Forsker: Livet stammer fra lava

»Skal du lave en beboelig planet, har du brug for vand,« siger Lindy Elkins-Tanton, direktør ved afdelingen for terrestrisk magnetisme ved Carnegie-instituttet i USA.

Hun har lavet en model, som forklarer, hvordan der kan dannes meget vand på stenede planeter. For nyligt holdt hun foredrag på Kongsbergseminariet, som i år havde jordens udvikling som tema.

Lindy Elkins-Tanton mener, at vi bør takke lavaen for livet.

Et hjemligt eksempel

Vores jord er dækket af 1,4 milliarder kubikkilometer vand. Det udgør 70 procent af jordens overflade og har en gennemsnitsdybde på 3800 meter.

Men hvor kommer alt vandet fra? Og hvorfor er vores naboplaneter ikke våde? Har vandet været med fra vores planets begyndelse for 4,57 milliarder år siden? Eller stammer vandet fra våde komponenter og meteoritter, som gennem tiden har bombarderet jordens overflade.?

Forskerne har længe diskuteret havets oprindelse. De har troet, at meteoritterne, som kolliderede og begyndte at danne vores planet ikke indeholdt vand. Jorden må derfor have fået tilført vand ude fra på et senere tidspunkt, efter selve dannelsen af jorden.

Lindy Elkins-Tanton mener derimod, at dette er forkert, og hendes forskningsresultater viser, at jorden ikke nødvendigvis har fået tilført en eneste dråbe vand.

»Nyere forskning viser, at det materiale, som dannede jorden, faktisk indeholdt vand,« siger Lindy Elkins-Tanton, og tilføjer, at grundstoffernes geokemi, særlig isotoper, giver vigtige ledetråde.

»Vi ser nu, at vand fra meteoritters isotoper, ligesom dem, der er dannet på vores planet, matcher isotopkoncentrationen for vandet her på jorden. Samtidigt med, at isotopkoncentrationen for vand fra kometer, som er store isklumper og som man tidligere troede var ophav til havene, ikke passer.«

»Dette indikerer, at vandet må være kommet fra meteoritterne, altså materialet som byggede jorden,« siger Lindy Elkins-Tanton.

Vand fra magma

Lindy Elkins-Tanton og hendes kolleger har lavet en model, som bygger på et kendt fænomen, som vi ser under vulkanudbrud. Når en vulkan har et udbrud, bliver atmosfæren vådere, fordi der bliver sluppet store mængder vanddamp ud.

Vandet er oprindeligt opløst i magma, men bliver sluppet fri, når magma afkøles og bliver til sten.

»De tidligste år i jordens historie var præget af et utroligt ugæstfrit miljø,« fortæller Lindy Elkins-Tanton.

»På et tidspunkt var hele vores planet nok mere eller mindre dækket af magmasøer på grund af den enorme varme, som opstod, da meteoritter kolliderede med hinanden og dannede jorden.«

»Vores model viser, at en planet på størrelse med jorden, selvom vandindholdet kun var på 0,01 procent af vægten, ville have været nok til at danne et 500 meter dybt hav, som dækkede hele planeten.«

»Ved at se på, hvor meget vand materialet, som byggede jorden, indeholder, er vi kommet frem til, at der ikke har været brug for at få tilført vand fra kometer. Jorden havde mere end nok vand fra begyndelsen til at danne havene, vi har nu,« siger Lindy Elkins-Tanton.

Hun understreger, at noget af vandet på jorden kan være kommet fra kometer på et senere tidspunkt, men at dette næppe har udgjort nogen stor forskel i vandvolumen på jorden.

Tidligt vand

Debatten om vandets oprindelse fik et løft i 1980’erne, da 4,40 milliarder år gamle mineralkorn, zirkoner, blev fundet ved Jack Hills i Australien. Det blev senere vist, at mineralet stammede fra forvitring af granitter dannet i omgivelser med vand.

Siden solsystemet er 4,57 milliarder år gammelt og jorden var færdigdannet omtrent 100 millioner år senere, betyder dette, at det første overfladevand opstod for mindre end 70 millioner år efter at jorden var etableret.

Blev havet på jorden virkelig dannet så hurtigt?

»Analyserne af Jack Hills-zirkonerne stemmer godt overens med vores model,« påpeger Lindy Elkins-Tanton.

»Den supervarme dampatmosfære, som blev dannet idet magmahavet størknede, kunne afkøles og falde ned som regn i løbet af 70 millioner år efter jordens dannelse.«

Håb for andre stenplaneter

Hvis modellen stemmer, giver dette håb om vand, og dermed liv, på alle stenplaneter, som indeholder spor af vand bundet i krystaller, og som på et tidspunkt har haft en eller flere store magmasøer.

»Siden vand er grundlaget for alt liv, vi kender, åbner dette for muligheden for, at flere planeter kan have, eller har haft, den vigtigste betingelse for dannelse af liv,« fortæller Lindy Elkins-Tanton.

»Indtil nu har man kun fundet gode indicier for, at der har været vand på Mars. Men det er ret usandsynligt, at de andre stenplaneter Merkur og Venus er blevet dannet af andre materialer end jorden og Mars.«

»Jeg tror, at Venus og Merkur har været våde på et eller andet tidspunkt, men der mangler mere forskning for at kunne bevise dette.«

At holde på vandet

Hvis det faktisk var sådan, at Merkur, Venus og Mars engang har været våde, hvorfor er de så tørre nu?

»Først og fremmest er jorden større end de andre planeter, og massiv nok til at holde på vanddamp. Mindre planeter er ikke store nok, og har dermed ikke nok gravitationskraft til at holde på vandet.«

»Videre har jorden et kraftigt magnetfelt, skabt af den flydende metalkerne, noget som hindrer solvinden i at rive vanddampen med sig ud i verdensrummet.«

»Vi kan dermed takke jordens størrelse, jordens magnetfelt og lava for, at vi findes her i dag,« afslutter Lindy Elkins-Tanton.

© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson