Lähestymme lampea stratosfääristä. Ensin näkyy Lappi. Sen osat ovat: 1) Jännittävä Länsi-Lappi. Levit ja ylläkset, meänkieli, Mukka, Palsa, ja Särestöniemi. 2) Eksoottinen Pohjois-Lappi. Saamelaiset, tunturi ja niitä jutaavat porotokat, Inarijärvi ja nierät. 3) Tyhmä Itä-Lappi. Suo ja sääsket. Ei kiinnosta ketään. Paitsi meitä.

Ja ilmakehätutkijoita. Heidän perässään olemme nyt Itä-Lapissa, josta kirjailija Juhani Karila kirjoitti moderniksi klassikoksi nousseessa teoksessaan Pienen hauen pyydystys. 

Olemme Savukoskella, suunnilleen samoilla seuduilla, joista Karila kirjoitti. Parisataa kilometriä Rovaniemeltä koilliseen.

Määränpäämme on Helsingin yliopiston tutkimusasema Värriön luonnonpuistossa. Tavoitteemme on selvittää, mitä yhteiselle ilmakehällemme kuuluu, ja samalla oppia, minkälainen prosessi sen ymmärtämisen takana on.

Ilmakehän alimmassa kerroksessa, troposfäärissä, miljoonat jäähileet kimaltavat kylmissä led-ajovaloissa. Savukosken kirkonkylältä kohti itärajaa kulkeva tie tuntuu loputtomalta ja pimeys ajovalojen ulkopuolella läpitunkemattomalta. Lopulta yksinäinen valokeila löytää kaltaisensa, kun puiden takaa kajastavat pienen varastorakennuksen ja katoksen valot.

Ainijärven vanhaan rajavartioasemaan kuuluvan rakennuksen pihassa seisoo hymyilevä viiksekäs ukko punamustassa kelkkahaalarissa, karvalakki syvälle päähän vedettynä. Otsalampun valokeila osoittaa katseen suunnan.

Meitä on vastassa Tarmo Kylli, monitoimimies ja tärkeä osa tutkimusaseman henkilökuntaa. Hän tuntee seudun ja ympäröivän luonnon kuin omat taskunsa. Monet mittalaitteet jäisivät asentamatta ja mittaukset tekemättä ilman häntä. Pian myös aseman johtaja, professori Mikko Sipilä kaartaa autollaan pihaan.

Sipilän tapasimme jo viime kesänä Sodankylän Viiankiaapaa käsittelevän jutun tiimoilta. Vapaa-ajallaan suota suojeleva Sipilä on ammatiltaan ilmakehätieteilijä, joka kyllästyttyään töihin Helsingissä sekä jatkuvaan maailmanmatkaamiseen tutkimuskohteiden perässä vaihtoi maisemaa ja päätyi itälappilaiseen luonnonpuistoon johtamaan Helsingin yliopiston tutkimusasemaa.

Saamme yllemme vihreät kelkkahaalarit. Kylli antaa myös luvan kiroilla, näillä leveysasteilla tuskin on herkkiä korvia kuulemassa. Viimeiset kahdeksisen kilometriä matkasta tutkimusasemalle taitetaan moottorikelkalla ja sen vetämällä reellä lähes koskemattomien metsien halki tähtitaivaan ja revontulten alla.

OLEMME ASEMALLA Helsingin yliopiston vieraina, mutta emme onneksi yksin. Paikalla ovat Kyllin ja Sipilän lisäksi opiskelijat Jenni ja Aarni, jotka kirjoittavat gradujaan Sipilän ohjauksessa.

Tutkimusasema on perustettu vuonna 1967 professori Erkki alias Susi–Pulliaisen johdolla ja sitä ympäröivä luonnonpuisto vuonna 1981. Jykevistä hirsistä rakennettu asema lepää vaarojen välissä, ja jyrkät portaat johtavat notkelman pohjalle Kuutsjärven pienen lammen rantaan, jossa asemalla on sauna.

Talvi on Värriössä ollut historiallisen leuto, ja lämpimimmän talven ennätys mennee rikki, Sipilä ennustaa aseman keräämän datan pohjalta. Myöhemmin, kun tämä juttu on menossa painoon, on selvinnyt ettei ennätystä lopulta ihan rikottu.

Siinä missä globaali ilmaston lämpeneminen ylitti viime vuonna kriittisenä pidetyn puolentoista asteen rajan, Suomessa lämpeneminen on jo reilussa kahdessa asteessa. Keskitalvi on lämmennyt enemmän, joulukuu Värriön asemalla kolmesta neljään astetta, Sipilä kertoo.

Pakkasta on silti saapuessamme asemalle helmikuun puolivälissä päältä parikymmentä astetta, ja saunan edustalla avantoon jäätyy napakka kuori aina löylyjen aikana.

