Maan supermantereet

Ari Brozinski

Supermantereita on Maan historian aikana ollut kolme.  Pangea (n. 500 miljoonaa vuotta sitten), Rodinia (n. 1000 miljoonaa vuotta sitten) ja Columbia (n. 1900 miljoonaa vuotta sitten). Vaikka mantereiden rekonstruointi kuulostaakin helpolta (vrt. ruukunpalasten sovittaminen yhteen ) on se käytännössä kuitenkin hankaa sillä tiedot yli miljardin vuoden ikäisistä mantereista ovat puutteellisia. Lisäksi Rodiniaa vanhempien supermantereiden olemassa olosta on vain epäsuoria todisteita.

Ur (~3000 Ma)

Maapallon ensimmäinen suurempi kratonien yhdistelmä, joka on säilynyt meidän päiviimme asti, oli nimeltään Ur ja se syntyi noin 3000 miljoonaa vuotta sitten. Ur on saksaa ja tarkoittaa jonkin alkua tai esiastetta (vrt. Urknall). Ur koostui neljästä kratonista, jotka sisälsivät mm. paloja nykyisestä Intiasta, Etelä-Afrikasta ja Länsi-Australiasta. Nämä kratonit olivat ”alkuperäisiä” eli ne eivät aiemmin olleet kuuluneet mihinkään mantereeseen. 

Vahva todiste Urin olemassa ololle saatiin kratonien ikiä tutkittaessa. Havaittiin nimittäin, että maapallon viimeisimmässä supermantereessa Pangeassa kaikki n. 3000 miljoonaa vuotta sitten stabilisoituneet kratonit esiintyvät sen samassa osassa. Koska maapallolla on ollut useita supermantereita, on tilastollisesti perin epätodennäköistä, että kaikki 3000 miljoonaa vuotta vanhat kratonit olisivat muodostuneet eripuolilla maapalloa ja vaeltaneet samaan paikkaan Pangean syntyessä. Järkevämpi selitys on, että kratonit muodostuivat yhdessä suuressa mantereessa ja säilyivät koskemattomina sen jälkeen. 

Ur laajentui selvästi n. 2500 miljoonaa vuotta sitten, kun siihen yhtyi lisää kratoneja (mm. Zimbabwe). Laajenemisen myötä Ur-nimitystä korjattiin sopivammaksi, ”laajentuneeksi Uriksi”  (engl. expanded Ur).

Arctica ja Nena (~2500 Ma)

Arctican muodostuminen alkoi vain hieman (geologisessa aikaskaalassa katsoen) Uria myöhemmin. Arctica Koostui Kanadan ja Siperian kilvistä sekä palasta Grönlantia, jotka stabilisoituivat viimeistään 1800Ma, joskin fuusio on ollut mahdollinen jopa niinkin aikaisin, kuin 2500Ma. Sanalla kilpi tarkoitetaan geologiassa aluetta, joka sisältää erittäin vanhoja kiviä, jotka ovat säilyneet deformoitumattomina hyvin pitkän aikaa. Nimi Arctica tulee siitä, että Jäämeri (engl. The Arctic Ocean) avautui Siperian ja Pohjois-Amerikan (osa Kanadan kilpeä) vaeltaessa erilleen.

Akkretoitumisen jatkuessa Arctica kasvoi. Itä-Antarktiksen, Siperian, Baltican (Baltian kratoni ja Ukrainan kratoni), Gröönlannin ja Pohjois-Amerikan liityttyä siihen muuttui Arctica Nenaksi. Nenan katsotaan muodostuneen 1800 miljoonaa vuotta sitten.

Atlantica (~2100 Ma)

Useamman kratonin ryhmittymä stabilisoitui 2100—2000 miljoonaa vuotta sitten, muodostaen Atlantican. Atlantica koostui kahdesta suuresta kratonista, Luoteis-Afrikasta ja Koilis-Amerikasta. Kuten Atlantican nimikin viittaa, avautui sen lävitse suuri osa Atlantin etelänpuoleista valtamerta.

