Elämän historia/Karoon jääkausi

Kivihiilikauden sademetsät sattoivat edistää jääkautta: imivät ilmasta lämmittäviä kasvihuonekaasuja.

Karoon jääkausi oli kylmä jakso Maan historiassa kivihiili -ja permikaudella. Erityisen kylmää oli noin 305-295 miljoonaa vuotta sitten. Trooppiset sademetsät supistuivat.

Etelässä oli silloin suuri manner.

Jää eteni laajimmillaan noin eteläiselle 30 leveydelle asti. Karoon jääkauden silokallioita näkyy nykyäänkin. Syy on yksinkertaine: eroosio on hävittänyt kovan kiven päältä pehmeän pois.

Karoon jääkausi lie edistänyt havupuiden kehitystä. Toisaalta yhtä hyvin siemenkasvien yleistyminem edisti jääkausia. Samoin synapsidit, nisääkkäiden edeltäjät sopeutuivat joillain alueilla viiellämpään ilmastoon.

Jääkauden merkkejä

Muun muassa tilliittejä kerrostumissa. Merenpohjan ja maan kerrostumien ainemuutoksia.

Nykyään nähdään jopa Maan pinanlla Karoon jääkauden jälkinä silokallioita.

Tämä johtuu siitä, että nuorempi kallioperä ja maaperä on paikoin kukunut pois. Pehmeä kivi kovan kiven päältä. Näin on syntynyt eräänlaine mysteeri: miten jääkauden jälkiä voi ola Afrikassa, joka ei jäätiköitynyt viime jääkaudella.

Suuri saalistajasammakkoeläin Megalocephalus hävisi noin 307 miljoonaa v sitten.

Jääkauden seurauksia ja tapahtumia

Edaphosaurus oli varhainen synapsidi, joka eli jo kivihiilikauden lopuilla joskus 303 miljoonaa v sitten. Laji selvisi elinympäristön muutoksesta.

Kivihiilimetsät syntyivät kautena, jolloin merenpinta vaihteli. Jääkausi aiheutti merenpinnan laskun. mannerjalustaa paljastui. Tähän kehittyi tropiikissa mm soistuneita suometsiä. Kun ilmasto lämpeni, alue hautautui taas meren ja liejun alle. Kun tapahtumasarja toistui jää- ja lämpökausien vuorotellessa, maahan hautautui lieko- ja saniaispuita paljon. Nämä eivät lahonneet ehkä hapettoman ympäristön ja sen takia, kun tuon ajan bakteerit eivät kyenneet hajottamaan kuolleen puun ligniiniä. Kuorelliset puut kun olivat kehittyneet malko äskettäin. Kauden puista suurin osa oli kuorta.

Vesikalvolliset maaeläimet ilmaantuivat jo noin 350 miljoonaa vuotta sitten. Ensimmäiset täysin vedestä riippumattomat maaselkärankaiset kehittyivät juuri kaudella, jolloin jäätiköitymiset kylmenivät.

Varhaisimmat matelijat ja synapsidit ilmaantuivat noin 320-310 miljoonaa vuotta sitten. Näitä olivat matelija Hylonomus ja synapsidi Archaeothyris .

Varhaiset pelykosaureiksi ennen kutsutut synapsidit ilmestyivät noin 306 miljoonaa vuotta sitten, kun oli edelleen viilennyt.

Jääkauden edetessä ilmasto kuivui. Alussa kuivat ja kostean kaudet vuorottelivat, myöhemmin kuivempaan ja viileämpään sopeutunut kasvillisua valtasi alaa.

Saniaiset yleistyivät. Monet liekopuulajit kuolivat sukupuuttoon. Tämä johtui kuivumisesta ja myös tropiikissa tuntuneesta kylmenemisestä.

Jättiläistuhatjalkaiset kuolivat. Matelijat alkoivat lajiutua, koske selvisvät paremmin kuivemmassa ympäristössä. Jääkauden päätyttyä vain mereisemmän Kiinan kivihiilimetsät palautuivat.

Etelässä viileällä vyöhykkeellä nousi permikauden alussa kielisaniaisten Glossopteris-kasvillsuus, joka käsitti monelaisa puita ja pensaita.

Jäätiköitymisen syitä

Maapallon arvioitu kartta ajalla 310 miljoonaa v sitten, kivihiilikauden loppupuolella.

Aurinko oli nykyistä himmeämpi

Aurinkovakio oli 1,327 W/m². Nyt se on noin 1361 W/m².

Mannerliikunnot olivat jäätiköitymisen pääsyy.

Eteläinen Gondwanan jättimanner ja pohjoinen Euramerikka törmäsivät. Tämä katkaisi Maata lämmittäneen, lähellä päiväntasaajaa kiertäneet merivirran. Nyt merivirta kiersi pohjoiseen, kylmemille vesille tuoden mukanaan viileämpää vettä tropiikkiin asti.

Mannerten törmäys synnytti suuren vuoriston. Hercynialaiset, variskilaiset ja Appalakkien poimutukset. Päiväntasaajan läheiset korkeat vuoret imivät hiilidioksidia rapautumalla, ja myös olemassaolollaan kylmensivät Maata.

Pangean eteläosassa oli laajalti mannerta, joka pystyi jäätiköitymään. Silti etelässä oli paljon mertakin, josta tuulet saattoivat tuoda kosteutta jäätiköitymään maalle - kylminä kesinä.

Maalle levittäytyneen kasvillisuden arvellaan vähentäneen ilmakehän hiilidioksidia.

Lisäksi jättimäinen tulivuorenpurkaus noin 300 miljoonaa vuotta sitten saattoi "hetkeksi" viilentää Maata.

Jääkauden huippuajat varmistivat Milankovicin jaksot, jotka tuottivat ajoittain kylmiä kesiä. Ilmeisesti Maan rata oli soikea, sen asento ja akseli vain vähän kallellaan kylmimpinä kausina. Kylminä jaksoina jäähtynyt, suolainen vesi painui alas Panthalassan eteläosissa ei niin korkeilla leveyksillä kuin lämpiminä jaksoina.

Eteläinen Gondwanan maa oli näin ollen herkä jäätiköitymään monen tekijän takia.

Jäätiköitymisen keskusalue oli Etelä-Afrikka - Etelämanner - Australia - Intia risteyksen lähellä: nämähän olivat Pangeassa yhdessä kokonaisuudessa, Gondwanamaassa.

Lämpö- ja jääkausijaksoja .

Jäätiköitymisen vaiheet

Noin 380-345 miljoonaa vuotta sitten oli jäätiköitä jopa 60 leveyspiirille asti. Nämä ilmeisesti sulivat lähes kokonaan noin 340 miljoonaa vuotta sitten.

Massiivinen jäätiköityminen alkoi jaksolla 335 -305 miljoonaa vuotta sitten, jolloin jää eteni 60, jopa 50 eteläiselle leveydelle.

Kylmin vaihe tuli noin 305 - 284 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin jää eteni noin 40-30 leveydelle asti.

Jaksolla 284-256 miljoonaa vuotat sitten jää saattoi edetä paikoin 60 leveydelle asti, yleensä vain 70-80 leveydelle. Jäätiköt olivat tässä vaiheessa useimmiten vuoristojäätiköitä.

Jäätiköiden suurenemisvaihe

Eteläisen napaseudun vuoristoon ilmaantui hyvin laajoja jäätiköitä viimeistään 370 - 360 miljoonaa vuotta sitten.

Jäätiköt suurenivat 345 - 330 miljoonaa vuotta sitten. Noin 328-320 miljoonaa v sitten koettiin suuri jäätiköityminen, jää eteni ajoittain 50 leveyspiirille asti. Tämä johtui siitä, kuin Rheian meri sulkeutui ja lämmin merivirta ketkesi.

Australiassa oli jäätiköitymiset manningin mukaan C1 326.5 - 325.5 ja C2 322.5 - 319.5 miljoonaa v sitten.

Jonka jälkeen hieman lauhtui mutta kuivui. Jää pysytteli kuitenkin yhä kylminä jaksoina 60 leveyspiirillä. Kylmeni varsinkin 315, yhä noin 300 miljoonaa v sitten. Jääkaudet C3 ja C4 olivat Australiassa noin 315 ja 310 Ma.