Metsä ympärillä on laadultaan suomalaisittain poikkeavaa, sillä se on siihen tapaan ikuista kuin metsä nyt voi olla. Luontaistaloudessa eläineitä pyytäjiä lukuun ottamatta tätä metsää ei ole ihmisen kirves koskenut.

Se, että alue on luonnonpuisto, tarkoittaa että siellä liikkuminen on lähtökohtaisesti kielletty. Mekin olemme joutuneet hakemaan Metsähallitukselta kulkuluvat.

TUTKIMUSASEMAN PIHASTA lähtee moottorikelkan painama reitti ylös vaaran rinnettä. Parinsadan metrin päässä sijaitsee SMEAR 1 -asema. 

”Ehkä englanti ei ollut nimeä valittaessa yhtä hallussa kuin nykyään”, Sipilä pohtii.

Smear tarkoittaa tahraa, tuhrimista ja mustamaalaamista, mutta täällä se tulee sanoista Station for Measuring Ecosystem-Atmosphere Relations.

Nimen mukaisesti täällä tutkitaan ilmakehää ja ekosysteemien vaikutusta siihen. Smear kerää tietoa muun muassa ilmakehän pienhiukkaspitoisuuksista. Asema muistuttaa pientä mökkiä, jonka pihassa on radiomasto täynnä instrumentteja. Toinen metallitelineistä kasattu torni kohoaa rakennuksen takana, mutta se on tarkoitus purkaa. Myös ympäröivässä maastossa tönöttää tutkimuslaitteita: tuossa mitataan näkyvyyttä, tuossa karikkeen kertymistä maahan.

Sisällä mökissä mittarit tietokoneen näytöllä ovat sinisellä, ilmakehän rikkipitoisuus on normaali. Aina ei ole näin – asemalla on mitattu yhtä korkeita ilmansaastepitoisuuksia kuin Helsingin keskustassa, Sipilä kertoo.

Saasteet ovat pääosin peräisin Kuolan niemimaalta, Montsegorskin ympäristön sulatoista, joissa ensin Neuvostoliitto ja sittemmin Venäjä ovat jalostaneet metalleja omiin tarkoitusperiinsä ja siinä sivussa vapauttaneet valtavat määrät erilaisia palamisyhdisteitä ilmakehään.

Yksi merkittävimmistä saasteista on rikkioksidi, yhdiste, jonka piikkiin voidaan laittaa Euroopassa 1900-luvun loppupuolella laajoja metsäkuolemia aiheuttaneet happosateet, maaperän happamoituminen ja kalakantojen kuolemat.

Nyt rikkioksidin määrä ilmakehässä on kuitenkin saatu jokseenkin kuriin, Sipilä kertoo. Taustalla on oikeastaan ympäristönsuojelun menestystarina, sillä 70-luvun lopulta alkaen kansainväliset sopimukset ja puhdistusteknologian kehittyminen saivat rikkipäästöt tehokkaasti vähenemään.

Ekosysteemin keskinäisvaikutusten ja takaisinkytkentöjen monimutkaisuuden vuoksi laaja yleiskuva on silti edelleen huolestuttava.

TAIVAALLA NÄKEMÄMME PILVET koostuvat tiivistyneestä vesihöyrystä. Luontaisesti vesi tiivistyy esimerkiksi siitepölyhiukkasten ympärille, mutta yhtä hyvin sille kelpaavat pienhiukkaset, joita syntyy rikkidioksidin, ja VOC-yhdisteiden (palaamme näihin hetken päästä) hapetustuotteista. Näiden kanssa se muodostaa tiheämpiä ja vaaleampia pilviä, jotka heijastavat auringon valo- ja lämpösäteilyä tehokkaammin takaisin avaruuteen.

Rikkioksidi siis viilentää ilmastoa. Paljonko lämpötila nousee, kun saasteiden määrä ilmakehässä vähenee, sitäkin täällä tutkitaan.

”Hurjimmillaan esimerkiksi 0,9 celciusastetta saattaisi olla muutoksen mittaluokka”, Sipilä sanoo.

Ilmakehä on monimutkainen järjestelmä, jossa kaikki vaikuttaa kaikkeen. Kun ihminen ratkaisee yhden ongelman, hän saattaa tuottaa toisen. Joka tapauksessa ilmakehätieteilijöille on luvassa lisää työnsarkaa.

Tällaistakin on tiede ilmastokriisin etulinjassa, itälappilaisella vaaralla pienessä puumökissä seinät lattiasta kattoon peittävien instrumenttien huristessa.

ASEMAN JOHTAJA SIPILÄ oli mukana tutkijaryhmässä, joka teki läpimurron mainittujen VOC-yhdisteiden tutkimuksessa. Sitä varten tutkimusasemalle on pystytetty kaksi mittauspistettä. Toinen on SMEAR 1:n yhteydessä, toinen kylmäasemalla Ylä-Nuortti-joen varressa luonnonpuiston reunalla.

