Pieni reikä, suuri tarina – suomalaisen saaren kallioon on kätketty pala historiaa, joka mullisti tähtitieteen

Maapallon muodon ja koon mittaus kesti 1800-luvulla peräti 40 vuotta. Suomenkin halki kulkevan Struven ketjun yksi mittauspiste sijaitsee Pyhtään edustalla Mustaviirin saaressa.

Kotimaa
Mustaviirin saaren mittauspisteellä
Maanmittauslaitos

PYHTÄÄ Kirkkaalla säällä Suursaaren silhuetti erottuu Pyhtään edustalla sijaitsevaan Mustaviiriin asti. Noin 180 vuotta sitten näköyhteys kahden saaren välillä osoittautui lähes elintärkeäksi eräälle saksalaissyntyiselle tiedemiehelle.

Tähtitieteilijä Friedrich Georg Wilhelm von Struve oli päättänyt 1800-luvun alkupuolella selvittää tarkemmin maapallon kokoa ja muotoa. Päämäärän saavuttamiseksi piti suorittaa ennen näkemättömän massiivinen mittaustyö.

Tarkkuutta, kärsivällisyyttä ja miesvoimaa vaatinut projekti kesti lähes 40 vuotta. Mittaukset päättyivät 1855, jolloin Struven ketjuksi nimetty kolmiomittausketju ulottui katkeamattomana Pohjoiselta jäämereltä Hammerfestista Mustallemerelle Tonavan suulle.

Vuonna 2005 Unescon maailmanperintölistalle lisätty Struven ketju kulkee nykyisin kymmenen valtion, Norjan, Ruotsin, Suomen, Venäjän, Viron, Latvian, Liettuan, Valko-Venäjän, Ukrainan ja Moldovan läpi.

– Oli se mullistava. Eihän sellaista koskaan aikaisemmin ole tehty, sanoo tähtitieteen professori Karri Muinonen Helsingin yliopistosta.

Universaalikoje
Universaalikoje.Maanmittauslaitos

– Silloin kaikki tehtiin käsilaskuna. Ei sitä voi kuin yhtyä siihen, että se on ollut aikansa tieteellinen huippusaavutus, sanoo eläkkeellä oleva yli-insinööri Pekka Tätilä Maanmittauslaitoksesta.

Pieni saari Suomenlahdella

Aallot lyövät Itäisen Suomenlahden kansallispuistoon kuuluvan Mustaviirin kallioisille rannoille usein niin, että saareen on vaikea rantautua. Voi vain kuvitella, millaista se on ollut 1800-luvun tiedemiehille, jotka liikkuivat painavan mittauskojeen kanssa.

Saari itsessään on pienehkö – kallioiden lisäksi vähän metsää, jonka keskelle on rakennettu autiotupa. Joskus kalastajat yöpyvät saaressa.

Struven ketjun mittauspiste löytyy vähän matkaa rantautumispaikasta sisämaahan. Piste on koruton, vain kallioon porattu reikä. Sen viereen on rakennettu torni, josta hyvällä säällä näkyy Suursaareen.

Mustaviirin mittauspiste on yksi 34:stä, jotka kuuluvat Unescon suojeltujen kohteiden listalle.

Litteä maa

Struven ketjun suurin saavutus oli, että sen avulla saatiin tarkka mittaustieto maapallon koosta ja muodosta Euroopan alueella. Maapallo oli todistettu pyöreäksi 1500-luvulla, mutta 1600-luvulla Isaac Newton arveli maan olevan litteä navoiltaan.

Seuraavalla vuosisadalla Lappiin Tornionjokilaaksoon ja Peruun lähelle päiväntasaajaa lähetetyt retkikunnat olivat osoittaneet tämän teorian oikeaksi.

Struven ketju kartalla
Struven ketju kiemurtelee pohjoisesta etelään.Maanmittauslaitos

Friedrich Struve halusi kuitenkin tietää tarkalleen, kuinka litistynyt maapallo on. Neljäkymmentä vuotta kestäneiden mittausten tuloksena tarkentui, että maapallon keskipisteeseen on pohjois- ja etelänavalta noin 20 kilometriä lyhyempi matka kuin päiväntasaajalta.

Maapallo on näin ollen kokoonsa nähden vain hieman litistynyt.

