Geologian perusteet

Geologian maailmankaudet

Geologinen aika avaa ikkunan maapallon pitkään ja monivaiheiseen historiaan. Se kertoo, kuinka planeettamme on muovautunut ja kehittynyt noin 4,6 miljardin vuoden aikana (Gradstein ja muut, 2020). Maapallon syntyessä sen pinta oli sula ja olosuhteet äärimmäiset, mutta ajan myötä planeetta jäähtyi. Tämän jälkeen mannerlaatat alkoivat liikkua, ilmakehä kehittyi, ja elämä sai alkunsa (Stanley, 1999).

Maapallon geologinen historia on jaettu ajanjaksoihin, jotka perustuvat kallioperän kerrostumiin ja fossiilisiin löytöihin (Gradstein ja muut, 2020). Geologisen ajan alussa, Prekambri-kaudella, planeettamme koki suuria muutoksia: ensimmäiset merkit elämästä ilmestyivät noin 3,5 miljardia vuotta sitten (Stanley, 1999), ja ilmakehän happipitoisuus alkoi nousta noin 2,4 miljardia vuotta sitten niin kutsutun happikatastrofin seurauksena (Gradstein ja muut, 2020).

Seuraavina aikakausina, kuten paleotsooilla, mesotsooilla ja kenotsooilla, elämä kehittyi monimuotoisemmaksi, mantereet liikkuivat ja ilmasto vaihteli dramaattisesti (Gradstein ja muut, 2020). Tulivuorenpurkaukset, jääkaudet ja asteroidit ovat vaikuttaneet elämän kehitykseen ja lajien sukupuuttoihin, kuten esimerkiksi kriittinen K-Pg-sukupuutto 66 miljoonaa vuotta sitten, jolloin dinosaurukset hävisivät (Stanley, 1999).

Tällä sivulla tutustut geologisen ajan jaksoihin ja niiden merkittäviin tapahtumiin – Prekambri-ajasta nykypäivään. Ymmärtämällä menneisyyttä voimme paremmin hahmottaa maapallon tulevaa kehitystä. Sen geologinen perintö piirtyy maisemiin, kallioperän kerrostumiin ja fossiileihin, jotka kertovat maapallon tarinaa (Geologian tutkimuskeskus, 2023).

Kaudet ja jaksot

Maapallon geologinen historia on jaettu aikaväleihin, jotka perustuvat merkittäviin tapahtumiin, kuten massasukupuuttoihin ja ilmastonmuutoksiin (Gradstein ja muut, 2020). Luonnollisesti, mitä kauemmaksi historiassa mennään, sitä epävarmempaa tieto on, sillä vanhimmat kallioperän kerrostumat ovat saattaneet kulua tai muuttua geologisten prosessien seurauksena (Stanley, 1999).

Eonit (eon) ovat geologisen aikakaavion pisimpiä ajanjaksoja, jotka kestävät miljardeja tai satoja miljoonia vuosia. Eonien pituudesta antaa perspektiiviä se, että dinosaurukset elivät ja kuolivat sukupuuttoon saman eonin aikana, jossa mekin elämme.

Eonit jakautuvat maailmankausiin (era), jotka ovat toiseksi pisimpiä ajanjaksoja ja kestävät yleensä satoja miljoonia vuosia.

Maailmankaudet jaetaan kausiin (period), joiden kesto on yleensä kymmeniä miljoonia vuosia.

Kaudet jaetaan epookkeihin (epoch), jotka kestävät muutamista miljoonista vuosista kymmeniin miljooniin vuosiin.

Lopuksi epookit jakautuvat vaiheisiin (stage tai age), joiden kesto on yleensä muutamia miljoonia vuosia.

Hadeeinen eoni (4567 - 4000 miljoonaa vuotta sitten)

Hadeeinen aika oli maapallon historian ensimmäinen ajanjakso, jolloin planeettamme syntyi ja alkoi muotoutua osana aurinkokuntaa noin 4,6–4,0 miljardia vuotta sitten (Gradstein ja muut, 2020). Nimi Hadeeinen juontuu kreikkalaisen manalan jumalan, Hadesin, nimestä ja kuvaa osuvasti tuon ajan äärimmäisiä olosuhteita: valtavaa kuumuutta, jatkuvia meteori-iskuja ja laavaa pulppuavia maisemia (Dalrymple, 2001).