Matka ”kylmikselle” taittuu pilkkopimeässä metsässä, sillä pilvinen sää ei päästä tähtitaivaan valoa sävyttämään lumista maastoa. Lähimpiin suuriin valosaasteen lähteisiin on helposti kymmeniä ellei satoja kilometrejä.

VOC:it (sanoista Volatile Organic Compound) ovat monelle vieraita, mutta niiden vaikutukset sitäkin tutumpia. Esimerkiksi niihin lukeutuvat terpeeniöljyt saavat aikaan monien asioiden tuoksut: metsän raikkauden nenään tai sen, miten appelsiinin kuoriminen täyttää huoneen tuoksulla.

Ilman pienhiukkasia mittaava, suomalaisen suuhun notkeasti taipuva CI-APi-TOF-massaspektrometri (Chemical Ionization – Atmospheric Pressure interface Time-Of-Flight), tai tuttavallisemmin ”kärsä”, on ollut käänteentekevä ilmakehän pienhiukkastutkimuksessa.

Laite on osittain asemalla työskentelevän suomalaisen työryhmän keksijätyön tulos. Se on ällistyttävän tarkka havaitsemaan ilmasta aineiden pieniäkin pitoisuuksia. Kun laitteen kyvyt selvisivät, Sipilä kertoo kokeilleensa uteliaasti eri asioista irtoavia VOC-pitoisuuksia.

”Havunoksa – selvä piikki, koivu myös, mutta ei niin korkea”, Sipilä kertoo ja näyttää kylmäaseman pienessä mökissä tietokoneelta kuvaajan.

”Sitten hain keittiöstä erilaisia ruoka-aineita ja hakkasin niitä kärsän edessä.”

Tuloksia saatiin myös appelsiineista ja muista hedelmistä, mutta ne jätettiin aiheesta kirjoitetun tieteellisen artikkelin ulkopuolelle.

Vuonna 2012 tutkimusryhmä onnistui havaitsemaan laitteella yli 200 erilaista puiden vapauttamaa yhdistettä. Tämä valottaa metsien vaikutusta ilmakehään. Ne eivät ole vain hiilinieluja ja -varastoja, vaan myös tuottavat monenlaisia tarpeellisia yhdisteitä ilmakehään.

VOC-yhdisteet parantavat pilvien heijastavuutta, mutta vaikuttavat myös auringonvalon sirottumiseen metsän katveeseen. Nykytiedon valossa ne esimerkiksi parantavat aluskasvillisuuden kykyä yhteyttää, mikä lisää hiilensidontaa ja hapentuotantoa. 

Aihetta tutkitaan Helsingin yliopiston akatemiaprofessori Markku Kulmalan johtamassa hankkeessa. Kulmalan tutkimus on uraauurtavaa, ja hän on yksi maailman johtavista ilmakehän aerosolien fysiikan ja kemian asiantuntijoista.

Juuri pohjoiset havumetsät vaikuttaisivat olevan erityisen VOC-rikkaita, Sipilä sanoo. Täkäläiset metsät ovat siis ilmastolle ratkaisevan tärkeitä, tärkeämpiä kuin pelkkää hiilikiertoa laskemalla käsittäisi.

Sipilä esittelee aiheeseen liittyvää tutkimusta kylmäaseman mökissä ja hahmottelee paperille laajan ja monimutkaisen kuvion, joka kertoo ilmakehätieteen kokonaisvaltaisuudesta. Ilmakehä on jatkuvassa vuorovaikutuksessa elolliseen luontoon, ja juuri tätä yhteyttä tutkitaan, jotta ymmärrettäisiin esimerkiksi ilmastonmuutosta.

Millainen on pohjoisten havumetsien VOC-yhdisteiden laaja vaikutus ilmakehään?

Lisätutkimusta tarvitaan, Sipilä sanoo. Tieteeseen kuuluu, että tutkimus voi osoittaa aiemman käsityksen myös puutteelliseksi.

”Olisihan se Mikko Sipilän akateemiselle uralle melkoinen lopputulos, että tulos on että ei vaikutusta”, Sipilä pohtii.

VIIMA JÄRSII POSKIA ja puree nenänpäätä armotta, kun aamupäivän auringossa nousemme reessä kohti Värriötuntureiden jonon ensimmäistä huippua.

Vaikka ihmisellä on käytössään moottorikelkka ja muut modernit välineet, muistuttaa kylmyys siitä, miten olosuhteiden armoilla olemme. Samalla juuri ihmislajin pyrkimys selvitä kaikkialla ja millä keinolla hyvänsä on pysyvästi muuttanut ekosysteemiä ja olosuhteita.

