For 750 millioner år siden var oceanerne iltfattige og giftige af svovlbrinte. På grund af den manglende ilt var det umuligt for højerestående liv at udvikle sig.
Det er en af konklusionerne på et internationalt forskningssamarbejde bestående af forskere fra Syddansk Universitet, Arizona State University, Harvard University og Nordisk Center for Jordens Udvikling (NordCEE).
Resultatet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Earth and Planetary Science Letters
»Højerestående dyr kan kun eksistere, hvis de har ilt, sådan er naturen indrettet. Vores undersøgelse af klippestykker fra Grand Canyon viser, at iltsvind og kvælende svovlbrinte var vidt udbredt i oceanerne for 750 millioner år siden. Vores resultater kan forklare, hvorfor dyrelivet først opstod senere i Jordens historie. Betingelserne var nemlig ikke til stede for 750 millioner år siden, men først senere,« fortæller post.doc Tais W. Dahl fra Biologisk Institut på Syddansk Universitet.
Molybdæn sladrer om mængden af svovlbrinte
Forskerne kiggede faktisk hverken på svovlbrinte eller på ilt i klippestykkerne, da de skulle fastslå, hvordan indholdet af disse to komponenter var i oceanerne i Jordens barndom. I stedet granskede forskerne på molybdæn, som er et grundstof, der er meget reaktionsdygtigt med svovlbrinte.
\ Fakta
Sediment forekommer, når stenarter nedbryde. De små partikler af sten kan efterfølgende transporteres af vand i bevægelse, som f.eks. en flod, hvorefter de bliver aflejret et andet sted. Såfremt aflejringen sker på havbunden, vil sedimentet danne grundlag for en ny formation af klipper millioner af år senere. Grand Canyon er eksempelvis dannet af sedimentaflejringer, der er 750 millioner år gamle.
Molybdæn er rigt til stede i havene i dag, da det er letopløseligt i vand, der er mættet med ilt. Til gengæld var der ikke meget molybdæn at finde i havene på den tidlige jord, da det er uopløseligt i iltfattigt vand, som er rigt på svovlbrinte.
Ved at kigge på indholdet af molybdæn kunne forskerne fastslå, hvor meget svovlbrinte der var i havene, da klippestykker fra Grand Canyon blev dannet for 750 millioner år siden. Da de fandt ud af, at svovlbrinteindholdet var højt, kunne de samtidig konkludere, at iltniveauet måtte være tilsvarende lavt, da ilt og svovlbrinte ikke kan eksistere samtidig.
»Det banebrydende i vores teknik er, at vi fra en skefuld sediment (se faktaboks) fra havbunden kan fortælle noget om indholdet af sulfid i hele verdenshavet, da sedimentet blev aflejret. Molybdæn har den egenskab, at det er fuldt opblandet i vand, og derfor siger vores undersøgelser ikke bare noget om mængden af svovlbrinte på et bestemt sted, men derimod noget om indholdet af svovlbrinte i alle verdens oceaner på samme tid,« fortæller Tais W. Dahl og fortsætter:
»Vi har lavet en model, der viser, hvordan isotopsammensætningen af molybdænindholdet i havet ændrer sig, når udbredelsen af svovlbrinte øges i havet. Vores resultater viser, at oceanerne indeholdte ca. 500 gange så meget svovlbrinte for 750 millioner år siden, som de gør i dag.«
Resultater skal løse gåden om livets udvikling
Resultaterne af den opsigtsvækkende forskning skal i fremtiden bruges til at forstå det miljø hvori dyrelivet på Jorden udviklede sig.
For 750 millioner år siden var oceanerne fyldt med svovlbrinte, der blev dannet af svovlbrinteproducerende bakterier. Da svovlbrinten forsvandt fra i oceanerne forbedrede det vilkårene for højerestående dyr og muliggjorde, at de kunne opstå.
På et tidspunkt for omkring 700 millioner år siden skete der noget med klimabalancen på Jorden, der gjorde at svovlbrinteindholdet faldt og iltniveauet steg. Derved kunne højerestående liv udvikle sig, hvilket tydeligt ses i de fossiler, der er aflejret fra perioden.
Nedkøling af Jorden rykkede klimabalancen
Nu er det så op til forskerne at analysere sig frem til, hvilke forudsætninger der har været gældende for, at livet kunne bryde den barriere, der ellers lå i svovlbrinten i flere milliarder år. Med andre ord skal forskerne finde ud af, hvor svovlbrinten forsvandt hen.
»Vi ved at Jorden gennemgik en massiv nedkøling både for 700 og 635 millioner år siden og at det muligvis kunne have sænket indholdet af svovlbrinte i oceanerne. Over to omgange blev kloden kølet alvorligt ned i det, som forskere kalder for 'Snowball Earth Theory'. Faktisk blev Jorden så kold, at der var istid på Ækvator.«
»Det er nærliggende at tro, at de to ting hænger sammen, og det er derfor interessant at kigge på, om de globale nedkølinger var en forudsætning for, at højerestående liv udviklede sig på Jorden,« slutter Tais W. Dahl.
