Miksi revontulet näyttävät verhoilta?

Lasten tiedekysymyksissä pohditaan myös puiden hapentuottoa ja joulupukin nimeä. Entä miksi vesi jäätyessään muuttuu valkoiseksi?

Revontulet syntyvät, kun avaruudesta syöksyvät elektronit törmäävät ilmakehän hiukkasiin

23.12.2022 2:00

Elma Viljava, 8

Revontulet syntyvät noin 100 kilometrin korkeudella eli huomattavasti korkeammalla kuin missä pilvet syntyvät tai missä lentokoneet lentävät.

Revontulia aiheuttavat avaruudesta alas ilmakehään satavat elektronit. Nuo elektronit ovat niitä samoja pieniä hiukkasia, jotka kuljettavat sähköä sähköjohdoissa.

Revontulet syntyvät, kun elektronit lopulta törmäävät ilmakehän hiukkasiin. Hiukkaset saavat törmäyksestä nimittäin lisäenergiaa, joka purkautuu tavallisesti vihreänä, mutta toisinaan myös sinisenä tai punaisena valona.

Maapallon magneettikenttä ohjaa elektronien liikettä vähän samaan tapaan kuin kastelukannun nokassa oleva sihti ohjaa vesipisaroiden satamista. Elektronisateen muoto on nauhamainen, joten kun revontulia katsoo sivusuunnasta, ne näyttävät verholta.

Etenkin Lapissa saattaa joskus käydä niin hyvä onni, että revontulia esiintyy aivan katselijan yläpuolella. Silloin niissä voi nähdä muitakin muotoja kuten kruunumaisia rakenteita tai pyörteitä.

Mutta jos joku toinen sattuu katsomaan samoja revontulia sivusuunnasta, hänestä ne näyttävät verhoilta. Sama ilmiö tapahtuu, kun katsoo vaikkapa keittiön verhoa eri kulmista: Jos katsoo suoraan alapuolelta, verhon poimut näyttävät erilaisilta kuin sivusta katsottaessa.

Revontulien katsominen on kuitenkin mielenkiintoisempaa kuin keittiöverhon tuijottaminen siksikin, että elektronisateen voimakkuudessa ja paikassa esiintyy nopeita vaihteluita.

Niinpä komeatkin tulet saattavat kadota taivaalta yhtä pikaisesti kuin ne sinne syntyivät.

Kirsti Kauristie

tutkija

Ilmatieteenlaitos

Talvella puut eivät tuota happea, kun lämpötila laskee pakkasen puolelle.

Kuinka paljon happea yksi puu tuottaa? Onko se tarpeeksi yhdelle ihmiselle?

Inkeri Erola, 10 ja Ursula Erola, 12

Puun lehdet tuottavat happea samalla kun sitovat hiilidioksidia. Hapentuottonopeus riippuu puulajista, puun koosta ja olosuhteista.

Esimerkiksi iso täysikasvuinen mänty tai kuusi tuottaa lämpimänä ja aurinkoisena kesäpäivänä happea noin 30 grammaa tunnissa.

Tilavuusmitoissa ilmaistuna määrä on noin 20 litraa. Suomessa kasvavilla lehtipuilla, kuten muun muassa koivuilla ja lepillä, hapentuoton nopeus on noin kaksinkertainen. Esimerkiksi syksyisin hapentuottamisen nopeus hieman hidastuu.

Aikuinen ihminen kuluttaa happea levossa suunnilleen samalla nopeudella kuin mänty tai kuusi tuottavat. Lapsi hieman vähemmän.

Käytännössä yksi täysikasvuinen lehtipuu ei kuitenkaan aivan riitä tuottamaan pidemmän päälle tarpeeksi happea yhdelle aikuiselle tai lapselle, koska ihmisen hapenkulutus moninkertaistuu liikkuessa.

Lisäksi puut tuottavat happea vain päivällä, kun valoa on tarpeeksi. Yöllä valo ei riitä hapentuottamiseen, jolloin puukin kuluttaa happea, tosin hitaammin kuin ihminen. Myöskään talvella puut eivät tuota happea, kun lämpötila laskee reilusti pakkasen puolelle.

Teemu Hölttä

puiden ekofysiologian professori

Helsingin yliopisto

Joulupukin nimi siis juontuu vanhoilta kekri- ja nuuttipukeilta.

Miksi joulupukin nimi on joulupukki, vaikka se ei ole pukki?

Alessa Mermillon, 9

Alun perin sana joulu on tarkoittanut keskitalven juhlaa. Sitä on vietetty ympäri maailmaa jo tuhansia vuosia sitten.

Jouluperinteissä on mukana edelleen kaikuja menneitten vuosisatojen perinteistä. Myös joulupukin nimi juontaa juurensa vanhoihin tapoihin.

Entisaikojen juhlaperinteisiin kuului nimittäin toisinaan sonnustautua sarvipäiseksi ja turkkipukuiseksi pukiksi.

Tapa liittyi kekrin juhlintaan loppusyksyllä, mutta etenkin joulun jälkeisen loppiaisen (6. tammikuuta) ja nuutinpäivän (13. tammikuuta) juhlintaan. Tällöin väki kierteli naapurustossa vähän pelottaviksikin pukeiksi pukeutuneena ja toivoi saavansa joulusta jääneitä herkkuja.

Joulupukin nimi siis juontuu vanhoilta kekri- ja nuuttipukeilta. Joulun aattoiltana kodeissa kiertävä ja lahjoja jakava punanuttu on omaksunut piirteitä monista perinteistä.

Esimerkiksi joulupukin puvun väri on perua antiikinajan piispoilta ja lakki vapautettujen orjien fryygialaismyssystä.

Tuomas Heikkilä

kirkkohistorian professori

Helsingin yliopisto

Jäässä on ilmataskuja, jotka heijastavat valoa.

Miksi vesi muuttaa väriä valkoiseksi, kun vesi muuttuu jääksi?

Silja Welling 7

Joskus kirkas vesi tosiaan muuttuu valkoiseksi jäätyessään.

Näin käy esimerkiksi pakastimessa tehdyissä jääpaloissa, jotka ovat usein reunoiltaan kirkasta jäätä, mutta keskeltä vaaleita.

Tämä johtuu siitä, että jääpalojen keskelle muodostuu jäätymisen aikana ilmataskuja. Nämä ilmataskut heijastavat valoa ja näkyvät valkoisina.

Juomalasissa oleva puhdas vesi puolestaan ei ole valkoista vaan läpinäkyvää. Tämä tarkoittaa sitä, että valo kulkee veden läpi ja voimme nähdä mitä juomalasin takana on. Jos vedessä olisi ilmakuplia tai roskia, ei vesi enää olisi niin selvästi läpinäkyvää.

Esineiden ja asioiden väri riippuu siitä, minkä väristä valoa ne heijastavat. Punainen esine näyttää punaiselta, koska se heijastaa punaista valoa. Valkoinen pinta heijastaa kaikkia värejä.

Jukka Tuhkuri

lujuusopin professori

Aalto-yliopisto

Lähetä kysymys, kysyjän koko nimi ja ikä osoitteeseen hs.tiede@hs.fi. Palstaa toimittavat Touko Kauppinen ja Juha Merimaa.

Seuraa ja lue artikkeliin liittyviä aiheita

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat