Kuukauden esine: Arktista ilmastotutkimusta 140 vuoden takaa

Vanhan, nahkakantisen valokuva-albumin kannessa on kullanvärinen teksti: Några minnen från Finska Polarexpedition till Sodankylä och Kultala 1882–84 – Muistoja Suomen polaariretkikunnasta Sodankylään ja Kultalaan vuosilta 1882–84. Siis jopa sadanneljänkymmenen vuoden takaa!

Albumi on tullut Turun museokeskuksen kokoelmiin lahjoituksena 1960-luvun alussa. Se on kuulunut alun perin turkulaiselle lehtorille Uno Brynolf Roosille (1862–1923), joka oli nuorena luonnontieteiden opiskelijana saanut ainutkertaisen tilaisuuden osallistua tuolle jännittävälle naparetkelle. Myöhemmin Roos opetti matematiikkaa ja luonnonoppia Turun ruotsinkielisessä lyseossa Classicumissa, nykyisessä Katedralskolanissa. Kun albumin tummanruskeat kannet avaa ja kääntelee varovasti sen pahvisia lehtiä, eteen avautuu viitisentoista valokuvaaja Karl Granitin (1857–1894) tallentamaa näkymää Lapin koskemattomasta erämaasta, jylhistä tunturimaisemista ja ihmisistä pohjoisen luonnon keskellä – paikallisväestöstä poroineen ja tutkijoista yksinkertaisten hirsirakennusten ympärillä. Kuvatekstit kertovat rakennusten olevan havaintoasemia. Niissä etelästä saapuneet retkikuntalaiset tekivät meteorologisia ja magneettisia mittauksia, joiden avulla pyrittiin saamaan uutta tietoa arktisen alueen ilmasto-olosuhteista.

Lehtori Uno B. Roosille kuulunut valokuva-albumi Suomen polaariretkikunnan tutkimusmatkasta. Kuva: Eija Karnisto / TMK.

Polaariretkikunnan synty

Retkikunta sai alkunsa, kun elokuussa 1881 Pietariin kokoontunut kansainvälinen napaseutujen tutkimuskomissio julisti 1.6.1882–1.9.1883 välisen ajan Kansainväliseksi polaarivuodeksi. Polaarivuoteen osallistui kaikkiaan 12 valtiota tai autonomista aluetta: Suomi, Ruotsi, Norja, Tanska, Saksa, Ranska, Itävalta-Unkari, Alankomaat, Venäjä, Iso-Britannia, Yhdysvallat ja Kanada. Maapallon arktisille alueille perustettiin 12 havaintoasemaa, joista yksi tuli Suomen suuriruhtinaskunnan alueelle Sodankylään. Lisäksi kaksi asemaa perustettiin eteläisen pallonpuoliskon sub-antarktiselle vyöhykkeelle. Helsingin yliopistossa, silloisessa Suomen Keisarillisessa Aleksanterin Yliopistossa fysiikan professorina toimineen geofyysikko Selim Lemströmin ahkerien ponnistelujen tuloksena Suomen Tiedeseura onnistui saamaan keisarilliselta senaatilta määrärahan aseman rakentamista ja tarvittavan laitteiston hankintaa varten, ja näin Suomikin pääsi mukaan kansainväliseen yhteistyöhön. Suomen polaariretkikunnan päätarkoituksena oli kerätä havaintoaineistoa pohjoisten alueiden säätilojen tutkimusta varten ja luoda näin vankka pohja arktiselle ilmatieteelle.

Sodankylän havaintoaseman rakennustyöt aloitettiin huhtikuussa 1882. Retkikunnan kuusihenkinen ydinjoukko lähti 21. heinäkuuta laivalla Helsingistä Kemiin, mistä matkattiin edelleen hevoskyydillä Kemijärvelle ja sieltä veneillä Kemijokea ja Kitistä pitkin Sodankylään, jonne saavuttiin 5. elokuuta. Tähän ryhmään kuuluivat retkikunnan johtajana toiminut professori Lemström, havaintoaseman johtajaksi valittu meteorologi ja Helsingin yliopiston fysikaalisen laboratorion assistentti Ernst Biese, astronomian ylioppilas Alfred Petrelius, joka vastasi tähtitieteellisistä paikan- ja ajanmäärityksistä, maisteri Nikolai Sundman, ylioppilas Santeri Dahlström sekä koneinsinööri Karl Granit, jonka tehtävä oli paitsi huolehtia teknisestä laitteistosta, myös toimia retkikunnan valokuvaajana. Tarkoituksena oli kuvata etenkin revontulia, joiden ominaisuuksista ja tuolloin vielä tuntemattomasta syntymekanismista pyrittiin saamaan lisää selkoa.

