Tenk på det neste gang du puster inn

Poenget her er at jorden nesten ikke fikk det til.

For rundt 2,3 milliarder år siden skjedde noe enormt. Vi kaller det Den store oksygeneringen – tiden da oksygen endelig ble en permanent del av atmosfæren vår. Ikke bare litt her og der, men nok til at det betydde noe for livet på planeten.

Spørsmålet som plaget forskerne lenge: Hvordan i all verden klarte jorden å holde på alt det oksygenet?

Havet som sakte men sikkert reddet alt

En gruppe forskere, blant dem geologen Andrey Bekker fra UC Riverside, undersøkte steiner fra Sør-Afrika. Eldgammel stein – over to milliarder år gammel. Disse steinene er som tidskapsler som forteller historien om en planet der luften vi puster ennå var helt ny.

Det de fant var en tilbakekoblingsmekanisme så elegant at det nesten får deg til å tenke at planeten hadde en plan (selv om planeter selvsagt ikke tenker, du skjønner poenget).

Slik fungerte det:

Da oksygenet begynte å hope seg opp i atmosfæren, reagerte det med havene på en måte som økte konsentrasjonen av sulfat. Sulfat høres kanskje kjedelig ut, men det viste seg å være avgjørende. Enkelte mikrober elsker nemlig sulfat. De bruker det til å bryte ned organisk materiale på en måte som slipper fosfor tilbake ut i vannet.

Fosfor er som den perfekte balansen i det biologiske systemet – for lite og ingenting vokser, for mye og alt kommer ut av kontroll. Men dette urgamle resirkuleringssystemet holdt fosforet tilgjengelig i akkurat passe mengder.

Mer fosfor betydde mer liv. Og mer liv betydde at mer organisk karbon ble begravd i havbunnssedimenter i stedet for å råtne bort og spise opp alt det dyrebare oksygenet. Det er som om planeten fant en måte å spare oksygenet den hadde laget ved å låse karbonet inne i stedet for å la det brytes ned.

Jo mer jeg lærer om dette, jo mer blir jeg overbevist om at jorden har drevet med imponerende naturlig ingeniørarbeid i milliarder av år.

Hvorfor dette forandrer alt

Det virkelig fascinerende er at forskerne utviklet en ny teknikk for å studere disse gamle steinene – en som gir oss et mye klarere bilde enn før.

Tidligere studier kunne måle hvor mye fosfor som fantes i gamle steiner, men de kunne ikke skille mellom fosfor som organismer faktisk kunne bruke og fosfor som var låst inne i mineraler og utilgjengelig for alt levende.

Den nye tilnærmingen? De løste opp steinene bit for bit, mineral for mineral, og skilte ut det brukbare fosforet fra det som var fanget i stein. Dette er en stor greie – det er som forskjellen mellom å vite at det finnes vann på en planet og å vite hvor mye av det som faktisk er drikkbart.

«Nå kan vi skille fosfor som var tilgjengelig for organismer fra fosfor som i praksis var låst bort,» forklarte Bekker.

Og ærlig talt, det er akkurat den typen vitenskapelig framskritt jeg liker å lese om. Ikke bare å finne et svar, men å utvikle bedre verktøy for å i det hele tatt kunne stille de riktige spørsmålene.

Jordens kompliserte forhold til oksygen

Én av de mest tankevekkende konsekvensene av denne forskningen er at jordens oksygenhistorie kanskje var langt mer dramatisk enn vi har trodd.

Forskere pleide å tenke at etter Den store oksygeneringen, forble oksygennivåene relativt stabile – bare sakte økende over tid til ting som dyr kunne evolvere. Men hvis dette fosforresirkuleringssystemet skapte denne typen tilbakekoblingsløkker, kan oksygennivåene ha svingt voldsomt over titalls eller til og med hundrevis av millioner år.

Tenk på det. Jordens atmosfære var ikke bare en gradvis, jevn økning av oksygen. Den var mer som en berg-og-dal-bane med alle mulige topper og daler.

Og dette betyr noe fordi det reiser et interessant spørsmål: Hvis oksygen var tilgjengelig i så lange perioder, hvorfor tok det så lang tid før komplekst liv dukket opp? Vi har disse vakre milliarder år gamle havene fulle av oksygen, men det tok ytterligere to milliarder år før noe mer komplisert enn encellede organismer kom til.

Kanskje oksygen ikke var den begrensende faktoren likevel. Kanskje noe annet holdt utviklingen tilbake. Det er den typen vitenskapelig mysterium som holder forskere våkne om natten, og jeg gleder meg ektefølt til å se hva de oppdager neste gang.

Hvorfor bør du bry deg?

Jeg vet hva du tenker: «Greit med vitenskap, men hvorfor betyr dette noe for meg?»

Her er hvorfor: å forstå hvordan jorden opprettholdt forhold som var egnet for liv, er egentlig første steg mot å finne ut hva som gjør en planet beboelig i utgangspunktet. Og hvis vi leter etter potensielt beboelige verdener rundt andre stjerner, kan kunnskap om tilbakekoblingsmekanismer som denne fosfatsyklusen hjelpe oss med å identifisere hvilke planeter som kan ha det som trengs.

I tillegg er det noe dypt ydmykende og fascinerende ved å innse at atmosfæren vår – noe vi bokstavelig talt ikke kan overleve uten selv i noen få minutter – er resultatet av milliarder av år med intrikat kjemisk og biologisk samspill. Hvert åndedrag du tar knytter deg til urgamle hav, til mikrober som levde for milliarder av år siden, til et planetarisk system som fant ut hvordan det kunne holde seg selv i live gjennom ren kjemisk standhaftighet.

Det er ganske utrolig når du tenker på det.

Så neste gang du tar et dypt pust, gi kanskje en liten tanke til de urgamle havene som hjalp til med å gjøre det mulig. De gjorde den harde jobben med å holde jorden beboelig lenge før det fantes noen til stede for å sette pris på det.

Kilde: ScienceDaily