Uusi Maunderin minimikö?

Auringon aktiivisuuden vaihtelu
näkyy auringonpilkkujen ja muiden
Aurngossa tapahtuvien ilmiöiden
määrissä. Kuva Kari A. Kuure.

Auringon matala aktiivisuus on onnistunut ylittämään uutiskynnyksen. Sinällään se ei ole uutinen ainakaan tutkijoille ja alan harrastajille, sillä Auringon aktiivisuuden 11 vuoden jakson lisäksi siinä esiintyy useita muita jaksoja. Olen itsekin käsitellyt Auringon aktiivisuutta aikaisemmissa artikkeleissani ^[1].

Viimepäivien uutisoinnissa on viitattu Pieneen jääkauteen ja Maunderin minimiin, jolloin Auringon toiminta pysytteli minimissään puolisen sataa vuotta. Samaan aikaan ainakin Euroopassa koettiin epätavallisen kylmä kausi nälänhätineen. Katastrofi- ja kauhuskenaario-journalistit ja lehdet pyrkivät tietysti maksimoimaan lehtiensä myynnin jos vain vähänkin, edes epäsuoria viitteitä tulevista huonoista ajoista on näköpiirissä niistä kertovilla jutuillaan. Toistaiseksi mitään sellaista ei ole näkyvissä ainakaan tutkimuksen valossa asiaa tarkasteltuna. 

Maunderin minimi

Maunderin minimillä ymmärretään vuosien 1645 ja 1715 välistä ajanjaksoa, jolloin Auringon aktiivisuus oli minimissään ja auringonpilkkuja ei juuri esiintynyt. Luonnollisesti aurinkohavaintoja 1600-luvun loppupuolella teki vain muutama ihminen, mutta heidän jälkeensä jättämät muistiinpanot kertovat aika erikoisesta ajanjaksosta.

Auringon aktiivisuus vaihtelee ja se näkyy hiili-14
pitoisuuksissa orgaanisen materiaalin kerrostumissa.
Kuva Wikimedia Commons.

Auringon aktiivisuus oli hiipunut koko 1600-luvun alkupuolen ja jokaisella vuosikymmenellä tiedetään esiintyneen alle 10 auringonpilkkua. 1640- ja 1670-luvuilla pilkkuja ei havaittu lainkaan (tai aikanakaan niistä ei ole säilynyt tietoja) ja muillakin vuosikymmenillä vain muutamia pilkkuja.

Onneksi meidän ei tarvitse perustaa tietojamme vain näihin säilyneisiin muistiinpanoihin vaan pystymme rekonstruoimaan Auringon aktiivisuuden vaihtelut suhteellisen tarkasti hiili-14 (¹⁴C) ja beryllium-10 (¹⁰Be)määrityksiin. Molemmat aineet syntyvät ilmakehässä lähinnä kosmisen säteilyn vaikutuksesta: hiili-14 syntyy typestä ja beryllium-10 kosmisen säteilyn törmäyksissä niin ilmakehässä kuin tähtienvälisessä avaruudessa.

Beryllium-10 määrä jäätiköiltä
tehdyissä kairauksissa
osoittaa Auringon aktiivisuuden
vaihtelevan. Kuva Wikimedia
Commons.

Auringon aktiivisuus heijastuu kosmisen säteilyn määrään aurinkokunnan sisäosassa. Aktiivisina kausina kosminen säteily ei pääse tunkeutumaan niin syvälle aurinkokuntaan kuin minimin aikoina, joten molempia radioaktiivisia aineita syntyy aktiivisina kausina pienempiä määriä kuin minimin aikana. Kemiallisesti molemmat aineet toimivat kuten muut saman aineen isotoopit, eli hiili sitoutuu orgaanisiin aineisiin. Beryllium-10-pitoisuudet voidaan puolestaan määrittää erilaisista kerrostumista, yleisesti jäätiköillä tehdyistä kairausnäytteistä.

Maunderin minimi ei ole ainoa Auringon aktiivisuuden minimi, vaan vastaavia on esiintynyt suhteellisen säännöllisesti 200–250 vuoden välein.  Historiasta tunnetaan ainakin Homeerinen minimi (vuosina 950–800 eaa.), Oortin minimi (v. 1040–1080), Wolfin minimi (v. 1280–1350), Spörerin minimi (v. 1450–1550), Maunderin minimi (v. 1645–1715) ja Daltonin minimi (v. 1790–1820). Minimit eivät yleensä kuitenkaan tarkoita Auringon aktiivisuuden vähenemistä niin pitkään ja syvään vaiheeseen kuin mitä Maunderin minimissä tapahtui. Minikausienkin aikana jonkinlaista aktiivisuutta on ollut havaittavissa ja auringonpilkkuja on esiintynyt jonkin verran.

Daltonin minimin jälkeen Auringon aktiivisuus on ollut voimakasta koko 1900-luvun. Huippu saavutettiin vuonna 1958 aktiivisuusmaksimin aikaan. Edellisen kerran vastaavaa aktiivisuutta esiintyi noin 8 000 vuotta sitten. Näin ollen nykyinen aktiivisuuden hiipuminen, jos se nyt jatkuu seuraavien aktiivisuusjaksojen aikana, voidaan nähdä paluuna normaaliin olotilaan, jossa Aurinko tuottaa energiaa hyvin tasaisesti.

Pieni jääkausi

Pieneksi jääkaudeksi nimitetään vuosina 1450–1850 Pohjois- ja Keski-Euroopassa ollutta kylmää kautta. Tällöin lämpötilan arvioidaan olleen 2–3 °C viileämpää kuin nykyisin pitkäaikaiset keskiarvot. Ilmiö oli suhteellisen paikallinen ja se ehkä liittyy samanaikaiseen maapallon keskilämpötilan putoamiseen noin 0,6 asteella. Ajanjaksolla jäätiköt kasvattivat kokoaan niin Norjassa kuin Alpeilla. Kylmintä oli 1690-luvulla, jolloin koettiin useina vuosina täydellisiä viljakatoja ja ihmisiä kuoli nälkää suurin joukoin.

Pieneen jääkauteen johtanut lämpötilan aleneminen alkoi Keskiajan lämpökauden päättyessä joskus 1300-luvun viimeisen neljänneksen aikana. Suomessa Keskiajan lämpökauden huippu saavutettiin vuosina 980–1250, jolloin useat talvet Keski-Suomea myöten olivat lumettomia. Silloin maapallon keskilämpötila oli samaa luokkaa kuin nykyisin, saattoipa olla hieman korkeampikin.

Pienen jääkauden jälkeen viileää aikaa jatkui vielä 1850-luvun jälkeenkin ja esimerkiksi Suomessa koettiin Suuria nälkävuosia 1866–1868, joskin kehnot viljelyvuodet alkoivat jo vuosikymmen aikaisemmin.

Auringon aktiivisuus ja ilmasto

Auringon aktiivisuuden vaihtelu ja ilmaston muutokset (vaikkakin paikallisina) on liitetty voimakkaasti yhteen. Tilanne siinä suhteessa ei nykyisinkään ole muuttunut, sillä geomaantieteelliset olosuhteet ovat täysin sama kuin muutama vuosisata sitten. Nykyisin varsinaisena ilmastoa muuttavana tekijänä pidetään Pohjois-Atlantin oskillaation (NAO) ^[2] pitkään jatkunutta negatiivista vaihetta, jolloin Siperiasta Eurooppaan on päässyt purkautumaan erittäin kylmiä ilmamassoja.

Mikä sitten on saanut NAO-indeksin kääntymään negatiiviseksi, sillä yleisesti se on lähes jatkuvasti positiivinen? Yleisesti hyväksyttyä selitystä ei ole, mutta usein (ja syystä) selitykseksi on tarjottu Auringon aktiivisuuden vaihtelua.

Aktiivisuuden vaihtelulla on useita erilaisia vaikutusmekanismeja, alkaen matalalla olevan pilvisyyden vaihtelusta ja päätyen suurilmakehän kiertojärjestelmissä tapahtuviin muutoksiin. Ilmaston herkkyys näihin vaikutusmekanismeihin on kuitenkin täysin tuntematon. Tieteellisen todisteketjun ja vaikutusmekanismin puutteen vuoksi emme kuitenkaan voi varmasti todeta Auringon aktiivisuuden olevan ilmiön takana, vaikkakin tilastolliset näytöt tällaisesta riippuvuudesta kertovatkin.

Huomautukset

[1] Aikaisemmin olen käsitellyt Auringon aktiivisuutta artikkeleissa: Auringon magneettikenttä kääntyy (21.8.2013), Auringonaktiivisuusennuste aivan metsässä (3.3.20139) ja Auringon aktiivisuus notkahti (24.1.2013).

[2] Pohjois-Atlantin oskillaattiolla ymmärretään pysyvien matala- ja korkeapaineiden sijoittumista Pohjois-Atlantilla. NAOn positiivinen vaihe merkitsee pysyvää matalapainetta Islannissa ja sen eteläpuolella ja korkeapainetta Portugalin (Lissabonin) länsipuolisella merialueella. Tällöin suhteellisen leutoa ilmamassaa pääsee virtaamaan Atlantilta Pohjois-Eurooppaan pitäen ilmastolliset olosuhteet asutukselle sopivina.

Negatiivisen NAO-vaiheen aikana korkeapaine onkin Islannissa ja matalat etelämpänä Atlantilla. Tällöin siperialainen kylmä ilmamassa pääsee tunkeutumaan pitkälle Euroopan alueelle.