Tiede ja teknologia

Aikavaellus avaa Maailmanhistorian suurta tarinaa

”Aikavaellus” on kokemuksellinen keino oppia maailmanhistorian suuri tarina. Se on kertomus maailman kehityksestä alkuräjähdyksestä vaihe vaiheelta aina nykyisen kaltaiseksi. Aikavaellus auttaa ymmärtämään millainen maailma on, kuinka se toimii, ja miten se tulevaisuudessa nykytilan pohjalta kehittynee.

Tieteellinen tutkimus on paljastanut maailmankaikkeuden iäksi vajaat 14 miljardia vuotta. Tällaiset ajalliset pituudet ovat kuitenkin niin käsittämättömän suuria lukuja, että ihmisten on vaikea hahmottaa niitä tai niiden suhteita. Aikavaellus tuo tuon kehitystarinan polulle, jossa aika muutetaan kuljetuksi matkaksi eli fyysiseksi kokemukseksi. Jokainen kävelty metri vie kulkijan esimerkiksi tuhat, miljoona tai miljardi vuotta eteenpäin, reitin mittakaavasta riippuen. Kun vuodet tunnetaan jaloissa, tapahtumien ikäsuhteet selvenevät. Aikajanalla vaeltaessaan kulkija myös ymmärtää luonnon tapahtumien ajallista jatkumoa, sekä niiden syitä ja seurauksia kokonaisvaltaisesti. Aikavaellus sopii taustaksi eri kouluaineiden piiriin kuuluvien luonnon prosessien oppimiselle millä tahansa tasolla, aina alakoululaisista yliopistotasolle asti. Muulle yleisölle Aikavaellus taas tarjoaa yleistietoa, joka edistää kiinnostusta luonnontieteisiin, sekä havainnollistaa maailman muuttumista sekä muinoin että nykyään.

Aikavaellus alkaa vajaat 14 miljardia vuotta sitten tapahtuneesta alkuräjähdyksestä. Tuolloin syntyi tiettävästi kaikki maailmankaikkeuden aine ja energia, sekä myös aika. Sen jälkeen aineesta on muodostunut alati suurempia ja monimutkaisempia rakenteita. Nuoressa maailmankaikkeudessa aine oli pelkkiä vety- ja heliumpilviä, joiden tiiviimmät osat romahtivat muutamissa sadoissa miljoonissa vuosissa painovoiman vaikutuksesta ja puristuivat tähdiksi. Näissä jättimäisissä fuusioreaktoreissa alkoi syntyä uusia, aiempaa raskaampia alkuaineita. Noin 3–4 miljardissa vuodessa tällaista uutta materiaa oli jo niin paljon, että Maan kaltaisten planeettojen muodostuminen tuli mahdolliseksi. Oma Maa-planeettamme syntyi kuitenkin paljon myöhemmin, vasta runsaat 4,5 miljardia vuotta sitten, yhdessä oman tähtemme Auringon kanssa.

 

Planeettamme geologinen historia ja evoluutio.

 

Kiinteäkuoristen planeettojen olosuhteita ohjaavat monet prosessit, kuten Aurinkokunnassa kiertävien kappaleiden keskinäiset törmäykset, tulivuoret, laattatektoniikka, sekä ilmakehän, veden ja kallioperän keskinäiset vuorovaikutukset. Eri planeettojen olosuhteet ovat hyvinkin erilaisia, ja myös muuttuvat usein aikojen kuluessa kullakin planeetalla. Esimerkiksi varhaisen Maan pinnalla tapahtui monimutkaisia orgaanisen kemian reaktioita, jotka johtivat ensin elämän rakennusaineiden muodostumiseen ja lopulta elämän käynnistymiseen. Tuosta eteenpäin, noin neljän miljardin vuoden ajan, eliökuntamme on kehittynyt evoluutioprosessin ohjaamana – eli luonnonvalinnan, mutaatioiden ja geenien eteenpäin siirtymisen avulla. Samalla eliöt ovat vuorovaikuttaneet tiiviisti ilma- ja vesikehän sekä kallioperän kanssa. Ne ovat sekä sopeutuneet ympäristöönsä että muuttaneet sitä.

