Foto:
Monika Szokaluk

Tartu Ülikooli geoloogide osalusel sündis uus meetod meteoriidikraatrite tuvastamiseks 

Tartu Ülikooli teadlaste osalusel on välja töötatud väikeste meteoriidikraatrite tuvastamise meetod, mis võimaldab leida üles seni tundmatud kraatrid ja hinnata täpsemalt kosmosest tulenevaid ohte. Meetodist kõnelev teadusartikkel ilmus hiljuti mainekas ajakirjas Geology. 

Teadaolevate meteoriidikraatrite arv Maal on palju väiksem, kui see teoreetiliselt peaks olema, mis tähendab, et suur osa neist on lihtsalt avastamata. „Hinnanguliselt on tõestamata paarkümmend viimase 10 000 aasta vältel Maal tekkinud plahvatuskraatrit,“ selgitas rahvusvahelisse uurimisrühma kuuluv Tartu Ülikooli geofüüsika ja petrofüüsika kaasprofessor Jüri Plado. 

Kosmilise saladuse lahendus peitub söetükikestes, mille uurimisel põhinev uus meetod võimaldab tuvastada ka noori ja väikesi meteoriidikraatreid. Meteoriidiplahvatuses tekkinud lööksöe analüüs aitab selgitada kraatri päritolu. See näitab, kui suurt kahju võib kosmiline kokkupõrge tekitada, ja annab parema arusaama ohust, mida see inimkonnale võib põhjustada. 

Suuri asteroide jõuab Maale harva, ent väikesed, mõnekümnemeetrise läbimõõduga asteroidid tabavad planeeti mitu korda aastatuhande jooksul. Väikesed taevakivid, mida on teleskoobiga keeruline jälgida, võivad aga põhjustada suurt kahju. Näiteks 1908. aastal toimus Tunguusi katastroof, kus Siberi kohal plahvatanud taevakeha tegi maatasa 2000 km2 metsa, ja 2013. aastal põhjustas 20-meetrise läbimõõduga kosmilise keha plahvatus Tšeljabinski kohal vigastusi enam kui 1500 inimesele. Selleks, et tulevikus võimalikeks ohtudeks valmis olla, tuleb uurida planeedi lähiminevikku ja välja selgitada, kui sageli selliseid kokkupõrkeid esineb.

Image
Kaali kraater. Autor: Argo Jõeleht

Tulekahju või plahvatus? 

Kosmosekivide tekitatud kraatrite otsingud on kestnud aastakümneid. Seni suutsid geoloogid meteoriidikraatreid tuvastada näiteks plahvatuse käigus kivimitesse tekkinud ainulaadsete deformatsioonide põhjal. Tohutu kõrge rõhu ja temperatuuri tõttu suudavad selliseid moonutusi kivimites tekitada lisaks meteoriitidele ainult tuumaplahvatused.  

Väikeste meteoriidiplahvatuste puhul on rõhk ja temperatuur madalam, moondunud materjal hajub suurele maa-alale ning seguneb pinnase ja kividega. Seetõttu tuleb väikeste kraatrite päritolu tuvastada teistsuguste meetoditega, näiteks metallidetektoriga raudmeteoriidi tükke otsides. Paraku koosneb enamik päikesesüsteemi asteroide kivisest materjalist, mis maapinnal kiiresti mureneb ega eristu maistest kivimitest ja setetest. 

Tänu uuele meetodile ei ole geoloogidel väikeste kraatrite tuvastamiseks enam vaja meteoriiditükke ega moondunud kivimmaterjali otsida. Selle asemel saavad nad analüüsida plahvatuse käigus mattunud sütt. Üheteistkümnest teadlasest koosnev rahvusvaheline töörühm, kuhu kuulusid ka Tartu Ülikooli geoloogia osakonna kaasprofessorid Jüri Plado ja Argo Jõeleht, uuris kahel mandril nelja erineva vanusega meteoriidikraatri välisserva. Need olid Kaali peakraater ja selle kõrvalkraater number 2/8 Eestis, Morasko peakraater Poolas ning Whitecourti kraater Kanadas.

Image
Söetükid Kaali kraatri välisnõlvast. Autor: Ania Losiak

Töörühm kaevas meteoriidiplahvatusel tekkinud söe leidmiseks paari meetri pikkuse uuringukraavi iga kraatrivalli välisnõlva, jõudes välja plahvatuseelse maapinnani. „Üllataval kombel leidsime kõigist uuritud kraatritest sarnaseid millimeetri kuni sentimeetri suuruseid söetükke,“ ütles Argo Jõeleht. Söetükid paiknesid kraatri tekkel väljapaisatud materjalis, kõigis neljas kraatris sarnases asukohas. 

Uuringu juhtiv autor, Poola Teaduste Akadeemia geoloogiateaduste instituudi ja Exeteri Ülikooli geoloogi Ania Losiaki sõnul arvasid nad algul, et söed on moodustunud metsatulekahjudes ning segunenud hiljem plahvatuse käigus välja paisatud materjaliga. „Aga miks pidi iga nelja, üksteisest tuhandete kilomeetrite kaugusel asuva ja erineval ajal tekkinud väikese meteoriidikraatri moodustumise eel toimuma suur metsatulekahju? Miks esinevad söed ainult kindlas asukohas väljapaiskematerjali sees? Otsustasime analüüsida leitud söetükkide omadusi ning võrrelda neid metsatulekahjude käigus tekkiva söe vastavate omadustega,“ selgitas Losiak. 

Kosmiline söeahi 

Kõigi kraatrite välisnõlvast leitud millimeetri- kuni sentimeetrisuurused söetükid kinnitati polüestervaigu sisse, poleeriti ja mõõdeti nende peegelduvust. Saadud näitajat võrreldi metsatulekahjude ajal tekkinud söe peegelduvusega. Kui metsatulekahju söe peegelduvus varieerub suurel määral, olenevalt tulekahju tingimustest, siis kraatritest leitud söetükkide peegelduvus on ühesugune, hoolimata kraatrist ja selle tekkeajast. 

Vaatamata meteoriidiplahvatuse tulevärgile, näib sellest pärinev süsi olevat tekkinud paljude tundide jooksul ja madalamal temperatuuril kui metsatulekahju süsi. Temperatuur ja kuumutamise kestus jätavad oma jälje ka söe struktuuri. Ühe võimaliku stsenaariumi kohaselt mattis plahvatus puud, oksad, okkad ja muu orgaanika väljapaiskunud materjali alla, kuhu tekkisid „taskud“, omamoodi söeahi. 

Peale selle, et uus meetod aitab leida uusi meteoriidikraatreid, andis uuring teadmisi väikeste kraatrite moodustumise keskkonnamõjust. „Kui me peaksime paar nädalat enne kokkupõrget avastama Maa poole suunduva väikese asteroidi, oskame täpsemalt määrata vajaliku evakuatsioonitsooni,“ rõhutas uuringu praktilist tähtsust üks autoreist, Kanada Alberta Ülikooli professor Chris Herd. 

  • Maani jõuab iga päev kümneid tonne Maa-välise tahke materjali osakesi, millest enamik hävib atmosfääris. Mõned fragmendid võivad aga jõuda maapinnale, tekitada kraatri ja põhjustada õnnetuse. 

  • Viimane teadaolev meteoriidikraater tekkis 2007. aastal, kui asteroid kukkus väikese Peruu küla Carancase lähedale. 

  • 1947. aastal tekitas kokkupõrge asteroidiga Venemaa Kaug-Idas Sihhote-Alini mäestikus planeedi noorima kraatrivälja. 

  • Kosmoseohuga arvestamiseks on tarvis mõista, kui sageli on selliseid sündmusi minevikus toimunud ja kuidas on need keskkonda mõjutanud. 

  • Uus meetod kinnitab ka Põlvamaa Ilumetsa kraatri kosmilist päritolu.

Image
Kaali kraatrite digitaalne kõrgusmudel. Autor: Argo Jõeleht
#teadus #ühiskonnale
Helipult

Ühiskonnateaduste instituudis alustas uus taskuhääling "Dialoogia"

16.09.2022
#teadus #ühiskonnale
Tartu Ülikooli doktoritööde sari

Mohammad Mehedi Hasan kaitseb doktoritööd „Characterization of follicular fluid derived extracellular vesicles and their contribution to periconception environment”

16.09.2022
#teadus #ühiskonnale
Kaitstud doktoritööde virn

Helen Semilarski kaitseb doktoritööd „Improving students’ self-efficacy towards acquiring disciplinary and interdisciplinary core ideas and 21st century skills for promoting meaningful science learning“

15.09.2022