Eoseeni

Eoseenikausi — kasvihuonemaailma ja maapallon kuumin aika

Eoseenikausi alkoi dramaattisella PETM-lämpöhuipulla (paleoseeni–eoseenilämpömaksimi) noin 56 miljoonaa vuotta sitten. Maapallon lämpötila nousi 5–8 astetta vain 20 000 vuodessa — todennäköisesti Pohjois-Atlantin avautumiseen liittyvän massiivisen vulkaanisen toiminnan (NAIP) ja sen tuottamien hiilidioksidi- ja metaanipäästöjen seurauksena (Gutjahr et al. 2017 *Nature*). Tämä johti aikakauden varhaiseen ilmastohuippuun, jolloin maapallo oli lämpimämpi kuin kertaakaan 50 miljoonaan vuoteen.

Eoseenin maailma oli vihreä ja trooppinen lähes kaikkialla. Napajäätiköitä ei ollut lainkaan. Jopa Antarktiksen ja Huippuvuorten alueilla kasvoi tiheitä lehtipuumetsiä, ja krokotiilien sukulaisia eli napa-alueilla. Hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä oli noin 2–4 kertaa nykyistä korkeampi, ja maapallon keskilämpötila oli 10–15 astetta nykyistä korkeampi.

Mantereet liikkuivat kohti nykyisiä paikkojaan. Aikakauden merkittävin mannerliike oli Intian törmäys Aasiaan noin 50 miljoonaa vuotta sitten. Törmäys synnytti Himalajan vuoriston, joka kohoaa yhä tänään — noin 5 millimetriä vuodessa. Australia alkoi erkaantua Antarktikasta, mikä tulisi myöhemmin mullistamaan maailman ilmaston.

Maalta mereen — valaiden hämmästyttävä evoluutio

Eoseenin hämmästyttävin evoluutiotarina on valaiden kehittyminen maaeläimistä merten hallitsijoiksi. Se on yksi parhaiten dokumentoiduista evoluutiolinjoista koko fossiilihistoriassa — lähes jokainen välivaihe tunnetaan.

Kaikki alkoi pienestä, susimaista maaeläimestä. Pakicetus, noin 53 miljoonaa vuotta sitten elänyt sorkkaeläin, oli koiran kokoinen peto, joka saalisti kalojen ja pienten eläinten kaltaisia uhreja jokivarsilla. Sillä ei ollut mitään ilmeistä yhteyttä valaisiin — paitsi korvaluun rakenne, joka oli identtinen nykyisten valaiden kanssa.

Ambulocetus — kirjaimellisesti "kävelevä valas" — eli noin 49 miljoonaa vuotta sitten. Se oli noin 3 metriä pitkä ja eli krokotiilin tavoin vedessä ja maalla. Se ui unduloimalla selkäänsä ylös ja alas, aivan kuten nykyiset valaat tekevät — ei sivuttain kuten kalat.

Basilosaurus oli eoseenin merien jättiläinen — jopa 18 metriä pitkä, täysin vesieläin, jolla oli pienet, käyttökelvottomat takajalat todisteena maaelämästä. Nimestään huolimatta Basilosaurus ei ollut lisko vaan valas. Se eli noin 41–34 miljoonaa vuotta sitten ja oli aikakautensa merien huippupeto. Sen pitkä, käärmeemäinen vartalo poikkesi nykyisten valaiden muodosta, mutta se oli kiistattomasti niiden sukulainen.

Tämä siirtymä maalta mereen kesti vain noin 15 miljoonaa vuotta — evoluution mittakaavassa hämmästyttävän nopeaa. Se osoittaa, kuinka voimakkaasti luonnonvalinta voi muokata eliöitä, kun uusia ekologisia lokeroita avautuu.

Pienet hevoset ja kukoistavat kädelliset

Eoseenikauden metsissä juoksi eläin, jota ei kukaan tunnistaisi hevoseksi. Hyracotherium (myös nimellä Eohippus eli "aamunkoiton hevonen") oli koiran kokoinen, noin 60 senttimetriä korkea ja painoi arviolta 4–15 kiloa. Sillä oli neljä varvasta etujaloissa ja kolme takajaloissa — kaukana nykyisen hevosen yhdestä kaviosta. Se eli tiheissä metsissä ja söi lehtiä ja hedelmiä, ei ruohoa.

Hevosen evoluutio Hyracotheriumista nykyiseen muotoon on paleontologian klassisin esimerkki asteittaisesta evoluutiosta. Se sisälsi varpaiden vähenemisen neljästä yhteen, hampaiston muutoksen lehtien syönnistä ruohon jauhamiseen ja koon kasvun koirasta hevoseksi — mutta näihin muutoksiin meni vielä yli 50 miljoonaa vuotta.

Kädelliset kukoistivat tuon ajan trooppisissa metsissä. Darwinius masillae, liikanimeltään "Ida", on yksi tunnetuimmista varhaisista kädellisfossiileista. Se löydettiin Saksan Messelin kuuluisasta öljyliuskepaikasta hämmästyttävän täydellisesti säilyneenä — jopa ruoansulatuskanavan viimeinen ateria oli tunnistettavissa. Ida eli noin 47 miljoonaa vuotta sitten ja muistuttaa nykyisiä makeja — suuria silmiä, tarttuvia käsiä ja pitkää häntää.

Tähän aikaan ilmestyivät myös ensimmäiset lepakot. Onychonycteris, noin 52 miljoonaa vuotta sitten elänyt varhainen lepakko, osasi jo lentää mutta ei vielä käyttänyt kaikuluotausta — todiste siitä, että lento kehittyi ennen kaikuluotausta eikä toisinpäin.

Eoseenikauden loppu — viileneminen ja siirtymä oligoseeniin

Eoseenikausi alkoi maailman kuumimpana aikana ja päättyi dramaattisella jäähtymisellä. Noin 34 miljoonaa vuotta sitten maapallo siirtyi kasvihuonemaailmasta jäähuonemaailmaan (englanniksi greenhouse → icehouse) — geologien termein yhdessä Maan elämänhistorian merkittävimmistä ilmastomuutoksista. Tämä siirtymä, jota kutsutaan Eosene–Oligoseeni-transitioksi (EOT), sisälsi merkittävän sukupuuttotapahtuman ja muutti planeettaa pysyvästi.

Kuinka dramaattinen siirtymä oli?

EOT kesti noin 400 000–800 000 vuotta ja sen aikana keskilämpötila putosi 2–6 astetta — ei yhtä raju kuin PETM:n nousu, mutta vastakkainen ja paljon pitkäkestoisempi muutos. Antarktis, joka oli aiemmin trooppisten metsien peittämä, alkoi jäätyä ensimmäistä kertaa sitten dinosaurusten ajan. Mannermaiset jäätiköt muodostuivat pysyviksi noin 34 miljoonaa vuotta sitten, ja samalla merenpinta laski 50–70 metriä, kun valtava määrä vettä jäätyi mantereille. Tämä oli Maan nykyisen jääpeitteen alku.

Mistä viileneminen johtui?

Hiilidioksidin lasku oli pääsyy. Ilmakehän CO₂-pitoisuus oli korkea eoseenikauden alussa — yli 800 ppm, kaksi kertaa nykyistä korkeampi — mutta laski vähitellen noin 600 ppm:ään EOT:n aikaan. Tämän laskun mekanismi on edelleen kiistanalainen, mutta tärkeitä tekijöitä olivat Himalajan kohoaminen (Intian törmäys Aasiaan) ja siitä seurannut voimakas silikaattikivien rapautuminen, joka sitoo hiilidioksidia ilmakehästä.

Toinen tärkeä tekijä oli Antarktiksen ympärikulkuvirran (Antarctic Circumpolar Current) syntyminen. Kun Drake-salmi (Etelä-Amerikan ja Antarktiksen välillä) ja Tasmanian salmi avautuivat, syntyi merivirta, joka kiertää Antarktiksen ja eristää sen lämpimistä trooppisista vesistä. Tämä lukitsi Antarktiksen kylmäksi ja mahdollisti jäätiköiden pysyvyyden. Lisäksi jää-albedo-palaute kiihdytti prosessia: valkoinen jää heijasti enemmän auringonvaloa avaruuteen, mikä lisäsi viilennystä.

Grande Coupure — suuri eläimistön vaihtuminen

Sveitsiläinen paleontologi Hans Georg Stehlin kuvasi vuonna 1910 Euroopan nisäkäsfaunan dramaattista muutosta tällä rajalla ja antoi sille nimen Grande Coupure ("suuri katkos"). Noin puolet Euroopan nisäkässuvuista hävisi alle miljoonassa vuodessa — mukaan lukien viimeiset arkaaiset valaat (Archaeoceti), kuten Basilosaurus. Niiden tilalle tuli Aasiasta levinneitä uusia ryhmiä: edistyneempiä jyrsijöitä, sorkka- ja kavioeläimiä ja petoja. Samanaikainen muutos Aasiassa tunnetaan nimellä "Mongolian Remodeling".

Vaikutukset merielämään

Meressä muutos näkyi erityisesti syvänmeren foraminifeeroissa ja radiolarioissa. Useat trooppisiin oloihin sopeutuneet plankton-lajit hävisivät, kun valtameret viilenivät. Hantkeninidae-suvun foraminifeerat kuolivat sukupuuttoon kokonaan. Tämä ei ollut Big Five -tasoinen joukkotuho — vain noin 5 % merilajeista hävisi globaalisti — mutta lajisto vaihtui niin perusteellisesti, että fossiilikerroksissa näkyy selvä raja.

Mikä tämän jälkeen?

Eoseeni oli viimeinen aika, jolloin maapallo oli kauttaaltaan trooppinen. Sen jälkeen ilmasto on viilennyt asteittain — trendi, joka jatkuu yhä ja joka lopulta johti pleistoseenin jääkausiin sekä nykyiseen jäähuoneilmastoon, jossa elämme tänään. Ironisesti ihminen on nyt nopealla CO₂-päästöllään palauttamassa planeettaa kohti eoseenikauden kasvihuonemaailmaa — mutta kymmeniä kertoja nopeammin kuin luonnollinen ilmasto on ennen muuttunut.

Oligoseenin alkaessa maailma näytti jo paljon nykyisemmältä: napajäätiköt, viileämmät meret, avoimemmat maisemat ja modernit nisäkäsryhmät hallitsivat.