Ungefär så gick det till när vi skapades

2017-03-25 07:00  

KAIANDERS. Uppkom livet ute i rymden långt innan solsystemet ens hade bildats? Låt oss först resa tillbaka i tiden och se hur det gick till då jorden skapades, för att sedan ta steget till antropocen, den nya geologiska eran som allt fler forskare hävdar att vi nu har gått in i.

Stora bulldozerliknande fordon föser materia framför sig, och jättelika tankbilar lossar sina bördor i en aldrig sinande ström. Det är mörkt. Bara stjärnornas ljus lyser upp. Ingen måne syns till.

”Hallå där”, ropar en röst. ”Ser du inte att det här är en byggarbetsplats?”

En man i bygghjälm och vit skäggstubb kommer gående mot mig. Han tycks vara bas för bygget, för han ger emellanåt snabba order till förarna av maskinerna. I ena handen håller han en rulle ritningar, och i den andra en bygghjälm som han nonchalant räcker över till mig. Samtidigt föser han mig åt sidan för att inte stå i vägen för nya lass med inkommande byggmaterial.

”Ursäkta”, ropar jag genom larmet från de tunga anläggningsmaskinerna, ”men jag är journalist. Jag skulle vilja ställa några frågor.”

”Jaja. Men alla måste ha hjälm. Här finns en hel del farligt material man kan få i huvudet.”

Som ett bevis på detta kommer ett stort stycke is susande över oss och slår ner på marken.

”Vad bygger ni?” frågar jag.

”En ny värld. Den ska strax vara klar för inflyttning.”

Nu börjar verksamheten avta. Allt färre fordon släpper av sin last, men nya isklumpar fortsätter att slå ner på marken runt oss. De smälter snabbt, och rännilar av vatten forsar fram. Här och där bildas sjöar och floder, och längre bort skymtar jag vad som verkar vara på väg att bli ett helt hav.

”Sådärja”, säger den vitskäggige. ”Då ska vi se om vi inte kan få lite ljus. ’Fiat Lux’, som jag brukar säga.”

Knappt har han uttalat orden förrän ett klot av materia högt över oss börjar glöda svagt. Ljusskenet ökar stadigt, och efter en stund lyser klotet som en lampa.

”Det är ju solen!” utropar jag.

”Javisst”, svarar mannen. ”Och naturligtvis är det jorden som du står på. Fast jorden som den var för sisådär fyra och en halv miljard år sedan, långt innan du fanns.”

Jag sniffar i luften. Det luktar fränt av svavel och unket av andra gaser.

”Här finns ju inget syre”, säger jag. ”Bara kväve, koldioxid, metan och svavelväte. Här kan inget leva.”

”Åjo. Titta ner i vattnet.”

Först ser jag ingenting, men sedan upptäcker jag ett myller av små primitiva organismer. Varifrån kommer de?

”Jag vet inte riktigt”, svarar mannen. ”Kanske hade några fastnat på mina stövlar under ett tidigare jobb och kommit med hit. Händer hela tiden. Ett mysterium.”

De små organismerna tycks trivas. De är encelliga arkéer som lever på järn, vätgas och koldioxid som de förvandlar till vatten och metan. Luften fylls alltmer av ett gulaktigt dis, det ser ut som på bilderna som rymdsonden Philae tog från Saturnusmånen Titan. Temperaturen ökar, det blir varmt som i en ångbastu. Inte så konstigt. Metan är en mycket effektiv växthusgas.

Men hur högt ska temperaturen eg- entligen stiga? Snart är haven kokheta.

”Ingen fara”, säger mannen. ”Solens ultravioletta strålar får metanmolekylerna i atmosfären att polymerisera till partiklar av komplexa kolväten. Det blir en sorts lågoktanig smog som reflekterar solstrålarna så att temperaturen stabiliseras.”

Tiden går, och nu bildas slöjor i vattnet. Det ser ut som algblomningen i Östersjön om somrarna.

”Det är precis vad det är”, säger mannen. ”Det har utvecklats cyanobakterier, blågröna encelliga alger. De omvandlar solljus och koldioxid till syrgas och energirika sockerämnen.”

”Men varför blir det då inget syre i atmosfären?”

”Ta det lugnt. Först går det nybildade syret åt till att oxidera allt tvåvärt järn i havsvattnet till trevärt. Därefter tas det upp av syrebenägna ämnen i vittrande berg.”

Vi får vänta i nästan två miljarder år till innan vi äntligen känner de första tecknen på syre i luften. Så går det plötsligt fort. Det gulbruna diset försvinner och temperaturen sjunker som en sten. Himlen blir blå och tjocka lager av is bildas vid polerna. Syrehalten stiger samtidigt som flercelliga organismer av olika slag börjar krypa upp ur vattnet och kolonisera torra land.