Tänä aikana maapallo oli vastasyntynyt, sulasta kivestä koostuva planeetta, jonka pinta jäähtyi vähitellen. Ensimmäinen kiinteä kuori alkoi muodostua, ja vesihöyryn tiivistyessä oletetaan ensimmäisten valtamerien syntyneen (Wilde ja muut, 2001). Hadeeisen ajan kuluessa maapallon sisärakenne – ydin, vaippa ja kuori – eriytyi, mikä loi perustan planeettamme nykyiselle rakenteelle (Jacobsen, 2005).

Merkittävä tapahtuma Hadeeisena aikana oli Kuun synty. Tämänhetkisen yleisimmin hyväksytyn hypoteesin mukaan Kuu muodostui, kun maapallo törmäsi Marsin kokoiseen planeettaan, Theiaan, noin 4,5 miljardia vuotta sitten (Canup, 2004). Tämän törmäyksen seurauksena suuri määrä ainesta sinkoutui maata kiertävälle radalle ja muodosti lopulta Kuun (Ćuk & Stewart, 2012).

Vaikka tätä törmäystä ei ole voitu kiistatta todistaa, se on tieteellisessä yhteisössä laajasti hyväksytty teoria Kuun synnylle, ja sen tueksi on esitetty geokemiallista ja isotooppista todistusaineistoa (Wiechert ja muut, 2001).

Arkeeinen eoni (4000 - 2500 miljoonaa vuotta sitten)

Eoarkeeinen maailmankausi (4000 – 3600 miljoonaa vuotta sitten)

Maapallon alkuilmakehä koostui pääasiassa hiilidioksidista, metaanista, ammoniakista ja vesihöyrystä, eikä se sisältänyt juuri lainkaan happea (Jacobsen, 2005).
Valtamerien muodostumisen arvellaan osittain tapahtuneen tämän kauden aikana, kun maapallon pinta jäähtyi ja vesihöyry tiivistyi nestemäiseksi vedeksi (Wilde ja muut, 2001).

Paleoarkeeinen maailmankausi (3600 – 3200 miljoonaa vuotta sitten)

Ensimmäiset todisteet yksisoluisesta elämästä ajoittuvat tälle kaudelle. Vanhimmat tunnetut fossiilit ovat stromatoliitteja, jotka syntyivät syanobakteerien toiminnan seurauksena (Jacobsen, 2005).

Mesoarkeeinen maailmankausi (3200 – 2800 miljoonaa vuotta sitten)

Ur-niminen varhainen manner saattaa olla muodostunut tämän kauden aikana, mutta sen olemassaoloa ei ole täysin todistettu (Dalrymple, 2001).

Neoarkeeinen maailmankausi (2800 – 2500 miljoonaa vuotta sitten)

Mahdollisten supermantereiden Vaalbaran tai Kenorlandin synty ajoittuu tälle ajanjaksolle.

Proterotsooinen eoni (2500 - 538.8 miljoonaa vuotta sitten)

Paleoproterotsooinen maailmankausi (2500 – 1600 miljoonaa vuotta sitten)

Ensimmäinen tunnettu jääkausi tapahtui tämän kauden aikana, noin 2,4 miljardia vuotta sitten (Jacobsen, 2005).
Syanobakteerit tuottivat happea fotosynteesin avulla, mikä aiheutti suuren hapettumistapahtuman (the Great Oxidation Event). (Gradstein ja muut, 2020). Ilmakehän happipitoisuus nousi merkittävästi ja se oli keskeinen tapahtuma nykyaikaisen elämän synnyn kannalta. Toisaalta se aiheutti myös suuren joukkusukupuuton varhaisille anaerobisille eliöille, joille happi oli myrkyllistä (Stanley, 1999).
Ensimmäinen supermanner, Columbia, muodostui noin 1,9 miljardia vuotta sitten (Dalrymple, 2001).

