perjantai 19. joulukuuta 2008

Tunnelit

Perinteisesti lentäjiä ja merenkulkijoita on opetettu, että lyhin matka kahden maan pinnalla olevan pisteen välillä kulkee pitkin isoympyrää eli ortodromia. Lyhyesti määriteltynä isoympyrä on sellainen ympyrä maan pinnalla, jonka keskipiste on sama kuin maan keskipiste. Otetaanpa esimerkki tämän seikan vaikutuksista. Kuten kaikki tiedämme, New York on lännempänä kuin Helsinki ja hieman etelämpänä kuin Rooma. New York on siis Helsingistä katsoen lounaaseen. Jos haluaa mennä mahdollisimman lyhyttä reittiä Helsingistä New Yorkiin lentokoneella, reitti lähteekin luoteeseen. Jos kone voisi lentää isoympyrää lentoreiteistä piittaamatta, se suuntaisin ensin kohti Poria, siitä Skandinavian niemimaan poikki kohti Pohjois-Islantia ja siitä edelleen kohti Grönlannin eteläkärkeä. Amerikan mantereella lentonkoneet ennen nykyisiä pitkän matkan koneita tekivät välilaskun kentälle nimeltä Gander, josta matka jatkui Newfoundlandin syrjää ja edelleen kohti Bostonia, josta onkin lentämisen mittakaavassa pieni luikaus Kennedyn kansainväliselle lentoasemalle.

Pidän lentokoneista ja lentämisestä. Suhtaudun lentokoneisiin jotensakin esteettisesti. Ne ovat kauniita, nopeita ja voimakkaita. Ikävä kyllä lentäminen on myös erinomaisen saastuttava liikkumisen tapa. No, itse asiassa liikennesuihkukone vie yhtä matkustajapaikkaa kohden muutaman litran sadalla kilometrillä. Kulutus matkustajaa kohden on samaa luokkaa kuin henkilöautolla, jossa on yksi tai kaksi matkustajaa. Hienoa, eikö totta? Eihän se nyt NIIN saastuttavaa olekaan. Paitsi että...

Liikennesuihkarin kulutus on ymmärrettävää, kun se ensin on saatu sinne taivaalle vaikkapa yhdentoista kilometrin korkeuteen ja sen vauhti on kiihdytetty 800-900 kilometriin tunnissa. Kohtalaisen kokoisen lentokoneen massa ennen starttia voi olla vaikkapa 100 tonnia. En tiedä, paljonko se matkalentokorkeuteen nouseminen kuluttaa polttoainetta, mutta arkijärjelläkin voi ajatella, että 100 tonnin nostaminen parissakymmenessä minuutissa moiseen korkeuteen ynnä kiihdyttäminen mainittuun nopeuteen vaatii rutkasti energiaa.

Kuinka erehtyväinen ihminen onkaan. Ylös yrittäminen vaatii tosiaan tolkuttomat määrät energiaa, eikä kahden pisteen välinen lyhin etäisyys maapallolla ole isoympyrä. Valitan, kaikki geologit. Lyhin etäisyys kahden maan pinnalla olevan pisteen välillä on suora, joka yhdistää ne pisteet toisiinsa. Turha siinä matkalla on mutkia tehdä pohjoiseen, etelään tai mihinkään muuhunkaan suuntaan.

Kaivetaan siis suorat tunnelit suurimpien kaupunkien välille. Helppoa ja yksinkertaista, eikö totta. Yksi pisimmistä tunneleista voisi kulkea vaikka Lontoosta Uuden Seelannin Wellingtoniin. Jälkimmäisen nimikin viittaa kaivoon, ja melkoinen kaivo tuo putki olisikin. Samanlaisia putkia voisi kiskoa muittenkin suurten kaupunkien välille. Ja paitsi että putki lyhentäisi välimatkoja, sitä pitkin liikennöinti ei edellyttäisi kovin järisyttävää energian tuottamista. Painovoima nimittäin huolehtii alkumatkalla kiihdyttämisestä ja loppumatkalla hidastamisesta. Tarvittava lisäenergia kuluu lähinnä kitkan aiheuttaman vastuksen voittamiseen sekä siihen, että maapallohan ei ole täysin pallo, vaan hiukan litistynyt navoiltaan. Niin muodoin on mahdollista, että matkan ylämäkiosuus on hiukan pitempi kuin alamäkiosuus. Jos tällaisia ilmauksia voi käyttää. Jos voi, niin tuleepa ohimennen määriteltyä sanat "ylös" ja "alas". "Alas" on siis kohti maan keskipistettä, "ylös" pois päin. Putken tosin ei painovoimasyistä tarvitse kulkea maan keskipisteen kautta. Lisäksi on vielä hyvä muistaa, että kiihtymiseen ja hidastumiseen vaikuttaa keskipakovoima ja kuun vetovoima. Keskipakovoima kai nykyään selitetään yksinkertaisesti massan hitaudeksi, mutta asian mieltämisen vuoksi pidän nyt kiinni tuosta opinsaunoissa vanhentuneeksi julistetusta fysiikan käsitteestä.

