Liitukausi

Paleomaantiede

Liitukauden maailmankartta näytti vielä kauden lopuillakin erilaiselta kuin nyt. Mantereet olivat eri paikoissa kuin nyt ja merenpinta suurimman osan ajasta huomattavan korkealla.
Meren pieneliöstö oli hyvin runsaslukuista, ja pieneliöt toimivat aineksena suurten kalkkikivimuodostumien synnylle Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Englannin kalkkikivet syntyivät keski- ja myöhäisliitukaudella noin 97,5–66,5 miljoonaa vuotta sitten. Kalkkikivet muodostuivat lämpimissä, matalissa merissä, joita oli runsaasti merenpinnan noustua korkealle. Merissä oli suotuisan lämpötilan takia runsaasti planktonia ja muuta pieneliöstöä. Kivihiiltä, öljyä ja kaasua syntyi matalan meren eloperäisiä aineksia sisältävien pohjalietteiden vajottua syvälle kallioperään. Puolet maailman öljyvaroista syntyi liitukaudella, ja /tästä/ puolet liitukauden lämpöhuipun aikoihin noin 100 miljoonaa vuotta sitten.
Suurmanner Pangean hajoaminen jatkui liitukaudella. Atlantin valtameri laajeni ja Afrikka puristui kohti Euraasiaa, minkä seurauksena Alpit alkoivat muodostua. Kauden puolivälissä syntyneiden uusien merten keskiselänteiden syrjäyttämän vesimäärän takia suuria osia mantereista joutui tulvan valtaamaksi. Vedenpinta oli laavatasankojen ja keskiselänteiden synnyttyä noin 300 metriä nykyistä ylempänä.
Pohjois-Atlantti oli nykyistä kapeampi. Amerikka ja Eurooppa olivat hyvin lähellä toisiaan. Grönlanti oli kiinni Amerikassa ja hyvin lähellä Norjaa. Euroopassa ja Aasiassa oli nykyisillä manneralueillakin laajoja matalia meriä, kun merenpinta oli huomattavan korkealla. Silloisia meriä oli muun muassa nykyisessä Keski- ja Etelä-Euroopassa sekä Ukrainassa ja läntisessä Etelä-Venäjällä ja Iranin seuduilla. Merialueilta oli myös Arabiassa ja Pohjois-Afrikassa ja monilla muilla nykyisin kuivilla alueilla. Myös Pohjois-Amerikan suurten tasankojen seutu oli merenä. Intia oli kaukana eteläisellä pallonpuoliskolla. Se liikkui kohti Aasiaa melko nopeasti. Australia oli kiinni Etelämantereessa. Pohjois- ja Etelä-Amerikka olivat irti toisistaan. Afrikan ja Euraasian välissä oli Tethysmeri, joka ulottui nykyiseltä Välimereltä Irakiin. Tethysmeri oli yhteydessä suuriin valtameriin toisin kuin nykyinen Välimeri. Sen kautta oli vapaa pääsy Intian valtamereltä Atlantille.
Etelä-Amerikan ja Etelämantereen välillä oli maakannas. Aasian ja Amerikan välille syntyi Apt-vaiheessa maakannas. Lauraasian ja Gondwanamantereen välinen Tethysmeri laajeni liitukauden alussa noin 140 miljoonaa vuotta sitten leveäksi salmeksi, joka päästi merivirran kulkemaan sen läpi ja lämmittämään maapalloa varsinkin 130–100 miljoonaa vuotta sitten, jolloin Tethysmeri oli leveä. Samoin Pohjois- ja Etelä-Amerikan yhteys katkesi liitukauden alkupuolella. 
Keskiliitukaudella meren pinta nousi, koska merten sisällä sattui selänteiden kohoamista laavan purkautuessa. 40 prosenttia mantereista joutui veden peittoon meren pinnan noustua 200 metriä Apt-vaiheessa. Kun merenpinta oli korkeimmillaan, vedenpinnan yllä oli 18 % maapallon alasta, nykyään 25 %. Noin 135–115 miljoonaa vuotta sitten valtavat laavapurkaukset loivat laajoja merenalaisia tasankoja Eteläisen Tyynenmeren pohjaan liitukauden lämpöhuipun aikoihin. Jättimanner Pangaia hajosi kahtia 125 miljoonaa vuotta sitten Lauraasiaan ja Gondwanaan. Ontongin Jaavan tasanko lounaisella Tyynellämerellä on kaksi kertaa Alaskan kokoinen ja noin 40 kilometrin paksuinen. Valtavat laavapurkaukset johtuivat maan vaipassa olevista jättiläismäisistä kuumista kohdista, pluumeista, joiden nousu pintaan on suhteellisen harvinaista maan historiassa. On arvioitu, että mannerlaattojen liike olisi ollut nopeimmillaan noin 100 miljoonaa vuotta siten, mikä liittyi pluumien toimintaan. Liitukauden loppupuolella 135 miljoonaa vuotta, tosin välillä lyhyeksi aikaa takautuen noussut merenpinta alkoi laskea. Korkeimmillaan merenpinta lienee ollut noin 93 miljoonaa vuotta sitten Turonia-vaiheen lämpöhuipun aikoihin. Selväksi merenpinnan yleinen lasku kävi 75–72 miljoonaa vuotta sitten. Liitukauden lopulla tapahtui lukuisia, alle 0,5 miljoonaa vuotta kestäneitä merenpinnan tilapäisiä alenemisia ja loivempia, pitempiä alenemiskausia. Lyhyiden alenemisten uskotaan liittyvän ajoittaisiin Etalämantereen jäätiköitymisiin, vaikka tämä tuntuu hieman epävarmalta lämpimässä ilmastossa. Noin 66 miljoonaa vuotta sitten merenpinta kävi pikaisesti hyvin alhaalla aleten melko lyhyeksi aikaa noin 50 metriä.

Liitukauden ilmasto

Liitukaudella oli hyvin lämmintä. Vaikka liitukauden alussa  oli vielä viileätä, ilmasto lämpeni kasvihuoneilmastoksi.
Korkea lämpötila johtui mannerten sijainnista ja suuremmasta ilmakehän hiilidioksidimäärästä. Mantereet ohjasivat merivirrat niin, että ne lämmittivät maapalloa. Lämmin merivirta pääsi kiertämään Afrikan pohjoispuolisen Tethysmeren kautta ja Amerikkojen välistä lähellä päiväntasaajaa. Näin päiväntasaajan vedet pysyivät hyvin lämpiminä kiertäessään jatkuvasti alueella, millä Aurinko lämmittää jatkuvasti voimalla. Kylmät napa-alueiden merivirrat olivat heikkoja, ja esim. Etelämantereessa kiinni oleva Australia ohjasi kylmän merivirran lämpenemään lämpimille vesille. Syvävesikin oli lämmintä. Näin ollen Maan valtamerien vesien pääasiallinen lähde oli trooppisten ja subtrooppisten alueiden vesi, ja laajoja kylmien syvävesien alueita ei ollut.
Veden pinta oli korkealla. Meret ulottuivat nykyistä laajemmalle ja  merivesi imi auringon säteilyä tehokkaasti. Korkealla oleva meren pinta alensi lumirajaa muutenkin niin, ettei jäätiköitä liene liitukaudella ollut kuin korkeintaan napojen lähellä. Joidenkin uusien tutkimusten mukaan lämpimimmilläkin liitukauden jaksoilla olisi ollut pienehköjä jäätiköitä Etelämantereen keskustassa. Merenpinta aleni liitukaudella ajoittain joillain jaksoilla. Tämän uskotaan aiheutuneen silloin tällöin tapahtuneista jäätiköitymisistä. Ilmakehän suuren kosteuden uskotaan edistäneen näitä.
Tulivuorista purkautunut hiilidioksidi vaikutti kasvihuonekaasujen tavoin. Liitukauden tulivuoritoiminta oli ajoittain nykyistä huomattavasti vilkkaampaa. Liitukaudella syntyi noin puolet tunnetusta öljyvaroista, tästä suunnilleen puolet noin 100 miljoonaa vuotta sitten liitukauden keskivaiheilla vallinneen lämpöhuipun aikana. Lämpöhuippua edeltäneen Berrias-vaiheen aikana  tropiikki kostui edeltäviin trias- ja jurakausiin verrattuna. Jäätiköitä oli tällöin joillain korkeiden leveysasteiden vuorilla, mutta vuodenaikalunta laajemmilla alueilla.
Maa alkoi kuumeta Berrias-vaiheen lopulla. Alba-vaiheessa alkoi olla todella lämmintä ja kaikkein lämpimintä oli Turonia-vaiheen alussa noin 93,5 miljoonaa vuotta sitten, jolloin tulivuorenpurkaukset kuumensivat kaasuillaan Maan geologisesti katsoen lyhyeksi ajaksi. Samoin kalkkia syntyi liitukauden puolenvälin tienoilla runsaasti. Kaikkein lämpimimmät kaudet esiintyivät ennen merien hapettomia kausia.
Maapallon keskilämpötila oli ainakin 6 °C suurempi kuin nyt. Eräs arvio sanoo liitukauden keskivaiheen keskilämpötilan olleen 10–15 °C nykyistä korkeampi korkeilla leveysasteilla, mitkä lämpenevät ilmastonmuutoksissa päiväntasaajaa nopeammin. Ilmaston vyöhykkeisyys oli pienempi, toisin sanoen napojen ja päiväntasaajan lämpötilaero nykyistä pienempi. Nykyään napojen ja päiväntasaajan lämpötilaero on noin 41 astetta, liitukaudella se oli vain 17–26 astetta. Pohjoisnavalla oli 20 astetta lämpimämpää kuin nyt, ja etelänavalla 40 astetta lämpimämpää.
Liitukauden ajoilta on löydetty lämpimän ilmaston kasvien jäänteitä Alaskasta ja Grönlannista. Noin 100 miljoonaa vuotta sitten subtrooppisia kasveja kasvoi napapiirien takana. Palmuja oli Kanadassa. Krokotiileja eli 60. leveysasteella Hudsoninlahdella. Puissa ei monesti ollut vuosirenkaita, sillä ympäri vuotta oli hyvin lämmintä. Dinosaurusten fossiileja on löydetty 15 leveysasteen päästä liitukauden etelänavasta. Tropiikki tai subtropiikki oli leveysasteella 45. Tropiikissa oli kuumempaa kuin nyt, noin 35 astetta.
Koralleja kasvoi noin 1500 km kauempana päiväntasaajasta kuin nyt eli 35. leveysasteella. Korallien kasvu vaatii vuotuista yli 17 °C meriveden lämpötilaa, tai lämpimimmän kuukauden 21 °C:n lämpötilaa.
Merien syvänteissä oli 15–20 °C nykyistä lämpimämpää isotoopeista päätellen, ja nykyisenlaista kylmää syvävettä ei ollut. Liitukaudella kuumimpana jaksoja päiväntasaajan meriveden lämpötila oli yli 30 °C, ehkä 10 astetta nykyistä lämpimämpi eli 36–37 °C. Se saattoi olla kuumimmillaan jopa 42 °C, mikä on 17 °C enemmän kuin nykyään. Pohjoisnapa-altaan meriveden lämpötila vaihteli talven 14 °C:stä kesän 17 °C. Arktisen pintaveden lämpötila oli 15 °C tai enemmän.
Liitukauden lämpötiloissa ja niiden vuodenaikavaihteluissa tapahtui huomattavia vaihteluja. Välimeren ja Lähi-idän alue oli leveysasteella 20–30 liitukauden keskivaiheen aikoihin. siellä oli kahteen otteeseen huippulämpötila, nimittäin 35–36 °C Barreme-Apt- ja Cenomanum-varhais-Campania-vaiheissa. Vuoden alin lämpötila oli 24 °C kuumimpana Cenomanum – varhais-Campania-vaiheessa, mutta vain 16 °C Barreme-Apt-vaiheissa. Myöhäis-Barreme – Apt-vaiheissa vuotuiset lämpötilanvaihtelut nousivat 20 °C :een, jolloin ilmakehän kierto oli nopeaa ja mannerten pituusasteen, ei leveysasteen, suuruiset lämpötilaerot suuria. Mutta liitukauden kuumimpina aikoina Cenomanum ja varhais-Campanian-vaiheissa vuodenaikavaihtelut olivat Välimeren – Lähi-idän seuduilla vain 10 °C. 10–30 ° leveysasteilla oli varsinkin kauden alussa kuivaa, ylempänä kosteampaa.
Liitukaudella syntyi mustia kerrostumia, joiden on yleensä ajateltu liittyneen äkillisen kuumuuden aiheuttamaan hapettomuuteen. Toisen selityksen mukaan äkilliset kuumenemiset tuottivat joinain aikoina herkemmin trooppisia myrskyjä, joiden aiheuttamat tulvat ajoivat eloperäistä ainesta maalta merelle.
Liitukauden  keskivaiheen jälkeen ilmasto alkoi selvästi jäähtyä, kun mannerliikunnat muuttivat merivirtojen kulun. Ilmaston vyöhykkeisyys alkoi kasvaa. Silti pohjoisilla leveysasteilla oli yhä nykyistä lämpimämpää. Myös vuorijonojen muodostus viilensi ilmaa. Alligaattoreja ja krokotiileja tavattiin yhä harvemmin Pohjois-Euroopassa. Kuiva ilmasto alkoi muuttua kosteammaksi kauden loppuvaiheilla. Ilmasto viileni hiukan kauden keskivaiheilla, ja loppupuolella ilmasto vuoroin kylmeni edelleen, lämpeni ja viileni jälleen. Liitukauden päättäneessä Maastricht-vaiheessa koettiin aikaisempaa pienempi lämpötilan nousu ja koko liitukauden lopussa lämpöhuippu.

Kauden kasvihuoneilmiö

On sanottu, että Maa olisi ollut muun muassa Turonia-vaiheessa "kuuma kasvihuone". Pelkkä merivirtojen liike ei selitä liitukauden korkeita lämpötiloja. Toinen selittäjä on runsaan hiilidioksidin aiheuttama kasvihuoneilmiö. Ilmakehään vapautui suurissa laavapurkauksissa valtavia määriä hiilidioksidia. Hieman ennen nykyaikaa esiteollisena aikana oli ilmassa 280 ppm hiilidioksidia. Tutkijat ovat esittäneet hyvinkin vaihtelevia tietoja siitä, miten paljon liitukaudella oli hiilidioksidia esimerkiksi enimmillään.
Monien arvioiden mukaan keskisellä liitukaudella oli hiilidioksidia noin neljä kertaa tämä määrä. Toisten arvioiden mukaan hiilidioksidia saattoi olla liitukaudella 3–15 kertaa enemmän kuin esiteollisena aikana tai 2–6 kertaa enemmän kuin nyt. Erään arvion mukaan hiilidioksidia oli huipussaan noin 90 miljoonaa vuotta sitten 2 000–3 000 ppm. Jotkut sovittavat liitukauden keskivaiheelle nelinkertaisen määrän nykyiseen verrattuna. Toiset laskevat, että vielä myöhäisliitukaudella 70 miljoonaa vuotta sitten kerrostumista päätelty napojen merivesien pysyminen yli 15 asteessa ja päiväntasaajan vesien lämpeneminen yli 40 asteeseen olisi vaatinut jopa 7 100 ppmv hiilidioksidia, mikä on 20 kertaa nykyinen määrä. Ilmakehän hiilidioksidimäärä lienee vaihdellut huomattavasti liitukauden kuluessa.
Suuren hiilidioksidimäärän takia maapallon ilmasto lämpeni 3–8 °C. Jostain syystä hiilidioksidipitoisuus putosi äkkiä noin 90 miljoonaa vuotta sitten, muttei tämä viilentänyt maapalloa. Lämpenemisen seurauksena ilmakehään joutui puolitoistakertainen määrä vesihöyryä, joka lämmitti edelleen maapalloa. Navatkin lämpenivät huomattavasti, sillä niiden ilmassa saattoi olla kymmenen kertaa enemmän vesihöyryä kuin nyt. Jokaista kymmenen asteen lämpötilan nousua kohti ilma kykenee sisältämään kaksi kertaa enemmän vesihöyryä. Laskujen mukaan kaikkien näiden kasvihuonetekijöiden nettovaikutus olisi 8–13 °C, kasvi- ja eläinfossiilien mukaan 6–16 °C. Arviot osuvat suhteellisen lähelle toisiaan. Lämpeneminen johti myös jäätiköiden katoamiseen. Jos liitukaudelle oli jäätiköitä, ne olivat hyvin pieniä.
Suuren hiilidioksidi- ja vesihöyrymäärän lisäksi maan ilmakehässä oli nykyistä runsaammin happea. Liitukauden alussa happea oli Maan ilmakehässä arviolta 24 %. Noin 120 miljoonaa vuotta sitten hiilidioksidia oli luultavasti neljä kertaa nykyinen määrä. Maan keskilämpötila oli ehkä 17,5 astetta nykyistä korkeampi. Noin 70 miljoonaa vuotta sitten Maan keskilämpötila oli erään arvion mukaan noin 16 astetta korkeampi kuin nykyään, ja hiilidioksidia 2x nykytaso.

