4 400 miljoonaa vuotta – 4,4 kilometriä

Maa saavuttaa nykyiset mittansa. Ensimmäinen maankuori ja vanhimmat zirkonikiteet muodostuvat. Niitä löytyy Australian Yilgarn kratonin Jack Hillsin hiekkakivistä. Ilmakehässä vesihöyrynä ollut vesi sataa alas. Maan ytimen muodostuminen ja differentaatio ovat valmiit.

Kuva: Walter Myers

Magmamerestä kiinteään kuoreen
Maa alkoi todella jäähtyä vasta vaipassa käynnistyneiden konvektiovirtausten myötä. Virtaukset alkoivat, kun ytimen muodostumisen yhteydessä vapautui runsaasti lämpöenergiaa (potentiaalienergia muuttui lämmöksi aineen tiivistyessä), joka nosti lämpötilan Maan sisimmissä osissa jopa 2000 °C asteeseen. Lämpötilan nousun myötä kuuma aines alkoi kohota kohti pintaa, jossa se jäähtyi ja laskeutui takaisin alas. Vastaava ilmiö esiintyy myös esimerkiksi laavalampuissa tai vettä keitettäessä.

Jäähtymisen jatkuttua riittävän pitkään aleni pintalämpötila riittävästi, jotta sula kivi saattoi jähmettyä. Ensimmäiset kuorenpalaset olivat koostumukseltaan basalttisia (eli ne sisälsivät runsaasti rautaa ja magnesiumia) ja ne sulivat todennäköisesti useaan otteeseen ennen kuin pysyvää, meidän päiviimme asti säilynyttä kuorta muodostui.

Meret syntyvät
Jäähtyvästä planeetasta vapautui runsaasti kaasuja, jotka muodostivat sen ensimmäisen pysyvän ilmakehän. Kaasut sisälsivät samoja yhdisteitä, joita vapautuu nykyisinkin tulivuorista (hiilidioksidista, hiilimonoksidista, vesihöyrystä ja typestä). Maan pintalämpötila oli voimakkaan kasvihuoneilmiön ansiosta vielä yli 200 oC. Suuren ilmanpaineen ansiosta (40 – 200 bar) ilmakehässä vesihöyrynä ollut vesi muuttui nestemäiseksi ja satoi alas. Planeetta peittyi noin 2-3 kilometrisen meren alle. Toimivat tulivuoret muodostivat ensimmäisiä kuivan maan saarekkeita.

Varhaisimmat zirkonit
Varhaisimmat viitteet alkeellisesta kuoresta on saatu tutkimalla zirkonikiteitä. Zirkonit ovat mineraaleja, jotka sisältävät radioaktiivisia isotooppeja. Näiden isotooppien puoliintumisajat tiedetään, joten määrittämällä kiteistä jäljellä olevat alkuainemäärät, voidaan niiden ikä laskea. Tällä menetelmällä vanhimpien, Australiasta löytyneiden, zirkonien iäksi on saatu määritettyä 4,4 miljardia vuotta. Toisin sanoen Maassa on täytynyt olla kiinteää kuorta runsas sata miljoonaa vuotta Theian törmäyksen jälkeen. Zirkonien perusteella on myös arveltu, että Maassa olisi ollut nestemäistä vettä.

4400kax

Zirkonkiteitä. Varhaisimmat todisteet alkeellisesta kuoresta ja nestemäisestä vedestä on saatu tutkimalla zirkonkiteitä. Kuva: Sören Frödjö