Lumepallimaa — proterosoikumi ulatuslikud jäätumised ja geoloogia

Uuri Lumepallimaa proterosoikumi ulatuslikke jäätumisi ja geoloogilisi tõendeid — vastuoluline teooria, mis seletab troopilisi jääkihte ja maa ajaloo müsteeriume.

Lumepallimaa või Jäämaja Maa viitab aegadele, mil Maa pind oli peaaegu või täielikult külmunud. Lumepalli- (või jääpalli-) Maa esinemine on endiselt vaieldav, kuid praegu on tõenäoline, et ulatuslik jäätumine toimus proterosoikumi perioodidel. Arutelu on endiselt selle üle, kui laialt need liustikud olid levinud. Teooria pooldajad väidavad, et see teooria seletab troopilistel laiuskraadidel esinevaid jääaja päritoluga settekihti ja muid mõistatuslikke geoloogilisi tunnuseid. Vastased ei tee geoloogilistest tõenditest samu järeldusi ja kahtlevad jääga või liustikuga kaetud ookeani geofüüsikalises võimalikkuses.

Täpsustus ajastuses ja ulatuses

Enamasti viidatakse lumepallimaa sündmustele Proterozoikumis, eriti Neoproterozoikumis (Cryogeniani ajastu, ligikaudu 720–635 miljonit aastat tagasi), mil toimusid vähemalt kaks suurt jäätumist (tavaliselt nimetatud Sturtian ja Marinoan). Termin “lumepallimaa” võib tähendada kas täielikku maailma kattumist paksu jääkihiga (hard snowball) või osaliselt jäätunud planeeti, millel olid avatud veesooned ekvaatori ümbruses (slushball).

Tõendid, mida teadlased toetuseks toovad

• Diamiktiidid ja jäätumiskindlad setted: paljudes piirkondades on leitud jäätumistingimustega ühildatavaid settekihte (diamiktiidid), mis võivad viidata laialdastele liustikele.
• Dropstones ja jäälohked: kaldakivimitesse sisenenud suurte kivimite (dropstones) ning mõningate striatsioonide ja muude mehaaniliste jälgede leidmine.
• Kap-bonaadid (cap carbonates): jäätumise järel paljudes kohtades esinevad paksud lubjakivikihid, sageli koos tugeva negatiivse δ13C signaaliga — seda on tõlgendatud kui jääst sulamise ja suure vulkaaniliselt põhjustatud CO2 kogunemise tagajärge.
• Paleomagnetilised andmed: mõned paleomagnetilised uuringud näitavad, et glaciaalsed setted võisid moodustuda madalatel laiuskraadadel, mis toetaksid globaalse jäätumise võimalust.

Võimalikud mehhanismid jäätumise tekkeks ja lõppemiseks

• Jää-albedo tagasiside: jääkate peegeldab päikesevalgust, vähendades soojenemist ja soodustades edasist jäätumist.
• Vähenenud kasvuhoonegaaside sisaldus: näiteks CO2 või metaani kontsentratsiooni langus (tundub seotud muutustega biogeokeemilistes tsüklites) võib jahutada planeeti.
• Tektonilised ja tektilised muutused: mandrite paigutus (nt Rodinia lagunemine) ja suurenenud pinnase ilmastikutingimused, mis võivad kiirendada kivimite ilmastumist ja CO2 eemaldamist atmosfäärist.
• Deglatsatsioon: jää sulamiseks pakuti mehhanismina vulkaaniliselt toodetud süsihappegaasi kuhjumist atmosfääri, mis soojendas õhku ja viis jää sulamiseni.

Vaidlused ja alternatiivsed seletused

• Tõendite tõlgendamine: mitmed “glatsiaalsed” setted (nt diamiktiidid) võivad tekkida ka muude protsesside — nagu maaliinapritsmete massliikumise või merealuste laviinide — tagajärjel.
• Paleomagnetika ebakindlus: vanemate kivimite paleomagnetilised signaalid võivad olla tektooniliselt jaardunud või ümbertõlgendatud, mis raskendab laiuskraadide kindlakstegemist.
• Geofüüsikaline argument: mõned teadlased kahtlevad, kas ookean suudaks püsida täielikult jääsamas temperatuuris ja millised tingimused oleksid vajalikud eluks või keemilistele protsessidele jää all.
• Slushball vs hard snowball: alternatiivsed mudelid lubavad piirkondlikku jääkatet või ekvaatori lähedal paiknevat avatud vett, säilitamaks fotosünteesi ja elusorganisme.

Mõjud elule ja geoloogiale

Kui lumepallimaa sündmused olid laiaulatuslikud, olid nende mõjud olulised:

• Bioloogiline survetus ja diversifitseerumine: tugev stress keskkonnatingimustes võis soodustada adaptiivset kiirendamist ja põhjustada selektsiooni, mis omakorda võis soodustada hilisemat mitmekesistumist (nt Ediacara fauna ja kambriumi eksplosioonile eelnevate sündmuste taustal).
• Keemilised tsüklid: suured muutused süsiniku ja hapniku tsüklis, mida kajastavad isotopilised signaalid ja kap-bonaatide moodustumine.
• Settekihi ja maastiku muutused: jäätumine ja selle lõppemine on jätnud kivimkordadesse selged, kuid vahel vaidlustatud märgid (nt erosioon, jäätumisele järgnevad settekihid).

Kokkuvõte

Lumepallimaa hüpotees on endiselt aktiivne uurimisvaldkond: olemas on mitmeid geoloogilisi märke, mis toetavad ulatuslikku Proterozoikumi jäätumist, eriti Neoproterozoikumis, kuid tõlgendused ja tõendid ei ole alati ühemõttelised. Erinevad mudelid ja täiendavad andmed (täpsemad dateeringud, paleomagnetilised uuringud, glatsiaalsete tunnuste detailsed analüüsid) on vajalikud, et lahendada, kas Maa oli tõepoolest täielikult jääs või oli olukord pigem osaline jäätumine.

Otsing