Ny borekerne skal afsløre Jordens tidligste liv
Geologiprofessor Minik Rosing skabte forsider verden over, da han i 2006 påstod, at det var livet, som skabte kontinenterne i Jordens barndom. Nu skal en ny borekerne underbygge teorien.

Borekernen er sort fordi den bugner af kulstofpartikler, der er affaldsstoffer fra de mikroorganismer, som levede på Jorden for 3,8 milliarder år siden. (Foto: Sybille Hildebrandt)

»Vi skal denne vej,« siger professor i geologi Minik Rosing og lunter hjemmevant ned ad en smukt snoet stentrappe, der fører fra første sal og ned i kælderen på det atmosfærefyldte Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet.

For enden af trappen går vi ned ad en lang, skummel gang, så vi havner i et lille hvælvet kælderrum, der er oplyst af et blinkende lysstofrør. Selv om Minik Rosing har grønlandske aner, er han en høj mand, der næsten når helt op til loftet.

»Her er den - verdens ældste borekerne,« siger han med glæde og stolthed i stemmen, mens han forsigtigt fjerner låget på nogle flade, aflange kasser.

På simple metalhylder, der dækker væggen fra gulv til loft, ligger kasserne stablet oven på hinanden fyldt med meterlange stykker af kulsort sten, der tilsammen udgør en borekerne på 200 meter.

Borekernen fløjet til museet

Borekernen blev i sommers drejet ud af verdens ældste klipper i det berømte feltområde Isua i Vestgrønland, der smyger sig op ad randen til Indlandsisen tæt på hovedstaden Nuuk. I november blev fragmenterne så transporteret til museet, hvor de lige nu bliver optegnet og fotograferet.

Fakta

Minik T. Rosing er tilknyttet NordCEE (Nordisk Center for Jordens Udvikling) under Danmarks Grundforskningsfond.

Om få dage vil de blive slæbt ud i værkstedet i rummet ved siden af, hvor Minik Rosing og hans kolleger vil fravriste dem deres hemmeligheder med sofistikerede, bøddelagtige værktøjer.

»De bjergarter, der findes i borekernen, er omkring 3,8 milliarder år gamle og er fyldt med spor efter det tidlige liv på Jorden. Det kan du se på den sorte farve. Stenen rummer ikke fossiler, der kan vise os, hvordan mikroorganismerne så ud. Men vi kan studere bæsterne indirekte ved at se på, hvad de gjorde ved deres omgivelser. Spor i form af kulstofpartikler,« siger Minik Rosing og tørrer varsomt et støvet stykke borekerne af med en klud og dyre dråber supersterilt vand.

Livet skabte landjorden

Minik Rosings håb er, at livets efterladenskaber i borekernen kan understøtte hans forestilling om, at livet skabte landjorden - en teori, som skabte forsider på alverdens aviser, da han offentliggjorde den i 2006. For 3,8 milliarder år siden var vandet for længst opstået på Jorden og store dele af kloden var dækket af hav. I oceanerne vrimlede det ifølge Minik Rosings teori med en slags plankton, der på det tidspunkt havde udviklet evne til at lave fotosyntese - en yderst kompliceret proces, hvor mikroorganismerne ved at optage kuldioxid og vand kan høste sollyset for energi. (se boks nederst på siden).

Minik Rosing viser borekernen frem. Den er pt. stuvet ind på hylder i et lille kælderrum under geologisk museum. (Foto: Sybille Hildebrandt)

Ved hjælp af fotosyntesen kunne livsformerne producere masser af nærende kulhydrater. Det gav dem en chance for at overleve på trods af de barske omgivelser, der herskede i havet.

Mikroorganismernes udvikling af fotosyntesen var altså en måde at tilpasse sig til omgivelserne, men paradoksalt nok så ændrede processen på samme tid det miljø, som væsnerne levede i.

Granit er jordisk

Fotosyntesen producerede nemlig massive mængder af kulstofpartikler, der med tiden blev aflejret i undergrunden. Derudover frigav processen store mængder ilt, der reagerede med havbundens bjergarter. Det var på grund af disse reaktioner, at den granit, som kontinenterne består af, blev dannet.

Fakta

Fotosyntesen er den vigtigste biologiske proces på Jorden, da stort set alle levende organismer er afhængige af den. Før livet udviklede fotosyntese, kunne Jorden ikke brødføde meget liv.

For at underbygge sin teori har Minik Rosing hidtil henvist til, at de ældste klipper på Jorden netop bugner af kulstofpartikler, som ifølge flere beregninger kun kan være skabt af levende organismer. Et andet stærkt argument er, at Jordens kontinenter alle består af bjergarten granit, som kun kan dannes ved tilstedeværelsen af store mængder ilt.

»Granit er unikt for Jorden. Ingen andre planeter i vores solsystem har granit på sig. Det er derfor nærliggende at tro, at livet og granitten er koblet med hinanden,« forklarer han.

Et liv i ubalance

Hvis der er hold i Minik Rosings teori, satte livet allerede i Jordens tidlige barndom et kraftigt fingeraftryk på kloden. Lige siden har klodens geologiske udvikling ifølge teorien været en lang fortælling om, hvordan livet på den ene side har grebet ind i Jordens udvikling og på den anden side har tilpasset sig miljøerne.

Borekernen blev udboret fra de 3,8 milliarder år gamle klipper fra det ret så utilgængelige feltområde Isua 150 km nordøst for Nuuk i Vestgrønland.

Hvor man hidtil havde omtalt Jorden som et system i ligevægt, er pointen i Minik Rosings teori netop, at livet opretholdt en ubalance i økosystemerne, som har været den fundamentale drivkraft i livets og Jordens udvikling.

»Den evige ubalance har i perioder sat livet under et massivt pres. Jorden og livet har altid fulgtes ad og har været vævet sammen i en slags symbiose, hvor de har presset, udfordret og formet hinanden. Mit håb er, at borekernen kan være med til at dokumentere dette forløb og give et overblik over, hvad der skete,« pointerer han og fletter demonstrativt fingrene foran sig.

Teorien har været i Minik Rosings støbeske siden 1999, hvor han fandt de første ældgamle grønlandske klipper fra Jordens barndom, der bugnede af de særlige kulstofpartikler.

Dyrebare dråber. Minik Rosing fortæller en studentermedhjælp, hvordan borekernen skal renses af med supersterilt vand. (Foto: Sybille Hildebrandt)

Men selv om han efterhånden har fundet mange tussegamle klipper, der bærer dette spor af det første spæde liv, så fortæller de intet om, hvordan livsformerne og kloden har spillet sammen over længere tid. Alle de klippemassiver, som Minik Rosing har studeret, er punktnedslag Jordens udviklingshistorie og kan derfor kun glimtvis kaste lys over, hvad der skete.

To millioner år lang tidslinje

Her er borekernen betydelig mere potent.

Granitten i den er nemlig skabt af tusindvis af sedimentlag, der dækker to millioner års udviklingshistorie på netop det sted, hvor borekernen er udtaget. Borekernens bjergarter stammer fra gammel havbund.

Jordens udviklingshistorie har været præget af perioder, hvor der skete forbløffende lidt. Og så sagde det 'bing' hvorefter der skete en hel masse på kort tid

Minik T. Rosing.

Fra top til bund er borekernen en slags tidslinje, der sladrer om, hvordan det tidlige liv og de lokale omgivelser påvirkede hinanden. Ved at studere hvordan mængden af kulstofpartikler svinger op og ned op igennem borekernen, kan Minik Rosing og hans team se, hvordan livsformerne er blomstret op og er svundet ind igen i takt med, at levevilkårene har ændret sig.

Samtidig kan de ud fra kulstofpartiklernes kemiske sammensætning tegne et billede af mikroorganismernes stofskifte. Og hvis forskerne først kender det, har de et klart billede af, hvor avanceret livet var.

»Selv om analysen af borekernen endnu ikke er startet, så vil den formentlig understøtte den generelle tendens i Jordens udviklingshistorie, der har været præget af lange stabile perioder, hvor der skete forbløffende lidt. Og så sagde det 'bing' hvorefter livet udviklede sig meget voldsomt på kort tid. Herefter fulgte endnu en lang kedelig periode. Noget, som man kunne kalde for 'the boring billion',« siger han og gør klar til at forlade kælderrummet.

Minik Rosing rører ved granit, som han mener er skabt af Jordens tidligste liv.

Minik viser en af Jordens ældste klipper frem. Den sorte farve skyldes kulstofpartikler, der er dannet af datidens mikroorganismer ved fotosyntese. (Foto: D. Heaf, FLICR)

Borekernen bliver dækket til, lyset slukket, og døren lukket. Herefter begiver vi os den lange vej tilbage op i lyset.

Livets begyndelse

Minik Rosings kontor står på alle måder i diametral modsætning til det lille skumle kælderrum. Med fire meter til loftet, stukudsmykket loft og store dannebrogsvinduer på endevæggen emmer rummet af atmosfære, som Minik Rosing har trukket yderligere frem med antikke møbler og guldindrammede malerier.

Overalt på gulvene står hjemmelavede borekerner af sirligt stablede stakke af papirer. Og hen over skrivebordet hænger et farvestrålende geologisk kort, der giver det fulde overblik over Jordens ressourcer. Minik Rosing byder på kaffe og kiks og læner sig tilbage i sin stol.