Magneettiset ja meteorologiset havainnot Sodankylässä päästiin aloittamaan elokuun lopulla, kun mukana tuodut laitteet oli saatu asennettua. Ensimmäinen havaintojakso kesti seuraavan vuoden syyskuun alkuun saakka, eli kaikkiaan yli vuoden. Polaarikomissio oli antanut tarkan ohjelman havaintojen tekoon. Tuulen suunta ja voimakkuus, ilman sähköisyys, lämpötila ja maan magneettikentän voimakkuus mitattiin tunnin välein. Havaintoja tehtiin 743 kappaletta vuorokaudessa, paitsi kahtena päivänä kuussa – niin sanottuina termiinipäivinä – jolloin niitä tehtiin viiden minuutin välein eli peräti 4175 kappaletta vuorokaudessa. Työtä tehtiin kolmessa vuorossa, ja kaikki havainnot merkittiin päiväkirjaan. Tulokset toimitettiin tutkimuskomitealle ja siten kansainvälisen tiedeyhteisön käyttöön.

Toinen havaintovuosi

Onnistuneen, vaikkakin rankan rupeaman jälkeen tutkimuksia päätettiin jatkaa vielä toisella vuodella. Lemström oli taivutellut senaatin myöntämään lisärahoitusta, ja sen turvin uusi retkikunta lähti Helsingistä Lappia kohti 2.9.1883. Tälle matkalle pääsi mukaan myös 21-vuotias Roos, joka oli saanut päätökseen kolmannen opiskeluvuotensa Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Uutena jäsenenä matkaan lähti lisäksi fysiikan ja meteorologian ylioppilas Axel Heinrichs. Lemström, joka oli palannut edelliseltä tutkimusjaksolta Helsinkiin jo keväällä järjestelläkseen jatkovuoden rahoitus- ja lupa-asioita, otti nyt mukaan myös vaimonsa ja tyttärensä. Perille Sodankylään seurue saapui tasan kaksi viikkoa lähdön jälkeen. Granit, Biese ja Petrelius odottivat tulijoita pohjoisessa, missä he olivat jatkaneet keskeytyksettä havaintojen tekoa.

Lappi oli ennestään tuntematon paikka, ja tutkijoilla oli ennakkoasenteita sen asukkaita ja ympäristöä kohtaan

Syksy oli epätavallisen lämmin, mikä aiheutti retkikuntalaisille ylimääräistä päänvaivaa. Osa suunnitelluista toimista oli riippuvaisia talviolosuhteista, mutta maa pysyi lumettomana ja sää lauhana pitkälle loppusyksyyn. Oikuttelevaan säähän ei ollut täysin osattu varautua. Roos kuvailee polaariretkikunnan matkakertomuksessa värikkäästi Lapin luonnon kesyttömyyttä ja tutkimustyön rankkuutta, mutta myös ystävällistä paikallisväestöä, jonka avoin ja kiinnostunut suhtautuminen tuli tutkijoille yllätyksenä. Tietämys pohjoisen oloista oli sivistyneistönkin parissa vielä varsin vähäistä: Lappi oli ennestään tuntematon paikka, ja tutkijoilla oli ennakkoasenteita sen asukkaita ja ympäristöä kohtaan. Uskomukset pienistä, kurjista saamelaiskylistä erakkoluonteisine asukkaineen osoittautuivat kuitenkin nopeasti virheellisiksi. Etenkin tavallisen väestön – saamelaisten, talonpoikien ja työläisten – keskuudessa retkikuntalaiset otettiin vieraanvaraisesti vastaan. He majoittuivat mukavasti kirkonkylän taloissa ja saivat monenlaista apua paikallisilta. Yläluokkaisen herrasväen ankaraa uskonnollisuutta ja ylimielisyyttä nuoret tutkijat tosin kritisoivat.