Happi

Happea liitukaudella oli kaasukehässä hieman nykyistä vähemmän, suunnilleen 18–20 %. Toiset arviot ovat hieman korkeampia, 22–25 %. Mutta meripihkatutkimusten mukaan määrä olisi ollut liitukauden alussa noin 25 % ja noussut 110 miljoonaa vuotta sitten yli 30%:iin. Liitukauden lopun aikoihin hapen määrä olisi romahtanut äkkiä noin 33 %:sta 27:een.

Kasvillisuus

Kauden alussa neidonhiuspuut, käpypalmut, saniaiset ja havupuut jatkoivat mesotsooisen ajan perinnettä. Mutta aikaa myöten kukkakasvit ja lehtipuut syrjäyttivät kortteet ja käpypalmut. Kukkia pölyttämään kehittyivät omanlajisensa hyönteiset. Kukkakasvit ilmestyivät kauden alussa, ja runsaslajistuivat kauden edetessä. Ruohoja ei vielä ollut, ne ilmestyivät vasta kenotsooisella maailmankaudella.
Liitukaudella havupuut olivat yleisiä, samoin lehtipuut. Kukkakasvit, kuten fiikus, magnolia ja pyökit alkoivat menestyä, ja kauden puolivälissä ne muodostivat jo 90 % kasvillisuudesta syrjäyttäen saniaiset ja neidonhiuspuukasvit. Tammi, vaahtera, saksanpähkinä ja niin edelleen yleistyivät myöhäisellä liitukaudella.
Kun mannerten asento oli erilainen kuin nyt, kasvillisuusvyöhykkeet menivät aivan eri tavoin kuin nykyään. Varhaisella liitukaudella oltiin vielä tilanteessa, jossa mantereet olivat vielä melko yhdessä ja päiväntasaajalla oli sen takia vielä aavikoita. Saharassa kasvoi trooppista metsää, ja Etelä-Amerikassa nykyisen Amazonin alueella oli aavikkoa, samoin kuin Saharan eteläpuolinen Afrikka melkein kokonaan. Lämpimänlauhkea vyöhyke ulottui pohjoisessa ja etelässä jopa 60 leveysasteelle, ja siitä pohjoisempana ilmeisesti navoille asti oli viileänlauhkeaa. Keski-Euroopassa oli melkein trooppinen "paratrooppinen" ilmasto. Myöhäisellä liitukaudella päiväntasaajan aavikot olivat hävinneet, kun mantereet olivat jo selvästi alkaneet vaeltaa irti toisistaan.

Eläimistö

Dinosaurukset kukoistivat lämpimässä, kosteassa kasvistoltaan monipuolisessa ympäristössä. Jotkut dinosaurukset kehittyivät yhä enemmän lintujen kaltaisiksi. Liitukauden tunnetuin hirmulisko oli noin 12–14 metrin pituinen peto Tyrannosaurus rex, joka painoi noin 6 000 kiloa ja pystyi hotkaisemaan kerralla noin 70 kilon suupalan. Tyrannosauruksen korkeus oli noin 6–7 metriä. Lajista on löydetty hieman yli 10 fossiilia, ja se eli aivan liitukauden lopulla noin 68–65 miljoonaa vuotta sitten. Tunnettu on myös sarvikuonoa muistuttava kolmisarvilisko Triceratops, joka myös eli ainoastaan aivan liitukauden lopulla, sekä valtava teropodi Giganotosaurus. Kaudella eli lisäksi 85–75 miljoonaa vuotta sitten suuri lentolisko Pteranodon, joka ei ollut varsinainen dinosaurus vaan suuri lepakkomainen lentävä matelija, jonka pituus oli 1,8 metriä ja siipien kärkiväli 7,6–10 metriä. Eläimen korkeus sen seistessä oli 1,8 metriä. Lentoliskolla ei ollut pyrstöä. Nisäkkäät alkoivat myös runsastua. Hyönteiset olivat nykyisen tyyppisiä.
Linnut lajiutuivat vauhdilla. Lintuja pidetään monesti dinosaurusten jälkeläisinä. Kaudella kehittyivät hammaslinnut kuten Hesperornis ja Itchyornis. Ne kuolivat sukupuuttoon kauden joukkotuhossa. Joitakin nykyisiä lintuja, kuten flamingo, iibis ja pelikaani esiintyi jo liitukaudella. 
Nisäkkäät lajiutuivat nopeasti liitukauden loppupuolella, varsinkin pussieläimet. Kädellisten edeltäjät lienevät ilmestyneen kauden keskivaiheilla. Karvapeite kehittyi nisäkkäille viimeistään 125 miljoonaa vuotta sitten, joidenkin löytöjen mukaan jo jurakaudella 164 miljoonaa vuotta sitten. 
Merielämä kukoisti, kauden keskivaiheilla ilmestyivät mosasaurit (valtavat meressä elävät liskot), ne nousivat nopeasti merten valtiaiksi. Mosasaurit kehittyivät maalla elävistä liskoista, jotka olivat todennäköisesti läheistä sukua varaaneille. Kalaliskot (ichthyosaurit) katosivat kauden keskivaiheilla noin 90 miljoonaa vuotta sitten. Myös osa joutsenliskoista (plesiosauria) katosi kauden keskivaiheilla, ne joutuivat todennäköisesti antamaan tilaa mosasaureille. Jotkut mosasaureista kuten Tylosaurus proriger ja Mosasaurus hoffmannii, saattoivat kasvaa jopa 15 metriä pitkiksi. Menestyksestä huolimatta ne eivät kyenneet selviytymään kauden joukkotuhosta, joka tuhosi kaikki merimatelijat – merikilpikonnia lukuun ottamatta. Myös ammoniitit katosivat sukupuuttoaallossa. Ne kehittyivät jo devonikaudella (noin 400 miljoonaa vuotta sitten). Ne olivat spiraalinmuotoisia nilviäisiä. Ne olivat sukua helmiveneille (Nautiloidea) ja olivat ulkonäöltään varsin samanlaisia. Ammoniittien fossiilit ovat hyvin yleisiä.

Liitukauden nisäkkäitä

Nisäkkäät lajiutuivat liitukaudella nopeasti. Kaudella eli monia pussinisäkkäitä. Suuri osa liitukauden nisäkkäistä kuoli liitukauden lopussa. Viimeistään liitukauden keskivaiheilla kehittyivät pienet pääshyönteissyöjät Insectivora, joihin kuului esimerkiksi myöhäsliitukauden Mongolian Zalambdalestes, joka oli 15 cm pitkä ja muistutti norsupäästäistä.