Planeet Maa aastal uuritakse Maa hingamist ja higistamist
“Maateadus mulle meeldib just, te ärge kinni pange ust.” Nii kirjutas poeet Ott Arder siis, kui uksed suurele osale Maast olid meile suletud. Maateadus kui termin on vaata et Kreutzwaldi ajast alates käibel geograafia sünonüümina. Nüüdseks on maadeuurimine selles tähenduses, milles seda veel 20. sajandi algupoolel viljeldi, otsa saanud. Kuid planeet Maa tundmaõppimine ei saa otsa seni, kuni teadus ja Maa kestavad.
Tallinna tehnikaülikooli geoloogia instituudi direktori Alvar Soesoo sõnul on TTÜ-s äsja avatud magistri- ja doktoriõppe kursus, kus käsitletakse nii lito-, hüdro- kui ka atmosfääri – ehk siis Maa tahket, vedelat ja gaasilist nägu. Kursuse nimeks on pandud Maa-teadus suure algustähega, et eristada seda maateadusest kui geograafiast.
Rahvusvahelise geoloogiateaduste liidu UIGS-i initsiatiivil on UNESCO kuulutanud tänavuse aasta rahvusvaheliseks planeet Maa aastaks. See avatakse veebruaris UNESCO peakorteris Pariisis ja kestab 2009. aasta lõpuni. Maa aasta Eesti rahvuskomitee esimehe Soesoo sõnul on üritusega ühinenud 120 riigi seas ka Eesti. Möödunud aasta septembris Tallinnas korraldatud üleeuroopalisel geoloogiaseltside kongressil oli asi ka põhjalikumalt kõneks. Keskenduti sellele, kuidas mõjuvad ressursid inimühiskonnale. Sest peaaegu kõik, mis on meie ümber – metallid, kemikaalid, ehitusmaterjalid, energiakandjad –, tuleb maapõuest mingist ühe või teise kuju ja suurusega august.
Hapniku ilmumine
Kuid needsamad jõud, mis on teinud planeet Maa elatavaks, teevad selle kõigi oma tormide, maavärinate, vulkaanipursete ja üleujutustega ka vägivaldseks.
Et ennustada Maa tulevikku, peab teadma tema minevikku. Piisavalt täpselt me seda veel ei tea. Nii võime atmosfääris sisalduva hapniku kohta kindlalt öelda vaid kaht: et Maa varane atmosfäär oli hapnikuvaba ja et praegu sisaldub selles hapnikku 21 protsenti. Iidsete kivimite uurimine on teadmisi veidi täpsustanud. Nii tundub, et märkimisväärsel hulgal hapnikku tekkis atmosfääri mitte pikalt ja pidevalt, vaid üsna kiiresti ühel kindlal ajavahemikul 2 kuni 2,5 miljardit aastat tagasi. Selleks ajaks oli elu Maal toiminud juba miljard aastat.
Tollased elusorganismid tsüanobakterid hapnikku ei eritanud, nii nagu teevad seda fotosünteesivad organismid. Enne seda ajastut settinud kivimites puuduvad punakad kihid, mis hilisemates kivimites annavad märku raudoksiididest, need aga saavad tekkida vaid hapniku osalusel. Nii et rooste annab märku, kas hapnikku oli võtta või ei olnud. On ka teisi jälgi, nagu näiteks väävliisotoopide jaotus kivimites.
Kuid miks ikkagi hapnik atmosfääri kogunema hakkas? Seda on seostatud kahe sündmusega. Esiteks suurte mandriliste maamassiivide ilmumisega Maale. Laamtektoonika iseloom muutus ja kivimid ei neelanud enam õhust nõnda palju hapnikku, mis muidu kulus vulkaanide või muude väljapursete saadustega reageerimiseks.
Teisalt võisid tollal tsüanobakterid eristada hapnikku ka enne, kui nad õppisid valgusenergiat kasutama ja selle abil vajalikke aineid sünteesima. Nimelt on kivimitest leitud hapniku märke 200 miljonit aastat varasemast ajast, kui seda hakkas atmosfääri massiliselt kogunema. Kuid tundub, et see hapnik tarvitati ära kiiremini, kui seda tekkis.
Enamik geoloogilisi indikaatoreid näitab meile vaid hapniku olemasolu või puudumist. Samas on teada, et tuli saab põleda vaid siis, kui hapnikku on atmosfääris vähemasti 60 protsenti nüüdsest hulgast. See tähendab, et 450 miljoni aasta eest, mil hakkas pidevalt ladestuma puusüsi, pidi hapnikku olema vähemasti nõnda palju. On ka erand: 380 miljonit aastat tagasi puusöe ladestumine mingiks ajaks peatus, tähendab hapnikukogus vähenes. Kui aga hapnikku oleks nüüdsest kogusest 1,6 korda enam, siis muutuksid metsatulekahjud peatumatuks.
Jääaegade rütmika
Hapnik on oluline näitaja, mille järgi tehakse kindlaks Maal esinenud jääaegade ajad ja ulatused. Asi on selles, et ookeanivees lahustunud hapniku isotoopide hapnik-18 ja hapnik-16 suhe suureneb siis, kui Maad tabab jääaeg. Meie atmosfääris tavaline hapnik-16 aurustub pidevalt veest ja kontsentreerub jääkilpidesse, mis tõstabki hapnik-18 osa ookeanivees. Selgus, et see suhtarv muutub perioodiliselt. Üks muutumistsükkel on 41 000 aastat. Seda perioodi seostatakse Maa pöörlemistelje kalde muutumisega. Teine periood on 21 000 aastat ja seda seostatakse Maa orbiidi päikesekauguse muutumisega.
Et asi oleks veel keerulisem, avastati uurijate üllatuseks, et viimase 800 000 aasta jooksul on jääkilpide kasvamiseks kulunud keskmiselt 90 000 aastat, sulamiseks aga 10 000 aastat. Seda püütakse seostada Maa orbiidi ekstsentrilisusega, mis muutub perioodiga 100 000 aastat. Tagatipuks on avastatud, et Antarktika Rossi meri on olnud miljoni aasta eest jäävaba. Need tulemused, mis pole ainsad, näitavad, kui raske on avastada, mis toimus Maal minevikus.
Pole siis ime, et kohati riiuni paisuvad vaidlused selle üle, kui palju ikkagi Maa kliima muutub ja kui palju panustab sellesse inimene, ei kipu vaibuma.
Eestis avatakse planeet Maa aasta 18. märtsil Tartu ülikooli aulas. Käivitub haridus- ja teavitusprogramm, millega püütakse edendada Maa-teaduste alast haridust. Lähemalt võib asja kohta lugeda www.planeetmaa.org.
