Maapallon mantereet näyttävät sopivan yhteen kuin palapelin palaset. Nuori geofyysikko Alfred Wegener tutki maailmankarttaa

Transkriptio

1 FM Akseli Torppa Geologian laitos Helsingin yliopisto Maapallon mantereet näyttävät sopivan yhteen kuin palapelin palaset. Nuori geofyysikko Alfred Wegener tutki maailmankarttaa Marburgin yliopiston kirjastossa keväällä Hän teki havainnon, jonka monet koululaisetkin ovat hänen tapaansa tehneet, ja ajatteli: kenties mantereet ovat joskus olleet kiinni toisissaan. Luettuaan artikkelin, joka käsitteli Afrikasta ja Etelä-Amerikasta löydettyjä dinosaurusten fossiileja ja niiden hämmästyttävää samankaltaisuutta, hän tuli entistä vakuuttuneemmaksi päätelmästään. Monet muutkin seikat näyttivät tukevan Wegenerin ajatusta muinoin hajonneesta suurmantereesta, jonka palaset ovat ajautuneet erilleen: mahtavat vuoristot, jotka päättyvät valtamerten rantaan vain jatkuakseen niiden Kuva: courtesy of NASA

2 Mannerliikuntoteorian isä, Alfred Wegener ( ). Kuva: Alfred-Wegener-Institut toisella puolella, trooppisten kasvien ja eläinten fossiilit, joita retkikunnat olivat löytäneet hyiseltä Etelänapamantereelta Alfred uskaltautui esittelemään teoriaansa suuressa luonnontieteilijöiden kokouksessa, ilmoittipa keksineensä muinaiselle suurmantereelleen nimenkin: Pangaia kaikki maa. Muut tiedemiehet eivät kuitenkaan ottaneet hänen ajatuksiaan vakavasti. Maapallo on vain muutaman miljoonan vuoden ikäinen, he sanoivat, mantereiden vaellukseen olisi varmasti kulunut paljon pitempi aika. Mikä voima sitä paitsi pystyisi liikuttelemaan kokonaisia mantereita? huomautti eräs kollega nauraen. Nykyään Maan ikä pystytään määrittämään tarkemmin kuin Alfred Wegenerin aikoihin. Tiedämme, että maapallo ja muut planeettakuntamme kappaleet muodostuivat Aurinkoa ympäröineestä tomupilvestä 4560 miljoonaa vuotta sitten. Maapallo ei valmistunut viikossa vaan sen vuosimiljardeja kestänyt muotoutuminen jatkuu edelleen; elämme muuttuvalla elävällä planeetalla. Aurinkokunnan varhaisaikoina olosuhteet maapallolla olivat hyvin erilaiset kuin nykyään. Jatkuva meteoriittipommitus ja nuoren planeetan sisuksista vapautuva kuumuus sulattivat sen pinnan kuplivaksi laavamereksi, josta purkautui ilmoille vulkaanisia kaasuja ja vesihöyryä. Salamat leimahtelivat punahehkuisen laavameren yllä myllertävissä kaasupilvissä. Tätä myrskyisää ajanjaksoa nimitetäänkin usein hadeiseksi maailmankaudeksi hirmuisen manalan jumalan, antiikin Hadeksen mukaan. Maan vellovan pinnan alla tapahtui tuona aikana suuria mullistuksia. Valtava määrä raskaita alkuaineita, etenkin rautaa ja nikkeliä, vajosi maapallon syövereihin muodostaen planeettamme ytimen. Ydintä jäi ympäröimään lähes 3000 kilometriä paksu kivikerros, jota kutsutaan vaipaksi. Pysyvää, kiinteää kuorta puolestaan muodostui vasta, kun Maata piiskannut meteoriittipommitus vähitellen laantui ja planeettamme pintalämpötila laski.

3 Taiteilijan näkemys maapallosta pian muodostumisensa jälkeen noin 4,56 miljardia vuotta sitten. Kuva: courtesy of NASA Pintaosien jäähtyessä Maan kaasukehään satojen vuosimiljoonien aikana kerääntynyt vesihöyry tiivistyi sateiksi, joista ensimmäiset valtameret saivat alkunsa. Näistä varhaisista ajoista kertovat neljä miljardia vuotta vanhat merenpohjan sedimentit, joita geologit ovat löytäneet Kanadan, Grönlannin ja Australian muinaisilta gneissialueilta. Niiden perusteella on ilmeistä, että jo 600 miljoonaa vuotta muodostumisensa jälkeen kotiplaneetallamme lainehti meriä, joihin joet kuljettivat sedimenttiainesta varhaisilta mantereilta. Vaikka maapallon pinta jäähtyi vuosimiljardeja sitten, sen jähmettyneen kuoren alla muhii edelleen oikea hornankattila. Varhaisissa meteoriittitörmäyksissä ja ytimen muodostuessa syntynyttä lämpöä on yhä varastoituneena Maan syövereihin. Lisäksi radioaktiivisten alkuaineiden hajoaminen tuottaa jatkuvasti uutta lämpöenergiaa vaipassa ja ytimessä. Radioaktiivinen lämmöntuotto olikin juuri tuo Alfred Wegenerin aikalaisille lähes tuntematon voimanlähde sen salaperäisen voiman, joka kykenee liikuttelemaan kokonaisia mantereita! Syvällä vaipassa vallitseva kuumuus saa kiinteän kiviaineksen

