Nanna Myllys
Kemian maisteri, fysiikan tohtori, ilmakehätieteiden dosentti, apulaisprofessori, akatemiatutkija… Nanna Myllyksellä (s. 1991) on monta hattua, ja hänen tutkimustyöhönsä kohdistuu suuria odotuksia. Suomen Kulttuurirahastokin myönsi Myllykselle 40 000 euron suurpalkinnon tulevaisuuden ratkaisuista.
Kumpulan kampus, Chemicum.
Ylimmässä neljännessä kerroksessa aula ja kaksi ovea: vasemmalla Polymeerit ja kolloidit, oikealla Molekyylitieteet. Oikealle siis.
Huone B428 on pieni, kliininen ja lähes anonyymi. Seinille ei ole kiinnitetty mitään, kirjahyllytkin ammottavat tyhjyyttään yhtä ylimmäistä hyllyä lukuun ottamatta. Visuaalisessa häiriöttömyydessä erottuu kaksi asiaa. Toinen viittaa leikki-ikäiseen lapseen, toinen on värikkääksi käsitelty valokuva.
Kaihdinten takana näkyy taivasta. Päivä on pilvinen, ilmanlaatu hyvän ja välttävän rajalla.
Nanna Myllyksellä ja hänen tutkimusryhmällään ei ole aikaa tuijotella seinille tai katsella ikkunasta. He tähtäävät läpimurtoon selvittäessään ilmakehäpäästöjen molekyylivaikutuksia sekä hiilen, typen ja rikin kiertoa maapallolla. Tavoite on suuri ja selkeä: pysäyttää ilmastonmuutos.
Tehtävän mittakaava, kiireellisyys ja välttämättömyys voisivat lannistaa jonkun muun kuin tavoitteellisen tieteentekijän – mutta Myllystä haasteet motivoivat.
Hänestä on edelleen ihmeellistä, miten kaikkein pienimmät asiat, kuten ilmakehän molekyylit ja aerosolihiukkaset, vaikuttavat maailmanlaajuisiin kehityskulkuihin. Silti tiedämme niiden muodostumisesta ja koostumuksesta vasta vähän.
Myllys tietää jo jotain. Hän on ottanut tehtäväkseen nimenomaan hiukkasmuodostusmekanismien selvittämisen.
Ilmakehän hiukkasten massaa ja määrää osataan mitata – esimerkiksi hengitysilmassa on noin 10 potenssiin 19 molekyyliä yhdessä kuutiosenttimetrissä – mutta näistä on aerosolien muodostumiseen osallistuvia molekyylejä korkeintaan miljardisosa (eli noin 10 potenssiin 10). Nämä molekyylit vaihtelevat riippuen siitä, missä päin maapalloa ollaan. Ympäristö vaikuttaa hiukkasten muodostumiseen ja ominaisuuksiin, mutta miten – se onkin huomattavasti vaikeammin todennettavissa.
Teorian ja ison kuvan ohessa Myllystä kiinnostavat myös käytännölliset asiat, kuten hiukkasten vaikutus tietyn elinympäristön ilmanlaatuun. Kun tiedetään, minkälaisia päästöjä syntyy mistäkin lähteestä ja miten kyseiset molekyylit vaikuttavat ilmastoon, voidaan haitallisia päästöjä rajoittamalla ja toisia lisäämällä vaikuttaa esimerkiksi ilman puhtauteen, pilvien muodostumiseen ja ihmisten terveyteen.
Ilmakehätutkijana Myllys haluaa keskittyä perustutkimukseen ja käyttää kemian ja fysiikan lakeja perustana uudelle tiedolle. Se auttaa ymmärtämään asioita ja niiden välisiä yhteyksiä, jonka jälkeen on mahdollista kehittää vaikkapa uutta teknologiaa.
Pitkän aikavälin tavoitteena on luoda molekyylitason ilmastomalli, kattava teoria, jonka avulla voidaan selvittää erilaisten päästöjen vaikutus maapallon säteilytasapainoon. Teorian pohjalta on mahdollista tehdä konkreettisia, ympäristön kannalta kestäviä poliittisia päätöksiä.
Nanna Myllys”Lämpenemiseen voidaan vaikuttaa istuttamalla oikeanlaista kasvustoa paikkoihin, joissa ilmasto lämpenee eniten.”
Suomen Akatemia myönsi Nanna Myllykselle neljä vuotta sitten rahoituksen, jonka ansiosta hän pystyi kokoamaan oman tutkimusryhmän. Myöhemmin hän sai myös Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) tavoitellun Starting Grantin vuoteen 2029 saakka.
Muutaman hengen tutkimusryhmä on kasvanut noin kymmenjäseniseksi. Suurin osa ryhmän tutkijoista tekee laskennallista tutkimusta. Myllys itse viettää suurimman osan ajastaan ajattelemalla tietokoneen ääressä.
Näin hän avaa ajatteluaan selkokielelle:
”Maapallon ilmakehässä on hiukkasia”, Myllys aloittaa, ”jotka vaikuttavat muun muassa auringosta tulevaan säteilyyn sirottamalla sitä takaisin avaruuteen. Samalla ne vaikuttavat pilvien muodostumiseen ja sitä kautta auringon säteilymääriin. Ne siis muokkaavat sekä globaalia että lokaalia ilmastoa ja vaikuttavat alailmakehässä myös ilmanlaatuun ja ihmisten terveyteen. Tutkimuksessani paneudutaan siihen, minkälaiset molekyylit pystyvät muodostamaan hiukkasia ilmakehässä, ja mitkä ovat näiden hiukkasten ominaisuudet.”
Tämänkaltainen tutkimus ei ole pelkästään kemiaa vaan leviää myös fysiikan ja biologian tonteille.
”Meillä on jo tietoa esimerkiksi siitä, että rikkihappo ja tietyt emäkset ovat monilla alueilla tärkeä hiukkasmuodostuksessa”, Myllys jatkaa. ”Mutta niin ovat myös monet luonnosta ilmakehään päätyvät hapettuneet orgaaniset yhdisteet, jotka tunnetaan huomattavasti huonommin. Hapetusreaktiot saavat aikaan sen, että jotkin kaasumaiset yhdisteet kykenevät tiivistymään, jolloin niistä muodostuu uusia hiukkasia.”
Ja vielä: ”Esimerkiksi puista ja muusta kasvillisuudesta on havaittu vapautuvan terpeenejä, jotka hapettuvat ilmakehässä ja vaikuttavat orgaanisten aerosolien muodostumiseen. Koska joillakin orgaanisista aerosoleista on säteilyä sirottava ja siten ilmastoa viilentävä vaikutus, lämpenemiseen voidaan vaikuttaa istuttamalla oikeanlaista kasvustoa paikkoihin, joissa ilmasto lämpenee eniten.”
Ilmakehän ilmiöitä tutkitaan nyt kiivaasti eri puolilla maailmaa monenlaisilla menetelmillä, ja kansainvälinen yhteistyö on tiivistä. Myllyksenkin tutkimusryhmässä kehitetään, sovelletaan ja yhdistellään useita laskennallisia ja kokeellisia menetelmiä, jotka mahdollistavat aikaisempaa tarkemman ilmastotutkimuksen.
Maapallon hiilen, typen ja rikin kierron selvittäminen on oma tutkimuskokonaisuutensa, jossa tieteidenvälistä yhteistyötä tarvitaan erityisen paljon.
”Itselläni ei ole ymmärrystä vaikkapa siitä, miten kasvit ottavat vastaan tiettyjä ravintoaineita, mitä kaikkea ne erittävät ilmakehään, miten nämä yhdisteet muodostuvat ja miten ne vaikuttavat vaikkapa happamoitumiseen”, Myllys sanoo.
Hän toivoo tutkimuksensa jossain vaiheessa ainakin auttavan tämän syklin ymmärtämisessä ja kokonaiskuvan hahmottamisessa.
Tutkimustyön luonteeseen kuuluu, että mahdollisia uusia suuntia aukeaa kaiken aikaa työn edetessä. Tutkija ei useinkaan voi tietää, mikä suunnista on oikea ja mikä reitti nopein tai vaivattomin.
”Asioita, joihin voisi fokusoida, pompsahtelee jatkuvasti sieltä täältä. Koko ajan tulee uutta tietoa, jota pitää prosessoida ja yrittää erottaa, mikä on relevanteinta tai mikä vaikuttaa eniten isoon kuvaan.”
On siis harjoitettava tässä ajassa harvinaistuvia hyveitä: keskittymistä, kärsivällisyyttä, sitkeyttä, pettymyksensietoa.
