Laajeneva maapallo osa 1
Laajeneva maapallo osa 2

Kahdenlaisia selitysmalleja

Laajeneva maapallo -teorian mekanistiset selitykset voidaan jakaa karkeasti kahteen eri luokkaan:

  1. Maapallon laajeneminen massan lisäyksen vuoksi.
  2. Maapallon laajeneminen massan pysyessä samana.

Molemmissa näissä on vahvuudet ja heikkoudet. Massanlisäysteoria selittäisi helposti edellisessä osassa käsitellyn dinosaurus-ongelman, sillä massan lisääntyminen vaikuttaisi suoraan lisääntyneeseen gravitaatioon. Haasteena tälle teorialle on itse mekanismi tälle massan lisäykselle, sillä ne pohjautuvat täysin hypoteettisiin prosesseihin maapallon kuoren sisällä.

Laajeneminen ilman massanlisäystä olisi helpompi selittää mekaanisesti, mutta tämä selitysmalli johtaisi maapallon tiheyden vähenemiseen, mikä taas tarkottaisi käänteisen neliön lain mukaisesti planeetan pinta-gravitaation lisääntymistä mentäessä ajassa taaksepäin. Mitkään havainnot eivät kuitenkaan tue suurempaa gravitaatiota esihistoriallisella ajalla.

Käänteisen neliön laki. Kuva: Borb (talk · contribs)

Varhaisia selitysmalleja

James Maxlow listaa laajeneva maapallo- teorialle viisi varhaista selitysmallia:

  1. Sykkivä maapallo. Tässä teoriassa maapallon syklisen laajenemisen on ajateltu avanneen valtameret, ja supistumisen on ajateltu aiheuttaneen vuoristot. Tämä ehdotus epäonnistuu selittämään eksponentiaalisen lisääntymisen maapallon laajentumisessa. Lisäksi S. W. Carey ei katsonut tämän mallin selitystä vuoristojen syntymiselle vakuuttavana.
  2. Meteoriitti- ja asteroidiaineen kerääntyminen. Tämän teorian mukaan maapallo on vähitellen kasvanut planeetallemme tippuneesta meteoriittien ja asteroidien aineesta. Tämä teoria ei selitä merenpohjan laajenemiskuvioita tai mantereiden eroamista. Lisäksi tämä ehdotus vaatisi, että maapallo olisi kauttaaltaan kilometrien syvyisesti meteoriittipölyn peittämänä, mitä se ei selvästikään ole.
  3. Pysyvä maapallon massa, ja vaihemuutokset alkuperäiseen supertiheään ytimeen. Carey hylkäsi tämän pääsyynä maapallon laajenemiselle, koska ajatteli tämän vaativan liian suuren pintagravitaation prekambriajalta paleotsooiselle kaudella. Careyn mukaan ei ole todisteita suuremmasta pintagravitaatiosta menneisyydessä, ja tarvittava laajentuminen alkuperäisestä nykyiseen vaatisi 50 kertaisen tilavuuden lisääntymisen, eikä aurinkokunnassa ole mitään esimerkkiä näin tiheästä kappaleesta.
  4. Universaalin gravitaatiovakion muuttuminen. Tämän teorian mukaan yleisen gravitaatiovakion heikentyminen on vähentänyt maan kuoren painetta saaden aikaan laajentumista. Tässä teoriassa on kuitenkin useampia ongelmia. Se ei selitä maapallon tilavuuden exponentiaalista kasvua ja se vaatisi liian suuren pintagravitaation prekambrisella ajalla. Ottaen huomioon, että suurimmat dinosaurukset olivat ongelma nykyiselläkin gravitaatiolla, niin nykyistä suuremmalla niiden olemassaolo olisi täysi mahdottomuus.
  5. Kosmologinen syy, joka aiheuttaa maapallon massan lisääntymistä. Maxlown mukaan tämä on näistä hyväksyttävin selitysmalli, vaikka sen tarkkaa mekanismia ei ole pystytty aikaisemmin kunnolla selittämään. Esimerkiksi Nikola Tesla ehdotti vuonna 1935, että auringon ja planeettojen laajeneminen johtuu alkumaterian (eetteri) muuttumisesta materiaksi. ​(Maxlow; Tesla)​