4 muovautumaan vahan tavoin ja kohoamaan hitaasti ylöspäin kohti maapallon pintaa. Vaipan yläosiin noustessaan kuuman kivimassan sisäinen paine hellittää ja se sulaa hehkuvaksi magmaksi, joka purkautuu repeilevän maankuoren läpi. Valtamerten keskiselänteet ovat tällaisia repeämisvyöhykkeitä, joissa lämpöä vapautuu maapallon uumenista, ja uutta litosfääriä syntyy kivisulasta. Litosfäärillä tarkoitetaan maapallon ylintä, kiinteää kerrosta, jonka pintaosaa nimitämme kuoreksi. Syvyyksistä kumpuilevien kivimassojen voimasta litosfääri on halkeillut laatoiksi, jotka kelluvat osittain sulan ylävaipan päällä. Laatat voivat olla mantereisia tai merellisiä. Merelliset litosfäärilaatat kasvavat keskiselänteillä merenpohja pyrkii laajenemaan muutamia senttimetrejä vuodessa ja syntyvä litosfääri loittonemaan muodostumisvyöhykkeeltään. Keskiselänteeltä etääntyessään laatta jäähtyy ja käy yhä raskaammaksi, kunnes se alkaa oman painonsa vuoksi vajota takaisin maapallon syvyyksiin. Merellinen litosfääri siis vääjäämättä tuhoutuu muutamia satoja miljoonia vuosia muodostumisensa jälkeen. Monet manneralueet ovat sen sijaan säilyneet miljardeja vuosia eräs vanhimmista on Suomi, jonka peruskallio on paikoin 3,5 miljardin vuoden ikäistä. Geologit eivät ole vielä varmuudella selvittäneet, kuinka mantereet saivat alkunsa Maan varhaisina aikoina. Tiedämme kuitenkin niiden kasvavan laattojen alityöntövyöhykkeillä, joilla purkautuu Atlantin keskiselänteellä purkautuvaa laavaa Islannissa. Kuva: Mats Wibe Lund

5 merellisen litosfäärin tuhoutuessa syntyvää laavaa: syvänmeren hautojen taakse nousee tulivuorisaaria kuten Japani, Filippiinit ja Uusi-Guinea, tai tuliperäisiä poimuvuoristoja, esimerkiksi Andit ja Kalliovuoret. Mantereinen litosfääri ovat kevyttä; kevyempää kuin merellinen kallioperä tai vaipan kiviaines. Sen vuoksi mantereet kelluvat vaipan päällä kuin jäälautat myllertävässä vedessä ne pyörähtelevät ja törmäilevät, mutta eivät uppoa. Mantereiden kolaroidessa maankuori rypistyy korkeiksi poimuvuoristoiksi hitsaten manneralueita yhteen, kuten parhaillaan tapahtuu Himalajalla Intian ja Aasian törmätessä toisiinsa. Laajat yhtenäiset manneralueet eivät kuitenkaan ole pysyviä. Paksun mantereisen litosfäärin alle kerääntyvän kuumuuden johdosta maankuori ajan mittaan repeytyy muodostaen uuden keskiselänteen, joka hitaasti avautuu mereksi. Tulevien vuosimiljoonien aikana esimerkiksi Punainenmeri vähitellen laajenee ja Afrikan sarvi irtoaa mantereesta. Geologit selvittävät planeettamme historiaa tutkimalla eri puolilta maailmaa löytyneitä kiviä ja fossiileja sekä mittaamalla niiden ikiä radioaktiiviseen hajoamiseen perustuvilla menetelmillä. Tietoa mannerten kehityksestä saadaan myös tutkimalla Maan magneettikentän aiheuttamia jälkiä kallioperässä. On Merenpohjaa syntyy keskiselänteellä ja mantereet kasvavat alityöntövyöhykkeillä. Vaipan kiertovirtaus (konvektio) liikuttelee litosfäärilaattoja. Kuva: Geologian tutkimuskeskus

6 Maailma triaskaudella 200 miljoonaa vuotta sitten. Pangea-manner oli hajoamassa, mutta Atlantin valtameri ei ollut vielä avautunut. ilmeistä, että maapallon mannermassat ovat aikojen saatossa useita kertoja yhdistyneet suuriksi kokonaisuuksiksi supermantereiksi joista viimeisintä kutsutaan Pangeaksi tai Pangaiaksi. Noin 200 miljoonaa vuotta sitten alkanut Pangeamantereen hajoaminen on johtanut muunmuassa Atlantin Valtameren aukeamiseen sekä Amerikan erkaantumiseen Afrikasta ja Euroopasta. Pangean edeltäjä, Gondwana-manner, muodostui 750 miljoonaa vuotta sitten. Gondwanaa puolestaan edelsi Rodinia 1,3 miljardia vuotta sitten. Seuraava supermanner muodostunee Amerikan törmätessä Aasiaan muutamien satojen miljoonien vuosien kuluessa. Alfred Wegener kuoli vuonna 1930 eksyttyään lumimyrskyssä tutkimusretkikunnastaan Grönlannin mannerjäätiköllä, eikä päässyt todistamaan kuinka hänen mannerliikuntoteoriansa kehittyi yleisesti hyväksytyksi tieteelliseksi malliksi, joka nykymuodossaan tunnetaan nimellä laattatektoniikka. Lisää aiheesta: