Palæontologer bliver ofte begejstrede over dinosaurfossiler, men selv små mikroskopiske fund kan skabe stor glæde. En ny opdagelse i Grønland har vist, at livets historie på Jorden kan være endnu ældre, end vi troede – helt tilbage til for 3,7 milliarder år siden. Forskere har fundet små væskelommer i granatsten, der indeholder kemiske spor, som tyder på, at liv allerede fandtes og trivedes på det tidspunkt. Denne opdagelse giver os en helt ny forståelse af, hvordan og hvornår livet på Jorden begyndte.
Palæontologer bliver begejstrede over dinosaurfossiler, men hvad får geolog Minik Rosing op af stolen? Noget helt andet – mikroskopiske spor af liv.
I 1999 opdagede Rosing kulstofspor fra liv i en grønlandsk bjergformation. Denne opdagelse rykkede tidspunktet for livets begyndelse tilbage til mindst 3,7 milliarder år siden.
Nu, med nye avancerede analysemetoder, er forskere kommet endnu tættere på livets historie. Palæontolog Magnus Harding og et forskerhold har fundet små lommer af væske i granatsten fra samme område i Grønland. Disse lommer indeholder rester af amidgrupper – små proteinstrukturer, der har overlevet millioner af år med ekstrem varme og tryk.
"Granatstenene fortæller os ikke præcis, hvordan livet opstod, men de viser, at der allerede for 3,7 milliarder år siden eksisterede store, komplekse økosystemer – måske endda endnu tidligere," forklarer Minik Rosing.
Et naturligt museum
Minik Rosing, som nu er professor ved Københavns Universitet, voksede op på en rensdyrstation otte timers bådtur fra Nuuk, Grønlands hovedstad. Grønland er hjemsted for et helt unikt geologisk museum skabt af naturen selv.
I de højtliggende områder i det sydvestlige Grønland er klimaet så barskt, at der ikke vokser planter. Det betyder, at de dramatiske bjergformationer ligger fuldstændig blottet. "Klipperne er slebet af isen, som trak sig tilbage efter den sidste istid," forklarer Minik Rosing. "Det er som at gå på et poleret marmorgulv, hvor man tydeligt kan se alle strukturerne i klipperne."
Disse glatte, gletsjerpolerede overflader giver forskere et vindue ind i Isua suprakrustalbæltet – en af Jordens ældste geologiske strukturer. Det er så gammelt, at forskere stadig ikke ved præcist, hvordan det blev dannet. Det kan endda være ældre end selve de tektoniske plader, der udgør Jordens skorpe. "Vi kender ikke til noget ældre," siger Minik Rosing.
Små livstegn og granatsten som tidskapsler
Paleontologer, der forsker i fossiler fra dinosaurernes tid eller tidlige pattedyr, har den fordel, at de kan studere skeletter. Men når man går længere tilbage i Jordens historie, bliver det meget sværere at finde fysiske beviser på liv.
"Det tidligste liv på Jorden havde ikke hårde dele som knogler eller tænder, der kunne blive til fossiler," forklarer Magnus Harding, en forsker i geologi.
I Australien findes der et område kaldet Pilbara-kratonet, som rummer nogle af de ældste beviser på liv på land – 3,5 milliarder år gamle stromatolitter. Disse er klippelignende formationer skabt af mikrobielle kolonier, lidt som koralrev.
Men Isua suprakrustalbæltet i Grønland er endnu ældre. "Disse klipper har været udsat for ekstremt høje temperaturer og tryk," forklarer Magnus Harding. "Hvis der nogensinde har været spor af mikroorganismer eller stromatolitter her, er de blevet ødelagt."
For at finde spor af liv fra denne tid må forskerne derfor lede efter noget, der kan overleve geologiens voldsomme kræfter. Her kommer granatsten ind i billedet.
