Maan historia

Maan historia alkoi 4,6 miljardia vuotta sitten maapallon syntyessä. Maan historian merkittävimpiä vaiheita ovat olleet suuren kappaleen törmäys 4,5 miljardia vuotta sitten, mikä synnytti maan kiertolaisen Kuun; mannerten, ilmakehän ja merten synty 3,5–4 miljardia vuotta sitten; sekä elämän synty 3,5–4,1 miljardia vuotta sitten.

Maan lämpeneminen

Maa oli aluksi viileä ja löyhä massamöykky. Se alkoi lämmetä kolmesta syystä: siihen kohdistui hiukkaspommitusta, painovoima puristi massamöykkyä yhä pienempään tilaan, ja radioaktiiviset ainesosat hajosivat.
Maan massan kasvaessa planeetan vetovoimakin lisääntyi, minkä seurauksena se veti entistä enemmän hiukkasia itseensä. Suuri osa hiukkastörmäysten synnyttämästä lämmöstä karkasi ympäröivään avaruuteen, mutta osa lämmöstä hautautui uusien hiukkasten alle ja jäi Maahan. Kun planeetan sisemmät osat puristuivat kasaan, ne samalla lämpenivät, ja lämpö myös pysyi planeetan sisällä, koska kivi johtaa lämpöä huonosti. Myös radioaktiivisten aineiden hajoaminen tuotti lämpöä enemmän kuin sitä pääsi poistumaan.

Maan kerrosten muodostuminen

Muutaman sadan miljoonan tai ehkä jopa miljardin vuoden kuluttua Maan synnystä sen sisäosat olivat niin kuumia, että rauta alkoi sulaa. Sen seurauksena rauta valui raskaana alkuaineena kohti maan keskiosia ja syrjäytti siellä kevyempiä aineita. Maan keskilämpötila kohosi samalla 2000 asteeseen ja suurin osa planeetasta suli. Aineet järjestyivät rakenteellisiksi kerroksiksi, ja näin Maasta tuli kerroksellinen planeetta, jossa on sisäydin, ulkoydin, vaippa ja kuori. Rauta muodosti ytimen. Raudan, magnesiumin ja piin yhdisteet kertyivät vaipaksi sen päälle, sekä kevyimmät yhdisteet muodostivat kuoren Maan pinnalle.

Maankuoren synty

Sula kiviaines purkautui tulivuorista maanpinnalle ja jähmettyi kovaksi kivikuoreksi. Maan kuori oli aluksi epäyhtenäinen, ja se suli moneen otteeseen konvektiovirtausten vaikutuksesta. Vanhimmat todisteet alkeellisesta kuoresta on ajoitettu 4,374 miljardin vuoden ikäisiksi.
Noin 3,8 miljardia vuotta sitten alkoi maankuoresta muodostua protomantereita, nykyisten mannerten edeltäjiä. Sulan päälle syntyi saarikaaria ja hot spot -tulivuoria, jotka yhdistyivät vähitellen tuottaen ensimmäiset hajanaiset kiinteän kuoren palaset. Kiinteän kuoren osuus alkoi kasvaa nopeasti, ja seuraavan yli miljardin vuoden aikana kuoren palaset kasvoivat ja vahvistuivat. Noin 2,7 miljardia vuotta sitten laatat muodostivat kratoneita, paksua ja tektonisesti rauhallista hyvin vanhaa kuorta.

Merien synty

Kun maapallo jäähtyi, vesihöyry tiivistyi vedeksi ja satoi Maahan. Vesi kerääntyi altaisiin, jolloin syntyivät ensimmäiset valtameret.

Mannerten historia

Ensimmäinen suurempi kratonien yhdistelmä, nimeltään Ur, syntyi 3 miljardia vuotta sitten. Ur laajentui entisestään 2,5 miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen muodostuivat Arctica ja Nena (2,5 miljardia vuotta sitten) ja Atlantica (2,1 miljardia vuotta sitten).
Maassa on ollut kolme niin sanottua supermannerta: Pangea (500 miljoonaa vuotta sitten), Rodinia (1000 miljoonaa vuotta sitten) ja Columbia (1,9 miljardia vuotta sitten). Vanhojen supermantereiden olemassaolosta, muodosta ja ajoituksesta on vain epätarkkoja ja epäsuoria todisteita. Columbia syntyi mahdollisesti Nenan, laajentuneen Urin ja Atlantican yhdistyessä. Se alkoi hajota 1,5 miljardia vuotta sitten. Rodinia muodostui 1000 miljoonaa vuotta sitten ja kesti muutaman sata miljoonaa vuotta. Sen osat ajautuivat uuteen järjestykseen, jolloin syntyivät Gondwanan mannermassa ja Lauraasia. Ne asettuivat supermanner Pangeaksi, joka saavutti suurimman kokonsa 300 miljoonaa vuotta sitten. Pangea alkoi hajota noin 200 miljoonaa vuotta sitten nykyisiksi mantereiksi. 250 miljoonan vuoden kuluttua arvellaan syntyvän uusi supermanner kun Amerikat törmäävät Aasiaan.

Ilmakehän historia

Maalla on ollut kolme eri kaasukehää. Varhaisin kaasukehä syntyi pian Maan muodostuttua 4,6 miljardia vuotta sitten. Se oli ohut ja koostui pääasiassa vedyn ja heliumin sekoituksesta. Toinen kaasukehä syntyi seuraavien satojen miljoonien vuosien aikana purkautuneiden useiden valtavien tulivuorten purkauskaasuista. Lisäksi Maahan kulkeutui jääkimpaleita, jotka vaikuttivat kaasukehän koostumukseen. Noin 4,5 miljardia vuotta sitten maapallon alkuilmakehä koostui lähinnä vesihöyrystä, hiilidioksidista, vedystä ja typestä. Happea ei vielä tällöin ollut lainkaan. Hapen määrä ilmakehässä alkoi lisääntyä vasta kun noin 3,5 miljardia vuotta sitten ensimmäiset happea tuottavat bakteerit syntyivät. Niillä oli kyky pilkkoa vettä vedyksi ja hapeksi, eivätkä ne vielä tarvinneet happea omiin elintoimintoihinsa, joten happea alkoi vapautua. Pikkuhiljaa hapen määrä ilmakehässä kasvoi ja vapaan vedyn määrä väheni. Tämä kehitys oli hidasta: vielä noin kaksi miljardia vuotta sitten ilmakehän happipitoisuus oli vain noin sadasosa nykyisestä ja 700 miljoonaa vuottakin sitten vain kymmenesosa. Hapen lisääntyminen aloitti myös otsonikerroksen syntymisprosessin. Hiilidioksidin pitoisuus ilmakehässä oli vielä kambrikaudella 15-kertainen nykyiseen verrattuna. Nykyisen happipitoisuutensa ilmakehä saavutti noin 360 miljoonaa vuotta sitten, ja samalla hiilidioksidipitoisuus oli laskenut lähelle nykytasoa.