Borebisser gjorde det hårde arbejde

Canadiske borebisser løftede boreriggen på plads i løbet af en enkelt dag. (Foto: Minik Rosing)

Rummet vidner om, at Minik Rosing er en alsidig mand, der brænder for mange ting. Men det spørgsmål, der berører ham mest, og som han bliver ved med at vende tilbage til under interviewet, er hvornår livet overhovedet er opstået.

Liv i rummet?

»Det liv, der skabte kontinenterne, var ikke noget amatørliv. Det havde allerede et vist greb om tingene, da det jo var i stand til at lave fotosyntese. De kommende studier vil kaste endnu mere lys over de første livsformers stofskifte, og dermed også hvor lang tid det har taget at udvikle den egenskab,« siger han og tager en bid af sin kiks og nipper til sin kaffe.

»Det store spørgsmål er, om livet er noget der opstår, så snart livsbetingelserne er til stede i et system. I så fald må livet nemlig være udbredt i hele verdensrummet. Hvis ikke, ja så er livet en mere tilfældig størrelse, og så er det mere sandsynligt, at vi er alene,« siger han.

Ingen kender endnu svaret, men en holdning kan man jo altid have.

»Så langt tilbage man overhovedet kan se har der eksisteret liv, og så er det oplagt at forestille sig, at livet er opstået kort efter, at Jorden blev dækket af vand. Det skete for 4,4 milliarder år siden. Om dette er rigtigt får vi nok aldrig at vide, men de kommende studier kan indsnævre tidspunktet for, hvornår det skete,« siger Minik Rosing og kigger ud af vinduet.

Mørket har sænket sig og interviewet er forbi. På mandag går studierne af borekernen i gang, og Minik Rosing kan næsten ikke vente.

Granit er skabt af basalt fra Jordens indre

Jordens kontinenter er øer af granit, som kloden ikke altid har haft. De første 600-800 millioner år af Jorden i alt 4,6 milliarder år lange historie var overfladen blottet for kontinenter. Granitten begyndte først at blive dannet for omkring 4 milliarder år siden, og det er et mysterium, hvorfor der skulle gå så lang tid fra Jorden blev skabt til at kontinenterne opstod.

Det har længe været kendt, at kontinenternes granit er skabt af basalt fra Jordens dybe indre, der er boblet op på Jordens overflade igennem vulkaner. På Jordens kølige overflade er det blevet nedbrudt til ler, sand og salte, der igen bliver ført ned i Jordens glohede ovn igennem tiderne.

Denne smeltning forvandler stofferne til nogle meget lette bjergarter, der hurtigt bliver ført op til jordens overflade igen. Når stofferne smelter, dannes der granit, der er så let, at flyder rundt på Jordens skorpe som korkpropper i et glas vand.

Dannelse af granit kræver altså nedbrydning af basalten fra Jordens indre, og hidtil har geologerne troet, at denne proces blev sat i gang af vandet i oceanerne. Minik Rosing har imidlertid gennemført beregninger, der viser, at vandet ikke har kunnet gøre dette alene. Processen har også krævet enorme mængder ilt, og det var netop det, som de første mikroorganismer skabte.

 

Det er ikke tilfældigt, at borekernen er hentet op af Grønlandsk klippe. For Grønland er et slaraffenland i geologisk betydning. Alle perioder i Jordens geologiske historie er stort set præsenteret her, og de ældste af dem findes kun i Grønland. Grønland har til med den store fordel, at alt er meget tilgængeligt, fordi det er arktisk område. Der er ingen bevoksning og klipperne er uberørte og velbevarede.

Borekernen blev udboret fra de 3,8 milliarder år gamle klipper fra det ret så utilgængelige feltområde Isua 150 km nordøst for Nuuk i Vestgrønland.

Minik Rosing og hans kolleger fik lov til at låne en borerig af det grønlandske mineselskab Nuna Minerals, der normalt brugte den til at lede efter guld i området, men som holdt en uges pause i deres efterforskning. Til selve gravearbejdet fik geologerne hjælp af et hold canadiske borebisser, der var vant til at arbejde i så ekstreme miljøer.

Ved hjælp af en helikopter lykkedes det dem at løfte boreriggen på plads på bare en dag. Herefter startede det egentlige borearbejde, hvor geologerne hentede tre meter klippestykker op med hver boring, der tilsammen summerede op til 200 meter borekerne.

»De canadiske borebisser var meget venlige og super effektive - men også meget nysgerrige efter at finde ud af, hvad der foregik. Så vi ridsede selvfølgelig historien op for dem, hvilket fik dem til at spærre øjnene op,« siger Minik Rossing.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.