Ylioppilas Uno B. Roos ja mahdollisesti poroisäntä Matti Ponku poroineen Ivalojoella. Kuva: Karl Granit / TMK.

Talvikuukausien ajaksi Roosin asemapaikaksi tuli Ivalojoen Kultalan haara-asema yhdessä Granitin ja Lemströmin sekä tämän perheen kanssa. Siellä tehtiin rinnakkaishavaintoja, jotta voitiin vertailla eri leveysasteiden sähköilmiöitä. Biese, Petrelius ja Heinrichs jäivät Sodankylään. Kultala sijaitsi keskellä Lapin erämaata pitkän ja vaikeakulkuisen taipaleen takana. Sinne matkattiin Sodankylästä porojen vetämissä ahkioissa tunturikuruja ja jäätyneitä joenuomia pitkin. Koska talvi tuli myöhään, matkaan päästiin vasta vähän ennen joulua. Kultala oli rakennettu suuren kultaryntäyksen aikaan vuonna 1870 kullan kaivuun ja kaupan valvontaa varten. Sen hirsirakenteisessa päärakennuksessa oli sali, kolme kamaria ja keittiö; pihapiirin aitoista oli tehty havaintorakennuksia. Lähiseutu oli asumatonta, ja ympäristön virikkeettömyys latisti varsinkin nuorten Roosin ja Granitin mielialaa. Granit mainitsee muistelmissaan kaamoksen ja hiljaisuuden aiheuttaman, potaattitaudiksi nimetyn vaivan, jonka oireita olivat ”yleinen uneliaisuus henkisessä elämässä ja alakuloisuus, synkkämielisyyden ja heikkohermoisuuden seuraamana”. Lisäksi ankara työtahti eritoten termiinipäivinä koetteli tutkijoiden jaksamista. Lemströmin puolison Alman ahkera osallistuminen paitsi taloudenpitoon myös itse havainnointityöhön oli välttämätöntä tehtävien onnistumisen kannalta. Vapaahetkinään miehet huvittivat itseään luonnossa liikkumalla ja etenkin kaamoksen väistyttyä kuvaamalla ympäristöään Granitin uudenaikaisilla valokuvauslaitteilla. Kaivattua apuvoimaa ja hetkellistä vaihtelua yksitoikkoiseen arkeen toivat myös Biesen ja Petreliuksen vierailut Kultalassa kevättalvella.

Hän osasi valmistaa itse käyttämänsä lasiset valokuvauslevyt

Granit oli todennäköisesti perehtynyt valokuvauksen kemiaan ja tekniikoihin jo opiskeluaikanaan Helsingin polyteknillisessä koulussa sekä Helsingin yliopiston filosofis-matemaattisessa tiedekunnassa, joihin molempiin hän oli kirjoittautunut ylioppilasvuonnaan 1876. Koneinsinööriksi hän oli valmistunut vuonna 1880. Kuopiolaissyntyisen Granitin kerrotaan harrastaneen valokuvauksen ohella myös piirustusta ja kuvanveistoa. Hän osasi valmistaa itse käyttämänsä lasiset valokuvauslevyt, kehittää valotetut levyt ja tehdä niistä negatiivit ja vedokset alkeellisissakin oloissa. Jo tutkimusmatkan ensimmäisenä vuonna kävi kuitenkin selväksi, että revontulten kuvaamiseen sen aikainen tekniikka ei vielä riittänyt. Niinpä Granit keskittyi pohjoisen maisemiin, ihmisiin, asumuksiin ja tutkijoiden arkeen. Valokuvaaminen talvisissa olosuhteissa oli raskasta ja hankalaa, mutta kuvat onnistuivat siitä huolimatta varsin hyvin. Etuna oli kuivalevytekniikka, jonka käytössä Granit oli edelläkävijä. Sen ansiosta luonnossa kuvaaminen oli huomattavasti aiempaa helpompaa: kuvien valmistusprosessin ei tarvinnut tapahtua välittömästi kuvauspaikalla, toisin kuin märkälevyjä käytettäessä. Koska valotetut negatiivit piti kuitenkin kehittää mahdollisimman nopeasti, oli erään paikallisen talon huoneeseen rakennettu tilapäinen valokuvauslaboratorio. Vedokset retkellä kuvatuista negatiiveista teetettiin vasta myöhemmin Helsingissä, Daniel Nyblinin ateljeessa.