Mesoproterotsooinen maailmankausi (1600 – 1000 miljoonaa vuotta sitten)

Monisoluiset levät kehittyivät, mikä oli merkittävä askel elämän evoluutiossa (Stanley, 1999).
Toinen supermanner, Rodinia, muodostui noin 1100 miljoonaa vuotta sitten (Gradstein ja muut, 2020).
Kurikan laakso muodostui noin 1500 miljoonaa vuotta sitten osana Fennoskandian geologista kehitystä (Geologian tutkimuskeskus, 2023).

Neoproterotsooinen maailmankausi (1000 – 538.8 miljoonaa vuotta sitten)

Ensimmäiset monisoluiset eläimet kehittyivät (Stanley, 1999).
Neoproterotsooisella kaudella tapahtui useita suuria jääkausia, kuten Sturtian ja Marinoan jääkaudet, jotka saattoivat peittää suuren osan maapallosta jäällä (Gradstein ja muut, 2020).

Fanerotsooinen eoni (538.8 miljoonaa vuotta sitten - nykypäivä)

Paleotsooinen maailmankausi (538.8 – 252,17 miljoonaa vuotta sitten)

Kolmas supermanner, Pangea, muodostui yhdistäen lähes kaikki nykyiset mantereet (Stanley, 1999).
Elämä kehittyi voimakkaasti merissä ja nousi ensimmäistä kertaa maalle, mikä johti matelijoiden, hyönteisten ja ensimmäisten maakasvien syntyyn (Gradstein ja muut, 2020).
Paleotsooinen maailmankausi päättyi maapallon suurimpaan tunnettuun massasukupuuttoon noin 252 miljoonaa vuotta sitten, jolloin jopa 60 % tunnetuista eläinsuvuista hävisi (Stanley, 1999).

Mesotsooinen maailmankausi (252,17 – 66,0 miljoonaa vuotta sitten)

Dinosaurusten valtakausi alkoi ja linnut sekä nisäkkäät lajiutuivat omiksi ryhmikseen (Gradstein ja muut, 2020).
Pangea alkoi hajota osiin, ja mantereet siirtyivät kohti nykyisiä sijaintejaan (Stanley, 1999).
Maailmankausi päättyi dinosaurusten massasukupuuttoon noin 66 miljoonaa vuotta sitten, mahdollisesti asteroiditörmäyksen seurauksena (Ćuk & Stewart, 2012).

Kenotsooinen maailmankausi (66,0 miljoonaa vuotta sitten – nykypäivä)

Dinosaurusten sukupuuton jälkeen nisäkkäät alkoivat hallita maapalloa ja kehittyivät moniin eri ekologisiin lokeroihin.
Mantereet siirtyivät nykyisille paikoilleen tektonisten laattojen liikkeiden myötä.
Ilmasto muuttui viileämmäksi ja kuivemmaksi, mikä johti jääkausien syntyyn (Geologian tutkimuskeskus, 2023).
Jääkausien jälkeen ihmiskunnan sivilisaatiot kehittyivät ja alkoivat muokata planeettaa.

Lähteet

Canup, R. M. (2004). Simulations of a late lunar-forming impact. Icarus, 168(2), 433-456.

Ćuk, M., & Stewart, S. T. (2012). Making the Moon from a Fast-Spinning Earth: A Giant Impact Followed by Resonant Despinning. Science, 338(6107), 1047-1052.

Dalrymple, G. B. (2001). The age of the Earth. Stanford University Press.

Geologian tutkimuskeskus (GTK). (2023). Suomen kallioperän kehitys.

Gradstein, F. M., Ogg, J. G., Schmitz, M., & Ogg, G. (2020). Geologic Time Scale 2020. Elsevier.

Jacobsen, S. B. (2001). The Hadean Earth. Science, 293(5530), 1673-1677.

Stanley, S. M. (1999). Earth System History. W.H. Freeman & Company.

Wiechert, U., Halliday, A. N., Lee, D. C., Snyder, G. A., Taylor, L. A., & Rumble, D. (2001). Oxygen isotopes and the Moon-forming giant impact. Science, 294(5541), 345-348.

Wilde, S. A., Valley, J. W., Peck, W. H., & Graham, C. M. (2001). Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature, 409(6817), 175-178.