Noin 325-305 miljoonaa vuotta sitten syntyi paljon hiilirikkaita kerrostumia kun eloperäistä hiiltä hautautui maahan hyvin runsaasti, jääkauden aiheuttaman muutoksen takia.

Ilmasto alkoi nissä kuivua noin 317.5 miljoonaa v sitten., kun alkoi jääkausi. Noin 308-306 miljoonaa vuotta sitten trooppinen ilmasto kuivui merkittävästi, yksi kuivumisporras noin 307 ma. Edelleen noin 302 miljoonaa vuotta sitten kuivui edelleen, kasvillisuus oli testikohdassa hiilikauden kuivinta tyyppiä koko ajan.

Jääkauden kylmin vaihe

Aiemmin noin 600 ppm ollut ilmakehän hiilidioksidipitoisuus alkoi sahata noin 308 miljoonaa vuotta sitten ollen luultavasti yleensä välillä 300 - 600 ppm. Erityisen alas se laski 306 ja 304 miljoonaa vuotta sitten. Merenpinta laski 80 - 140 metriä.

Noin 307-305 miljoonaa vuotta sitten trooppiset sademetsät kutistuivat päätellen siitä, että hiilen hautautumine väheni Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Ilmasti kylmeni edelleen noin 305-300 miljoonaa v sitten.

Mutta väissä noin 304 miljoonaa vuotta sitten tulivuoren purkaus aiheutti lämpöpiikin.

Merenpinta laski noin sata metriä. Ilmakehän CO2-pitoisuus laski silloin jopa 150 ppm:ään, ja oli enintään 300 ppm. Pienempiä CO2-pitoisuuksia on arvailtu.

Joskus 300-295 miljoonaa v sitten oli hyvin kylmää. Jäätiköt olivat laajimmillaan aivan permikauden alussa noin 300 - 297 miljoonaa v sitten. Jää eteni silloin 40-45 eteläiselle, ehkä jopa 30 eteläiselle leveydelle asti.

Kylmin "piikistä" oli noin 301.5-295 miljoonaa vuotta sitten. Sen alussa lämpötila romahti Henanissa 5-15 astetta.

Noin 300 - 298 miljoonaa vuotta sitten kylmeni, ja ilmakehän CO2-pitoisuus laski 400 ppm:stä 100 ppm:iin.

Noin 299 miljoonaa vuotta sitten permikauden rajalla Amerikan ja Euroopan hiilen hautautuminen lakkasi, mutta Itä-Assian mereisllä alueilla alkoi kasvaa. Kylmimpiä jaksoja jakso koettiin esim 298,6 ja 297,6 miljoonaa v sitten. Jälkimmäisenä aikana oli tarimin altaassa kylmyyshuippu.

Ilmasto alkoi , tosin hitaasti ja vaihdellen lämmetä 295 miljoonaa vuotat sitten: menenpinta nousi. Mutat n 293 ma kiettiin taas kymä jakso.

Hiilidioksidi alkoi nousta n 296.5 miljoonaa v sitten. Laaja Gondwanan jäätikkö suli noin 292 miljoonaa v sitten..

Jääkauden lämpeneminen

Noin 290-280 miljoonaa vuotta sitten jäätiköt supistuivat merkittävästi.

Mutta esimerkiksi Itä-Australiassa oli jäätiköitä noin 287-280 miljoonaa vuotta sitten, kylmintä 285 Ma. Artiskian-jaksolal näkyy Lucaugoussa noin 1.2 miljoona vuoden jaksoissa vaihteluja merenopinnassa jne, vaikka tämä ei ole täsmällistä

Mutta monin paikoin sademetsien tilalle tuli savannimaista tai monsuunimaista kasvillisuutta.

Tämän jälkeen siellä lämpeni, mutta yhä jäätiköitä välillä 272 - 260 ma.

Jäätiköitä oli jaksoittain sekä p että e pallonpuoliskolla mutta melko pieninäpieninä noin 270 miljoonaa - 255 miljoonaa v sitten. Permikauden lopun lämpöhuippu sulatti mahdollisesti jäljelle jääneet vuoristojäätikötkin.