Myöhempiä selitysmalleja

  1. Ioninen massan laajennus. Tässä selitysmallissa eri elementtien atomit lisäävät massaa ionisaation avulla. Tämä selitys eroaa muista massanlisäysmalleista siinä, että massa lisääntyy atomien sisällä sen sijaan, että syntyisi uusia atomeja.
  2. Materian siirtyminen auringosta. Tässä mallissa Auringosta maapallolla lentävät elektronit ja protonit yhdistyvät 200–300 kilometriä paksussa ydintä ympäröivässä vaipassa (D-alue).​(Maxlow)​

Tämä viimeinen (John Eichlerin) selitysmalli on Maxlown mukaan kaikista vakuuttavin teoria selittämään maapallon laajenemista. Tässä mallissa auringosta ja muualta avaruudesta lentävät hiukkaset aikaan saavat ydinsynteesiä syvällä maapallon kuoren sisällä. Maapallon ollessa jatkuvassa Auringon plasma-purkausten hiukkaspommituksessa maapallolle saapuu jatkuvasti aineen rakenneosia (elektroneja ja protoneja), joten ainakaan näistä ei ole pulaa uuden massan syntymiselle. (Maxlow)

Maxlown laajenemismekaniikka. Navoilta tulee (Auringosta saapunutta) ionisoitunutta plasmaa. Tämä luo uutta materiaa 200-300 km paksulla D-alueella. Magma ja lämpövirtaukset aiheuttavat painetta kuoreen ja saavat aikaan valtamerten keskiselänteiden repeämistä. Kuva: James Maxlow.
Maxlown laajenemismekaniikka kambriajalta nykypäivään. Laajeneminen alkoi kambriajalla. Permikaudella laajennus sai aikaan kuoren halkeamisen, mikä aloitti mantereiden erkaantumisen. Kuva: James Maxlow.

Mielestäni tämän ydinsynteesiteorian vahvuudet ovat siinä, että tämä ei vaatisi mitään eksoottisia teoreettisia hiukkasia tai voimia, kuten pimeä aine, vaan tämä tapahtuisi normaalien hiukkasten aiheuttamana prosessina. Lisäksi tämä ei vaatisi suurempaa gravitaatiota esihistoriallisella ajalla, mikä on joidenkin laajenemisteorioiden ongelma. Sen sijaan se prosessi, millä nämä uudet atomit näistä ydinsynteesinä muodostuvat on edelleen täysin hypoteettinen. Emme pääse syvälle maapallon sisälle tekemään havaintoja.

Ratkaisu plasma-kosmologiaa soveltamalla?

Ehkä lopullinen selitys tälle ei löydykään massan lisäämisestä, vaan vastaus löytyykin sähkön ja plasman mekaniikasta. Walter Russell esitti 1950-luvulla kiinnostavan teorian planeettojen laajentumisesta. Russellin mallissa planeetat eivät synny ja jää staattisesti tietylle kiertoradalle, vaan:

  1. Planeetat syntyvät lähellä aurinkoa ja etääntyvät satojen miljoonien vuosien aikana kauemmas emokappaleestaan.
  2. Planeettojen etääntyessä ne siirtyvät aina sisemmistä (sähköisestä) painekerroksista ulompiin.
  3. Kerrosten sähköinen paine vähenee asteittain sisemmistä kerroksista kohti ulompia kerroksia.
  4. Siirtyessä ulompaan kerrokseen planeetat laajenevat suhteessa tämän kerroksen heikompaa painetta. (Russell, ​A New Concept of the Universe​)

Otetaan esimerkiksi Merkurius, joka on Auringon viimeinen jatke. Se on hyvin kuuma ja tiivis planeetta, joka kiitää primaarinsa ympäri alle kolmessa kuukaudessa. Merkuriuksen kiertyessä vähitellen ulos etäisyydelle, missä maapallomme nyt on, sillä tulee kestämään neljä kertaa kauemmin tehdä yksi kierros auringon ympäri, ja tilavuudeltaan se tulee olemaan noin neljä kertaa nykyistä suurempi, sillä sen täytyy vähitellen laajentua pitääkseen tasapainon Auringosta avaruuteen ulottuvien muuttuvien ekvipotentiaalien paine-gradienttikerrosten kanssa.