Nu spirar växter varthelst man ser, och det kryllar av djur och insekter. Stora skogar täcker snart kontinenterna och syrehalten skenar i vädret. Den vitskäggige mannen tar fram en mätapparat och betraktar den bekymrat. 35 procent O2, visar den.

”Tanken är”, säger han, ”att vi ska ha balans mellan syreproduktionen från gröna växter och andningen hos djur och nedbrytande bakterier. Men som du märker producerar växterna så mycket organisk massa att den inte hinner brytas ner. Resultatet blir tjocka lager av vad som med tiden kommer att ombildas till kol och olja. Och syrehalten är nu så hög att atmosfären nästan är explosiv. Jag avråder strängt från rökning.”

Plötsligt hörs ett brak, och hela himlen flammar upp. En jättemeteorit har slagit ner, och på ett ögonblick har alla jordens skogar svetts av och nittio procent av alla arter växt- och djurarter utplånats.

Den vitskäggige rycker på axlarna. ”Sånt händer då och då”, säger han. ”Men det kommer nya vad det lider. Och förresten är syrebalansen återställd till mer måttliga 20 procent. Men nu drar jag, för jag har annat att göra. Vi har kontrakt på fyra nya världar som ska vara klara innan solen går ned.”

Ungefär så gick det till när jorden skapades. Åtminstone nästan. Knappt hade jordskorpan svalnat för dryga fyra miljarder år sedan förrän de första levande organismerna dök upp. I februari i år kom rapporter att forskare i Kanada hittat världens äldsta mikrofossil i en berggrund i Quebec. Organismernas ålder har beräknats till 3,77 miljarder år. Det är några hundra miljoner år äldre än det tidigare rekordet om 3,46 miljarder år som innehades av fossil från västra Australien.

Forskarna tror att de här uråldriga organismerna var någon sorts encelliga primitiva kryp som livnärde sig på att äta järn och vätgas vid så kallade hydrotermiska öppningar (black smokers), vulkaniska undervattensskorstenar på havsbottnen där det sprutar ut varmvatten och mineraler från jordens inre. Sådant liv antas ha funnits på jorden i 4,3 miljarder år.

Det är mycket länge, med tanke på att jorden bildades för ungefär 4,5 miljarder år sedan.

Det överraskande är egentligen inte åldern på fossilen, utan att det finns så gammal berggrund kvar som inte har förändrats och knådats om totalt av vulkaniska och tektoniska processer. Och där urgamla mikrofossil fortfarande kan hittas.

När uppstod egentligen livet? Två amerikanska genetiker vid namn Alexei Sharov och Richard Gordon använde sig 2014 av Moores lag för att försöka räkna ut den saken. Moores lag har fått sitt namn efter Gordon E Moore, en av grundarna till elektronikföretaget Intel. 1965 framförde han sin tes, eller kanske snarare förutsägelse, att den snabba tekniska utvecklingen skulle göra att mängden transistorfunktioner på ett mikrochip i framtiden skulle öka exponentiellt och fördubblas varje två år. Hans förutsägelse har hittills visat sig stämma ganska bra.

Sharov och Gordon tänkte sig att precis som mikroprocessorerna så har också de levande organismerna utvecklats till att bli alltmer komplexa under evolutionens gång. Om vi mäter mängden baspar i en viss organismtyps genom, dna-sträng alltså, och avsätter måttet i ett diagram som visar tidpunkten då organismen, arten, först konstateras i fossil, så får vi ett diagram av samma typ som Moores. I figuren ovan är avsatt punkter för den uppskattade genomstorleken, antalet baspar i dna-strängen, hos de första prokaryoterna (bakterierna), eukaryoterna (organismer med cellkärna), maskarna, fiskarna och däggdjuren. Som synes kan man dra en rät linje genom punkterna. Evolutionen av genom tycks alltså följa Moores lag, med den skillnaden att en fördubbling av genomet tar 376 miljoner år i stället för mikroprocessorernas två.

Nu kommer det fiffiga. Om vi extrapolerar oss tillbaka i tiden och drar ut linjen i diagrammet tills antalet baspar i dna-strängen går ner till noll kan vi läsa av tidpunkten där hela processen började. Vilket vi kan tolka som livets uppkomst.

Märkligt nog visar det sig att denna tidpunkt ligger mycket långt tillbaka i tiden, närmare bestämt för dryga nio miljarder år sedan. Om man får tro Sharovs och Gordons diagram skulle livet ha uppstått ungefär fem miljarder år innan solsystemet och jorden bildades. Hur är detta möjligt?

Det finns två svar. Det ena är att Sharov och Gordon har fel. Det finns en rad kritiska forskare som hävdar att Sharovs och Gordons definitioner av genomens komplexitet är uppåt väggarna felaktiga och att de använt undermålig statistik för bearbetning av data.

