Maa geoloogilist ajalugu ilmestavad mitmed suured murrangulised muutused, mis on avaldanud märkimisväärset mõju Maa kui süsteemi arengule ja tänapäevaste keskkondade kujunemisele. Üks olulisemaid sündmusi oli esmakordne vaba hapniku ilmumine Maa atmosfääris, nn Suur Hapnikusündmus (Great Oxygenation Event). Selle arvatavaks põhjuseks oli fotosünteesi hoogustumine 2,3 miljardit aastat tagasi, ja kuigi hapniku sisaldus atmosfääris oli tõenäoliselt vaid 1–10% tänasest, muutis see põhimõtteliselt kogu senist maailma.

Kuni viimase ajani on vaieldud selle ulatusliku keskkonnamuutuse suuruse ja kestuse üle. Kas see oli vaid ajutine hapniku sisalduse tõus, mis hääbus umbes 300–400 miljonit aastat hiljem või midagi põhimõttelist ja suureskaalalist, mille mõju jõudis peale atmosfääri ka ookeanidesse? Senised teadmised tollasest merevee koostisest on siiani olnud puudulikud, sest miljardite aastate taguse merevee kirjeldamiseks on tarvis uurida tolleaegseid kivimeid, kuid kahjuks leidub Maa varajasest arenguperioodist hästi säilinud settekivimeid väga vähestes paikades.

Geoloogid uurivad puursüdamikke. Autor: Kärt Paiste

Rahvusvaheline uurimisgrupp Eesti geoloogide eestvedamisel on viimastel aastatel uurinud Maa vanimaid teadaolevaid, kahe miljardi aasta vanuseid soolalademeid, mis avastati sügavpuurimisel Karjalas, Onega järve läänekaldal, Venemaal. Need 2–3 kilomeetri sügavusele mattunud settekivimid koosnevad peamiselt kivisoolast, kaltsiumsulfaadist ja teistest ka tänastele soolalademetele iseloomulikest magneesium-, kaalium- ja naatriumsulfaatidest.

Selle äsja teadusajakirjas Science avaldatud uurimuse tulemused näitavad, et umbes kahe miljardi aasta vanune merevesi oli koostiselt väga sarnane tänapäevasele – sulfaadi sisaldus merevees oli varem arvatust neli korda kõrgem, küündides vähemalt kolmandikuni tänapäevasest. See tähendab omakorda, et Suur Hapnikusündmus kestis piisavalt kaua ja intensiivselt, et muuta merevee koostist – hapniku ilmumisega kaasnev maismaa kivimite oksüdeerumine suurendas sulfaatide kandumist ookeani, mis käivitas ahelreaktsiooni tuues kaasa murrangulised muutused globaalsetes ja bioloogiliselt olulistes süsiniku-, väävli- ja fosforiringetes.

Kristalliline kivisool (haliit - NaCl) anhüdriidiga OPH puursüdamikus, sügavus umbes 2867 meetrit. Autor: Kalle Kirsimäe

Need soolad on ka unikaalseks arhiiviks tolleaegse ookeanivee teiste aspektide uurimisel ning teadmine merevee oluliselt suuremast sulfaadi sisaldusest on oluline edaspidistes selle ajaperioodi keskkonnamuutuste uuringutes ja paleokeskkondade tõlgendamisel.

Valminud uuring on enam kui 10 aastat kestnud viljaka rahvusvahelise koostöö tulemus, mille tuumaks on Venemaa Teaduste Akadeemia Karjala Uurimiskeskuse Geoloogia Instituudi, Norra Geoloogiateenistuse, St. Andrews Ülikooli ja Tartu Ülikooli ning mitmete teiste ülikoolide töö Maa varajaste keskkondade arenguloo selgitamisel.