Miksi revontulet ovat erivärisiä?

Miksi revontulet ovat erivärisiä? Kaasut ja korkeus vaikuttavat

Upeat taivaan ilmiöt herättävät usein kysymyksen siitä, miksi revontulet ovat erivärisiä eri öinä. Värien vaihtelu liittyy kiinteästi maapallon ilmakehän rakenteeseen ja avaruussään fysiikkaan. Tämän mekanismin ymmärtäminen auttaa hahmottamaan, miten aurinkotuuli vuorovaikuttaa kaasujen kanssa ja luo vaihtelevia sävyjä taivaalle.

Miksi revontulet ovat erivärisiä ja mistä ilmiö johtuu?

revontulien värit syntyvät siitä, kun Auringosta tulevan aurinkotuulen sähköiset hiukkaset (elektronit ja protonit) törmäävät Maan ilmakehän kaasuatomeihin ja -molekyyleihin (happeen ja typpeen). Törmäykset siirtävät kaasuille energiaa eli virittävät niitä, ja kun atomit tai molekyylit palaavat perustilaansa, ne vapauttavat ylimääräisen energian valona.

Naisena, joka on viettänyt lukemattomia pakkasöitä Pohjois-Lapissa kamera kädessä taivasta tuijottaen, muistan ensimmäisen kerran, kun luulin revontulia pelkiksi vaaleiksi pilviksi. Sitten taivas repesi yhtäkkiä vihreään liekkiin. Olin pettynyt siihen, ettei näkynyt heti kaikkia sateenkaaren värejä, mutta opin nopeasti, että luonnon omat fysiikan lait määräävät tarkasti sen, mitä silmämme näkevät ja miksi taivaalla tanssii milloin mikkinäkin sävy.

Vihreä ja punainen: Happiatomeiden rooli korkealla ilmakehässä

Vihreä on revontulien ehdottomasti yleisin väri. Se syntyy, kun aurinkohiukkaset törmäävät happiatomeihin noin 100–150 kilometrin korkeudessa. Ilmakehän tiheys on tällä korkeudella juuri sopiva sille, että happi virittyy ja vapauttaa vihreää valoa.

Toisaalta harvinaisempi punainen väri syntyy myös happiatomeiden törmäyksistä, mutta huomattavasti ylempänä ilmakehässä - yli 200 kilometrin korkeudessa. Siellä ilma on paljon harvempaa, ja vapautuva energia on erilaista. Vaikka moni luulee punaista väriä huonon onnen merkiksi tai harha-askeleeksi kameran asetuksissa, se kertoo itse asiassa poikkeuksellisen voimakkaasta aurinkotuulesta.

Sininen, violetti ja vaaleanpunainen: Typpimolekyylien lumoa

Sininen ja violetti syntyvät silloin, kun hiukkaset törmäävät typpimolekyyleihin alemmissa ilmakerroksissa. Nämä värit vaativat usein erittäin voimakkaan geomagneettisen myrskyn, jotta hiukkaset pääsevät tarpeeksi syvälle ilmakehään.

Vaaleanpunainen ja vaalea violetti puolestaan syntyvät typen ja hapen yhteisvaikutuksesta. Niitä näkyy usein revontuliverhojen alareunoissa voimakkaiden magneettisten myrskyjen aikana. Seisoin kerran revontulimyrskyssä, jossa alareuna hohti terävän pinkkinä - näky oli niin maaginen, että unohdin kokonaan paleltuvat sormeni.

Miksi kaikkia värejä ei näe paljain silmin?

Tässä on monen matkailijan kompastuskivi. Ihmissilmä on pimeässä heikko värien erottelija, sillä silmän sauvasolut reagoivat huonosti väreihin hämärässä. Siksi monet miksi revontulet ovat vihreitä tai muita sävyjä näyttävät paljain silmin vain harmahtavilta tai valkoisilta kaarilta.

Kamera sen sijaan kerää valoa pitkällä valotuksella, mikä paljastaa ne upeat revontulien värit, joita hypetellään sosiaalisessa mediassa. Tämän vuoksi valokuva voi näyttää taivaan paljon värikkäämpänä kuin miltä se omiin silmiisi näyttää.

Revontulien värit, korkeudet ja aiheuttavat kaasut

Taivaalla näkyvät sävyt riippuvat suoraan siitä, millaisen kaasun kanssa aurinkotuulen hiukkaset törmäävät ja millä korkeudella ilmakehässä tapahtuma on.

Vihreä revontuli (Yleisin)

• Noin 100-150 kilometriä

• Erittäin hyvä paljain silmin

• Happiatomit

Punainen revontuli

• Yli 200 kilometriä

• Vaatii voimakkaan myrskyn, usein vaikea nähdä paljain silmin ilman kameraa

• Happiatomit korkealla

Sininen ja violetti

• Alemmat ilmakerrokset

• Esiintyy usein revontulien alareunoissa

• Typpimolekyylit

Matkailijan ilta Inarissa

Juha, 35-vuotias valokuvauksen harrastaja Helsingistä, matkusti Inariin toiveenaan ikuistaa taivaan tulet kameraan. Ensimmäisenä iltana taivaalla näkyi vain hailakka, harmahtava kaari, ja Juha ehti jo pettyä luullen sitä tavalliseksi pilvimuodostumaksi.

Sen sijaan, että hän olisi mennyt suoraan nukkumaan, hän asetti kameransa jalustalle ja otti 10 sekunnin valotuksen. Ruudulle piirtyi upea, kirkkaan vihreä ja hento violettinen revontulinauha.

Juha tajusi, että ihmissilmä tarvitsee pimeässä apua värien näkemiseen, ja alkoi tarkkailla taivaan muotoja pelkän värin sijaan.

Kolmen päivän aikana hän oppi tunnistamaan aurinkotuulen voimakkuudet, ja matkan pääteeksi hänellä oli muistonaan täydellinen kuvasarja niin vihreistä, punaisista kuin vaaleanpunaisistakin revontulista.