Oulun yliopistosta ponnistava suomalainen startup-yritys mukana kehittämässä uutta menetelmää tulivuorien purkautumisen ennakoimiseen

Tuoreessa tutkimuksessa käsitellyn menetelmän nimi on myonigrafia ja se perustuu kosmisen hiukkassäteilyn synnyttämien myonihiukkasten hyödyntämiseen kiinteiden kappaleiden tiheysjakauman selvittelyssä. Menetelmä toimii samaan tapaan kuin röntgensäteilyn avulla tehdyt lääketieteelliset tiheyskuvat luista ja pehmytkudoksista, mutta sillä erotuksella, että tässä menetelmässä säteilyä ei tarvitse itse luoda ja kohteet voivat olla vaikka tulivuorien kokoisia.

Tulivuorien seuranta myonigrafian keinoin perustuu myonien ominaisuuteen kulkea sitä helpommin kappaleen läpi mitä pienempi sen keskitiheys on. Jos keskitiheys taas on suuri, entistä suurempi osa myoneista pysähtyy kiinteän kappaleen sisälle. Näin ollen myonien tulosuuntien ja lukumäärien avulla saadaan rakennettua vaikka kolmiulotteisia aikasarjakuvia kohteen sisäisestä tiheysrakenteesta. Tulivuorien tapauksessa uusi uhkaava purkaus voidaan nähdä sulan kiviaineksen nousemisena tulivuoren syvistä osista kohti sitä tasoa, josta purkaus lopulta käynnistyy.

Tutkijajoukko koostuu etupäässä italialaisista, japanilaisista, suomalaisista, unkarilaisista ja englantilaisista tutkijoista. Suurin osa tutkijoista edustaa astrohiukkasfysiikan alaa, mutta mukana on myös laiterakentajia ja geologeja. Kyseistä tutkijaryhmää ei ole kukaan varsinaisesti koonnut, vaan tutkijat ovat löytäneet toinen toisensa askel askeleelta kaivatessaan ratkaisuja monitieteellistä otetta vaativaan tutkimuskohteeseensa eli monimutkaisiin ja arvaamattomiin tulivuoriin.

Tutkijat esittävät, että vaikka menetelmää on jo käytetty menestyksellisti useiden tulivuorien kuvaamiseen muun muassa Japanissa ja Italiassa, menetelmä kannattaisi ottaa käyttöön paljon tätä systemaattisemmin osana tulivuorien seurantaan käytettyjä muita järjestelmiä. 

Marko Holman mukaan myonigrafialla on tulivuorien seuraamisen lisäksi myös koko joukko muita sovelluksia, kuten esimerkiksi pohjavedenetsintä, pohjavesien monitorointi, malminetsintä, malminlouhinta, tunnelirakentaminen, rahtikonttien läpivalaisu, rajaturvallisuus, salakuljetustunnelien havaitseminen, ydinjätekapseleiden läpivalaisu, karstiluolien kartoittaminen, pyramidien läpivalaisu arkeologisten tutkimusten yhteydessä, jne. Lisäksi hän toteaa uskovansa, että myonigrafia voi olla vietävissä myös vieraille taivaankappaleille, kuten esimerkiksi Kuuhun. Myös asteroidien läpivalaisua malminetsinnällisessä mielessä on maailmalla jo pohdittu.


Muuta taustatietoa:

• Julkaisussa on mukana kolme suomalaista, joista kaksi työskentelee Oulun yliopiston Callio Lab tutkimusinfrastruktuurissa, jota koordinoi Kerttu Saalasti Instituutti.

• Kaikki kolme julkaisuun osallistunutta suomalaista ovat Oulun yliopistosta spin off-yrityksenä ponnistaneen Muon Solutions Oyn perustajajäseniä. Yrityksen tavoitteena on kaupallistaa myonigrafia menetelmänä, joka soveltuu monelaisiin haasteisiin.

• Muon Solutions Oy on perustettu vuonna 2016. Yhtiön kotipaikka on Pyhäjärvi, ja pääasiallinen toimiala tuotekehitys, tutkimus- ja suunnittelupalvelut. Yhtiön toimitusjohtaja on geologi Marko Holma. Yhtiö tuottaa palveluita mm. malminetsintä- ja kaivosteollisuudelle.


Yhteystiedot:

Marko Holma, +358 40 836 4317
marko.holma@muon-solutions.com
marko.holma@oulu.fi

Jari Joutsenvaara, +358 40 556 9396
jari.joutsenvaara@muon-solutions.com
jari.Joutsenvaara@oulu.fi


Viitteet:

Leone, G., Tanaka, H.K.M., Holma, M.1,2,3,4, Kuusiniemi, P.1,3,4, Varga, D., Oláh, L., Lo Presti, D., Gallo, G., Monaco, C., Ferlito, C., Bonanno, G., Romeo, G., Thompson, L., Sumiya, K., Steigerwald, S. & Joutsenvaara, J. 1,2,3,4, 2021. Muography as a new complementary tool in monitoring volcanic hazard: implications for early warning systems. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 447(2255). doi:10.1098/rspa.2021.0320.

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspa.2021.0320?af=R

Yläindeksit:

1Virtual Muography Institute, Global, Tokyo, Japan
2Kerttu Saalasti Institute, University of Oulu, Finland
3Muon Solutions Oy, Finland
4Arctic Planetary Science Institute, Rovaniemi, Finland