Professoria kehotettiin luopumaan "turhasta" revontulitutkimuksesta – miltei 20 vuoden työ osoitti kriitikoiden olevan väärässä

Teoria ei syntynyt käden käänteessä: läpimurtoon kului miltei 20 vuotta. Siinä ajassa Laineen tutkimusta ehdittiin väheksyä useampaan otteeseen ja mies joutui rahoittamaan tutkimuksensa pitkälti omasta pussistaan.

Aalto-yliopiston akustiikan nykyinen emeritusprofessori Unto K. Laine osoitti vuonna 2012, että revontulien äänet syntyvät lähellä maanpintaa, noin 70 metrin korkeudessa. Viime kesänä hän esitti teorian, joka pyrkii puolestaan selittämään, miten äänet syntyvät.

Laineen tutkimus ja löydökset ovat merkittäviä. Niitä ovat kommentoineet revontulitutkijat ympäri maailman ja niistä on uutisoitu mediassa näyttävästi. Laineen teoriaa on pidetty hyvänä selityksenä aiemmin selittämättömänä pidetylle ilmiölle.

Kun Laine aloitti tutkimuksena toistakymmentä vuotta sitten, revontuliin liittyviä ääniä ei oltu saatu kertaakaan nauhalle yrityksistä huolimatta. Monet epäilivät jopa niiden olemassaoloa, vaikka niistä oli puhuttu ja kirjoitettu historian saatossa lukemattomia kertoja.

Mytologioissa ja kansantaruissa erikoisten äänten kerrottiin olevan milloin kuolleiden henkien telmintää, milloin enkelten puhetta.

1900-luvun alussa norjalainen matemaatikko ja fyysikko Carl Störmer totesi, että revontulet leiskuvat taivaalla aina vähintään 80 kilometrin korkeudessa. Pidettiin itsestäänselvyytenä, että niin kaukaa ihmiskorvaan ei voisi kantautua ääniä.

Äänten synnylle ei oltu muutenkaan onnistuttu keksimään fysikaalista teoriaa.

Laine kertoo, että revontulien luonteesta ja äänten laaduista oltiin päätelty, että kyseessä voisi olla jokin sähköpurkaukseen liittyvä ilmiö.

Osa tutkijoista oli kuitenkin vahvasti sitä mieltä, että äänet olivat vain niistä kertoneiden kuvitelmaa tai kansan uskomuksia.

– Moni ajatteli, että syynä täytyy olla jotain muuta. Että kyseessä on virhehavainto, tinnitus korvissa tai jokin muu ongelma. Siitä huolimatta moni kertoi havainneensa ääniä ja että äänen lähde on taivaalla, Laine kertoo.

Tummaa jylyä on vaikea kuvailla

Lainetta kaihersi ristiriita virallisen näkemyksen ja ihmisten omien kokemusten välillä. Vuonna 1999 hän päättikin ryhtyä ratkomaan revontulien mysteeriä itse. Hän hankki mikrofonin ja aloitti äänien metsästämisen.

Huhtikuussa 2000 Laine kuuli Karkkilan ja Vihdin rajalla Haavistossa outoa kohinaa yötaivaalta. Ääni toistui myös nauhalla, jonka Laine oli onnistunut tallentamaan omien sanojensa mukaan "huonolla" laitteistolla.

– Sieltä tuli kohinaa, jota en ole pystynyt selittämään muuksi kuin revontulien aiheuttamiksi, mies muistelee.

Pian nauhalle alkoi tarttua enemmänkin ääniä. Useimpia niistä on Laineen mukaan vaikea kuvailla.

Laine kertoo, että saman ongelman kanssa on painittu historiallisen kirjallisuuden perusteella jo aiemmin. Ei ole helppoa sanallistaa jotain sellaista, mitä ei kuule missään muualla.

– Siinä joutuu tukeutumaan tunnettuihin ääniin, että ihmiset voisivat vähän assosioida.

– Revontuliin liittyvää ääntä voisi kuvailla yleisesti hyvin kauniiksi tummansävyiseksi jylyksi. Sieltä tulee bassovoittoinen komeasti jylisevä saundi, jossa saattaa olla vähän kohinaa taustalla. Se on jatkuvaa. Sieltä sitten erottuu lyhyitä äänitapahtumia, jotka ovat poksahtelua ja räsähtelyä. Joskus saattaa tulla sarjana ”kräk kräk kräk”.

"Minua kehotettiin hylkäämään koko aihe"

Vaikka ensimmäiset selittämättömät äänet olivat jo nauhalla, Lainetta kalvoi epävarmuus. Tutkimusta kohtaan esitetty kritiikki, vähättelevät kollegat ja rahoituksen puute tekivät työstä raskasta.

Tutkimus ajautui kriisin partaalle.

– Totesin, että ei tämä johda mihinkään tieteelliseen läpimurtoon. Laitteeni olivat riittämättömät ja ongelmat johtuivat osittain myös siitä, etten saanut tutkimukselleni rahoitusta.

– Minua kehotettiin keskittymään muihin asioihin ja suurin piirtein hylkäämään koko aihe.

Professori ei kuitenkaan noudattanut kollegoidensa neuvoja. Hän sisuuntui ja päätti työskennellä aiheen parissa omalla ajallaan ja kustannuksellaan.

Mies hankki lisää mikrofoneja ja rakensi niistä kolmen mikrofonin asetelman, joka helpotti äänilähteiden sijainnin paikannusta. Välineiden kehittyessä myös tutkimus otti harppauksia eteenpäin.

Elettiin syksyä 2011. Laine oli rahdannut itävaltalaisen kollegansa ja nauhoituslaitteistonsa pellolle Fiskariin, Ruukkikylän lähistölle.  

– Se oli aika hauska tilanne. Minun oli vain tarkoitus demonstroida yhdelle itävaltalaiselle professorille, että mitä oikein puuhailen öisin. Hän lähti kanssani maastoon. Emme me siellä mitään kuulleet, mutta hän näki elämänsä ensimmäiset revontulet.

Päiviä myöhemmin Laine kävi läpi reissulla nauhoittamaansa materiaalia. Mies ällistyi, kun ympäristön äänien joukosta erottui selvästi pieniä paukahduksia. Kyseessä oli ensimmäinen kerta, kun revontulien ääniä oltiin saatu nauhoitettua kolmen mikrofonin asetelmalla.

Äänilähde paikantui tarkemmassa analyysissä noin 70 metrin korkeuteen, kirkkaalle taivaalle. Varmuus revontuliin liittyvien äänten olemassaolosta alkoi vahvistua, mutta samalla syntyi uusi ongelma: mikä voisi synnyttää äänen ilman selvää, näkyvää syytä?

Siihen selitystä ei ollut vieläkään.

Läpimurto tehtiin paukkupakkasilla

– Jostain pullahti sitten mieleen ajatus siitä, että taivaallahan voi olla lämpötilakerroksia, Laine muistelee.

Tutkimus otti uuden suunnan. Laine keskusteli useiden meteorologien kanssa ja etsi aiheesta tietoa kirjallisuudesta. Kävi ilmi, että viime vuosina oltiin havaittu, että ilmakehän lämpökerroksiin voi kerääntyä sähkövarauksia.

Laineen tutkimuskalustoon kuului myös tarkka magneettimittaukseen tarkoitettu laite, jonka hän suuntasi taivaalle maaliskuussa 2013. Tutkimuspaikkana toimi jälleen Fiskari. Tällä kertaa pakkasta oli -20 astetta.

Hän onnistui äänittämään satoja äänitapahtumia ja magneettipulssit osoittivat äänilähteen sijainneen noin 75 metrin korkeudessa. Ilmatieteen laitos teki samana yönä omia mittauksiaan, jotka todistivat niin sanotun inversiokerroksen sijainneen samassa korkeudessa.

– Siinä alkoi näkyä selvä kausaalisuhde. Aina kun oli voimakas magneettipulssi, tuli voimakas räsäys. Hiljaisemman magneettipulssin jälkeen tuli myös hiljaisempi ääni.

Muotoutui teoria, jonka mukaan revontulista peräisin olevat äänet syntyvät ilmakehässä inversiokerroksessa, joka syntyy vain tietyissä olosuhteissa. Se selittää sitä, miksi ääniä ei aina kuulu, vaikka revontulet loimottaisivatkin täydessä loistossaan.

Inversiokerros voi syntyä vain tyynen ja aurinkoisen päivän päätteeksi. Auringonlaskun jälkeen lämmin ilmamassa nousee maan pinnalta ylemmäs maan pinnan viiletessä. Jos ilma pysyy tyynenä, ilmamassat eivät sekoitu keskenään.

Laineen mukaan inversiokerros toimii ilmakehän sähkövarauksia jakavana kantena, jonka alle negatiiviset sähkövaraukset jäävät ansaan. Positiiviset varaukset puolestaan pysyttelevät kerroksen yläpuolella.

Jos aurinkotuulen puuska osuu maapalloon, magneettikenttä heilahtaa, kansi rikkoutuu ja varaukset purkautuvat. Samalla syntyy eriskummallisia ääniä.

Tutkittavaa ja vahvistettavaa riittää loppuelämäksi

Laineen mukaan teoria alkaa olla jo melko vankalla pohjalla. Täysin varmaksi hän ei kuitenkaan revontuliin liittyvien äänien syntyyn liittyvää hypoteesiaan uskalla julistaa.

– Tieteessä täytyy kuitenkin muistaa pieni nöyryys. Yksi pääskynen ei tuo kesää tässäkään asiassa. Voi mennä vuosia, että joku toinen ryhmä innostuu asiasta, tekee jotain vastaavaa ja vahvistaa tämän hypoteesini jossain riippumattomassa tutkimuksessa. Tiedeyleisö alkaa varmaan vasta sitten hyväksyä tämän laajemmin.

Niin, ovatko äänet kollegoiden kelloissa muuttuneet?

– Positiivista palautetta on tullut, enkä ole saanut yhtään tyrmäävää tai negatiivista viestiä.

Alaskan Fairbankin yliopiston emeritusprofessori ja revontulitutkija Dirk Lummerzheim on todennut, että Laineen teoria on hyvä selitys ilmiölle, joka oli aiemmin helppo sivuuttaa hölynpölynä. 

– Hän antoi niinkin paljon positiivista palautetta ja sanoi, että tämä on paras hypoteesi, joka tästä aiheesta on koskaan annettu, Laine kertoo.

– Tottakai sellaisia vastauksia on odotettavissa, että ei tämä merkitse vielä mitään. Että jonkun muun ryhmän täytyy tämä vahvistaa. Varmastikin kriittisyys ja skeptisyys tulevat vielä jatkumaan. Sitä maailmassa myös tarvitaan ja se täytyy meidän kaikkien etenkin tieteen puolella hyväksyä.

Vaikka Laineen teorian lopullinen vahvistaminen jää muiden tieteilijöiden kontolle, mies ei aio jättää revontulien ääniin liittyvää tutkimustyötään. Tehtävää riittää vielä paljon.

– Esimerkiksi siinä on vielä vaihtoehtoja, miten geomagneettinen tilanne saa varaukset kasautumaan, minne niitä kasautuu ja että onko se jopa kiinni maastosta.

– Luulenpa, että tutkittavaa riittää loppuelämäksi.