Rodinia — neoproterotsooinen superkontinentti: synty, hajoaminen ja vaikutus
Rodinia — neoproterotsooinen superkontinentti: sen synty, hajoaminen ja vaikutukset ilmastoon sekä elämän kehitykseen. Tutustu Rodinian arvoitukseen ja merkitykseen maapallon historiassa.
Rodinia (nimen juurena voi olla venäjän sana rodina, ’kotimaa’ tai ’syntyperä’) on geologinen superkontin, jonka kokoonpanoa ja historiaa tutkitaan erityisesti neoproterotsooisella kaudella. Rodinia oli olemassa päävaiheessa noin 1,1 miljardia–750 miljoonaa vuotta sitten, ja se käsitti suurimman osan tai mahdollisesti käytännössä kaikki maapallon maa-alueet tuolloin.
Synty ja ajallinen kesto
Rodinia muodostui aiempien mannerlaattojen ja vanhojen kratoneiden liityttyä toisiinsa proterotsooisella ajalla. Tärkeä ajanjakso sen kokoonpanossa liittyy niin kutsuttuun Grenvillienorogeneesiin (noin 1,3–0,95 miljardia vuotta sitten), joka heijastaa voimakkaita vuorijonojen muodostumisia ja mantereiden törmäyksiä, ja jonka seurauksena monien nykyisten mantereiden kivet saivat yhteisen historiankirjoituksen. Rodinian pääaikaväliksi arvioidaan noin 1,1–0,75 miljardia vuotta sitten, vaikka muodostumis- ja hajoamisajat vaihtelevat eri rekonstruointimalleissa.
Rakenne ja mahdolliset kokoonpanot
Rodinian tarkka kartta on tutkijoiden keskuudessa yhä kiistanalainen. Rekonstruktiot perustuvat paleomagnetismiin, samankaltaisiin kivilajeihin ja vuoriperänjäänteisiin eri mantereilla sekä iän ja kemiallisen koostumuksen samankaltaisuuteen (esim. detritaaliset zirkonit ja magmavarannot). Eräissä malleissa keskeisenä rungona on Laurentia (nykyinen Pohjois-Amerikka), jonka ympärille sijoittuvat mm. Baltica, Siperia, Australia, Etelämanner, Kalahari ja useat pienemmät yksiköt. Toisaalta eri mallit (esim. SWEAT-, AUSWUS- ja muut hypoteesit) sijoittavat mantereita eri tavoin, joten Rodinian tarkka kokoonpano ja napojen paikat ovat epävarmoja.
Hajoaminen ja myöhemmät yhdentymiset
Rodinia hajosi asteittain neoproterotsooisen ajan aikana, erityisesti tonianikaudella ja sen jälkeisissä vaiheissa. Hajoaminen liittyi laajoihin riftausvaiheisiin, magmaan sekä laattatektoniseen reorganisaatioon, jolloin muodostui uusia valtamerialueita ja erkanivat mantereiset fragmentit. Monet näistä palasista yhdistyivät myöhemmin uudelleen muodostaen suurempia supermantereita, ja lopulta myöhemminoksissa geologisissa sykleissä syntyi tunnettu superkontinentti Pangaia. Pangaian loppuvaiheiden ajoittaminen sijoittuu pääosin paleozoiseen–mesotsooiseen rajalle, mutta Rodinian ja Pangaian välillä on satojen miljoonien vuosien väli.
Ilmasto-, meri- ja biologiset vaikutukset
Rodinian hajoamisen ja siihen liittyvien tectonisten muutosten on ehdotettu vaikuttaneen vahvasti neoproterotsooisen ilmaston suuntiin. Erityisesti maailmanlaajuinen voimakas jäähtyminen noin 720–635 miljoonaa vuotta sitten, eli kryogeenikauden ajanjaksolla, tunnetaan joskus termillä ”lumipallo-Maa” (Snowball Earth). Useissa malleissa Rodinian hajoamisesta seurannut laaja riftaus ja siihen liittynyt vulkanismi muokkasivat meriveden kiertoa, ilmaston hiili- ja ravinnekiertoa sekä ilmakehän koostumusta siten, että glasiaatioiden kynnysarvot muuttuivat. Kuitenkin lumipallo-Maata selittävät mekanismit ovat monimutkaisia ja keskustelua herättäviä; Rodinian rooli on merkittävä mutta ei yksiselitteinen selitys.
Rodinian ajan ja sen jälkeisten kriisien yhteydessä tapahtui myös merkittäviä biologisia kehitysvaiheita. Kryogeenikauden jälkeen seurannut elämän monimutkaistuminen (Ediakarinen kausi ja myöhemmin kambriaika) sisältää useita uusien monisolultaisten organismiryhmien ilmaantumisia. Muutokset meritermodynamiikassa, ravinteiden saatavuudessa ja hapettumisprosesseissa ovat voineet edistää evoluutioponnistuksia ja ekologisen monimuotoisuuden lisääntymistä.
Tutkimuksen todisteet ja avoimet kysymykset
- Paleomagnetismi: kiviin jääneet magneettiset signaalit auttavat sijoittamaan mantereenpaloja likimääräisiin leveysasteisiin eri aikoina.
- Geokemialliset ja kivilajitiedot: saman ikäisten magmaprovinssien, sedimentoituneiden kerrostumien ja detritaalisten zirkonien vertailu kertoo yhteisestä historiasta.
