Tiede kutsuu sitä ”Pangaea Proximaksi”. Sinä voisit ehkä kutsua sitä mieluummin nimellä Next Big Thing. Superkontinentti on tulossa, joka käsittää kaikki maapallon suuret maamassat, eli voisit kävellä Australiasta Alaskaan tai Patagoniasta Skandinaviaan. Mutta sen syntyyn kuluu noin 250 miljoonaa vuotta.
Christopher Scoteselle Northwestern-yliopistossa Evanstonissa, Illinoisin osavaltiossa, on kiehtovaa, että mantereemme eivät ole paikallaan. Miten ne sijoittuivat menneisyydessä – ja miten ne sijoittuvat tulevaisuudessa?
”Viidenkymmenen miljoonan vuoden kuluttua Australia törmää Kaakkois-Aasian kanssa paljon suuremmassa määrin”, hän sanoo. Myös Afrikka työntyy aivan Etelä-Eurooppaa vasten, kun taas Atlantti on paljon nykyistä laajempi valtameri.
Kaikkien näiden yksityiskohtien havainnollistamiseksi Scotese on tuottanut animaation, joka havainnollistaa hänen ennusteitaan ajan kulumisen myötä.
Hän kuitenkin myöntää, että yli 50 miljoonan vuoden päähän tulevaisuuteen ulottuvat ennusteet – jotka sisältävät hänen Pangaea Proxima -ennusteensa – ovat ”hyvin spekulatiivisia”.
Maan mantereet lepäävät mannerlaattojen järjestelmässä, ja nämä liikkuvat eri nopeuksilla. Jotkut liikkuvat noin 1,2 tuumaa (30 mm) vuodessa, kun taas toiset saattavat liikkua viisinkertaisella nopeudella. Nämä ovat suunnilleen nopeudet, joilla ihmisen kynnet ja hiukset kasvavat.
Nykyään mannerlaattojen liikkeitä seurataan maahan upotetuilla satelliittipaikannuslaitteilla. Tiesimme kuitenkin, että mannerlaatat liikkuvat jo kauan ennen kuin tällainen tekniikka keksittiin. Miten? Miten koskaan tajusimme, että seisoimme valtavien, liikkuvien mannerlaattojen päällä, kun otetaan huomioon, että ne liikkuvat niin hitaasti ja ovat niin massiivisia?
Ajatus siitä, että mantereet liikkuvat, juontaa juurensa vuosisatojen takaa, mutta ensimmäisen kerran joku esitti vakavasti otettavia todisteita ajatuksen puolesta vasta sata vuotta sitten. Tuo joku oli saksalainen geofyysikko Alfred Wegener.
Monille geologeille mannerten ajelehtiminen oli hullunkurinen ajatus, josta oli vain vähän pitäviä todisteita.
Hän huomasi huomattavia yhtäläisyyksiä fossiilisoituneiden kasvien ja eläinten välillä, joita löytyi valtavien valtamerten erottamilta mantereilta. Tämä viittasi hänen mielestään siihen, että nämä mantereet olivat yhteydessä toisiinsa, kun nämä nyt fossiilisoituneet lajit elivät.
Lisäksi, kun Wegener katsoi karttojaan, hän näki selvästi, että Etelä-Amerikka ja Afrikka olivat kuin kaksi jättimäistä palapelin palaa – ne sopivat yhteen. Voisiko se todella olla vain sattumaa, vai liittyivätkö ne toisiinsa miljoonia vuosia sitten vain ajautuakseen erilleen?
Se oli Wegenerin teorian ydin: mannerten ajautuminen. Mutta vain harvat pitivät siitä.
Itse asiassa monille geologeille mannerten ajelehtiminen oli hullunkurinen ajatus, josta oli vain vähän pitäviä todisteita. Miten tarkalleen ottaen massiiviset mantereet voisivat liikkua?
Wegener ei pystynyt antamaan tyydyttävää selitystä. Hän kuoli vuonna 1930. Mutta hänen ajatuksensa eli edelleen, ja 20 vuotta myöhemmin hänen oikeuttamisensa alkaisi.
Etelä-Amerikka ja Afrikka olivat kuin kaksi jättiläismäistä palapelin palaa – ne sopivat yhteen
Kriittisiä salaisuuksia, jotka avaisivat hänen teoriansa totuuden, ei löytynyt noista liikkuvista maanosista. Ne olivat kaikki kätkettyinä meren alle.
Marie Tharp oli yksi ensimmäisistä ihmisistä, jotka tajusivat, että vuorijonot ja valtavat laaksot eivät olleet piirteitä, joita löytyi vain maalta, vaan myös valtamerten alta. Tharp auttoi 1950-luvun alussa kartoittamaan jättimäisen merenalaisen vuorijonon, joka oli tuhansia kilometrejä pitkä mutta vain muutaman kilometrin leveä ja joka kulki siksakkia pitkin keskellä Atlantin valtamerta.
Samankaltaisia vuorijonoja on myös muiden valtamerten aaltojen alla. Niitä on sittemmin kutsuttu ”keskimeriharjanteiksi” – ja niiden löytäminen auttoi kääntämään ajatukset siitä, miten maapallon pinta oli muodostunut.
Harry Hess, amerikkalainen geologi ja sukellusveneen komentaja toisessa maailmansodassa, tunnisti keskimeriharjanteiden mahdollisen merkityksen.
Tämä kallion sivusuuntainen liike… voisi viime kädessä selittää, miksi itse mantereet liikkuivat
Sodan aikana Hess oli käyttänyt kaikuluotainta kartoittaakseen joitakin merenpohjan alueita yksityiskohtaisesti. Hän oli havainnut sen olevan kaukana siitä tasaisesta, piirteettömästä maisemasta, jollaiseksi useimmat geologit olivat sen olettaneet olevan.
Meren keskiosien harjujen löytyminen sopi yhteen hänen kehittelemänsä ajatuksen kanssa – nimittäin siihen, että merenpohja uudistuu jatkuvasti, mutta hyvin hitaasti. Hän esitti, että kuuma magma virtasi valtameren keskiosien harjuja pitkin ja jäähtyi kiveksi. Sitten, kun lisää kuumaa magmaa virtasi harjujen kohdalla, jäähtynyt kallio työnnettiin alas harjujen kylkiä alaspäin tehdäkseen tilaa.
Tämä sivusuunnassa tapahtuva kallion siirtyminen kohtisuoraan valtameren keskiosien harjuihin nähden voisi viime kädessä selittää, miksi itse mantereet siirtyivät. Magman nousu valtameren keskiosien harjuja pitkin työnsi niitä ympäriinsä.
Hänen teoriansa tuli tunnetuksi nimellä ”merenpohjan leviäminen”. Silti muut geologit olivat epäileviä. Muut merenalaiset piirteet antoivat kuitenkin lisää vihjeitä ja käänsivät vähitellen mielipiteitä Hessin eduksi.
Kyseessä oli yksinkertaisesti toistaiseksi paras todiste liikkeellepanevasta voimasta, joka saattoi siirtää mantereita
Monissa maapallon kivissä on magneettisia mineraaleja. Ennen kuin nämä kivet jähmettyivät magmasta, nämä mineraalit saattoivat pyöriä kuin pienet kompassineulat ja suuntautua Maan magneettikentän mukaan. Jäähtyessään ”kompassineulat” jähmettyivät paikoilleen.
Kanadalainen geologi Lawrence Morley ja brittiläiset geologit Frederick Vine ja Drummond Matthews tajusivat, että tämä suuntautumisprosessi antoi lisää todisteita merenpohjan levittäytymisestä.
Hyvin usein Maan magneettikenttä kääntyy toisin päin: kompassineulamme osoittaisivat pikemminkin kohti Etelämannerta kuin kohti Arktista. Tämä kääntymisprosessi näkyi kivissä, jotka muodostavat merenpohjan rakenteen. Se oli ”raidoitettu”, aseteltu normaalin ja käänteisen polariteetin palkeiksi, jotka sijaitsivat yhdensuuntaisesti keskimeren harjun kanssa.
Paras tapa selittää tämä oli merenpohjan leviäminen.
Laatat ovat kuin pieniä kuorenpalasia keiton päällä.
Keskimeren harjun kuumassa laavassa olevat magneettiset mineraalit suuntautuvat Maan magneettikenttään, minkä jälkeen ne jäädytetään laavan jäähtymisen myötä. Kun kiviaines muodostuu ja siirtyy sitten alaspäin harjun kyljessä ja poispäin harjanteesta, se säilyttää tallenteen Maan magneettikentän muutoksista kymmenien tuhansien vuosien aikana. Näiden tallenteiden tutkimista kutsutaan ”paleomagnetismiksi”.
Ajatus selitti myös sen, miksi harjun kummallakin puolella olevat raidat olivat yleensä toistensa tarkat peilikuvat. Kallio raahautuu yleensä samassa tahdissa pois valtameren keskiselänteen molemmilta puolilta.
Se oli yksinkertaisesti toistaiseksi paras todiste liikkeellepanevasta voimasta, joka voi siirtää mantereita. Geologit hyväksyvät nyt, että Hess – ja Wegener ennen häntä – olivat oikeassa kuvitellessaan maapallon maantieteen olevan jatkuvassa liikkeessä.
”Se on kuin suuri soppakattila”, sanoo Susan Hough, Yhdysvaltain geologisen tutkimuslaitoksen seismologi Kaliforniassa. ”Levyt ovat kuin pieniä kuorenpalasia keiton päällä.”
Levyt käyvät eräänlaista ikuista sotaa taistellen asemastaan maapallon pinnalla
Maailman kuoressa ja ylemmässä vaipassa on kaksi kerrosta, joita tämä metafora kuvaa. Litosfääri – kuoren kova, viileämpi osa, mukaan lukien itse laatat – ja astenosfääri, jossa sula kiviaines liikkuu ylöspäin kohti litosfääriä ja joskus murtautuu sen läpi valtamerten keskiharjanteilla.
Maaperä jalkojesi alla ei olekaan niin kivikovaa kuin olet ehkä luullut. Kaikki tämä konvektio ja mekaaninen toiminta saa laattojen liikkeet liikkeelle. Ne voivat törmätä toisiinsa, liukua ohi tai siirtyä poispäin toisistaan. Jotkin laatat voivat jopa hautautua tai ”subduktoitua” naapurilevyjen alle ja ”kierrättää” kiviaineksia takaisin Maan sisälle.
Levyt käyvät eräänlaista ikuista sotaa ja taistelevat asemastaan maapallolla.
Tiedämme, että laattoja on liikkunut, mutta miten pystymme itse asiassa kuvaamaan niiden sijainnit ajassa taaksepäin? Scotese on tuottanut animaatioita, joissa näytetään, mitä uskomme mantereiden liikkuneen viimeisten 750 miljoonan vuoden aikana.
”Se on vähän kuin CSI-tutkimus”, hän sanoo. ”Täytyy käyttää kaikkia mahdollisia todisteita tarinan kertomiseen, koska ei ole silminnäkijöitä eikä videokameroita, jotka ottaisivat kuvia.”
Mesosauruksen fossiileja on löydetty Etelä-Amerikan lisäksi myös Afrikasta
Haasteista huolimatta Scotese sanoo, että voimme päästä 70 miljoonan vuoden päähän menneisyydestä melkoisella varmuudella. Tämä johtuu siitä, että voimme seurata merenpohjan leviämisen etenemistä melko tarkasti, jotta voimme selvittää, missä mantereet olivat ennen. Mutta on olemassa myös erityyppisiä geologisia tallenteita, joiden avulla voimme nähdä vielä kauemmas taaksepäin.
Scotese mainitsee esimerkkinä muinaiset fossiiliset koralliriutat. 300-400 miljoonaa vuotta sitten nykyinen Pohjois-Afrikka siirtyi polaarisilta leveysasteilta trooppisille leveysasteille.
”Jos katsot tarkkaan, voit nähdä tarkalleen, milloin se ylitti tuon rajan oltuaan pallonpuoliskon kylmällä puoliskolla lämpimälle puoliskolle”, Scotese selittää. ”Niinpä koralliriutat ilmestyvät ensimmäistä kertaa ja alkavat kasvaa näillä karbonaattialustoilla.”
Fossiiliaineisto on todellakin erittäin merkittävä todistusaineisto. Se oli tietysti se, mikä alun perin antoi Wegenerille luottamusta ajatuksiinsa.
Kun Mesosaurus eli, oli mahdollista kävellä melkein minkä tahansa kahden pisteen välillä millä tahansa kahdella mantereella
Otetaan esimerkkinä Mesosaurus, olento, joka ei eroa nykyisistä krokotiileista. Se oli makean veden matelija, jolla oli pitkä, voimakas leuka ja joka eli 270-300 miljoonaa vuotta.
Tässä tulee se outo kohta. Mesosauruksen fossiileja on löydetty, ei vain Etelä-Amerikasta, vaan myös Afrikasta. Se oli makean veden eläin, eikä se olisi koskaan voinut uida Atlantin valtameren yli kehittääkseen pesäkkeitä molemmille mantereille. Miten sen fossiilit sitten päätyivät tuon valtavan valtameren molemmin puolin?
Vastaus on yksinkertainen: 300 miljoonaa vuotta sitten Atlantin valtamerta ei ollut olemassa. Nuo kaksi mannerta olivat yhdistyneet, eikä Mesosauruksen tarvinnut koskaan uida tuota matkaa.
Itse asiassa Mesosauruksen eläessä oli mahdollista kävellä melkein minkä tahansa kahden pisteen välillä missä tahansa kahdessa mantereessa. Kaikki maamassat yhdistyivät superkontinentti Pangaiassa – minkä Scotese odottaa tapahtuvan uudelleen noin 250 miljoonan vuoden kuluttua, kun hänen ”Pangaea Proxima” -superkontinenttinsa muodostuu.
Muinaisen Pangaian olemassaolo on kirjattu muiden fossiilien levinneisyyteen. Esimerkiksi Lystrosaurus oli jättimäinen kasvinsyöjä. Sen fossiilisia jäännöksiä löytyy nykyään Afrikasta, Intiasta ja jopa Etelämantereelta.
Yli 300 miljoonaa vuotta sitten muinaiset magneettiset tallenteet muuttuvat paljon hajanaisemmiksi
Jopa Glossopteris-kasvi, puumainen pensas, joka kasvoi 30 metrin korkeuteen, auttaa vahvistamaan ajatusta siitä, että jossain vaiheessa kaikki nykyiset mantereet oli jumiutettu yhteen Pangaiaksi.
Fossiilisia todisteita Glossopteriksesta on löydetty Etelä-Amerikasta, Afrikasta, Intiasta, Etelämantereelta ja Australiasta. Tärkeää on, että kasvin siemenet olivat massiivisia, eivätkä ne ole voineet kellua tai kulkeutua tuulen mukana muihin maamassoihin. Ainoa uskottava selitys on superkontinentti, jolla siemenet olisivat voineet levitä maata pitkin.
Kaikkiin näihin todistusaineistoihin liittyy kuitenkin rajoituksia. Yli 300 miljoonaa vuotta sitten muinaiset magneettiset tiedot muuttuvat paljon epäyhtenäisemmiksi, joten on vaikea löytää pitäviä todisteita mantereiden liikkeistä. Ja 500 miljoonan vuoden kohdalla, sanoo Scotese, myös fossiiliaineisto muuttuu vähemmän yksityiskohtaiseksi.
Mikäli Scotese haluaa ennustaa, mitä tulevaisuudessa tapahtuu, hän tekee sen ensinnäkin tarkastelemalla, miten mannerlaatat liikkuvat nykyään, ja sitten ekstrapoloimalla tämän liikkeen ajan kuluessa. Tämä on yksinkertaisin tapa kehittää ennuste. Mutta, hän lisää, monien miljoonien vuosien jälkeen ei voi tietää, mitkä geologiset tapahtumat saattavat aiheuttaa ennakoimattomia muutoksia tuohon liikkeeseen.
Levytektoniikka antaa meille laaksoja ja valtavia vuorijonoja, maanjäristyksiä ja mannerrajoja
”Levytektonisessa maailmassa lautaset kehittyvät hitaasti ja tasaisesti, kunnes sattuu jokin tällaisista levytektonisista katastrofeista, kuten mantereiden yhteentörmäykset”, Scotese sanoo. ”Tämä muuttaa laattatektonisia järjestelmiä perustavanlaatuisesti.”
Vaihtelevien tilastollisten mallien avulla voidaan esittää erilaisia vaihtoehtoja siitä, miten mantereet järjestäytyvät yli 100 miljoonan vuoden kuluttua. Mutta se on niin kaukana tulevaisuudessa, ettei kenellekään ole selvää, kuinka tarkkoja ne ovat.
Siltikin spekulointi on hauskaa, ja se auttaa vahvistamaan sitä todellisuutta, että maapallo on aktiivinen, dynaaminen planeetta – jonka kasvot muuttuvat jatkuvasti. Laattatektoniikka antaa meille laaksoja ja valtavia vuorijonoja, maanjäristyksiä ja mannerrajoja. Ja edelleen on arvoituksia siitä, miten ne toimivat.
Hough huomauttaa, että tutkimme yhä tarkkaan, miksi Himalajan pohjoispuolella sijaitseva Tiibetin ylätasanko on niin korkea kuin se on.
Plus, tietomme muiden planeettojen laattatektoniikasta ovat uskomattoman rajalliset. Itse asiassa olemme vasta hiljattain löytäneet todisteita, jotka viittaavat mannerlaattatektoniikkaan Marsissa ja Jupiterin kuussa Europassa.
Mannerit todella liikkuivat – eivätkä ne ole vielä pysähtyneet
”Joudumme mielenkiintoisten kysymysten äärelle”, Hough sanoo. ”Kuten, onko sattumaa, että elämme tektonisesti aktiivisella planeetalla, vai oliko se jotenkin tärkeää elämän syntymiselle?”
Toistaiseksi voimme vain ihmetellä. Mutta levytektoniikalla on epäilemättä ollut merkitystä elämän kehittymiselle ja leviämiselle maapallolla. Jalkojemme alla liikkuvan maan salaisuudet on suurelta osin paljastettu – ja enimmäkseen viimeisten 50 vuoden aikana.
Kauan aikaa luulimme, ettei alapuolellamme ole juuri mitään paikallaan olevaa ja vakaampaa kuin maapallo. Mutta nyt tiedämme, että Wegener oli periaatteessa oikeassa. Maanosat todella liikkuivat – eivätkä ne ole vielä pysähtyneet.
Liity yli viiden miljoonan BBC Earth -fanin joukkoon tykkäämällä meistä Facebookissa tai seuraamalla meitä Twitterissä ja Instagramissa.
Jos pidit tästä jutusta, tilaa viikoittainen bbc.comin feature-uutiskirje nimeltään ”If You Only Read 6 Things This Week”. Käsin poimittu valikoima juttuja BBC:n tulevaisuudesta, maapallosta, kulttuurista, pääkaupungista, matkoista ja autoista, jotka toimitetaan postilaatikkoosi joka perjantai.