Hyppää pääsisältöön

Painovoimaa mitattiin ensimmäistä kertaa Ahvenanmaan Finströmissä

Ahvenanmaalla mitattiin absoluuttipainovoimaa uudella mittauspaikalla Finströmin kunnassa. Painovoimamittauksilla tutkitaan maannousun mekanismeja ja parannetaan satelliittipaikannuksen tarkkuutta, esimerkiksi älyautojen tarpeisiin sekä turvallisempaan navigointiin satama- ja rannikkoalueilla.

FinnRef-verkon asema, jolla mitattiin painovoimaa. Asema on pieni puinen rakennus.
Kuva:
Jyri Näränen

Painovoimaa ei mitata missä tahansa, vaan Maanmittauslaitoksen tutkijat mittaavat painovoimaa sitä varten perustetuilla absoluuttipainovoima-asemilla. Asemat sijaitsevat pääosin satelliittipaikannussignaaleja havainnoivan Maanmittauslaitoksen FinnRef-verkon pisteissä. FinnRef-verkkoa on laajennettu vuodesta 2012 lähtien, ja siihen kuuluu 47 pistettä. Laajennuksen yhteydessä osa asemista on rakennettu soveltuviksi myös painovoimamittauksille. Ahvenanmaan Finström oli viimeinen uusista absoluuttipainovoima-asemista, joka oli mittaamatta. Nyt Suomella on GNSS-asemaverkon lisäksi kattava absoluuttipainovoimaverkko, jotka mitataan säännöllisen välein.

– Painovoimaa voidaan mitata kahdella tapaa, joko absoluuttisesti tai relatiivisesti. Relatiivisissa mittauksissa mitataan painovoima-arvon muutoksia ajan ja paikan suhteen. Absoluuttisissa mittauksissa, joita nyt Ahvenanmaallakin teimme, mitataan tarkka arvo putoamisen kiihtyvyydelle. Absoluuttisia mittauksia voidaan tehdä kampanjaluonteisesti eli mittalaitteen ei tarvitse jatkuvasti mitata pisteellä. Tällaisista mittauksista voidaan rakentaa vuosien mittaisia aikasarjoja, kertoo tutkimuspäällikkö Jyri Näränen

Ahvenanmaan mittaukset laajentavat painovoimaverkon merialueille

Absoluuttipainovoimaverkon laajennus on valmis, ja kaikilla 20 asemalla on mitattu painovoimaa vähintään kerran. Suurin osa verkon asemista on jo mitattu kaksi kertaa tai enemmän. Ahvenanmaan mittaukset, jotka viimeistelivät verkon, toteutettiin toukokuun lopussa.

Mittaukset Ahvenanmaalla täydentävät valtakunnallisen painovoimamittausverkon. Tätä ennen ei merialueilta ole mitattu näin tarkasti absoluuttisesti painovoimaa. Lähimmät asemat mannermaalla sijaitsevat Kirkkonummella, Orivedellä ja Vaasassa, joten uudet mittaukset korjaavat ison aukon valtakunnallisen absoluuttipainovoimaverkon kattavuudessa.

Painovoiman mittauksiin käytetään Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen gravimetria FG5-X, joka on maailman tarkin absoluuttipainovoiman mittauslaite. Niitä on maailmassa alle 50 kappaletta. 

Suomen painovoima heikkenee maan kohotessa

Suomessa tapahtuu edelleen jääkauden jälkeistä maankuoren nousua, joka muokkaa painovoimaa jatkuvasti. Tämä maannousu ei ole kaikkialla yhtä suurta ja siksi sitä tulee mitata eri puolilla Suomea. Painovoima-arvoon vaikuttavat myös monet muut tekijät, kuten maantieteellinen sijainti, paikallinen geologia sekä muut maankuoren liikkeet. Painovoimamittaukset ovat geoidimallien laskemiselle oleellisia. 

– Geoidi kuvaa Maan muotoa. Siitä johdetaan korkeudet esimerkiksi suhteessa keskimääräiseen merenpintaan. Geoidista tarvitaan yhä tarkempia malleja satelliittipaikannuksen ja navigoinnin tarkkuusvaatimusten kasvaessa, sillä geoidimallit mahdollistavat satelliittipaikannuksen korkeuskoordinaattien siirtämisen kartoissa käytettäviin korkeuksiin, kuten Suomen viralliseen N2000-korkeusjärjestelmään, kertoo tutkimusryhmäpäällikkö Mirjam Bilker-Koivula.

– Tarkempi geoidimalli mahdollistaa turvallisemman navigoinnin etenkin Suomen rannikkoalueilla, jotka ovat mataluuden sekä karikkoisuuden puolesta haastavia vesiväyliä, lisää tutkija Timo Saari.

Painovoima muuttuu hitaasti

Painovoimamittausten aikasarjoja tutkimalla voidaan mallintaa maannousun mekanismeja aina vain tarkemmin ja tuottaa tarkempia ennusteita maannousulle tulevaisuudessa. Tämä on tärkeää esimerkiksi rantaviivojen sijainnin kannalta.

Tutkijat uskovat, että Ahvenanmaan absoluuttipainvoima-aikasarjasta tullaan näkemään maannousun signaalin lisäksi myös ilmastomuutoksen aiheuttama merenpinnan nousun vaikutus painovoimaan.

Painovoiman muutos on hidasta ja vuosittaiset muutokset ovat maailman tarkimpien havaintolaitteiden mittaustarkkuuksien rajoissa. Tämän takia tarvitaan pitkiä aikasarjoja mittaustuloksista. Pitkiä aikasarjoja saadaan aikaan kampanjaluonteisilla mittauksilla, joita toistetaan kullakin asemalla kolmen vuoden välein vuosikymmenien ajan. 

Lisätietoja 

Tutkimusryhmäpäällikkö Mirjam Bilker-Koivula, etunimi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi

Tutkimuspäällikkö Jyri Näränen, etunimi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi

Tutkija Timo Saari, 050 357 4315, etunimi.sukunimi@maanmittauslaitos.fi
 

Tutkimus
Paikannus

Uusimmat uutiset ja artikkelit