Hemmeligheder gemt i granatsten
Granatsten er ikke bare smukke sten, du kan købe i en smykkebutik. De er geologiens "tanks", der dannes under ekstremt høje tryk og temperaturer. "Granatsten er utroligt hårdføre – hvis noget bliver fanget inde i dem, er der en god chance for, at det bliver bevaret," forklarer Magnus Harding.
De granatsten, forskerne arbejder med, er dog ikke smykkekvalitet. De er rødbrune og indeholder striber af grafit, som er en krystallinsk form for kulstof. "Det er svært at se, hvad der gemmer sig i grafitten," siger Magnus Harding.
For at undersøge granatstenene knuser forskerne små prøver mellem to glasplader. Når granaten går i stykker, slipper den væske ud, som har været fanget i den i milliarder af år. Denne væske fordamper hurtigt, men efterlader en rest på overfladen. "Det ligner halvttørret maling," siger Tue Hassenkam, nanoforsker ved Københavns Universitet.
Med en teknik kaldet atomkraftmikroskopi undersøger forskerne resterne i detaljer. "Vi bruger en meget fin probe, der 'mærker' overfladen, som om den rører ved den," forklarer Tue Hassenkam. Ved hjælp af en laser kan de varme bestemte områder op og måle, hvordan materialet reagerer.
"Det svarer til at slå på et glas med en kuglepen for at finde ud af, om det er glas eller krystal," tilføjer Minik Rosing.
Hvad de fandt, og hvordan det kom derind
Ved hjælp af atomkraftmikroskopi fandt forskerne et "fingeraftryk" af amidgrupper – en kemisk struktur, der udgør rygraden i proteiner. "Det er meget interessant," siger Tue Hassenkam, "at disse strukturer har været i stand til at overleve den ekstreme varme og tryk, som opstår, når de bliver 'trykkogt' inde i en granat." Men spørgsmålet er, hvordan de oprindeligt kom derind.
Magnus Harding forklarer, at det mest sandsynlige scenarie begynder i vand. Når mikroskopiske organismer i en sø eller hav dør, synker de gennem vandet og lægger sig i lag på bunden. Over tid bliver disse lag dækket af mere sediment og begravet dybere og dybere, indtil de forstenes – "sedimenterne bliver til en sten, men det organiske materiale er stadig der," siger han. På et tidspunkt må dette område så have været udsat for ekstremt tryk og varme, hvilket førte til dannelsen af granatkrystaller. Disse krystaller voksede tilfældigt omkring lommer af døde mikroorganismer.
Forskerne mener, at granatens organiske indhold repræsenterer et rigt samfund. "Det er ikke små spor af én enkelt organisme, der levede isoleret," forklarer Minik Rosing. "Det er faktisk et helt økosystem med mange forskellige organismer, der fungerede sammen på det tidspunkt."
Klipper ældre end livet selv
For Minik Rosing føles dette som en besked i en flaske, sendt gennem tiden, som fortæller os, at livet trivedes dengang – stik imod den tidligere teori, hvor geologer beskrev perioden som et inferno og kaldte den "Hadean," opkaldt efter den græske underverden.
Tue Hassenkam tilføjer, at flydende vand – det vigtigste krav for liv – dukkede op på Jorden hele 600 millioner år tidligere, end vi hidtil har troet. Selv i evolutionens lange tidsskala er det et enormt tidsrum. "For os i dag ville 600 millioner år tage os tilbage til den kambriske eksplosionsperiode, hvor encellede organismer udviklede sig til komplekse livsformer. Det betyder, at mikroberne i Isua suprakrustalbæltet var meget langt fra livets oprindelse," siger han.
Det er poetisk, at der ikke er nogen geologiske optegnelser til dato, der viser klipper ældre end livet selv. "I alle dele af Jordens historie, som vi kan undersøge, var livet allerede til stede," siger Minik Rosing.
Han konkluderer med en bemærkning om Jordens unikke karakter: "Det er ikke kun, at Jorden er anderledes end andre planeter og dermed kan understøtte liv. Den er anderledes, fordi den har liv. Det er dét, der gør den så speciel."