Ivalojoen Kultalan haara-asema. Kuva: Karl Granit / TMK.

Retken jälkeen

Polaariretkikunnan saavutukset olivat monella tapaa merkittävät. Hankkeen myötä napaseutuihin kohdistunut tieteellinen kiinnostus aktivoitui, ja suomalainen meteorologinen ja geofysikaalinen tutkimus nousi kansainväliselle tasolle. Myös Lemströmin suorittamat revontulikokeet olivat menestys. Mittaustulokset saivat hänet vakuuttuneeksi revontulien sähköisestä alkuperästä, vaikka tiedeyhteisössä selitys herättikin aluksi hämmennystä ja epäuskoa. Valokuvien osuus saadusta tutkimusaineistosta oli huomattava: ne antoivat eteläsuomalaisille aivan uutta tietoa pohjoisen elämästä. Tältä matkalta ovat peräisin muun muassa tiettävästi ensimmäiset valokuvat Suomen saamelaisväestöstä. Myös Lapin luonnosta saatiin kuvien myötä paljon aiempaa tarkempi ja totuudenmukaisempi käsitys.

Kansainvälinen polaarivuosi oli kokonaisuudessaankin onnistunut. Tutkijat tekivät koordinoituja mittauksia samanaikaisesti useissa kohteissa arktisella alueella, mikä mahdollisti samojen ilmiöiden havaitsemisen eri paikoista ja havaintojen vertailun sekä laajemman tulkinnan ja saatujen tulosten validoinnin. Paitsi geomagnetismiin, meteorologiaan ja revontuliin, havainnot kohdistuivat myös merivirtoihin, vuorovesi-ilmiöön, jään liikkeisiin ja ilmakehän sähköisyyteen. Projekti lujitti valtioiden välistä tieteellistä yhteistyötä ja loi pohjan nykyaikaiselle napaseutujen tutkimukselle. Kansainvälisiä polaarivuosia on sittemmin järjestetty kolmesti: 1932–33, 1957–58 ja viimeksi 2007–08, jolloin maailmanlaajuisen suurhankkeen keskeisimpiä tavoitteita oli kiinnittää suuren yleisön ja päättäjien huomio napa-alueiden tilaan ja ilmastonmuutoksen aiheuttamaan napojen lämpenemiseen sekä siitä johtuvaan napajäätiköiden sulamiseen.

Sodankylän havaintoasema purettiin ensimmäistä polaarivuotta seuranneen jatkokauden jälkeen, mutta 1910-luvulla rakennettiin Sodankylän Tähtelään uusi geofysiikan ja ilmatieteen observatorio, jossa on suoritettu säännöllistä havainnointia sen perustamisesta lähtien. Observatorio toimi vuoteen 1997 saakka Suomalaisen Tiedeakatemian alaisuudessa, minkä jälkeen se muutettiin Oulun yliopiston alaiseksi valtakunnalliseksi erillislaitokseksi. Tähtelässä sijaitsee myös Ilmatieteen laitoksen Lapin ilmatieteen tutkimuskeskus.

Perhe kodan suuaukolla. Kuva: Karl Granit / TMK.

Polaaritutkimus nykyään

Sadanneljänkymmenen vuoden takainen tutkimusretki sisältöineen kuulostaa nykypäivän lukijasta monella tapaa ihmeen ajankohtaiselta. Napaseudut ovat olleet viime vuosina usein otsikoissa, ja niihin kohdistuva kiinnostus on tänä päivänä kenties suurempaa kuin koskaan. Arktiset ja antarktiset alueet ovat ilmastotutkijoiden erityisen huomion kohteina, koska napojen lämpenemisellä voi olla massiiviset ja kauaskantoiset vaikutukset koko maapallon elinolosuhteisiin. Juuri tänä keväänä uutisoitiin sekä etelä- että pohjoisnavalla mitatun samanaikaisesti ennätyskorkeita lämpötiloja – jopa 40 celsiusastetta normaalia korkeampia lukemia. WWF:n mukaan arktinen alue lämpenee ainakin kaksi kertaa muuta maapalloa nopeammin, ja huomattava osa Pohjoisen jäämeren ympärivuotisesta jääpeitteestä on jo hävinnyt. Jäätiköiden sulaminen nostaa merenpintaa kaikkialla maailmassa.

Tämän vuoden ympäristöpäivän teema on osuvasti Only One Earth, Vain yksi Maa

Aihe on jälleen esillä, kun 5. kesäkuuta vietetään Maailman ympäristöpäivää jo peräti viidettäkymmenettä kertaa. Samaan aikaan tulee kuluneeksi 50 vuotta Tukholman ympäristö- ja kehityskonferenssista, jonka yhtenä lopputulemana oli YK:n ympäristöohjelman UNEPin perustaminen kestävän kehityksen ja kansainvälisen yhteistyön edistämiseksi. Rion suuresta Earth Summit –ympäristökokouksesta ja YK:n ilmastosopimuksesta tulee niistäkin 30 vuotta. Tämän vuoden ympäristöpäivän teema on osuvasti Only One Earth, Vain yksi Maa – onhan kyseessä koko maapallon yhteinen ongelma.

Ilmastotutkimuksen kannalta on suuri etu, että napaseutujen tilannetta ja arktisten sääolosuhteiden muuttumista on seurattu säännöllisesti jo kauan ennen kuin ilmaston lämpenemisestä tiedettiin vielä mitään. Esimerkiksi Sodankylässä tehdyillä pitkillä ilmastoaikasarjoilla kuten yhtäjaksoisilla lämpötilamittauksilla on huomattava merkitys ilmastonmuutoksen tutkimuksessa ja sen etenemisen sekä globaalien vaikutusten ennustamisessa. Mittaustulosten pohjalta on voitu luoda malleja ilmasto-olojen kehityksestä ja tehdä tutkimusta ilmastonmuutoksen vaikutuksista sekä niihin sopeutumisesta.

Ilmastotutkimuksen historia on siis pitkä. Maailman ympäristöpäivän teema ja tavoitteet vuonna 2022 nojaavat laajasti tutkittuun ja analysoituun empiiriseen aineistoon. Maailmanlaajuisen yhteistyön peräänkuuluttaminen ympäristönsuojelukysymyksissä on tieteellisesti perusteltu, ei vain ideologinen tavoite. Tieteen keinoin pyritään myös löytämään ratkaisuja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja ekokatastrofin välttämiseksi. Toivon mukaan luotettavan tiedon lisääntyminen herättää ihmiskunnan taistelemaan yhteisvoimin yhteisen maapallomme puolesta. Turkin ensimmäinen presidentti ja maan laajamittaisten uudistusten alullepanija Mustafa Kemal Atatürk totesi satakunta vuotta sitten:

"Tiede on luotettavin opas sivilisaatiolle, elämälle ja menestymiselle maailmassa. Muun oppaan kuin tieteen etsiminen tarkoittaa piittaamattomuutta, tietämättömyyttä ja harhaoppia."

Ja kuten sosiologi Robert K. Merton on määritellyt: tieteen tulee olla yhteisöllistä, universaalia, kriittisesti arvioitua ja pyyteettömistä lähtökohdista tehtyä. Näiden periaatteiden pohjalta myös Suomen polaariretkikunta suoritti tärkeää tehtäväänsä lähes 140 vuotta sitten. Roos päättää omat Lapin-muistelmansa polaariretkikunnan matkakertomuksessa seuraavin sanoin:

 ”Siellä olimme me jokainen uhranneet uutteran työmme, ei itseämme hyödyttävässä tarkoituksessa, vaan laajentaaksemme tietojamme napaseutujen fyysillisistä seikoista.”