Nanna Myllys syntyi Hyvinkäällä ja kävi koulut Jyväskylässä asuen kahdestaan yhteiskuntatieteitä opiskelevan äitinsä kanssa.
Hän oppi varhain lukemaan ja kiinnostui matematiikasta sekä loogisesta päättelystä jo ennen kouluikää. Toinen intohimo oli joukkueurheilu.
Koska eskari-ikäisille tytöille ei ollut Jyväskylässä sen enempää jalkapallo- kuin koripallojoukkuettakaan, Myllyksen äiti perusti molemmat ja alkoi valmentaa niitä. Myllys pelaa jalkapalloa edelleen. Koripalloharrastus sen sijaan katkesi lukioiässä saatuun olkapäävammaan.
Koulussa hän innostui matematiikan lisäksi kemiasta, fysiikasta ja biologiasta. Ne tuntuivat niin helpoilta, että laskettuaan vartissa koko tunnin tehtävät Myllys sanoo käyttäneensä lopputunnin pulinaan ja häiriköimiseen.
”Kemian luokassa oli palonkestävät pöydät, joten sytyttelin aikani kuluksi pieniä tulitikkupaloja ja semmoista. Ei mitään hirveän vaarallista, mutta vähän typerää.”
Luonnontieteiden opiskeleminen lukion jälkeen ei ollut vaikea valinta, joskin Myllystä kiinnosti ensin lääketiede, erityisesti anestesiologia. Se tie toi hänet Helsinkiin.
Nanna Myllys”Kemian luokassa oli palonkestävät pöydät, joten sytyttelin aikani kuluksi pieniä tulitikkupaloja ja semmoista. Ei mitään hirveän vaarallista, mutta vähän typerää.”
Ovet aukesivat muualle, mutta eivät lääketieteelliseen tiedekuntaan. Niistä muista Myllys valitsi kemian.
Kemian laboratoriokurssit, jotka edellyttivät toimimista ”ohjeiden mukaan tiettynä aikana tietyssä paikassa”, eivät motivoineet. Sen sijaan teoreettinen ja laskennallinen kemia, etenkin kemiallisten reaktioiden ymmärtäminen elektronirakenteiden avulla, kiinnostivat Myllystä heti.
Niiden soveltaminen olisi voinut johdattaa hänet vaikkapa lääkekehityksen tai proteiinitutkimuksen pariin. Myllys päätti kuitenkin suuntautua maisterivaiheessa ilmakemiaan ja aerosolifysiikkaan, ja samasta maailmasta syntyi myös vuonna 2017 valmistunut väitöskirja.
Väitöksen jälkeen Myllys hakeutui postdoc-tutkijaksi luonnontieteen nobelisteistaan tunnettuun Kalifornian yliopistoon (Irvine).
Etelä-Kaliforniassa houkutti paitsi ihanteellinen ilmasto myös korkeatasoinen ilmakehätutkimus. Siellä vietetyt kaksi ja puoli vuottaopettivat Myllyksen itsenäiseksi tutkijaksi. Hän liittyi ainoana teoreetikkona kokeelliseen tutkimusryhmään tarkoituksenaan ymmärtää aerosolihiukkasten mittaustuloksia molekyylitasolla.
Yliopistolla Myllyksen kyvyt nähtiin, ja häntä kannustettiin perustamaan oma alaryhmänsä. Samalla hän alkoi opettaa ryhmän jäsenille teoreettista kemiaa.
”Ratkaisevaa oli, että sain mahdollisuuden ottaa oman paikkani”, Myllys toteaa. ”Laskennallisissa ryhmissä on aina monia, jotka tekevät sitä samaa ja lisäksi ohjaaja, joka pitkälti päättää, miten sitä laskentaa tehdään. Minulle ne asiat olivat jo selviä, mutta kokeellisessa ryhmässä sain toimia enemmänkin yhteistyökumppanina.”
Ryhmästä tuli tärkeä osa laajaa yhteistyöverkostoa, ja Myllys käy edelleen vuosittain Kaliforniassa tapaamassa sikäläisiä kollegoitaan ja kavereitaan. Ihmisten lisäksi ilmakehätutkija ikävöi Kalifornian luontoa, etenkin vaellusreittejä – sekä säätä.
”Sitä, että ei tarvitse miettiä, sataako tänään!”
Myllykselle oli kuitenkin selvää, että hän palaisi tutkijatohtorikautensa jälkeen Suomeen tai ainakin Pohjoismaihin. Tutkijan uralle oli ehdottomasti hyväksi työskennellä Yhdysvalloissa, mutta suomalainen kulttuuri ja toimivat turvaverkot vetivät pitemmän korren.
Silloin kun Nanna Myllyksellä on vapaata, hän viettää aikaa perheensä kanssa, ui ja pelaa jalkapalloa, harrastaa kulttuuria, tekee luontoretkiä ja tapaa ystäviään. Myllyksen äiti osallistuu aktiivisesti perheen taaperon ja kissan hoitamiseen.
Nanna Myllys“Olen lähisukuni ensimmäinen akateeminen ammattilainen, ja luonnontieteet ovat monille vähän vieraita. En siis puhu työstäni paljonkaan työpaikan ulkopuolella.”
Olen lähisukuni ensimmäinen akateeminen ammattilainen, ja luonnontieteet ovat monille vähän vieraita. En siis puhu työstäni paljonkaan työpaikan ulkopuolella. Puolisoni työskentelee tekniikan alalla ja ymmärtää koodausta ja fysiikkaa, mutta syvällistä ymmärrystä toistemme työstä meillä ei ole.”
Oman tutkimuksen eli tietokoneen ääressä vietettyjen tuntien, kvanttikemiallisten laskujen sekä reaktiomekanismien piirtämisen lisäksi Myllys opettaa laskennallista kemiaa sekä aerosolikemiaa ja ohjaa nuorempia tutkijoita. Ensimmäinen ohjattava väitteli juuri, toinen tohtoroituu loppuvuodesta.
Opettamisesta ja etenkin opiskelijoiden kanssa keskustelemisesta hän sanoo pitävänsä paljon.
”Sitä paitsi opettaessa oppii aina itsekin, kun on pakko perustella.”
Uransa tähänastiseksi kohokohdaksi Nanna Myllys nimeää oivalluksen siitä, miten paljon molekyylien ominaisuudet riippuvat ympäristöstä.
Aerosolitutkimuksessa käytetään yleisesti tunnettuja molekyylien ominaisuuksia kaasu- tai vesiolomuodossa; mutta nämä ominaisuudet muuttuvat, kun molekyylit sitoutuneet toisiinsa hiukkasissa. Tämä vaikuttaa molekyylien reaktiivisuuteen ja kykyyn muodostaa uusia hiukkasia.
”Toistaiseksi olemme laskennallisen kemian avulla löytäneet paljon hapettuneita orgaanisia yhdisteitä, jotka eivät voi nukleoitua eli muuntua höyrymolekyyleistä hiukkasiksi ja muodostaa vetysidoksia. Jossain vaiheessa tulee tilanne, jossa on todettava, että sellaista yhdistettä, joka nukleoituu tällä mekanismilla ilmakehän olosuhteissa, ei ole. Sitä on etsitty jo yli kymmenen vuotta. Siksi olen itse lähtenyt vähän eri suuntaan ja yritän selvittää, löytyisikö jokin toinen mekanismi, joka selittäisi kokeelliset havainnot.”
Tutkijan on hyvä olla optimisti ja luottaa siihen, että mekanismi löytyy, ja että tutkittu tieto todella vaikuttaa päätöksentekoon. Siksi Myllyskin on aktiivinen yhteiskunnallisessa vuorovaikutuksessa muun muassa Nuorten tiedeakatemiassa sekä tutkijoiden ja kansanedustajien Tutkas-seurassa.
Nanna Myllys“On pakko hyväksyä, että poliittiset päätökset ovat hitaita.”
”On pakko hyväksyä, että poliittiset päätökset ovat hitaita”, Myllys sanoo.
Hän uskoo kuitenkin, että tiedepoliittisiin keskusteluihin osallistuvat poliitikot eivät tee sitä huvikseen.
”Ajattelen, että he ovat siellä aidosti kuuntelemassa ja ottamassa vastaan tietoa. Se ei ehkä heti johda uuteen lakiesitykseen, mutta ainakin he kiinnittävät asiaan huomiota. Ja ehkä sitten jossain vaiheessa alkaa tapahtuakin.”