Ilmaston lämpeneminen näkyy täällä konkreettisesti. Huipulla Mikko Sipilä osoittaa tunturijonon seuraavaa matalampaa huippua, ja kertoo sen metsittyneen jo täysin.

Muut Värriötunturit ovat vielä paljaspäisiä, tosin huipulla, jolla nyt seisomme, kasvaa siellä täällä 1900-luvun puolivälin lyhyellä lämpimällä kaudella juurtuneita kitukasvuisia, nyt lumen peittämiä puita.

Metsittyminen näyttää olevan pohjoisten tuntureiden kohtalo, ennen paljaspäiset tunturit peittyvät hiljalleen kitukasvuisiin puihin leudommassa ilmastossa. Sipilä kertoo ilmaston Värriössä olevan nykyisin suunnilleen samanlainen kuin kolmisensataa kilometriä etelämmässä sijaitsevalla Suomussalmella oli 1970-luvulla.

ELÄMÄ JA TIETEEN TEKEMINEN tutkimusasemalla on yksinkertaista. Samalla eletään tiiviissä yhteydessä ympäröivään metsään ja luontoon.

Joka aamu kahdeksalta joku, yleensä Kylli, kirjaa sääaseman tulokset Ilmatieteen laitoksen sääpalvelua ja tilastoja varten. Viikoittain kierretään niin kutsuttu lumilinja, ja niinä kertoina kun syvyyden mittaamisen lisäksi lumi pitää punnita, tieteily käy fyysisestä työstä. Lumesta kerätystä datasta on konkreettista hyötyä: sen avulla muodostetaan Kemijoen tulvaennusteet.

Kylli kertoo tienneensä kevään 2020 tulvista jo kauan etukäteen. Lumi oli niin tiivistä, että se piti punnita monessa erässä, koska vaa’an mitta-asteikko ylittyi.

Asemalla tiedetään, mitä luonnonpuistossa ja sen ympäristössä tapahtuu: eläimet ja poromiehet kulkevat, joskus puistoon eksyy turisteja ilman lupia. Rajavartiolaitos ja Puolustusvoimat ovat alueen ainoa merkki valtiovallasta – niin, ja tietysti Helsingin yliopisto.

Sellaista ekosysteemiä ei olekaan, jossa kaikki ei vaikuttaisi kaikkeen. Tämä käy yhä selvemmäksi, mitä enemmän Värriön tutkimusasemalla tehtävään tutkimukseen tutustumme.

Sama keskinäisriippuvuus pätee ihmisiin, Sipilä muistuttaa opiskelijoilleen eräänä iltana tutkimusasemalla. Tiede on harvoin yksilösuorittamista, ja sen onnistunut edistäminen tapahtuu yleensä hyvän työryhmän ja yhteen hiileen puhaltamisen varassa.

VÄRRIÖSTÄ MAAILMA tuntuu olevan kaukana. Televisio tuo uutiset ja Lapin Kansa haetaan postilaatikolta kun siellä päin käydään, mutta rauhoitettu luonnonpuisto elää pääosin omaa elämäänsä. Silti asema on yhteydessä suuriin maailmaa muuttaviin kehityskulkuihin – täällä seurataan, miten ilmasto hengittää metsissä.

Samalla arktisesta alueesta tulee yhä vahvemmin paikka, jossa eri tieteelliset, kaupalliset ja sotilaalliset intressit törmäävät. Saamme tästä muistutuksen, kun Puolustusvoimien työntekijöitä saapuu iltapäiväkahville pullapitkot kainalossa.

KELKKA KULKEE tuttua reittiä takaisin, kun vierailun on aika päättyä. Harva suomalainen on nähnyt luonnontilaista metsää, joka nyt ympäröi meidät.

Reen kyydistä on mukavaa kuikuilla molemmin puolin avautuvaan aarniometsään, jossa kulkijoita ympäröivät auringossa hohtavat, hankien peittämät jängät ja käppyräiset monisatavuotiset puut. 

Metsän vaikutukset ilmakehälle olisivat ilman modernia tiedettä meille tuntemattomia. Luonto on kaikkialla ympärillämme ja täynnä pienenpieniä näkymättömiä yhdisteitä ja maailmanlaajuisten kehityskulkujen juonteita.

Sipilä pysäyttää kelkan, kääntyy meihin päin ja nostaa kuulosuojaimet korviltaan. Tässä on hyvä kuukkelimetsä. Vähän matkan päässä aukeaa harvinainen luontotyyppi, Soklin aho, joita ei tavata missään muualla maailmassa.

Tieteellinen tutkimus vaatii aikaa, ja täällä sen ymmärtää hyvin. 1960-luvulla alkanut tutkimustyö jatkuu takanamme luonnonpuiston lähes rikkumattomassa rauhassa.

Tuottaminen ja teksin editointi: Vilppu Rantanen

Jutun kirjoittamista on tuettu Koneen säätiön Metsän puolella -apurahalla.