Det andra svaret är att det första primitiva livet faktiskt uppstod för mycket länge sedan någonstans långt ute i rymden. När sedan solsystemet väl hade bildats för 4,5 miljarder år sedan kom en sorts livsfrön nedfallande på jorden, kanske som fripassagerare med kometfragment eller meteoriter. Hur som helst så lyckades livet slå rot.

Idén är inte ny. Den kallas för panspermi och har tidigare framförts av en rad kända och okända astronomer och kosmologer. Däribland den brittiske astronomen Fred Hoyle (1915–2001), känd som den som först kunde förklara hur syntesen av grundämnen med högre atomnummer än väte och helium sker i stjärnornas inre. Men han var också mannen som i ett radioprogram myntade begreppet ”Big Bang” för den hypotetiska ursmäll vid universums födelse som han själv inte trodde på.

Hoyle var en inbiten panspermiförespråkare. Hans spännande science fiction-roman ”Det svarta molnet” från 1957 handlar just om en livsform som utvecklats i yttre rymden. Hoyle var dock ingalunda först med panspermiteorin. Det var, såvitt man vet, den joniska filosofen Anaxagoras på 400-talet före vår tideräkning. Panspermiidén togs senare upp av bland andra vår egen Nobelpristagarkemist Svante Arrhenius (1859–1957), som 1903 påvisade att koldioxid i atmosfären ger upphov till växthuseffekten.

Nåväl. Om vi för ett ögonblick skulle acceptera att livet faktiskt har uppstått i rymden för nio miljarder år sedan – vad får det då för logiska följder?

Tja, det skulle innebära att det i princip skulle kunna finnas liv lite överallt i galaxen. Men det skulle också innebära att eftersom det tar så lång tid för evolutionen att skapa in- telligenta varelser är det fullt möjligt att vi är först.

Men inte nog med det. Om vi fortsätter att ta herrar Sharovs och Gordons diagram på allvar kan vi ju också extrapolera oss framåt i tiden. Om några miljoner år bör det då, om evolutionen fortsätter, ha uppstått varelser med betydligt mer intrikata genom än våra. Hur kommer de att se ut? Och kommer det samtidigt att finnas kvar människor som vi?

Men kommer evolutionen att fortsätta? Kanske har vi människor sett till att den kommit till vägs ände.

Låt oss återgå till en mer överskådlig framtid. Allt fler geologer hävdar att vi sedan 1960-talet gått in i en ny geologisk era: antropocen, där det är de mänskliga aktiviteterna som helt avgör jordens miljö, klimat, ekologi och biodiversitet. Industrialisering och jordbruk har på kort tid förändrat jordens ansikte. Två forskare vid Stockholms universitet, Owen Gaffney och Will Steffen, har formulerat en övergripande ekvation som beskriver det hela.

Ursprungligen, säger Gaffney och Steffen, var förändringar på jorden beroende av två saker, av astronomiska krafter (som gravitationen, eventuella meteoritnedslag, tidvatten, solinstrålningen, magnetfältet med mera) och geofysiska krafter (plattektonik, vulkanism med mera). När livet fått fäste på jorden kom en tredje kraft, de levande organismerna som förändrade både atmosfärens och havens kemiska sammansättning (det var exempelvis tack vare cyanobakterierna som jorden fick syre i atmosfären). Förändringarna i jordsystemet E kan övergripande uttryckas som dE/dt = f(A, G, I) där A är de astronomiska krafterna, G de geofysiska och I de biologiska.

Till detta kommer en fjärde kraft som påverkar jordsystemet allt mer: människornas inverkan genom industri och jordbruk med mera som vi kan kalla H. Vi får alltså dE/dt = f(A, G, I, H).

Enligt forskarna har H emellertid sedan 1960-talet vuxit enormt i betydelse så att det nu är helt och hållet människans aktiviteter som bestämmer jordens utveckling. I jämförelse med H är A, G och försumbara. Jordsystemets förändringar under antropocen kan nu uttryckas som dE/dt = f(H) där A, G och I gått mot noll. Detta är antropocen-ekvationen. n

Här är de geologiska epokerna

I den geologiska kronologin skiljer man mellan olika epoker i jordens förflutna. Ursprungligen skiljde man dem genom arterna av fossil man hittat i sedimenten. Kambrium är exempelvis den epok mellan 542 och 488 miljoner år sedan när en mängd ryggradslösa djur plötsligt dyker upp. Erorna därefter kallas ordovicium, silur, devon, karbon, perm, trias, jura och krita.

Därefter kommer tertiär som börjar med dinosauriernas utdöende för 65 miljoner år sedan. De senaste 2,6 miljoner åren kallas kvartär. Det är den tid som kännetecknas av en rad av omväxlande istider och interglacialer, de varma tiderna däremellan.

Den senaste interglacialen, där vi fortfarande befinner oss, började för ungefär 10 000 år sedan och går under namnet holocen.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt