Dengang Jorden lige var kølet ned fra sin brandvarme tilblivelse, var solen endnu ung og mat. Så mat og kølig var solen, at jordens oceaner burde have været bundfrosne. Men heldigvis for alt liv var vandet på den unge planet flydende.
I årevis har forskere debatteret, hvad der holdt jorden lun nok til vådt vand. Nu har forskere fra Tokyo Institute of Technology og kemisk institut, Københavns Universitet, lirket et svar ud af ældgamle sten. Et svar de offentliggør i det anerkendte tidsskrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) i denne uge.
Den perfekte drivhusgas
»Den unge sol var cirka 30 procent svagere, end den er i dag. Det eneste, der kunne forhindre jorden i at blive til en gigantisk snebold, var en ordentlig dosis drivhusgas,« forklarer Matthew S. Johnson, der er lektor ved Kemisk Institut på Københavns Universitet.
I et tværfagligt samarbejde med geologer fra Tokyo har han fundet den perfekte kandidat til et fortidigt planetarisk slumretæppe. Nemlig carbonyl sulfid der er et nedbrydningsprodukt fra den svovl, som vulkaner bøvsede ud i den unge atmosfære gennem millioner af år.
»Carbonyl sulfid er og var den perfekte drivhusgas. Meget bedre end CO2. Ifølge vores beregninger kunne et tæppe af carbonyl sulfid fastholde ekstra 30 procent af solens energi på jorden. Nok til at kompensere for det, der manglede fra solen,« siger Matthew S. Johnson.
Mærkværdig fordeling
For at afsløre hvad der hjalp den unge sol med at holde jorden varm, undersøgte Matthew S. Johnson og hans kolleger i Tokyo fordelingen af svovlisotoper i urgamle sten.
Og fordelingen var mærkværdigt. De så en blanding af isotoper, som ikke kunne være kommet fra geologiske processer.
»Der er simpelthen ingen proces i jordskorpen, der kunne forklare denne her fordeling af isotoper. Vi var nødt til at lede efter noget, der var sket i atmosfæren i stedet,» siger Matthew S. Johnson.
Spørgsmålet var hvad?
Efter en lang række eksperimenter fandt de frem til en sandsynlig atmosfærisk proces. Ved at bestråle svovldioxid med forskellige bølgelængder af sollys fandt de frem til, at sollys, der skinner gennem carbonyl sulfid, gav lige præcis den mystiske fordeling af isotoper.
Jeg kan ikke komme i tanke om en bedre foranledning til at være ekstemt tilbageholdende med, hvilke drivhusgasser vi pumper ud i atmosfæren
Matthew S. Johnson
»Filtrering med carbonyl sulfid er egentlig temmelig oplagt, når man først tænker over det. Der var der bare ikke nogen, der havde overvejet det før", siger Matthew S. Johnson og fortsætter:
»Det, vi har fundet, er egentlig et urgammelt sidestykke til det nuværende ozonlag. Det er et lag, der beskytter os mod solens ultraviolette stråling. Men i modsætning til ozon holdt carbonyl sulfid altså også planeten varm. Det eneste problem var, at den ikke blev ved med at være varm.«
Livet fremprovokerede istid
Efterhånden producerede forskellige livsformer stadigt mere ilt. Og med ilt i atmosfæren blev svovldioxiden ikke længere nedbrudt til carbonyl sulfid. I stedet blev vulkansvovlet nedbrudt til sulfat aerosoler, der er et kraftigt klimakølemiddel.
Johnson og hans kolleger har bygget en computermodel af den tidlige atmosfære. Beregningerne fra den antyder, at nedgang i carbonyl sulfid og opgang i sulfat aerosoler tilsammen kan have skabt betingelserne for den såkaldte "Snowball Earth" periode. En planetarisk istid på millioner af år, som mange geologer mener, fandt sted hen mod slutningen af den arkæiske periode for 2500 millioner år siden. For Johnson har det skræmmende konsekvenser for nutiden.
»Vores forskning antyder, at sammensætning og fordeling af atmosfæriske gasser har vippet planeten fra en lun og livgivende tilstand til en millionårig istid, der dækkede hele planeten. Jeg kan ikke komme i tanker om bedre foranledning til at være ekstremt tilbageholdende med, hvilke drivhusgasser vi pumper ud i atmosfæren,« siger han.
Lavet i samarbejde med Kemisk Institut, Naturvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet
