Merkit tieteiden työvälineinä

Luonnontieteet tutkivat vuorovaikutuksia, jotka jättävät jälkiä. Tämä pätee hiukkasfysiikkaan ja kosmologiaan yhtä hyvin kuin geologiaan, paleontologiaan tai arkeologiaan. Jälkien rekisteröinnin ja havainnoin välineet ovat osa kokonaisuutta. Galilein kaukoputki toi näkyville Venuksen vaiheet. CERN on vaikuttava kokonaisuus. Sen hiukkaskiihdyttimessä tuotetaan ja rekisteröidään vuorovaikutusilmiöitä, joiden olemassaolosta emme tienneet mitään 50 vuotta sitten. Historiallisissa luonnontieteissä ilmiöiden synnyttäminen kokeellisesti on mahdollista vain rajoitetusti. Mutta usein jonkin toisen tieteen piirissä kokeellisesti syntynyt tieto toimii havainnoinnin ja tulkinnan välineenä.

Helsingin Sanomien tiedeuutinen Jupiterin muodostumisesta (14.6.) on hieno esimerkki kuinka kokeellinen tutkimus toiselta tieteenalalta auttaa havaittujen jälkien tulkintaa:

Itse Jupiterista ei voida kerätä näytteitä, mutta meteoriitit paljastavat, millainen alkuaineiden koostumus muinaisessa aurinkokunnassa on ollut.
Tutkijat mittasivat meteoriiteista kahden alkuaineen, volframin ja molybdeenin, isotooppien pitoisuuksia. Karkeasti sanottuna molybdeenin isotooppien suhde kivinäytteessä kertoo sen, missä päin nuorta aurinkokuntaa tuo kivi on muodostunut. Volframin isotoopit puolestaan paljastavat, miten vanha kivi on.

Molybdeenin ja volframin isotoopit ovat merkkejä, joiden viiteverkostoa hyödyntämällä Jupiter-tutkijat saattoivat tehdä uudenlaisen tulkinnan planeetan roolista aurinkokunnan varhaisessa kehityksessä. On tarvittu yli kaksisataa vuotta kemian ja metallurgian piirissä koottua kokeellista ja teknistä tietoa. Sen myötä näiden metallien merkkifunktio on kiteytynyt niin hienostuneeksi, että sen varassa voidaan tehdä päätelmiä Jupiterin synnystä. Lainaan vielä tutkijoiden päätelmää:

[Jupiter] muodostui ehkä jo miljoona vuotta sen jälkeen, kun aurinkokunta sai alkunsa. Tähtitieteellisessä mittakaavassa tämä on hyvin lyhyt aika.
Massiivisen Jupiterin vetovoimalla on ollut valtava vaikutus siihen, miten nuoren aurinkokunnan planeetat muodostuivat Aurinkoa kiertävästä aineesta ja pölystä tiivistymällä. Uuden teorian mukaan se on toiminut eräänlaisena tiesulkuna, joka on estänyt ainetta kasautumasta lähemmäs Aurinkoa niin kutsutulle elämänvyöhykkeelle.
Kenties tästä syystä aurinkokunnassamme ei ole niin sanottua supermaapalloa – Maata suurempaa, mutta Neptunusta pienempää kiviytimistä planeettaa, joka kiertäisi verrattain lähellä emotähteään.