Millä korkeudella revontulet?

Millä korkeudella revontulet ovat? Synty ilmakehässä

Revontulet esiintyvät tyypillisesti 80–400 kilometrin korkeudella Maan yläilmakehässä, yleisimmin noin 100–150 kilometrissä. Tämä valoilmiö syntyy termosfäärissä, kun Auringosta saapuvat varautuneet hiukkaset törmäävät ilmakehän happi- ja typpikaasuihin, kaukana tavallisten sääilmiöiden ja pilvien yläpuolella, ja se määrittää sen, millä korkeudella revontulet ovat.

Revontulien korkeus ilmakehässä ja syntymämekanismi

Revontulet loimuavat tyypillisesti 100 - 300 kilometrin korkeudella Maan yläilmakehässä. Tämä valonäytös syntyy, kun Auringosta sinkoutuneet varautuneet hiukkaset törmäävät ilmakehän atomeihin ja molekyyleihin. Se on melkoinen matka - hiukkaset lentävät miljoonia kilometrejä avaruuden halki ennen kuin ne kohtaavat meidän ilmakehämme.

Monet luulevat revontulien tapahtuvan samalla korkeudella missä sääilmiöt syntyvät. Totuus on toinen. Pilvet ovat vaatimattoman 2 - 10 kilometrin korkeudella, kun taas revontulien korkeus ilmakehässä loistaa aivan avaruuden rajamailla. Kun katsot taivaalle, valo syntyy korkealla termosfäärissä, vaikka itse energian lähde porottaa 150 miljoonan kilometrin päässä Auringossa.

Termosfääri - revontulien valtakunta

Tämä ilmakehän kerros on poikkeuksellinen. Ilma on siellä äärimmäisen ohutta, ja kaasumolekyylit ovat kaukana toisistaan. Aurinkotuulen hiukkaset tunkeutuvat tähän kerrokseen hämmästyttävällä nopeudella. Ilman tiheys laskee rajusti ylöspäin mentäessä, mikä määrittää suoraan sen, missä korkeudessa revontulet syntyvät. Noin sadan kilometrin alapuolella ilma on liian tiheää, ja hiukkaset pysähtyvät liian nopeasti. Yli neljänsadan kilometrin korkeudella kaasuja taas on liian niukasti merkittävien törmäysten syntymiseksi.

Olen itse seisonut talvisessa pakkasessa Lapissa tuijottamassa taivasta, ja rehellisesti sanottuna on vaikea käsittää, että ne vihreät verhot ovat niin kaukana ylhäällä. Ne näyttävät joskus niin läheisiltä, että melkein luulee voivansa koskettaa niitä. Se on optinen harha, joka johtuu ilmiön valtavasta mittakaavasta.

Miksi eri värit ja korkeudet liittyvät toisiinsa?

Revontulten värikirjo ei ole sattumaa. Vihreät revontulet syntyvät yleensä noin 100 - 150 kilometrin korkeudella, kun taas punaiset sävyt voivat nousta jopa yli 200 - 400 kilometrin korkeuteen. Tämä johtuu siitä, mitä kaasuja ilmakehän eri kerroksissa on ja miten ne reagoivat.

Happi- ja typpiatomien rooli valon synnyssä

Alempana ilmakehässä aurinkotuuli törmää happiatomeihin, mikä vapauttaa vihreää valoa. Tämä on kaikkein yleisin näky pohjoisilla taivailla. Mutta kun noustaan ylöspäin yli kahdensadan kilometrin korkeuteen, harvinaisemmat happiatomien reaktiot tuottavat harvinaista punaista hehkua. Entäs siniset ja violetit sävyt? Ne syntyvät kaikkein alimpana, noin sadan kilometrin alapuolella, typpimolekyylien joutuessa rajun pommituksen kohteeksi. Pieni värierottelu kertoo siis suoraan siitä, mikä on revontulet korkeus maasta.

Miten aurinkotuuli ohjautuu maapallon magneettikenttään?

Tässä piilee koko järjestelmän ydin. Maapallon magneettikenttä toimii näkymättömänä kilpenä. Se ohjaa Auringosta tulevat varatut hiukkaset kohti napoja. Ilman magneettikenttää ilmakehämme saattaisi vaurioitua pahasti. Sen sijaan kenttä kerää hiukkaset ja ohjaa ne ovaalin muotoisille alueille magneettisten napojen ympärille. Juuri siksi revontulia näkyy parhaiten niin sanotulla revontulivyöhykkeellä.

Kaikki eivät tiedä tätä, mutta magneettikenttä elää jatkuvasti. Se venyy ja puristuu aurinkotuulen paineessa. Kun magneettikenttä purkautuu, se lähettää hiukkaset syöksyyn kohti yläilmakehää. Lopputuloksena syntyy se tanssiva valomeri, joka on lumonnut ihmisiä vuosisatojen ajan.

Erilaisten revontulimuotojen ja korkeuksien vertailu

Vihreä revontulikaari

Noin 100 - 150 kilometriä maanpinnasta

Happiatomien matalamman tason viritystilat

Tyypillinen rauhallisen vaiheen aloitusilta

Punainen yläosan hehku

Yli 200 - 400 kilometriä korkealla

Harvinaiset happiatomien reaktiot yläilmakehässä

Nähdään voimakkaiden magneettisten myrskyjen aikana

Violetti tai sininen alareuna

Noin 80 - 100 kilometrin syvyydessä

Typpimolekyylit tiheämmässä kaasussa

Nopeasti liikkuvat ja terävät säteet

Matin revontulijahti Rovaniemellä

Matti, 34-vuotias valokuvaaja Rovaniemellä, halusi tallentaa kameraansa korkealla syntyvät punaiset revontulet. Alkuun hän epäonnistui täysin, sillä hän luuli valojen olevan matalalla ja sääti linssinsä väärin.

Ensimmäiset kolme yritystä päättyivät turhautumiseen, sillä taivas oli täynnä pilviä ja pakkanen puri sormia. Matti ei tiennyt, että revontulet loistavat pilvikerroksen yläpuolella yli sadan kilometrin korkeudessa.

Pienen tutkimustyön jälkeen hän tajusi suunnata katseensa korkeammalle ja valita paikan ilman valosaastetta. Viidennellä yrityksellä taivas aukesi ja tarjosi upean näytelmän.

Tuloksena syntyi upea sarja valokuvia, ja Matti oppi, että luonnonilmiön ymmärtäminen auttaa varustautumaan oikein pakkaseen ja kuvauspaikkaan.