pienemmiksi kuin allas-iskeytymät ajoittavat mare-purkausten jälkeistä aikaa: Erathostenes, Kopernicus (97 km läpimitta, 850 miljoonaa vuotta), Tycho (84 km, 100 miljoonaa vuotta). Nämä ja monet muut keskikokoiset ja pienemmät kraaterit ovat näkyviä merkkejä siitä, että aurinkokunnassamme harhailee runsaasti erikokoisia kappaleita joista jotkut päätyvät suurempien taivaankappaleiden pinnalle.

Sen ohella meteori- ja mikrometeoroidipommitus on muokannut Kuun pintaa, ja aurinkotuuli on rikastanut pintamateriaalin haihtuvilla aineilla.

Regoliitin on synnyttänyt meteoroidi-iskeytymät vuosimiljardien aikana. Puhutaan meteoriitti-tarhaamisesta (Meteorite Gardening), pienten iskeytymisen jatkuvasta, tosin hyvin hitaasta möyhentämisestä.

Apollo 15 laskeutumispaikalla noin puolitoista metrin syvyydestä kairattu näyte osoitti että se oli maannut liikkumatta viimeiset puoli miljardia vuotta. Jollei suuri meteoriitti osu kohdalle säilyy pinnanalinen materiaali koskematta hyvin pitkiä ajanjaksoja. Ihmisen jalanjäljet säilyvät pintapölyssä noin miljoonaa vuotta.

Aurinkokunnan historia.

Kuun aikakausien ajoittaminen on muodostunut avaimeksi aurinkokunnan muiden taivaankappaleiden pintojen ajoittamiseen. Ajoituksessa käytetään kraaterilaskemista. Katsotaan kuinka monta erisuuruista kraateria on esimerkiksi miljoonassa neliökilometrissa. Isot iskeymät tai laavavirrat nollaavat kraaterikelloa.

Jos pinta on vain muutaman pienen kraaterin merkitsemä se on nuori - jokunen miljoona vuotta. Jos pieniä kraatereita on enemmän ja joukossa näkyy jokunen isokin, pinta on selvästi vanhempi. Yli miljardin vuoden pinnat ovat täysin iskeytymisten möyhentämät.

Pinnat jotka ovat olleet olemassa suuren loppupommituksen ajoista asti ovat täynnänsä isoja kraatereita.

Näin arvioimme nyt että Merkuriuksen pinta on lähes yhtä vanha kuin Kuun ylämaat, Venuksen pintamuodot ovat syntyneet noin 400 miljoona vuotta sitten, Marsissa on hyvin eri-ikäisiä pintoja: yli kolmesta miljardista vuotta alle miljardin, ja suurten planeettojen kuilla näyttää olevan sangen erilaisia tarinoita kerrottavanaan.

Planeetoilla, joilla on kaasukehä, ei pikkukraatereita esiinny, esim Maan pienimpien kraatereiden läpimitat ovat suuruusluokkaa kymmeniä tai satoja metriä.

Kraaterilaskenta osoittaa että Maapallon pinta uudistuu geologisesti nopeassa tahdissa. Suomessa maan kamara on vanhaa perua vaikkakin varsinainen pinta muodostui vviime jääkauden aikana ja sen jälkeen: siten meillä on jopa miljardin vuoden takainen kraateri: Söderfjärden Vaasan lähellä. Jänisjärven kraateri, joka sijaitsee nykyisen idänrajan takaa, on noin 900 miljoonaa vuotta vanha, Lappajärvi on puolestaan peräisin dinosaurusten aikakaudelta, se 0n noin 77 miljoonaa vuotta vanha.

TULEVAISUUDEN KUU.

Luna-24 toi viimeisimmät näytteet Kuusta vuonna 1976. Vuonna 1982 löydettiin ensinmäiset Kuusta peräisin olevat meteoriitit Antarktiksessa, löytöjä on sen jälkeen tehty lähes vuosittain. Aineisto ei ole missään nimessä loppuun ammennettu - enin osa Apollo-näytteistä ovat edelleenkin säilöttyjä NASA-n Kuu-laboration holveissa.

Avoimet kysymykset.

Vastoin yleistä luuloa Kuussa on hyvinkin paljon tutkimista jäljellä. Kuteen hyvässä tieteessä aina käy, asettaa jokainen ratkaistu ongelma uusia kysymyksiä. Vuonna 1986 listasi USAn tiedetyöryhmä Lunar Geoscience Working Group viisitoista tieteellistä ongelma-aluetta, ja lyhyesti muotoidut kysymykset täyttävät viisi painettua sivua.

Topografinen kartoitus ei ole lueteltu näihin, mutta sen puuttuminen on perusongelma. Kaikesta kuvaamisesta huolimatta Kuuta ei ole kunnolla kartoitettu ja paikkojen sijainneissa voi esiintyä jopa kymmenen kilometrin virheitä. Tarkkoja karttoja, ts Suomen peruskartan tasoisia topografisia karttoja, on olemassa oikeastaan vain Apollon laskeutumisalueista.

Myös Apollo-lennoilla aloitettu geokemiallinen kaukokartoitus pitäisi uloittaa kattamaan koko Kuun pintaa. Clementine-1-sondi on parhaillaan tekemässä sitä ja USAsta tihkuneet tiedot antavat odottaa hyviä tuloksia. MITÄ nämä tulokset sitten sisältävät - onko esimerkiksi Kuun navoilla vesijäätä pinnan alla, tiedon siitä saamme odottaa pari kuukautta.

Katsotaanpa sitten työryhmän ongelma-alueet:

Pinnan kehityshistoria.

Tiedämme että Kuuhun osui suuri määrä suuria kappaleita 4,6..3,9 miljardia vuotta sitten, jonka jälkeen pommitus taantui. Edelleen on avoin kysymys oliko suuren pommituksen loppuvaihe 3,9 miljardia vuotta sitten intensiivisempi loppurysäys vai ainoastaan jatkuvan pommituksen häntäpää.

On myöskin epäselvää onko pienimuotoisempi kraaterointi vaihdellut ja missä määrin viimeisten 3,9 miljardin vuoden aikana.

Koska muiden planeettojen ja kuiden pinnat ajoitetaan kraaterilaskennalla olisi ensiarvoisen tärkeää saada Kuun kraaterointi-kehitys ajoitettua mahdollisimman tarkasti.

Kuinka kraaterit ja altaat syntyvät.

Kuun kraaterointi on verrattu Maan ja muiden taivaankappaleiden kraaterointiin, mutta kaikkien näiden vertailujen tulkinnat ovat riippuvaisia Kuu-tiedoista. Kraaterointitapahtumia on viime vuosikymmenen aikana kyetty tutkimaan myöskin laboratorio-oloissa Maan päällä, kun on saatu aikaan suurnopeuksisia ammuslaitteita. Mittakaava on kuitenkin riittämätön ja nopeudet ovat kosmisten kappaleiden iskeytymisnopeuksien alapäässä.

Avoinna ovat esim kysymykset kraaterin muodon ja laajuuden riippuvuudesta iskukappaleen materiaalista, tulonopeudesta ja tulosuunnasta. Onko suurten altaiden synnyssä kyse laadullisesti erilaisista tapahtumista verrattuna keskisuurten ja pienempien kraatereiden syntyyn. Ja missä määrin suur-iskeytymien heitteet sekoittuvat ennen putoamistaan takaisin pinnalle, mitä tapahtuu putoamisen yhteydessä ja sen jälkeen?

Suuret altaat -Nectaris, Serenitatis, Fecunditatis, Imbrium, Crisium, Smythii, Orientale, Tsiolkovskij, ja muut - minkälaiset tapahtumat johtavat moninkertaisiin samankeskisiin rengasmuodostelmiin? Mitkä altaiden syntytapahtumien seikat vaikuttivat myöhempien laavavirtojen esiintymiseen.

Erään teorian mukaan Maan ilmakehä ja vesi olisi komeettaperäistä.

Jos näin on, niin minne kaikki haihtuvat komeettaperäiset aineet ovat kadonneet Kuusta?

Kraateri-heitteet.

Tässä on hyvin paljon kysymyksiä siitä miten heitteiden fysikalinen ja kemiallinen rakenne muuttuu kraaterointitapahtuman yhteydessä, esimerkiksi millaisen roolin sulamismassa esittää.

Suurten iskeytymistapahtumien yhteydessä syntyy sekundääri-iskeytymiä. Miten nämä eroavat primääri-iskeytymisistä, ja mikä merkitys niillä on kuunpinnan möyhentämis- ja depositio-prosessissa.

Pitäisi myöskin selvittää kuinka suuren osan pinnan materiaaleista ovat kaukoheitteitä, eli miten materiaalia kulkeutuu paikasta toiseen, ja missä määrin se on tapahtunut.

Regoliitti ja Auringon historia.

Kuun pintaa peittää kokonaan kymmenien metrien paksuinen vaippa kivimurskaa, sanamukaisesti regoliitti.

Osa regoliitista on paikallista materiaalia, mutta osa on kaukaistakin heitemateriaalia. Miten regoliitti syntyi ja kehittyy on vasta hahmottumassa.

Regoliittin iän voi määritellä m.m. katsomalla kuinka paljon aurinkoperäistä ainetta siinä on - aurinkotuuli sijoittaa mm vetyä, typpeä, happea ja hiiltä, hiilen ansiosta kiviaines tummuu.

Regoliitissa löytyy Auringon historia kirjoitettuna aurinkotuulimateriaalin isotooppikostumuksen muodossa. Minkälainen se on ollut? Onko Auringon säteilyvuossa ja hiukkassäteilyvuossa esiintynyt suuriakin vaihteluja?

Kosminen säteily rekisteröityy myös regoliittiin, minkälainen sen vaihtelu on ollut aikojen kuluessa?

Voidaanko kartoittaa supernovien esiintymisen lähellä Aurinkokuntaa tutkimalla kosmisen säteilyn jälkiä?

Onko mikrometeoriittien määrä vaihdellut ajan myötä ja siten nopeuttanut tai hidastanut regoliitin syntyä?

Megaregoliitti.

Varsinaisen pinnan kivimurskavaipan alla on halkeillutta kuunkuorta ainakin 10 kilometrin syvyyteen, jota kutsutaan mega-regoliitiksi. Miten ja milloin se muodostui? Onko se yhtä syvä koko Kuun yli, muuttuuko sen koostumus ja sen halkeillisuus alueesta toiseen, onko eroja mare- ja ylämaa-alueilla?

Vulkanismi Kuussa.

Vulkanismi on iskeytymisten ohella ollut suurin Kuun pintaa muokkaava prosessi.

Kuun meret, mare-t, ovat syntyneet 4...2 miljardia vuotta sitten laavan virtaessa aiemmin syntyneisiin suuriin iskeymä-altaisiin. Mare-kenttiä on lähes yksinomaan Kuun Maata päin olevalla puolella.

Laavapeitteet ovat sekä ohuita, alle kilometrin paksuisia, ja paksuja, yli 4 kilometriä. Purkaukset ovat tapahtuneet monessa jaksossa.

Esimerkiksi Mare Imbrium-issa nähdään kolmen suuren purkautumisen jälkiä, jolloin laavaa on virrannut lounaaisesta reunasta 1200 kilometriä , 600 kilometrä ja 400 kilometriä laskukaltevuuden ollessa 1:1000. Laavavirtojen keskipaksuus on vain 30...40 metriä. Laavan on täytynyt olla hyvin juoksevaa.

Miten eri kemiallista koostumaa olevaa laavaa on voinut syntyä saman altaan alla? Ja miksi tämä tapahtui puolesta miljardista miljardiin vuotta myöhemmin kuin altaat olivat muodostuneet?

Miten virtaama-muodostelmat Kuussa, rillet ovat syntyneet. Hadley-rillen tutkimus ositti että sen synty liittyy tuliperäisiin tapahtumiin, mutta varsinainen syntymekanismi on selittämättä. Hypoteesi, että kyse olisi meteoripommituksen aiheuttamia laavaputkien sortumisia, ei ole vahvistettu.

Monien mare-tasankojen alla on massatihentymiä, mascon-eita. Mikä yhteys massatihentymillä ja mare-altaita täyttävillä laavamassoilla on?

Missä määrin muunlaista vulkanismia on esiintynyt Kuussa? Esiintyykö sitä mahdollisesti vieläkin jossakin muodossa?

Tektoniikka.

Kuun pinta ei ole globaalisessa liikkeessä kuten Maan pinta, mutta liikkumisia suuressa mittakaavassa näyttää jonkinverran tapahtuneen. Suuret iskeytymisaltaat osoittavat että niiden synnyn yhteydessä on tapahtunut valtavia massasiirtoja ja liikkeitä - ensin iskeytymisräjähdyksen nostaessa ja työntäessä reunamateriaalia ulospäin, sen jälkeen silloin kun iskeytymiskuoppa on täyttynyt reunojen sortuessa alkuminuuttien ja -tuntien aikana, sekä myöhemmin, kun mare-laavat ovat virranneet peittämään altaiden pohjaa.

Miten selittyvät hauta-vajoamat, jotka esiintyvät sekä suuressa että pienemmässä mittakaavassa?

Mare-pinnoilla on selvät rypyt, wrinkle ridge-t, jotka ovat muodostuneet suuriskaalaisen pintaliikunnan yhteydessä. Mikä on niitten historia?

Kuun kuori ja alku-ajan "magma-meri".

Tässä on valtava ongelmakenttä. Näyttäisi siltä että Kuun pintamateriali alunperin oli sulassa muodossa, muodostaen kymmenien kilometrien syväisen magma-valtameren, joka sitten jähmettyi kiinteäksi kuoreksi. Oliko ainoastaan Kuun pintakerros sula, vai erottuiko samanaikaisesti Kuun vaippa ja mahdollinen ydin? Miten kuori jähmettyi nykyiseksi ylämaaksi - mare-altaat täyttyivät myöhemmin - ja minkälainen kemiallinen historia sillä on?

Oliko kyseessä vain yksi yhtenäinen magma-meri vai useampia? Minkä aikaskaalan puitteessa magma-meren materiaali erottui muusta Kuun aineesta, miten samanaikainen raskas pommitus vaikutti kehitykseen?

Kuun vaippa.

Vaipan tiheys, densiteetti oletettavastii kasvaa mitä syvemmälle mennään, sen koostumus näyttäisi olevan heterogeninen, päätellen mare-laavojen ominaisuuksista. Mutta minkälainen koostumus vaippamateriaalilla on, kuinka se vaihtelee syvyys ja sivusuunnissa, mistä mare-laavat ovat peräisin, miten muu vulkaaninen toiminta on liittynyt vaippaan?

Kuun ydin.

Tiedämme että jos sellainen on, sen säde Kuun keskustasta on alle 500 kilometriä. Onko rauta-rikas ydin todella olemassa, jos on, niin onko kyseessä pelkkä rauta, rauta-nikkeliseos vaiko rautasulfidia. Mitä ytimen olemassaolo kertoo Kuun synnystä?

Onko Kuun ydin jossakin vaiheessa synnyttänyt magneettikentän, jonka jäänteet edelleen ovat havaittavissa pintamteriaalin paleo-magnetismina.

Kuun globaaliset ominaisuudet.

Kuun geoidi on epäkeskeinen sen vetovoimaan nähden. Kuun painopiste on siirtynyt 2,5 kilometriä geometrisesta keskipisteestä. Kuun näkyvä puoli sijaitsee yleisesti ottaen alempana kuin kääntöpuoli.

Geoidia pitää määrittää hyvin tarkasti topografista kartoitusta varten.

Mistä Kuun sisäinen lämpö johtuu, ja kuinka suuri lämpövirta on. Apollo-mittaukset antavat arvoja joiden mukaan lämpövuo olisi kaksinkertainen Maahan verrattuna.

Mistä kuukivien paleomagnetismi on peräisin. Miksi Kuussa ei tänään ole magneettikenttää? Onko Kuussa magneettiska historiaa Maan tapaan?

Miten tyypillisiä näytteet oikein ovat?

Mitä tapahtui kaikille helposti haihtuville alkuaineille? Miksi Kuussa ei ole vettä edes sidottuna mineraleihin?

Kuun kaasukehä.

Käytännössä rajapinta Kuun ja avaruuden välillä kulkee ylimpien pölyhiukkasten pinnalla. Kuussa on erittäin harva kaasukehä, kaasut ovat osaksi peräisin aurinkotuulesta, osaksi Kuussa olevien radioaktiivisten aineiden hajoamistuotteita, esin kalium-40 hajoamisesta argon-40-een. Mutta miten kaasukehän koostumus ja ominaisuudet vaihtuvat Kuun vuorokauden mukaan, ja miten tuleva ihmisen toiminta tulee vaikuttamaan kaasukehän koostumukseen ja ominaisuuksiin.

Lyhytaikaiset ilmiöt.

Maasta käsin on havaintoja ohimenevistä tapahtumista Kuun pinnalla, n.s Transient Events. Kyseessä ovat valoilmiöitä ja pilvien tapaisia ilmiöitä. Ovatko ne iskeytymistapahtumia vai tuliperäisiä päästöjä? Tarvittaisiin monitorointiasemia Kuun pinnalla, jotka voisivat mittailla eri kaasujen esiintymisiä. Onko esimerkiksi ilmiöillä ja pinnan radon-emissioilla jotakin yhteyttä.

Kuun kokonaiskoostumus.

Nykytiedot perustuvat hyvin rajoitettuun näytemäärään. Kuun todellinen koostumus antanee paremman kuvan sen synnystä ja sen materiaalin suhteesta Maan materiaaliin.

Täytyisi saada kattavampi näytteidenotto sekä pinnalta että syväkairauksin sen alta. Maassa on onnistuttu kairaamaan aina 12 kilometrin syvyyteen asti. Arvellaan että Kuun alhaisemmassa painovoimassa ja näin ollen alhaisemilla paineilla syvyyksissä olisi mahdollista kairata jopa Kuun kuoren ja vaipan rajalle asti, noin 60 kilometrin syvyyteen.

Kuun synty.

Nykyinen paras teoria - eli se joka selittää eniten havaintoja, on että Marsin kokoinen protoplaneetta törmäsi nuoreen Maahan Aurinkokunnan syntyvaiheen lopussa, jolloin Maasta irtaantunut aine-osa kerääntyi Kuuksi Maata kiertävällä radalla, jättää kuitenkin paljon avoimia kysymyksiä.

Teoria selittää esimerkiksi miksi Kuusta puuttuu haihtuvia alkuaineita mutta ei sitä miten niitä on Maassa.

Onko tämä mega-törmäys Kuun todellinen syntytapahtuma? Jos on, voidaanko Maassa tai Kuussa löytää geokemiallisia merkkejä alku-Maasta ja törmäilijästä? Ja miten Kuun rata on kehittynyt ajan myötä.

Kuun merkitys Maan kehitykseen.

Miten Kuun syntyminen ja olemassaolo on vaikuttanut Maan ja elämän kehitykseen? Aiheuttiko Kuun syntytapahtumat Maan akselin kallistumisen ja nopean vuorokausirotaation? Tiedämme, että Kuun aiheuttamat vuorovedet hidastavat Maan rotaatiota ja samalla Kuu erkanee Maasta, siten että elämme nyt aikakautena jolloin sattumoisin Kuun ja Auringon näennäinen kulmaläpimitta Maasta katsottuna ovat lähes yhtä suuria! Mutta miten Kuun synty ja olemassaolo liittyy esim. Maan magneettisuuten ja siihen, että Maalla on magneettikenttä joka eroittaa Maanläheisen avaruuden Auringon avaruudesta ja sen säteilystä?

Olisiko elämää voinut kehittyä Maan pinnalla ilman magneettisuojaa ja ilman vuoroveden vaikutusta? Olisiko Maalla yhtä pitkä rotaatioaika suhteessa vuosikiertoon kuin Merkuriuksella ja Venuksella ilman Kuuta?

PALUU KUUHUN.

Kuvamme Kuusta, sen kehityksestä ja koostumuksesta on muuttunut ja rikastunut siinä määrin että voidaan puhua "uudesta Kuusta". Kuulla om oma synty- ja kehityshistoriansa ja sen geologinen rakenne ja ajoitus ovat pääpiirteittäin hahmottuneet. Tästä on hyvä jatkaa.

Samoin avaruustutkimuksen antama kuva aurinkokunnastamme oikeuttaa käyttämään käsitettä "Uusi aurinkokunta". Osaltaan tiedot Kuusta ovat olleet avainasemassa tulkittaessa muiden taivaankappaleiden tutkimuksen tuloksia. Kuututkimus on kuitenkin myöskin vastaanottavana osapuolena: Tiedot Merkuriuksesta, Venuksesta, Marsista ja varsinkin pienten taivaankappaleiden tutkimus valaisevat, ja tulevat edelleenkin valaisemaan monia Kuun ongelmia.

Tällä hetkellä ei ole vahvistettuja suunnitelmia suorittaa uusia miehitettyjä lentoja Kuuhun. Sekä USAssa, Venäjällä ja varsinkin Japanissa tutkitaan edelleen edellytyksiä perustaa tukikohtia Kuuhun, ja sen materiaalin hyötykäyttöä.

Politikot jarruina.

On kuitenkin todettava että näkymät eivät ole kovin ruusuisia. Tutkijapiirissä on kyllä suurta - ajoittain ylisuurta - optimismia, mutta politikot ovat aktiivisesti estäneet kaikkia laajempia suunnitelmia, viitaten poliittisiin ja taloudellisiin niinsanottuihin realiteeteihin. Henkilökohtainen vaikutelmani on, että monet johtavat politikot jostakin syystä pelkäävät ihmisen siirtymistä toimijaksi Maan ulkopuolella. Tai ainakin he eivät koe siitä syntyvän heille hyötyä.

Tyypillistä on, että USAn kongressissa avaruusmäärärahat on niputettu asuntotuotannon ja veteraanien hoidon kanssa samaan määräraharyhmään. Miksi näin on tehty ja mitä järkeä tuossa on on minun arvioinnin saavuttamattomissa.

Tietenkin uusi miehitetty Kuuohjelma vaatisi hyvin suuria määrärahoja, mutta mielestäni on käsittämätöntä että miehittämättömiä tutkimusohjelmia on estetty ja jarrutettu siinä pelossa että ne jotenkin voisivat johtaan miehitettyihin lentoihin. Ainoa mikä tulee mieleen selitukseksi on pyhän Augustinuksen nuoruudenrukous: "Oi Herra, tee minusta vanhurskaan. Mutta ei vielä tänään!"

Esimerkiksi Clementine-1 syntyi sattuman kautta: Clementine ei oikeastaan aiottu Kuu- ja asteroiditutkijaksi vaan kehitettiin avaruusaseiden tähtäin-testejä varten. Sitten huomattiin että Kuu ja asteroidi ovat yhtä hyviä, ja halvempia maaleja, kuin kielletyt kohdesatelliitit. Näin Kuu- ja asteroiditutkimus hyötyvät kansainvälisen ohjustorjuntasopimuksen kielloista ja varustelun määrärahoista. Kuitenkin jotkut tutkija-ryhmät ovat paheksuneet asetekniikan käyttöä tieteelle hyödyllisessä muodossa ja NASAn piirissä karsastetaan sen nopeaa läpiviemistä ja alhaista hintaa. Clementine-jatko-ohjelma estetään aktiivisesti.

Mutta ennemmin tai myöhemmin palataan Kuuhun jossakin muodossa. Kuten olemme huomanneet, Kuun jatkuva tutkimus voi antaa hyvin arvokkaat tulokset. Uuden vuosisadan vaihtuessa Japani, Kiina ja Intia ovat USAn ja ESAn ohella aloittaneet tai aloittamassa kuu-tutkimusta uuden kaukokartoitustekniikan luotaimilla.


Kuu eilen, Tänään, Huomenna:    Sisällysluettelo

KIRJALLISUUTTA:
G.Heiken, D.Vaniman, B.French (ed): Lunar Sourcebook - A User's Guide to the Moon. Cambridge University Press 1991.
P Cadogan: The Moon - Our Sister Planet. Cambridge University Press 1981.
B.French: The Moon Book. Penguin Books 1978.
P.Moore: The Moon. Mitchell Beazly Publishers 1981.
J.Kelly Beatty, A.Chaikin (ed): The New Solar System, Third Edition. Sky Publishing Co 1990.
H Oja, M.Poutanen: Aurinkokuntamme. URSA 1990.


Lähetä mielipiiteesi e-osoitteeseen:
juhaniwestman@gmail.com

Takaisin Avaruus-alkusivulle.
Paluu Etusivulle