Maapallon pintaa kiertävä suurin ja katkeamattomin merivirtaus on Etelämannerkiertovirta, joka tunnetaan myös nimellä Länsituulten virta. Tämä virta kiertää Etelämannerta lännestä itään ilman, että mantereet sitä estäisivät. Tällaiset laajat ja pysyvät virtaukset muodostavat globaalin merienkierron selkärangan, ja niiden liikkeillä on ratkaiseva vaikutus maapallon ilmastojärjestelmiin. Pohjoisella pallonpuoliskolla pyörteet kiertävät myötäpäivään, eteläisellä vastapäivään. Esimerkiksi Pohjois-Atlantin ja Pohjois-Tyynenmeren kiertovirtojen länsireunat, kuten Golfvirta ja Kuroshio, ovat nopeampia ja kapeampia kuin itäiset vastineensa. Kuroshio-virta virtaa pohjoiseen Taiwanin ja Japanin rannikkoa pitkin, ja sen tumma väri on antanut sille nimen "Musta virta".

Maantieteellinen epäsymmetria näkyy myös siinä, että 65 prosenttia maapallon maa-alasta sijaitsee pohjoisella pallonpuoliskolla. Tämä vaikuttaa merkittävästi ilmakehän kiertoliikkeisiin ja merien virtauksiin. Topografia eli maanpinnan muoto vaikuttaa ilmakehän kiertoon: vuoristot, kuten Pohjois- ja Etelä-Amerikan länsireunan Kordillieerit sekä Himalaja, ohjaavat tai estävät ilmasuuntauksia. Himalaja vaikuttaa erityisesti Aasian monsuuneihin estämällä kosteiden ilmavirtausten pääsyn mantereen sisäosiin. Ilman kohotessa vuoristossa se jäähtyy ja tiivistyy, vapauttaen piilevää lämpöä, mikä vaikuttaa paikallisiin ja alueellisiin ilmastoihin.

Merenpohjan muoto – batymetria – vaikuttaa merivirtojen suuntaan. Esimerkiksi Hebridien rannikon edustalla havaittiin vedenalaisia hiekkaharjanteita, jotka ovat todennäköisesti muodostuneet Golfvirran seurauksena, kun se ohjautuu pitkin mantereensivurinteitä. Merenalaiset maanvyörymät, kuten Storeggan sortuma noin 8000 vuotta sitten Norjan edustalla, ovat synnyttäneet tsunameja, joiden vaikutukset ulottuivat aina Skotlantiin asti. Myös 1929 Newfoundlandin eteläpuolella tapahtunut merenalainen maanjäristys laukaisi voimakkaan lietemutavyöryn, joka eteni satoja kilometrejä meren pohjaa pitkin, katkoi tietoliikennekaapeleita ja aiheutti tuhoisan tsunamin.

Walker-kierto, joka kulkee idästä länteen trooppisella Tyynellämerellä, liittyy paine-eroihin lämpimien ja viileiden merialueiden yllä. Tämä kierto selittää El Niño– ja La Niña -ilmiöitä, jotka ovat epäsäännöllisiä ilmastovaihteluita kahden ja kymmenen vuoden jaksoissa. Normaalisti La Niña -vaiheessa Tyynenmeren itäosassa on korkea ilmanpaine ja länsiosassa matala, mikä ylläpitää voimakkaita pasaatituulia ja kylmän veden kumpuamista Etelä-Amerikan rannikolla. El Niño -vaiheessa tämä painegradientti heikkenee tai kääntyy päinvastaiseksi, jolloin pasaatituulet vaimenevat ja lämpimämpi pintavesi leviää itään, mikä muuttaa sään koko Tyynenmeren alueella ja globaalisti.

Merkittäviä muutoksia globaaliin ilmastoon aiheuttavat myös vulkaaniset purkaukset. Ilmakehään purkau

Miten ymmärrämme maan historian syvyyden ja kerrostumien alkuperän?

James Huttonin elämänmittainen havaintojen kokoelma ja niiden synteesi muodostivat perustan geologian tieteelle sellaisena kuin se nykyään tunnetaan. Vuonna 1785 Hutton esitteli ensimmäisen kerran "Yleisen teoriansa" Edinburghin kuninkaallisessa seurassa, ja vuonna 1795 hän julkaisi sen kirjana Theory of the Earth, with Proofs and Illustrations. Kirja on vaikealukuinen, mutta sen sisältämät ideat mullistivat aikansa käsitykset maapallon kehityksestä. Huttonin ystävä John Playfair julkaisi myöhemmin selkeyttävän teoksen Illustrations of the Huttonian Theory, jossa hän tarkensi Huttonin näkemyksiä lukijaystävällisempään muotoon.

Hutton esitti kolme pääasiallista kivilajityyppiä: sedimenttikivet, magmakivet ja metamorfoiset kivet. Näistä viimeisiä hän kutsui "primäärisiksi", jotka hänen mukaansa olivat syntyneet toissijaisista sedimenteistä lämmön ja paineen vaikutuksesta maan pinnan alla. Vasta myöhemmin Charles Lyell otti käyttöön termin metamorfinen kuvaamaan näitä kivilajeja. Huttonin havainnot poikkesivat jyrkästi silloisen vallalla olevan saksalaisen geologin Abraham Gottlob Wernerin seuraajien näkemyksistä, jotka torjuivat Huttonin teoriat jyrkästi.

Hutton piti mahdottomana ajatusta, että nykypäivänä vinossa olevat sedimenttikivikerrokset olisivat alkujaan syntyneet vinossa. Niiden oli täytynyt kohota ja joutua maanjäristysten tai muiden geologisten mullistusten kohteeksi. Tällaiset konvulsiot olivat Huttonin mukaan olennainen osa maapallon geologista historiaa. Hänen mukaansa maan pinta ei ollut pysyvä eikä muuttumaton, vaan jatkuvassa kiertokulussa, jossa aineksen kuluminen, kerrostuminen, kohoaminen ja uudelleenkivettyminen muodostavat toistuvan syklin.

Yksi merkittävimmistä havainnoista tehtiin Siccar Pointissa Skotlannin rannikolla vuonna 1788. Hutton, John Playfair ja Sir James Hall matkustivat veneellä löytääkseen selkeän esimerkin primääristen ja sekundääristen kerrosten leikkauspisteestä. Siccar Pointissa he havaitsivat pystysuorat, paljastuneet primäärikerrokset, joiden päälle oli asettunut lähes vaakasuoria punaisia hiekkakivikerroksia. Hutton tulkitsi pystysuorat kerrokset sedimenttikiviksi, jotka olivat joskus olleet vaakasuorassa meren pohjassa, mutta jotka myöhemmin olivat kohonneet, kuluneet ja laskeneet jälleen meren alle ennen uusien kerrostumien muodostumista. Nämä kerrostumat osoittivat geologisen aikaskaalan valtavuuden ja syklisyyden tavalla, joka teki lähtemättömän vaikutuksen kaikkiin läsnäolijoihin. Playfair kuvasi hetkeä sanoin, jotka kiteyttivät uuden geologisen ajattelun olemuksen: "Mielemme näytti huimaantuvan katsoessamme niin syvälle ajan syvyyksiin..."

Huttonin ajattelussa näkyy samankaltaisuutta aikaisempien ajattelijoiden, kuten Stenon, Leonardo da Vincin ja Ibn Sinan, kanssa. Hän jakoi heidän näkemyksensä siitä, että maan pinta oli jatkuvan muutoksen alainen. Vertikaaliset kerrostumat eivät olleet syntyneet nykyisessä asennossaan vaan olivat maankuoren liikkeiden seurausta. Nämä näkemykset olivat vallankumouksellisia aikana, jolloin monet vielä pitivät maapallon historiaa staattisena ja uskonnollisten tekstien määrittämänä.

Huttonin ajattelun vaikutukset ulottuvat myös nykyaikaiseen tektoniseen teoriaan. Siccar Pointin tapauksen nykytulkinta osoittaa, että pystysuorat kerrostumat ovat syntyneet 400 miljoonaa vuotta sitten muinaisessa valtameressä ja nousseet nykyasentoonsa mannerlaattojen liikkeiden seurauksena. Niiden päälle asettuneet kerrokset ovat noin 60 miljoonaa vuotta nuorempia, muodostuneet jokien ja aavikoiden hiekkakivistä.

Vaikka Hutton ei vielä tuntenut nykyistä käsitystä maankuoren rakenteesta, hänen näkemyksensä jatkuvasta uudistumisesta ja syklisestä kehityksestä loivat perustan koko modernille geologialle. Hänen teoriansa hylkäsivät ajatuksen maailman ikuisesta vakaudesta ja toivat tilalle näkemyksen, jossa menneisyys avautuu nykyisyyden kautta, ja nykyisyys on avain menneisyyteen – "no vestige of a beginning, no prospect of an end", kuten Hutton totesi.

On tärkeää ymmärtää, että Huttonin ideat olivat sekä tieteellisesti että filosofisesti radikaaleja. Hän ei vain kyseenalaistanut aikansa geologisia teorio

Miksi graafipohjaiset neuroverkot ovat tehokkaimpia kyberturvallisuuden uhkien tunnistamisessa?
Kuinka käsitellä tuntemattomia sanoja ja parantaa kielimallin suorituskykyä?
Donald Trump ja rikollisuuden vaikutus politiikkaan: Poliittinen ja taloudellinen järjestelmä kriisissä
Kuinka kuntoutusteknologia ja hauraiden potilaiden kuntoutus vaikuttavat lääkärikäytännöissä?
Miten arvioida presidentin kyvykkyyttä ja sen vaikutuksia demokratiaan