– Kun tuloksia on laskettu uudelleen ja verrattu uusilla gps-laitteilla saatuihin, niin niiden tarkkuus on hämmästyttävän hyvä. Hattua täytyy nostaa mittaajille, sanoo professori Markku Poutanen Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

Tarkat mittaustulokset olivat tieteellisesti tärkeitä, mutta suoranaisia käytäntöön sovellettavia hyötyjä ne eivät tuoneet.

– Nykyisin tieto maapallon litistyneisyydestä on hyvinkin merkityksellinen satelliittien liikkeiden kannalta. Litistyneisyys vaikuttaa sateellittien ratoihin, sanoo Poutanen.

Universaalikoje

Struven ketju on kolmiomittausketju, jossa on yhteensä 258 perusmittauskolmiota ja 265 peruspistettä. Tiedemiehet saivat tietää tarkan etäisyyden tuhansien kilometrien matkalle Tonavan suistosta Hammerfestiin laskemalla jokaisen kolmion koon yksitellen.

Eteläisemmässä Euroopassa jouduttiin rakentamaan torneja tai käytettiin kirkon torneja, että saatiin tarpeeksi pitkiä näkyvyyksiä. Pohjois-Suomessa ja -Norjassa voitiin mennä tunturilta toiselle.

yli-insinööri Pekka Tätilä

Mittausta helpotettiin laitteella, jota kutsuttiin universaalikojeeksi. Kojetta käytti mittauspisteellä vain yksi henkilö, jonka mukana kulki apulaisia, kuten kirjureita. Työ oli raskasta ja hidasta.

– Se oli hyvin sääherkkää hommaa, jota voitiin tehdä vain kesäaikaan. Sateella ja huonolla ilmalla se ei onnistunut. Teistä ei silloin ollut mitään tietoa ja hevoset olivat kulkuvälineinä, kertoo yli-insinööri Pekka Tätilä.

Sään piti olla hyvä, koska jokaiselta mittauspisteeltä piti nähdä seuraavalle – joskus kymmenienkin kilometrien päähän. Pysyväksi merkiksi mittauspaikalle porattiin reikä kallioon, jonka suhteen universaalikojeen paikka määritettiin.

– Eteläisemmässä Euroopassa jouduttiin rakentamaan torneja tai käytettiin kirkon torneja, että saatiin tarpeeksi pitkiä näkyvyyksiä. Pohjois-Suomessa ja -Norjassa voitiin mennä tunturilta toiselle. Sitä voi ihmetelläkin, millä konstilla aikanaan on löydetty niin pitkät välit, kun mitään karttoja ei ollut siinä mielessä kuin nykyisin, sanoo Pekka Tätilä.

Maapallolta kohti galakseja

Yhtenä suurena pulmana Struven ketjussa oli Suomenlahden ylittäminen nykyisestä Virosta nykyiseen Suomeen.

– Ketjussa kävi sillä tavalla vähän hölmösti, että sen rakenne ikään kuin katkeaa Suursaaren kohdalla. Siinä se on vain yhden pisteen kautta sidottu. Suomenlahti oli hankala kohta ylittää, sanoo professori Markku Poutanen Paikkatietokeskuksesta.

Herra Struve kuvassa
Tähtitieteilijä Friedrich Georg Wilhelm von Struve (1793-1864).Maanmittauslaitos

Lopulta ylitys saatiin kuitenkin tehtyä Suursaaresta Mustaviiriin. Tähtitieteilijän mukaan pitkäkestoista projektia olisi hankala toteuttaa nykyisin, sillä rahoitusten kestot ovat Friedrich Struven ajoista lyhentyneet.

– Struven ketjusta tulevat mieleen avaruusprojektit, kuten avaruusteleskooppien suunnittelu ja rakentaminen. Niissä puhutaan kestoltaan samanlaisista ajanjaksoista, sanoo tähtitieteen professori Karri Muinonen.

Myös tähtitieteen painopiste on muuttunut 150 vuodessa.

– Tuohon aikaan tähtitieteessä tutkittiin maapallon kokoa ja muotoa. Nykyisin tutkimuskohteiden joukko on aurinkokunnastamme eksoplaneettoihin ja galaksitutkimukseen, sanoo Karri Muinonen.