Walter Russell 1953

Russellin mukaan kaikki planeetat laajenevat, ja tämän laajenemisen aiheuttaa muutos planeetan ulkoisessa paineessa sen liikkuessa vähitellen kauemmas auringosta. Vertauskuva tähän voisi olla taivaalle nouseva helium-ilmapallo, joka laajenee noustessa ylemmäs kohti pienempää ilmanpainetta. Tämä selittää miksi sisemmät planeetat ovat aina tiheitä ja uloimmat planeetat ovat kaasujättiläisiä. Vaikka Russellin malli vaikuttaa kiinnostavalta, niin sille ei tietääkseni ole ollut konkreettisia todisteita.

Aurinkokunta. Kuva:
Beinahegut

Tutustuessani kuitenkin sähköaurinkoteoriaa käytännön tasolla laboratoriossa tutkivaan SAFIRE-projektiin, löysin jotain hyvin mielenkiintoista. SAFIRE:n kokeessa havaittiin sisäkkäisten plasmakerrosten muodostuminen metallisen SAFIRE-auringon ympärille. Plasmakerrosten välille muodostui jonkinlainen voimakenttä, ja sisemmissä kerroksissa havaittiin suurempi paine kuin ulkoisissa. Uloimmissa kerroksissa sen sijaan havaittiin huomattavasti korkeampi lämpötila kuin anodin pinnalla. ​(Aurtas)​

SAFIRE:n reaktori. Keskellä wolframi-tikun päässä on ontto metallikuula, jonka sisällä on kaasua. Metallikuula toimii anodina eli siihen johdetaan sähköä. Kuva: Aurtas Energy Ltd.
Kuvassa SAFIRE:n miniaurinko toiminnassa. Alkuperäinen kuva: Aureon Energy Ltd.

En tiedä onko kukaan muu tehnyt yhteyttä näiden välillä, mutta SAFIRE:n plasmakerrokset tukevat mielestäni Russellin teoriaa. Mikäli SAFIRE:n aurinko vastaa mekaniikaltaan oikean auringon toimintaa, niin oikeassakin auringossa voidaan olettaa löytyvän sisäkkäisiä plasmakerroksia. Jos näissä sisäkkäisissä kerroksissa on erilaiset paineolosuhteet, niin ehkäpä tämä vastaa Russellin ”auringosta avaruuteen ulottuvia muuttuvia ekvipotentiaaleja paine-gradienttikerroksia”, joihin planeettojen laajeneminen on sidoksissa.

SAFIRE:n havainnot ja Walter Russelin teoria yhdistettynä.

Mitkä ovat tämän teorian vahvuudet ja heikkoudet? Vahvuuksina ovat yksinkertainen selitys planeettojen laajenemiselle ja jonkin asteinen konkreettinen näyttö eri painekerroksille. Tämä selittäisi hyvin myös sen ongelman, miksi maapallo ei tällä hetkellä näytä kasvavan. Jos planeetat kasvavat vain siirtyessä eri plasmakerroksesta seuraavaan, niin laajenemista ei tapahdu koko ajan, vaan vaiheittain.

Tämän teorian haasteena kuitenkin on maapallon pintagravitaation muuttuminen. Mikäli massa ei lisäänny, niin pitäisikö pintagravitaation vähentyä planeetan laajetessa? Jos vastaus tähän on kyllä, niin mesotsooisella ajalla olisi täytynyt olla huomattavasti nykyistä vahvempi pintagravitaatio. Tämä on kuitenkin mahdotonta, kuten artikkelin aikaisemmassa osassa osoitin.

Russell ei missään suoraan kommentoi tätä asiaa, mutta hänen kosmogonisessa mallissaan paino on sen voiman mitta, millä kappaleet pyrkivät maapallon keskustaa kohti. Tämän voiman määrä kuitenkin määräytyy kappaleiden välisestä sähköpotentiaalista. Pienemmät potentiaalit (esimerkiksi ihmiset) pyrkivät kohti suurempaa potentiaalia (planeetat), ja esimerkiksi veden syklisessä kiertokulussa sataessaan maanpinnalle veden potentiaali kasvaa, kun taas haihtuessaan taivaalle veden potentiaali laskee. (Russell, ​The Russell Genero-Radiative Concept​)

Russelin mallissa esimerkiksi kivellä on suurempi tiheys ja näin ollen suurempi sähköpotentiaali kuin vedellä. Tästä johtuen kiveen kohdistuu vettä suurempi voima pyrkiä kohti planeetan keskustaa. Vastaavasti veden haihtuessa sen potentiaali heikkenee ja se alkaa laajentua ja nousta ilmaan. Kerätessään tarpeeksi suuren potentiaalin se sataa takaisin alas maahan.

Planeettojen laajentuessa niiden potentiaalin tulisi siis pienentyä eli pintagravitaation tulisi vähentyä mentäessä ajassa eteenpäin. On tietysti mahdollista, että tähän vaikuttaa vielä jokin tuntematon muuttuja, mitä en ole ottanut huomioon.

Lopuksi

Tässä artikkelissa (osat 1–3) olen esitellyt laajeneva maapallo -teorian historiaa aina 1900-luvun alusta nykypäivään. Aikaisina teoreetikkoina olivat Roberto Mantovani, joka tulkitsi geologisia havaintoja maapallon kasvamisen aiheuttamaksi ja Christoph Hilgenberg, joka tiettävästi ensimmäisenä teki fyysiset mallit erikokoisista maapalloista (Hilgenbergin karttapallot). Nykyisen laajenemistektoniikan isänä pidetään professori Samuel Warren Careytä, joka teki geologiassa kunnioitettavan uran.

Käsittelin myös viitteitä alhaisemmasta gravitaatiosta kaukana esihistoriallisella ajalla. Erityisesti Brachiosaurukset ovat mielenkiintoinen tapaus, sillä niiden olemassaolo nykyisellä gravitaatiolla on haastava ongelma. Puhumattakaan siitä jos gravitaatio olisi aiemmin ollut nykyistä suurempi.

Viimeisessä osassa käsittelin erilaisia teorioita, joilla tätä laajenemismekaniikkaa on selitetty. Lopuksi esitin oman synteesin Walter Russelin teoriasta ja SAFIRE-kokeiden havainnoista. Kuten lukija varmasti huomasi, niin tämä ei ole aivan yksinkertainen aihe. En pyrkinyt sanomaan aiheesta mitään lopullista. Tavoitteenani oli antaa kattava, mutta tiivis esitys tästä aiheesta ja herättää lukijan kiinnostus pohtimaan ja ehkä jopa selvittämään asiaa itse.

Lähteet

  1. Aurtas, International. “Phase Three.” SAFIRE-Project, 2017, https://safireproject.com/science/phase-three.html.
  2. Maxlow, James. Expansion Tectonics: A Complimentary Download. Terrella Press, 2015, https://www.expansiontectonics.com/wpPDF/ExpansionTectonicsHandout0915.pdf.
  3. Russell, Walter. A New Concept of the Universe. University of Science and Philosophy, 1953.
  4. —. The Russell Genero-Radiative Concept. The Russell Foundation, 1926.
  5. Tesla, Nikola. “Expanding Sun Will Explode Some Day Tesla Predicts.” The New York Herald Tribune, 18 Aug. 1935, p. 1, https://en.wikisource.org/wiki/The_New_York_Herald_Tribune/1935/08/18/Expanding_Sun_Will_Explode_Some_Day_Tesla_Predicts.