Katastrofismi

Katastrofismi on teoria, jonka mukaan Maassa on menneinä aikoina tapahtunut äkillisiä, mahdollisesti laajuudeltaan maailman­laatuisia mullistuksia.
Katastrofismi on varsinkin aikaisemmin usein liittynyt uskonnollisiin käsityksiin ja kreationismiin, mutta 1800-luvun alussa ranskalainen tutkija Georges Cuvier kannatti tällaista teoriaa puhtaasti tieteellisin perustein, viittamatta uskonnollisiin oppeihin tai Raamattuun. Hänen mukaansa suuria mullistuksia oli tapahtunut useita kertoja, jolloin siltä alueelta, johon ne vaikuttivat, olivat kaikki kasvit ja eläimet kuolleet, minkä jälkeen muut lajit olivat levinneet alueelle muualta. Tämän vuoksi hänen mukaansa maapallon eri alueiden fossiiliaineistossa havaittiin lajiston joskus äkillisesti muuttuneen.
Vallitseva paradigma nykyisessä geologiassa on pitkään ollut uniformi­taria­nismi, jonka mukaan nykyiset Maan muodot ovat syntyneet hitaiden ja vähittäisten muutosten kuten eroosion vaikutuksesta. Tämän näkemyksen mukaan "nykyisyys on menneisyyden avain", eikä menneinä aikoina ole esiintynyt nykyisistä poikkeavia luonnonilmiöitä. Viime aikoina on kuitenkin päädytty käsitykseen, jonka mukaan geologisessa menneisyydessä on hitaan kehityksen ohella todella tapahtunut muutamia suuria katastro­faalisia mullistuksia. Sellaisia ovat voineet olla suuret äkilliset tulvat, suurten vuorijonojen äkilliset muodostumiset sekä asteroidien törmäykset eli impaktit.

Kreationistiset tulkinnat

Kristinuskon vaikutuksesta länsimaissa useimmat tiede­miehetkin uskoivat 1800-luvulle saakka Raamatun luomis­kertomuksen ja kertomuksen veden­paisumuksesta olevan kirjaimellisesti tosia. Myös antiikin Kreikassa tunnettiin myytti Ogygeen aikana tapahtuneesta maailman­laajuisesta tulvasta, joka mainitaan muun muassa Plutarkhoksen teoksissa.
Maan katsottiin muodostuneen nykyisen kaltaiseksi toistuvien katastrofien tuloksena jokseenkin lyhyessä ajassa, ennen kuin geologisen ajan pituudesta oli oikean­suuntainen käsitys. Tähän tapaan selitettiin varhaisten geologien havainnot nuoren Maan kreationismin mukaisen käsityksen avulla.

Cuvier ja luonnollinen teologia

Katastrofismin johtava tieteellinen puolestapuhuja 1800-luvun alussa oli ranskalainen anatomi ja paleonto­logi Georges Cuvier. Hänen motiivina oli selittää sukupuutot ja eri aikakausien eläimistön erilaisuus, jonka hän ja muut olivat havainneet fossiiliaineistossa. Hän tosin esitti, että viimeisimmän suuren sukupuuttoaallon Euraasiassa aiheuttanut katastrofi olisi saattanut olla alavien alueiden peittyminen meren alle, mutta hän ei viitannut Raamatun kertomukseen Nooan aikaisesta veden­paisumuksesta. Hän ei myöskään esittänyt jumalallista luomista selityksenä sille, miten uudet lajit olivat ilmaantuneet suku­puuttojen jälkeen. Valistusajan aatteiden ja Ranskan vallankumouksen vaikutuksesta Cuvier välttikin kokonaan uskonnollista ja meta­fyysistä spekulointia tieteellisissä kirjoituksissaan. Cuvierin käsityksen mukaan lisäksi stratigrafinen aineisto osoitti, että tällaisia mullistuksia oli ollut useita, ja hän piti niitä toistuvina luonnon­ilmiöinä, joita on esiintynyt pitkien vakaiden jaksojen välillä Maan elämän historian aikana. Tästä hän päätyi käsitykseen, että Maa oli useita miljoonia vuosia vanha.
Sitä vastoin Englannissa, jossa luonnollisella teo­logialla oli 1800-luvulla suuri vaikutus­valta, joukko geologeja kuten William Buckland ja Robert Jameson tulkitsivat Cuvier'n tulokset aivan toisin. Jameson käänsi englanniksi johdannon, jonka Cuvier oli kirjoittanut erääseen fossiilisia neli­jalkaisia koskevan tutkimukseensa ja jossa hän käsitteli ajatuksiaan katastro­faalisista suku­puutoista. Jameson julkaisi käännöksen nimellä "Theory of the Earth" ja lisäsi siihen huomautuksia, joissa hän nimenomaisesti samasti viimeisimmän Cuvier'n olettaman mullistuksen Raamatun veden­paisumukseen, ja hänen muokkaamallaan esseellä oli suuri vaikutusvalta englannin­kielisissä maissa. Uransa alussa Buckland käytti paljon aikaa osoittaakseen geologisen todistus­aineiston avulla, että veden­paisumus oli todella tapahtunut. Hän viittasi useita kertoja Cuvier'n tutkimuksiin, vaikka Cuvier olikin väittänyt tulvan rajoittuneen vain tietylle maan­tieteelliselle alueelle rajoittuneen ja kestäneen pitkiä aikoja, kun taas Buckland väitti yhtä­pitävästi Raamatun kertomuksen kanssa kyseessä olleen maailmanl­aajuisen, mutta lyhyt­aikaisen tulvan. Myöhemmin Buckland kuitenkin hylkäsi tulvageologian ja alkoi kannattaa Cuvier'n oppilaana jonkin aikaan olleen Louis Agassizin esittämää jääkausiteoriaa. Jamesonin, Bucklandin ja muiden luonnollisen teologian kannattjien vaikutuksesta väittely katastrofismista sai Britanniassa uskonnollisen sävyn, jollaista sillä ei muualla läheskään samassa määrin ollut.

Uniformitarianismin nousu geologiassa

Jo 1700-luvun lopulla James Hutton, jota toisinaan on nimitetty geologian isäksi, esitti uniformi­taria­nistisia selityksiä kerrostuneiden kivilajien synnylle, ja hän myös selitti geologisen ajan olleen suunnattoman pitkä. Geologi Charles Lyell kehitti Huttonin ajatuksia edelleen 1800-luvun alkupuolella ja keräsi havaintoja tukeakseen uniformi­taria­nis­tista teoriaansa, jonka mukaan Maan piirteet ovat muodostuneet vähitellen saman­laisten geologisten prosessien tuloksena, joiden voidaan nykyisinkin todeta vaikuttavan, mutta tavattoman pitkän ajan kuluessa. Lyell esitti ajatuksensa vaikutus­valtaisessa kolmi­osaisessa, 1830-luvulla julkaistussa teoksessaan Principles of Geology. Se haastoi katastrofismin kannattajien kuten Cuvier'n ja Bucklandin esittämät teoriat äkillisistä geologisista mullistuksista.
Suunnilleen vuodesta 1850 vuoteen 1980 useimmat geologit kannattivat uniformitarianismia ("Nykyisyys on menneisyyden avain") ja gradualismia ("Geologinen muutos tapahtuu hitaasti pitkän ajan kuluessa"), ja hylkäsivät siten ajatuksen, että katastro­faaliset tapahtumat kuten suuresti nykyisin esiintyviä voimakkaamat maan­järistykset, tuli­vuoren­purkaukset tai tulvat olisivat mitenkään merkittävästi vaikuttaneet maan pinnan muodostumiseen. Sen sijaan heidän mukaansa Maa oli kehittynyt nykyisen kaltaiseksi nykyisinkin havaittavien kaltaisten ilmiöiden kuten tuli­vuorten, maan­järistysten, eroosion ja kerrostumisen pitkä­aikaisen vaikutuksen tuloksena. Osittain geologien yleinen mielipide johtui siitä vaikutelmasta, että 1800-luvun alun katastro­fistit olivat uskoneet, että Jumala oli suoranaisesti aikaansaanut mullistukset ja määrännyt siten maan historian kulun. Jotkut 1800-luvulla ja 1900-luvun alussa esitetyt katastro­fistiset teoriat liittyivätkin uskontoon, ja tällaisia katastrofeja pidettiin pikemminkin ihmeinä kuin luonnollisina ilmiöinä.

Velikovskyn teoriat

1950-luvulla Immanuel Velikovsky esitti katastro­fistisia teorioita useissa kansan­tajuisissa teoksissaan.  Hänen mukaansa planeetta Venus on entinen komeetta, joka syöksyi ulos Jupiterista ja kulki noin 3500 vuotta sitten kahteen kertaan, 52 vuoden välein, Maan ohitse niin läheltä, että tuloksena oli maailman­laajuisia luonnon­mullistuksia. Sen jälkeen se hänen mukaansa oli vähällä törmätä Marsiin, joka vuorostaan myöhemmin melkein törmäsi Maahan useita kertoja, viimeksi vuonna 687 eaa., minkä jälkeen se asettui nykyiselle kierto­radalleen. Velikovsky yritti tällä tavoin selittää muun muassa Raamatussa kuvatut Egyptin vitsaukset sekä Joosuan kirjassa mainitun tapauksen, jonka mukaan "aurinko pysähtyi" eli Maan pyörimisliike häiriintyi, sekä myös Atlantiksen tuhon ja monia kreikka­laisessa myto­logiassa kerrottuja tapahtumia. Tiedeyhteisö hylkäsi Velikovskyn teoriat, usein varsin jyrkin sana­kääntein.

Nykyinen käsitys

Paleontologisessa aineistossa on todisteita siitä, että muutaman kerran Maan historiassa on tapahtunut suuria, äkillisiä joukkosukupuuttoja, jotka selvästi poikkeavat jatkuvasta hitaasta kehityksestä. Tämän vuoksi on syntynyt uuskatastrofismiksi kutsuttu teoria, joka poikkeaa yleisestä geo­morfo­logisesta, ainoastaan pienempiä ja usein esiintyneitä ilmiöitä olettavasta ajattelu­tavasta.

Luis Alvarezin törmäyshypoteesi

Viimeksi kuluneiden 25 vuoden aikana tieteellisesti perusteltu katastrofismi on saanut laajan hyväksynnän muutamien kaukaisessa menneisyydessä sattuneiden tapahtumien osalta. Käsitysten muuttumisen pani osaltaan alulle Walter ja Luis Alvarezin vuonna 1980 julkaisema artikkeli. Sen mukaan noin 10 kilo­metrin läpi­mittainen asteroidi törmäsi Maahan noin 65 miljoonaa vuotta sitten, liitu­kauden lopussa. Tämän törmäyksen eli impaktin vaikutuksesta noin 70 % kaikista eliö­lajeista, muun muassa kaikki dinosaurukset, tuhoutui, ja samalla syntyi liitu- ja paleogeenikautisten kerrostumien välinen selkeä raja­pinta. Yhtenä ehdokkaana tällöin syntyneeksi törmäyskraatteriksi on vuodesta 1980 lähtien pidetty Jukatanin niemimaalla Meksikossa sijaitsevaa 180 kilometrin läpi­mittaista Chicxulubin kraatteria.
Siitä lähtien käyty kiistaa siitä, johtuiko dino­saurusten sukupuutto ja muut joukko­suku­puutot asteroidien törmäyksestä, samaan aikaan esiintyneestä laajasta tuli­vuori­toiminnasta, jostakin muusta ilmiöstä vai näiden yhteisvaikutuksesta. Useimmat ehdotetut syyt ovat luonteeltaan äkillisiä mullistuksia.
Havainnot komeetta Shoemaker-Levy 9:n törmäyksestä Jupiteriin osoittivat, että luonnossa esiintyy äkillisiä mullistuksia.

Vertailua uniformitarianismiin

Yksi huomattavimmista eroista katastro­fismin ja uniformi­taria­nismin välillä on, että toimiakseen uni­formi­taria­nismin on välttämättä edellytettävä huomattavan pitkiä ajan­jaksoja, kun taas katastro­fismi on ajateltavissa riippumatta ajan­jaksojen pituudesta.
Nykyisin useimmat geologit yhdistävät katastro­fistisia ja uni­formi­taria­nistisia näkö­kantoja. Yleinen käsitys on, että Maan historia on yleisesti ottaen hidas, vähittäinen kertomus, jonka kuitenkin aika ajoin ovat keskeyttäneet Maahan ja sen asukkaisiin vaikuttaneet luonnolliset katastro­faaliset tapahtumat.

Kuun synty

On myös esitetty teorioita, joiden mukaan Maan epätavallisen suuri Kuu on syntynyt äkillisessä mullistuksessa. Vuonna 1975 Icarus-aikakauskirjassa julkaisemassaan artikkelissa William K. Hartmann ja Donald R. Davis väittivät, että noin 4,5 miljardia vuotta sitten suuri planetesimaali miltei törmäsi Maahan, lennätti ympäriinsä kivi­aineksia, sulatti Maan uudestaan ja muodosti Kuun. Täten selittyi myös Kuun pienempi tiheys ja se, ettei sillä ole rautaista ydintä. Tässä impakti­teoriassa on muutamia puutteita: eräät tieto­kone­simulaatiot viittaavat siihen, että tällaisessa impaktissa syntyisi rengas tai useita kuita, eikä alkuaineita esiinny Kuussa samassa suhteessa kuin Maassa.