Planeettamme historia on vaiheikkaampi kuin vielä äsken luultiin

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 2/2024.

Neljän, viiden miljardin vuoden takaisista tapahtumista syntyy juuri nyt yllättävän paljon uutisia. Eikä mitään pikku-uutisia vaan elämän ja evoluution kannalta ratkaisevia asioita, geologi Sanni Turunen sanoo — tietoa kiviaineksen liikkeistä vasta syntyneellä kotiplaneetallamme.

Ihmisen olemassaolo nimittäin nojaa siihen, että Maan pinta muokkautuu ja uutta maankuorta syntyy. Ilma- ja vesikehän aineksia vaipuu takaisin Maan vaippaan vanhan merellisen kuoren mukana, mikä tuottaa mantereita muodostavaa vulkanismia. 

Hydrotermiset alueet pulppuavat: vesi työstää kivikuoren syvyyksien mineraaleja uuteen uskoon, eri mineraalilajeiksi.

— Emme tiedä, miksi meille kävi niin onnekkaasti kuin kävi. Alkumantereiden synty on arvoitus, Turunen sanoo.

Puhe on siis siitä, kuinka elonkehää ylläpitävä tektoniikka sai alkunsa, kuinka liike käynnistyi. Nyt mannerten liike syöttää ilmakehästä avaruuteen karkaavien kaasujen sijalle uusia, mikä vakauttaa ilmastoa. Näin elollinen rakentuu elottoman varaan.

Planeetan kohtaloa sanelee myös sattuma

Biodiversiteetillä on siis kivijalka, ja kivijalkaa vasten liplattavat laineet. Laattojen liike vaatii vettä voiteluaineeksi.

Geologeilla on vedelle ja muille tärkeille, helposti höyrystyville aineille oma sanansakin, volatiilit. 

— Kun Maa syntyi, se oli kuuma ja haihdutti rajusti. Meille ei silti käynyt niin kuin Merkuriukselle vaan niin kuin Venukselle ja Marsille. Maan painovoima sitoi volatiilit planeettaan. Ne eivät karanneet avaruuteen vaan tiivistyivät.

Painovoiman tapaisten perusasioiden lisäksi planeetan tarinaa kirjoittaa sattuma. Mikä merkitys oli vaikkapa sillä 4,5 miljardin vuoden takaisella törmäyksellä, kun Theia-kappale osui Maahan, irrotti annoksen kiveä mukaansa ja päätyi meille Kuuksi?

— Ainakin Kuu on siitä asti tasoittanut kiertoliikettämme.

Meteoriitit auttavat päättelemään, mitä viime vuosimiljardeina on tapahtunut

Se, että planeetan varhaisvaiheista ropisee uutisia, johtuu tarkentuvista analyysimenetelmistä. 

Varsinkin isotooppitutkimus edistyy. Geotieteilijät saavat kiinni yhä vähäisemmistä eroista, kun he mittaavat alkuaineiden eri isotooppien määräsuhteita — selvittävät tutkimusnäytteistään alkuaineatomien neutronimääriä. Turusen mielenkiinnon kohteessa, volframissa, tavallisesta poikkeava mittaustulos voi tarkoittaa, että miljoonan atomin joukosta löytyy viisi, joilta puuttuu kaksi neutronia.

Havainto tietystä isotoopista kertoo hänelle siitä, että käsissä olevan aineksen on täytynyt syntyä planeetan varhaislapsuudessa, kun olot olivat äärevät. 

Eri isotooppeja eri maankolkista tongittuaan tutkijat voivat päätellä kiviaineksen menneitä liikkeitä.

Toinen kiinnekohta ovat sulamisen välttäneet kivimeteoriitit. Nämä kondriittimeteoriitit kertovat ajasta, jolloin meidän seuduillamme maailmankaikkeudessa ei ollut kuin edellisen aurinkokunnan jäljiltä kellumaan jäänyttä tähtipölyä. Ne auttavat päättelemään, mitä viime vuosimiljardeina on täytynyt tapahtua.

Sama menneeseen näkemisen tunnelma ympäröi Osiris-Rex-luotainta, kun se näytteenhakumatkansa päätteeksi viime syksynä lähestyi Maata. Kyydissä oli näytekapseli Bennu-asteroidilta, jonka olot ovat olleet muuttumattomat ainakin 4,5 miljardia vuotta.

— Kun tulin geotieteiden opiskelijaksi, ajattelin, että ymmärrys planeetan kehityksestä on jollain tavalla valmis. Mutta sitä se ei ole. Uudet löydöt saavat tutkijat esittämään uusia kysymyksiä.

Jalkojemme alta löytyy tutkimattomia taskuja

Sanni Turusta kiehtovat jättiläismäiset laavapurkaukset, etenkin niin kutsuttujen laakiobasalttien synty.

— Kyse on planeetan hiilitaseita ja eliömääriä heilauttelevista tapahtumista.

Asiat jalkojemme alla eivät ole niin homogeenisia kuin on kuviteltu, Turunen sanoo. Maan vaippa ei ole tasalaatuinen, eikä kaikki basalttilaava ole peräisin mistään yhdestä suursammiosta, vaikka sen pääalkuainekoostumus vaikuttaa yksitoikkoiselta.

— Allamme on ilmeisesti syviä, tutkimattomia laavataskuja. 

Lisäksi mallinnuksen pohjalta esitettiin hiljattain, että Maan vaipan ja ytimen rajalla olisi Theiasta sinne paiskautunutta ainesta.

— Siellä havaittiin kaksi pullistumaa, joiden sisällä seismiset aallot kulkevat oudon hitaasti, Turunen kuvaa.

Emme myöskään tiedä, kuinka isoista riskeistä Maa on selvinnyt.

— Venuksen alavaipasta on ilmeisesti myllähtänyt pintaan useita isoja purkauksia. Jos maapallolla olisi käynyt samoin, elämälle ei ehkä olisi jäänyt mahdollisuuksia. 

Suuremmat voimat voivat tuoda myös lohtua

Geologien käsittelemät ajanjaksot ovat niin pitkiä, että oman hetkemme ylle tuntuu laskeutuvan tapahtumattomuuden utu.

— On täysin mahdollista, ettei mitään suurta satukaan vuosimiljooniin, mutta varmaa se ei ole, Turunen miettii.

Esimerkiksi laakiobasalttipurkauksilla ei näy olevan tasaista esiintymissykliä.

Maan vaipassa makaa joka tapauksessa mag­majytky, jonka ylle Suomi on lipunut. Kun tuo jytky neljännesmiljardi vuotta sitten sijaitsi Siperian vaiheilla, käynnistyi jättimagmapurkaus, joka osaltaan aiheutti elämänhistorian hurjimman joukkosukupuuton. Valtaosa Maan lajistosta kuoli.

— Purkaus sattui tulemaan sellaisten hiili- ja rikkipitoisten kerrosten läpi, että vahingollisia yhdisteitä pääsi ilmaan valtavasti — paljon enemmän kuin muunlaisten sedimenttien kohdalla tapahtuneissa purkauksissa.

Jättipurkausten ei silti tarvitse tarkoittaa vain tuhoa. Ehkä ne ovat antaneet Maan jo heikenneelle tektoniikalle lisäpotkua ja sen myötä jatkoaikaa elämälle. Turunen tutkii basalttisen kivisulan suurpurkauksia, muttei menetä yöuniaan niiden vuoksi.

— Päinvastoin. Planeetan käsittämättömien voimien hahmottaminen on lohdullista. Vaikka ihminen voi hävittää itsensä Maan pinnalta, elämää ei ihmisvoimin saa mitenkään hävitettyä.

Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin.