Lisätieto / / HS/ 2018

MILJOONIEN vuosien aikana maapallo on vuoroin lämmennyt jäättömäksi, vuoroin kokenut kylmiä jääkausia.

Tätä ilmaston vaihtelua aiheuttavat uuden tutkimuksen mukaan mannerlaattojen yhteentörmäykset tropiikissa.

Pitkien, vähintään kymmenen miljoonan vuoden mittaisia ilmaston vaihteluita selittää kaksi geologista ilmiötä. Molemmat vaikuttavat ilmastoon säätämällä hiilidioksidin määrää ilmakehässä.

Hiilidioksidia syöksevät ilmoille tulivuoret. Hiilidioksidia puolestaan sitovat niin sanotut karbonaattimineraalit, joita syntyy maankuoren silikaattimineraalien kemiallisessa rapautumisessa.

Näiden tapahtumien epätasapaino voi johtaa pahimmillaan jopa lumipallomaapallon syntyyn, jolloin jää ulottuu päiväntasaajalle asti. Tämän kehityskulun voi käynnistää hiilidioksidia sitovan prosessin voimistuminen.

YHDYSVALTALAISTEN yliopistojen tutkijat todistelevat Science-tiedelehdessä, että juuri kivisen hiilinielun muutokset vaikuttavat ratkaisevasti jääkausien ja lämpimien kausien vaihteluun.

Ryhmä tutki ilmastovaihtelua 540 miljoonan vuoden aikana. Tämä yhä jatkuva fanero­tsooinen ajanjakso on ollut pääasiassa lämmin. Maapallon navat ovat olleet siitä 75 prosenttia jäättöminä.

Ajanjakson aikana on syntynyt kolme suurta jääkautta, jolloin jää on vyörynyt napa-alueilta alemmille leveysasteille. Yhdellä kerralla jää ylsi Pohjois-Afrikkaan asti.

JÄÄKAUSIA ovat edeltäneet mannerlaattojen yhteentörmäykset, joissa merellinen laatta työntyy mannerlaatan päälle. Tällöin valtavat määrät uutta merenpohjan kiviainesta ofioliittia nousee pintaan ja se pääsee yhteyteen ilmakehän kanssa.

Törmäyskohdat voivat olla kymmenen tuhannen kilometrin pituisia vyöhykkeitä. Pinta-alaltaan uuden kiviaineksen alue voi olla miljoonasta viiteen miljoonaan neliökilometriä.

”Se voi kuulostaa suurelta, mutta todellisuudessa se on vain sopivassa kohdassa ohut kaistale maata. Se voi muuttaa maapallon ilmaston”, sanoo MIT-yli­opiston apulaisprofessori Oliver Jagoutz.

PALJASTUNUT kiviaines rapautuu kosketuksessa hiilidioksidiin. Kiven sisältämät kalsium ja magnesium valuvat veden mukana mereen. Ne reagoivat meressä hiilihapon kanssa ja muodostavat karbonaatteja.

”Karbonaatit sitovat hiili­hapon merenpohjan kerrostumiin, ja ilmasto viilenee”, selittää ilmiötä geologian yli-idententti Arto Luttinen Luonnontieteellisestä keskusmuseosta.

Tutkijoiden mukaan riittävän suuri alue uutta kiviainesta voi sitoa ilmasta niin suuria määriä hiilidioksidia, että kehittyy jääkausi.

TUTKIJAT löysivät eri puolilta tropiikkia suuria mannerlattojen törmäyksistä kertovia saumavyöhykkeitä, ajoittivat ne ja vertasivat tietoihin jääkausien vaihtelusta.

Saumojen pituudet vaihtelivat alle kilometristä 30 000 kilometriin.

”Aina kun tropiikissa on vaikkapa 10 000 kilometriä saumaa, syntyy jääkausi”, Jagoutz sanoo.

TÖRMÄYSKOHDAN sijainti tropiikissa näyttää olevan ratkaisevaa. Tutkijat huomasivat, että mitään tropiikin ulkopuolisia suuria laattatörmäyksiä ei ollut seurannut jäätiköityminen.

Kostea tropiikki suosii kiven rapautumista kosketuksesta ilmakehän hiilidioksidiin ja sitä kautta hiilen sitomista kalsiumkarbonaatteihin.

Tutkijoiden mukaan muutokset kiviaineisten hiilinielussa selittävät jäähtymiskausien lisäksi myös lämpenemiskausia.

Kun merenpohjasta ilmaantunut kiviaines on lopulta rapautunut pois, hiilten sidonta hiipuu ja ilmasto alkaa lämmetä.

NYKYÄÄNKIN on aktiivisena yksi 10 000 kilometrin jäähdyttävä geologien törmäyssauma. Se sijaitsee Indonesian, Uuden-Guinean ja Filippiinien alueella.

Alueella on kaksi maailman suurinta ofioliittivyöhykettä. Tutkijat uskovat, että alue pitää yllä nykyistä pitkän ajan jäähtymiskautta imemällä hiilidioksidia ilmasta.

TUTKIJAT muistuttavat, että kyse on miljoonien vuosien geologisista ajanjaksoista. Niillä ei ole mitään tekemistä nykyisen ihmisen aikaansaaman ilmastonmuutoksen kanssa.

Jotkut ovat ehdottaneet ofioliittien hajottamista ja levittämistä sitomaan hiiltä. Massiivisesta operaatiosta voisi kuitenkin syntyä enemmän päästöjä kuin sillä saataisiin vähennettyä ilmakehän hiilidioksidia.

Kivien hiilensidontaa voi myös olla vaikea saada riittävän nopeaksi­, jotta sillä voitaisiin estää meneillään olevaa lämpenemistä.