Mannerlaatat liikkuvat hiljakseen, kuten hyvin tiedämme. Lisäksi maapallon sisällä vallitsee ankara paine ja erilaisia magmavirtoja. Putken pitäisi siis olla taipuisa ja venyvä. Toisaalta sen pitää kestää valtavaa puristusta ja eristää kuumuudelta. Tässä alkuvaiheessa suunnittelen, että putki olisi kaksikuorinen. Sisemmän putken ydin on liikennetunneli ja kuorten välisessä vaipassa kulkee vesi. Veden kierrättäminen vaipassa vaatii kuitenkin ulkoista energiaa. Luonnonkierto ei liene mahdollinen, koska putkessa vaikuttaa painovoima vastakkaisiin suuntiin. Selvitettäväksi jää, riittääkö maan sisällä kuumenneen veden energia käyttämään pumppuja, jotka pitäisivät veden liikkeessä. Lisäksi pitäisi selvittää, että riittäisikö käytettävissä olevat makean veden veden varat tähän käyttöön vai pitäisikö varautua käyttämään merivettä jäähdytykseen. Merivedestähän koituisi korroosio- ja saostumisongelmia. Oman ongelmansa muodostaa maapallon ytimen rauta, jonka olemassaoloon ja liikkeisiin maapallon magneettikentän olemassaolo perustuu. Kuinka voimakas magneettikenttä tunnelissa vallitsee maan ytimen seutuvilla, ja miten se vaikuttaa sitä kautta kulkeviin ihmisiin ja esineisiin.

Pohdittavaksi jää tässä vaiheessa myös se, voiko tunneleissa vallita se normaalin ilmamassan paine, joka sinne muodostuu, jos putken päät ovat avoinna maan ilmakehälle. Etenkin pisimpien tunneleiden keskivaiheille muodostuu melkoinen paine. Jos paine voidaan pitää alhaisena, tunneleissa liikkuvien kulkuneuvojen rakenteet voidaan suunnitella kevyemmiksi ja ilmanvastus jää pienemmäksi. Toisaalta vähäinen ilmanpaine tai suoranainen tyhjiö lisää paine-eroa putken sisä- ja ulkopuolen välillä.

Tässä kohden jätän tunnelien teknisen pohtimuksen ja siirryn niiden poliittisiin vaikutuksiin. Tunnelia pitkin kulkeminen olisi energiataloudellisesti edullista. Kulut muodostuisivat järjestelmän kunnossapidosta ja hallinnosta. Sinällään siis kaunis ajatus; kellä tahansa olisi varaa matkustaa lähes mihin tahansa. Mutta koituisiko tästä koko maailman väestön kannalta kohtuutonta liikehdintää? Muodostuisiko sinne, missä asiat näyttävät olevan hyvin, opportunistien muodostamia ruuhkia?

Juuri tällä hetkellä, kun läntiset taloudet ovat sukeltamassa lamaan, on turha tulla ehdottelemaan, että vapaa kilpailu karsii vapaamatkalaiset. Palvelun hintahan ei ylipäätään määräydy yksin sen tuottamisen kustannusten mukaan. Kysyntä, tarjonta ja vallitseva markkinatalouden tilanne ylipäätään vaikuttaa sekä palvelun tuotantokustannuksiin että siitä saatavaan voittoon. Itse asiassa tilanne palvelun hinnan suhteen voisi olla täsmälleen sama kuin nykyään lentomatkoissa: koko maapallon yhteisistä resursseista toiset saavat nauttia antamaansa panokseen nähden huomattavasti enemmän kuin toiset. Kilpailu saattaa ehkä karsia matkaajia, mutta markkinauskovaisten olisi hyvä muistaa, että jo tälläkin hetkellä vapaata markkinataloutta joudutaan puolustamaan asein. Kauniisti ajatellen nämä tunnelit lisäisivät mahdollisuuksia taloudellisesti tasa-arvoisempaan maailmaan. Nykyistä maailmanemoa seuraamalla on pakko todeta, että todennäköisemmin ne lisäisivät ahneiden ahneutta ja johtaisivat entistä jyrkempiin elintasoeroihin.

Paitsi että tunnelia pitkin voisi siirtää ihmisiä ja tavaraa nopeasti ja edullisesti, sitä pitkin voisi lähettää nopeasti ja edullisesti esimerkiksi ydinaseen tai vaikka taudinaiheuttajia. Jonkin poliittisesti hyvin neutraalin järjestön pitää siis vartioida tunneleita. Jos tarkastelee tällaisen instituution mahdollisuutta historiallisessa valossa, saanee nopeasti näppyjä ja harmaita hapsia. Ehkä kuitenkin voisi ajatella, että sama kauhun tasapaino, joka on tähän asti ehkäissyt ydinsodat, ehkäisisi myös tunnelien käytön massatuhoaseiden käyttöön. Näin on siis päästy käytännön maantieteestä kätsänäppärästi kauhun tasapainoon. Voe ajatusten suuruutta...

Ei kommentteja: