Savikivi on maailman yleisin sedimenttikivilaji. Miljardeja vuosia vanhojen savikivinäytteiden ”kemiallinen sormenjälki” paljastaa savikiven nousseen nopeasti merenpinnan yläpuolelle 2,4 miljardia vuotta sitten.

Merenpinnan alta puskenut, uusia mantereita muodostanut savikivi aiheutti myös dramaattisia muutoksia maapallon ilmastolle ja elämälle, raportoivat Oregonin yliopiston tutkijat tuoreessa Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan.

Maapallon jokaiselta mantereelta kerättyjen savikivinäytteiden tarkka analyysi paljasti ”lähes näkymättömiä” jälkiä sadeveden aiheuttamasta rapautumisesta 3,5 miljardin vuoden ikäisissä näytteissä. Tutkijat havaitsivat myös merkittäviä muutoksia savikiven hapen isotoopeissa.

Suhdemuutokset savikivinäytteiden hapen vakaiden isotooppien (happi-16, -17, -18) välillä paljastivat, milloin kiviaines nousi merenpinnan yläpuolelle ja altistui ensi kerran kemialliselle ja mekaaniselle rapautumiselle.

Oregonin yliopiston geologi Ilya Bindermanin mukaan uuden maan ”ilmestyminen” tapahtui äkillisesti noin 2,4 miljardia vuotta sitten Maan vaipan dynamiikan muututtua.

Bindemanin mukaan maamassa oli 2,4 miljardia vuotta sitten noin kaksi kolmasosaa nykyisin havaitusta.

Tutkijoiden mukaan isotooppimuutokset savikivinäytteissä tuolta ajalta ovat linjassa ensimmäisen supermantereen, Kenorlandin, sekä ensimmäisten vuorijonojen sekä ylätasankojen hypoteettisen muodostumisajankohdan kanssa.

”Maankuoren täytyy olla paksu noustakseen merenpinnan yläpuolelle”, Bindeman selittää. ”Maankuoren paksuus riippuu sen määrästä sekä vaipan lämmönsäätelystä ja viskositeetista. Kun Maa oli kuuma ja sen vaippa oli pehmeä, suurten ja korkeiden vuorien tukeminen oli mahdotonta.”

”Datamme osoittaa tämän muuttuneen noin 2,4 miljardia vuotta sitten. Viileämpi vaippa pystyi nyt tukemaan valtavia maamassoja merenpinnan yläpuolella.”

Tutkijoiden mukaan Maan pinnan lämpötila uuden maa-aineksen noustessa merestä oli huomattavasti – jopa kymmeniä lämpöasteita – nykyistä korkeampi. Meren pinnan yläpuolelle noussut kiviaines alkoi myös imeä itseensä hiilidioksidia ilmakehästä.

2,4 miljardia vuotta sitten myös maapallon geologinen kausi oli vaihtumassa. Arkeeinen aioni (jolloin bakteerit ja arkeonit kukoistivat vedessä) oli väistymässä proterotsooisen kauden tieltä (jolloin aitotumalliset elämänmuodot, kuten levät, kasvit ja sienet ilmestyivät).

Maa-aineksen nousun myötä myös maan albedo eli heijastuvuus lisääntyi. Kiviaines heijasti aiempaa enemmän auringonvaloa takaisin avaruuteen ja aiheutti viileitä kausia.

”Maapallo näki tällöin ensimmäiset lumisateensa”, Bindeman toteaa.

Tutkimus on julkaistu Nature-tiedejulkaisussa. Aiheesta lisää Oregonin yliopiston tiedotteessa.