- Orogeniset nauhat: laajat vuoristojäänteet (esim. Grenville-tyyppiset rakenteet) osoittavat aikanaan tapahtuneita törmäyksiä.
Silti monet kysymykset ovat yhä avoimina: tarkka paleogeografinen asettelu, hajoamisen ajoitus ja tavat, sekä miten suurelta osin Rodinian hajoaminen vaikutti neoproterotsooiseen ilmastonmuutokseen ja elämän kehitykseen. Uudet ikätutkimukset, paleomagneettiset aineistot ja kvantitatiivinen mallinnus auttavat vähitellen selvittämään näitä kohtia.
Yhteenvetona Rodinia oli keskeinen vaihe maapallon geologisessa historiassa. Sen synty, pitkäaikainen olemassaolo ja lopulta hajoaminen vaikuttivat maankohoamiseen, maailmanlaajuisiin ilmasto- ja merivirtoihin sekä mahdollisesti elämän suureen monimuotoistumiseen neoproterotsooisesta ediakariseen ja kambriseen aikaan.
Superkontinentti Rodinian rekonstruktio.
Break-up
Rodinian hajoaminen ymmärretään paremmin kuin sen muodostuminen. Useimmilla mantereilla esiintyy laajoja neoproterotsooisen ajan tulvabasalttivirtoja ja tulivuorenpurkauksia. Tämä on osoitus laajamittaisesta repeytymisestä noin 750 miljoonaa vuotta sitten. Jo 850 ja 800 miljoonaa vuotta sitten kehittyi repeämä, joka lopulta muuttui valtamereksi ediakaraanissa.
Erillisessä repeämässä noin 610 miljoonaa vuotta sitten (Ediacaran-kauden puolivälissä) muodostui Iapetoksen valtameri. Saattaa olla, että kaikki mantereiden massat yhdistyivät jälleen yhdeksi superkontinenteiksi noin 600-550 miljoonaa vuotta sitten. Tämä hypoteettinen superkontinentti on nimeltään Pannotia.
Sen vaikutus elämään
Toisin kuin myöhemmät superkontinentit, Rodinia itse oli täysin karu. Se oli olemassa ennen kuin elämä asettui kuivalle maalle. Se sijaitsi ennen otsonikerroksen muodostumista, joten se oli liian altis auringonvalon ultraviolettisäteilylle, jotta eliöt olisivat voineet elää siellä ja jättää fossiileja. Sen olemassaolo kuitenkin todennäköisesti vaikutti aikansa merielämään.
Kryogeenikaudella maapallolla oli suuria jäätiköitä, ja lämpötila oli vähintään yhtä viileä kuin nykyään. Jäätiköt tai eteläinen napajäätikkö ovat saattaneet peittää huomattavia alueita Rodiniasta.
Mantereiden repeytyminen synnytti lopulta uusia valtameriä ja merenpohjan leviämistä, joka synnytti lämpimämpää ja vähemmän tiivistä valtamerellistä litosfääriä. Pienemmän tiheytensä vuoksi kuuma valtamerellinen litosfääri ei sijaitse yhtä syvällä kuin vanha, viileä valtamerellinen litosfääri. Aikakausina, jolloin on suhteellisen laajoja alueita uutta litosfääriä, valtamerten pohjat nousevat ylöspäin, jolloin merenpinta nousee. Seurauksena oli suurempi määrä matalampia meriä.
Lisääntynyt haihtuminen valtamerten suuremmasta vesipinta-alasta on saattanut lisätä sademääriä, mikä puolestaan on lisännyt alttiina olevan kallion kulumista. Tämä lisääntynyt sademäärä on saattanut vähentää kasvihuonekaasujen määrää. Kun hiilidioksidipitoisuus2 laski, alkoi ajanjakso, joka tunnetaan nimellä Lumipallomaa. Lisääntynyt vulkaaninen toiminta toi myös ravinteita meriin. Tällä saattoi olla tärkeä merkitys varhaisimpien eläinten kehityksessä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Rodinia?
A: Rodinia on nimi superkontinentille, joka oli olemassa 1,1 miljardia ja 750 miljoonaa vuotta sitten.
K: Mitä nimi Rodinia tarkoittaa?
V: Nimi Rodinia tarkoittaa "synnyttää".
K: Kuinka suuri osa maapallon maa-alasta oli Rodinia?
V: Rodiniassa oli suurin osa tai koko maapallon maa-aineksesta, kun neoproterotsooinen kausi alkoi.
K: Mitä Rodiniassa tapahtui neoproterotsooisen kauden aikana?
V: Rodinia hajosi neoproterotsooisen kauden ensimmäisellä jaksolla, Tonian-kaudella, ja sen mannerjäänteet yhdistettiin myöhemmin uudelleen muodostaen Pangaian.
K: Mitä tiedetään Rodinian tarkasta sijainnista ja historiasta?
V: Rodinian tarkasta sijainnista ja historiasta tiedetään vielä vähän, toisin kuin Pangaiasta.
K: Mitkä tapahtumat maapallon historiassa ovat saattaneet johtua Rodinian hajoamisesta?
V: Rodinian hajoaminen on saattanut aiheuttaa maapallon ilmaston äärimmäisen viilenemisen noin 700 miljoonaa vuotta sitten ja alkukantaisen elämän nopean kehittymisen sitä seuranneiden ediacaran- ja kambrikauden aikana.
K: Muodostuiko Rodinia vanhemman superkontin osista?
V: Kyllä, Rodinia muodostui vanhemman ja huonosti tunnetun superkontin osista.
Etsiä