Columbia (~1900 Ma) – ensimmäinen supermanner

Maan ensimmäinen supermanner on nimetty Columbiaksi, Hudsonladiksi ja Capricorniaksi asiaan perehtyneestä tutkijasta riippuen (viite). Tässä yhteydessä puhutaan Columbiasta, jonka nimen Rogers & Santosh esittelivät ensi kerran vuonna 2002.

Columbian muodostumisikää ei kyetä varmasti määrittämään, mutta Rogers & Santosh (2002) arvelevat, että supermanner olisi voinut muodostua 1900 miljoonaa vuotta sitten erillisten vyöhykkeiden akkretoituessa kiinni toisiinsa, jolloin jättimäiset kratonit Nena, expanded Ur sekä Atlantica yhtyivät. Columbian länsipuolella tapahtui subduktoitumista ja uuden materiaalin kerääntymistä supermantereeseen. Itäpuolella sijaitsi riftiytymisvyöhyke (jossa tapahtui mannerpalasten erkanemista) ja kerääntymisvyöhyke (jossa erkamenisvyöhykkeen palaset kerääntyivät yhteen). Oheisessa kuvassa nähdään Columbia sen ollessa laajimmillaan.

Columbia alkoi hajota n. 1600–1400 miljoonaa vuotta sitten mm. Atlantican irrotessa Nenasta (n. 1500 Ma). Hajoamisesta on saatu todisteita tutkimalla muinaisen laajentuneen Urin riftiytymisvyöhykkeitä.

Rodinia (~1100 Ma) – toinen supermanner

Maapallon toisen supermantereen, Rodinian nimi juontaa juurensa venäjänkieleen, jossa rodina tarkoittaa kotimaata. Rodinian uskotaan muodostuneen n. 1000 miljoonaa vuotaa sitten Atlantican kasvattaessa kokoaan ja Urin yhdistyessä Nenaan. On myös esitetty teorioita siitä, että Ur yhdistyi Nenaan subduktoitumalla sen alle. Atlantican, Urin ja Nenan lisäksi Rodiniaan kuului vielä 1-2 muuta suurempaa mannermassaa, kuten esimerkiksi Etelä-Kiinan käsittävä maamassa Itä-Antarctica, joka sijaitsi Australian (Ur) ja Pohjois-Amerikan (Nena) välissä.

Rodinian muodosta on monta näkemystä. Tässä yhteydessä esitetty laattojen konfiguraatio perustuu Rogers & Santosh (2003) näkemykseen. Siinä Nena on keskellä ja sitä reunustavat lännessä Ur ja Itä-Antarctica, pohjoisessa Siperia ja Baltica sekä Idässä Atlantica. 

Tärkeä Rodinian muodostumista leimaava piirre ovat nk. Grenvillen orogeniat, jotka muodostivat Rodinian yhdistivät akkretionaariset vyöt kahdessa kohtaa: Nenan ja Atlantican välillä sekä Nenan ja laajennetun Urin välillä.

Rodiniasta kerätyn paleomagneettisen datan valossa vaikuttaa siltä, että supermanner oli varsin lyhytikäinen.  Rodinian hajoaminen alkoi muutama sataa miljoonaa vuotta sen synnyn jälkeen, kun supermantereen sisemmät osat muuttuivat muotoutumassa olevan suuren mannermassan, Gondwanan reuna-alueiksi. Gondwanan muodostumisen yhteydessä osa Rodinian palasista hitsautui muodostelmaan (Pan-African orogenic belts), joka nykyisen tunnetaan Afrikkana.

Pangea (~300 Ma) – kolmas supermanner

Gondwana ja Pangea muodostuivat pääosin Rodinian osista, jotka ajautuivat uuteen järjestykseen supermantereen hajoamisen myötä. Hajoaminen tapahtui ilmeisesti kahdessa osassa, Atlantican ja Nenan sekä Nenan ja Urin välillä. Toisin sanoen irtautuivat mannerpalaset niillä rajoilla, jossa Grenvillen orogenia tapahtui Rodinian syntyessä.

Hajoamisen tuloksena Antarctica, joka sisälsi n. 3000 miljoonaa vuotta vanhoja Urin kratoneja, irtautui nykyisestä Pohjois-Amerikasta muodostaen Itä-Gondwanan, johon kuuluivat mm. Pohjois-Intia ja miltei koko Australia. Itä-Gondwana oli todennäköisesti kerännyt kaiken materiaalinsa keskiproterotsooiseen (1600-1000Ma) kauteen mennessä. Itä-Gondwanan lisäksi syntyi Rodiniasta myös Länsi-Gondwana, joka käsitti Afrikan ja Etelä-Amerikan. Sitä Rodinian osaa, joka ei irronnut Länsi- tai Itä-Gondwanaksi, nimitetään Lauraasiaksi. Lauraasia sisälsi Pohjois-Amerikan, Gröönlannin, Baltican ja Siperian. Itä- ja Länsi-Gondwana yhdistyivät, n. 600–500 miljoonaa vuotta sitten yhdeksi suureksi mantereeksi, Gondwanaksi.

Gondwanan Atlantica-osa (Länsi-Gondwana) kiertyi myötäpäivään Pohjois-Amerikkaan ja Balticaan (osa Lauraasiaa) nähden ja törmäsi kierron aikana useita kertoja läheisiin maamassoihin. Kiertymisen ansiosta asettuivat Gondwana ja Laurasia niihin asemiin, joissa ne olivat maan viimeisimmässä supermantereessa, Pangeassa. Pangea muodostuikin suurelta osin Lauraasiasta ja Gondwanasta. Gondwanan ja Laurasian liikehdintä hiljeni n. 300 miljoonaa vuotta sitten, jolloin Pangea saavutti suurimman kokonsa.

Tuleva supermanner (~250 Ma nykyhetkestä)

On siis kyetty kohtalaisen aukottomasti osoittamaan, että maa on jatkuvan muutoksen kohteena. Mantereet vaeltavat törmäten ajoittain toisiinsa, jolloin ne muodostavat suurempia mannermassoja, supermantereita. Historian aikana supermantereet ovat esiintyneet tasaisin väliajoin, joten voinemme luottavaisin mielin olettaa, että myös jatkossa mantereet kerääntyvät jälleen yhteen.

Tarkalleen ottaen olemme parhaillaan matkalla kohti seuraavaa supermannerta, sillä Pohjois- ja Etelä-Amerikka matkaavat hyvää vauhtia länteen samalla, kun Atlantin keskellä syntyy jatkuvasti uutta merellistä kuorta. Tämän johdosta Tyyni valtameri pienenee jatkuvasti ja noin 250 miljoonan vuoden kuluttua Amerikat törmäävät Aasiaan. Törmäyksen tuloksena syntyy uusi supermanner, joka ennusteiden mukaan kerää yli 90 % mantereista yhdeksi suureksi maamassaksi.

Lähteet:

Condie, K. C. 2002: Breakup of a Paleoproterozoic Supercontinent. Gondwana Reasearch 5: 41-43.

Evans, D.A.D. 2006: Evidence for pre-Pangean supercontinents, and the search for accurate reconstruction. Report S-46: 19-24. Institute of Seismology, University of Helsinki.

Maruyama, S., Santosh, M., Zhao, D. 2007: Superplume, supercontinent, and post-perovskite: Mantle dynamics and anti-plate tectonics on the Core—Mantle Boundary. Gondwana Research 11: 7-37.

Rogers, J. W. 1996: A History of Continents in the Past Three Billion Years. The Journal of Geology 104: 91-107.

Rogers, J. W. ja Santosh, M. 2002: Configuration of Columbia, a Mesoproterozoic Supercontinent. Gondwana Research 5: 5-22.

Rogers, J. W., Santosh, M. 2003: Supercontinents in Earth History. Gondwana Research 6: 357-368.

Roy, A. B. 1999: Assembly and Breakup of Supercontinents. Resonance 42-48.

Tohver, E., D’Agrella-Filho, M. S., Trinhade, R.I.F. 2006: Paleomagnetic record of Africa and South America for the 1200–500 Ma interval, and evaluation of Rodinia and Gondwana assemblies. Precambrian Research 147: 193-222.