Planeettamme olosuhteet riippuvat useiden tekijöiden muodostamasta dynaamisesta vuorovaikutusverkostosta. Usein nuo tekijät asettuvat pitkäksi aikaa jonkinasteiseen ”vakaaseen” tasapainotilaan. Lopulta tekijät kuitenkin muuttuvat, ja tasapainotila siirtyy johonkin toisenlaiseen asetelmaan. Näiden muutosten takia planeettamme olosuhteet ovat vaihdelleet aikakausien kuluessa hyvinkin paljon. Muutos on yleensä joko lisännyt tai vähentänyt ilmakehän hiilidioksidin määrää, mikä puolestaan on johtanut planeetan lämpötilan ja ilmaston muutoksiin. Ääritapaukset ovat nykyoloihin verrattuna hyvinkin dramaattisia. Sekä 2,3 miljardia vuotta sitten, ja uudelleen noin 700 miljoonaa vuotta sitten Maa oli ns. lumipallomaa-vaiheessa, jolloin koko planeetta oli jään peitossa yli sadan miljoonan vuoden ajan. Toisaalta tropiikin olosuhteet hipoivat aika ajoin napa-alueita, viimeksi vain 55 miljoonaa vuotta sitten. Eliökunta on aina ollut pakotettu sopeutumaan kulloinkin vallitseviin olosuhteisiin.

Kaikki nämä prosessit perustuvat luonnonlakeihin, pohjimmiltaan fysiikkaan ja kemiaan. Ne muodostavat jatkumon: nykyinen maailmamme on kaiken aiemman kehityshistorian tuotetta, ja kehitys myös jatkuu hamaan tulevaisuuteen.

Aikavaellus havainnollistaa myös tämänhetkistä erittäin nopeaa muutosta antamalla sille laajemman geologisen kontekstin. Nykyisin meneillään olevan ns. kuudennen joukkosukupuuttojen aallon syy on Maan nykyisen valtalajin eli ihmisen toimissa. Tuhoamme ja pirstaloimme elinympäristöjä ympäri planeettaa, ja vapautamme nopeasti ilmakehään sellaisia fossiilisia hiilivarantoja, jotka ovat tallentuneet kallioperään 300 miljoonaa vuotta sitten. Globaali lämpötila ja merenpinnan taso ovat hyvin jyrkässä nousussa. Planeetan olosuhteet muuttuvat jälleen, suurelta osin meille itsellemme epäsuotuisammiksi.

Aikavaellusyhdistys

Ensimmäinen 13,8 km:n mittainen Aikavaellusreitti perustettiin vuonna 2011 Turun yliopiston ja Åbo Akademin tutkijoiden ja opettajien yhteisenä hankkeena. Sittemmin reitin toiminnasta ja edelleen kehittämisestä on vastannut tieteen kansantajuistamiseen omistautunut yhdistys Aikavaellus ry. Jäsenemme ovat Turun yliopiston ammattitutkijoita, -tiedottajia ja -opettajia, joiden tavoite on havainnollistaa yleisölle vaikeiksi koettuja tieteen löytöjä. Osaamisemme kattaa monia luonnontieteitä, kuten kosmologiaa, tähtitiedettä, fysiikkaa, geologiaa, astrobiologiaa, biokemiaa ja biologiaa. Yhdistys on kaikille näistä asioista kiinnostuneille henkilöille avoin.

Yhdistyksen ja Aikavaelluksen idea on, että paras tapa havainnollistaa maailman olosuhteiden muutoksen suurta jatkumoa on kertoa maailman menneet vaiheet, oikeassa ajallisessa järjestyksessä ja mittakaavassa, kukin omassa asiayhteydessään. Tähän mennessä olemme toteuttaneet kahden eri mittakaavan pilottiprojekteja, erilaisia kohderyhmiä ajatellen. Alkuperäinen 13,8 kilometrin reittimme johtaa Tuorlasta Turun yliopistolle, ja tarjoaa paljon seikkaperäistä tietoa noin 100 eri aikapisteessä (http://www.aikavaellus.fi). Reitti palvelee parhaiten yliopistotason opiskelijoita kurssimateriaalien hahmottamisessa, mutta soveltuu myös tieteestä kiinnostuneille sunnuntaikävelijöille. Kaarinan Tuorlan tiedekeskusta taas kiertää 1,4 km pituinen yleisöreitti, joka on suunniteltu palvelemaan lähinnä perheitä ja koululaisia. Sen visuaaliset kyltit tarjoavat perustietoja 25 tärkeästä tapahtumasta alkuräjähdyksestä nykypäivään. Vastaava reitti on kuljettavissa myös mobiilisovelluksemme avulla missä tahansa (http://timetrekdemo.wordpress.com).

 

 

Vuosien 2019–2020 aikana perustamme toisen noin 14 kilometrin reitin Utsjoen tunturimaastoon yhdessä sikäläisten toimijoiden, eli Ochejoga Utsjoen Ursa ry:n, Metsähallituksen ja Utsjoen kunnan kanssa. Tämä ns. Arktinen Aikavaellus korostaa luonnontieteellisen kehityksen ohessa tunturimaaston historiaa, paikallista kulttuuriperimää ja luontoarvoja. Sen on tarkoitus palvella paitsi paikallisia koululaisia myös tunturissa vaeltavia turisteja.

Olemme keränneet projektimme verkkosivuille laajan aineistopaketin reittikylttien tueksi (http://www.aikavaellus.fi/aikajana). Olemme parhaillaan laajentamassa sivustoa niin että se kattaa myös uudet reitit, mukaan lukien Arktisen aikavaelluksen.

Yhdistys tarjoaa eri reiteillä yleisölle räätälöityjä Aikavaellus-opastuksia, jotka voidaan toteuttaa joko yleisellä tasolla tai painottaen eri tieteenaloille. Opastuksilla tarjotun tiedon määrä, sisältö, tarkkuus ja painotus suunnitellaan erikseen kullekin kohderyhmälle. Reittien ja opastusten on tarkoitus paitsi havainnollistaa luonnonhistorian tapahtumia ja vaiheita, myös innostaa kulkijaa miettimään, perehtymään ja keskustelemaan luonnontieteistä.

Aikavaellus-idean meriitit on huomattu myös ulkomailla. Olemme avustaneet Aikavaellus-reitin rakentamisessa Australian Brisbaneen (http://tiny.cc/TimeTrekAU). Aikavaellus (Timetrek) oli yksi tärkeimmistä tiedotusformaateista vuosina 2016-2017 toimineessa Erasmus-ohjelmassa ”European astrobiology campus” (http://astrobiology-campus.eu/). Tuon ohjelman puitteissa järjestimme Tuorlassa kansainvälisen Timetrek –kesäkoulun kesällä 2017 (http://timetrek2017.utu.fi/programme.html). Tämän Erasmus-ohjelman puitteissa myös Tukholman ja Bordeauxin yliopistot ovat kiinnostuneita perustamaan kampuksilleen omat aikavaellus-reitit. Uusi reitti on parhaillaan tekeillä Sofiaan yhdessä sikäläisen lasten tiedekeskus Muzeikon kanssa (http://muzeiko.bg). Kansainvälistä yhteistyötä tieteen popularisoinniksi jatketaan mm. Euroopan Astrobiologian Instituutin (EAI; https://europeanastrobiology.eu/), sekä Pohjoismaiden astrobiogiaverkoston (http://www.nordicastrobiology.net/) kautta.

 

Kirsi Lehto
dosentti
Biokemian laitos, molekulaarinen kasvibiologia
Aikavaellus ry:n pj

Print Friendly, PDF & Email
Takaisin etusivulle