Jorden er ejendommelig på mange områder. Den minder faktisk ikke om noget andet himmellegeme, vi kender. Blandt de mærkelige fænomener på Jorden er kontinenterne, som er opbygget af bjergarten granit. Den forekommer overalt i vores omverden. Og man skulle derfor tro, at det var verdens mest almindelige bjergart. Men det er helt forkert. Den findes kun i en ganske tynd skorpe i Jordens kontinenter. Den kendes hverken fra Jordens indre eller fra noget andet sted i Solsystemet.
Jordens atmosfære indeholder masser af oxygen – ca. 20%, men kun 0,03% CO2 – og Jorden har liv. Kan man mon tænke sig, at der er en sammenhæng mellem disse tre særheder – forekomsten af granit, den ret specielle atmosfære og tilstedeværelsen af liv? Har livet mon selv været med til at forme Jorden?
De ældste bjergarter
Vi ved, at kontinenterne er opbygget gennem milliarder af år. For at forstå de processer, som begyndte at opbygge dem, må vi studere de ældste bjergarter, granitterne. De er dannet ved at magma – smeltet bjergartsmasse – er størknet dybt i jordskorpen. De er ca. 3,8 milliarder år gamle, og findes i Vestgrønland.
 |
|
δ13C forholdet er et udtryk for indholdet af isotopen 13C set i forhold til det normale indhold i carbon. Når CO2 diffunderer gennem membraner, som fx i grønkorn, reduceres indholdet af 13C, da de lettere 12C-atomer i gennemsnit bevæger sig hurtigere. Det er netop et δ13C forhold på under –20‰ i carbon fra det grønlandske urfjeld, der viser tilstedeværelse af biologisk liv for 3,8 mia. år siden. |
Blandt de ældste bjergarter findes også lag af sedimenter. På trods af deres ekstreme alder rummer de stadig information om tilstandene på Jordens overflade, dengang de blev til. De viser os, at Jorden allerede dengang var dækket af oceaner. Og de viser, at livet var vidt udbredt i oceanerne. Levende organismer optog CO2 fra atmosfæren og omdannede det til organiske forbindelser, som blev aflejret på havbunden sammen med ler og sand. På den måde blev carbon trukket ud af atmosfæren og lagret i Jorden.
Fotosyntese, oxygen og forvitring
 |
Når levende organismer producerer organisk stof, er de nødt til at reducere carbon i CO2. Denne reduktion balanceres enten ved at organismerne oxiderer svovl eller metaller, eller ved at de frigiver oxygen. Evnen til at omdanne CO2 og H2O til organisk stof og fri oxygen ved hjælp af solenergi under fotosyntese er en meget avanceret biokemisk proces, der foregår i organismer som fx blågrønalger og grønne planter. Både når organismer frigiver oxygen og når organismer, som ikke har denne evne, oxiderer svovl eller metaller, griber de ind i de geokemiske kredsløb under produktionen af biomasse.
Fotosyntetiserende organismer benytter klorofyl til at fange fotoner og oplagre deres energi. På den måde kan organismen spare energi sammen fra flere fotoner, indtil den har råd til at bryde den kemiske binding mellem hydrogen og oxygen i vandmolekylet. Det frigjorte hydrogen reagerer med CO2 og danner kulhydrat, samtidig med at der afgives oxygen til atmosfæren. På den måde medvirker klorofyl til, at solenergi kan omsættes til kemisk energi. Denne energi transporteres og omsættes i fødekæderne og er dermed baggrund for næsten alt liv på Jorden.
Specielt har frigivelsen af oxygen til atmosfæren store konsekvenser for de geologiske processer på jordoverfladen. Overfladens bjergarter reagerer meget nemt med luftens oxygen under forvitring. Det vil sige, at bjergarterne nedbrydes til ler, sand og opløste salte. Hvis der ikke konstant nydannes oxygen, går forvitringsprocessen i stå, fordi atmosfæren hurtigt vil opnå kemisk ligevægt med overfladens bjergarter. Livet medvirker således til at holde den kemiske forvitring i gang på jorden. Der er meget som tyder på, at netop det, at forvitring indgår i det geologiske kredsløb, er en betingelse for at granit kan dannes.
Delvis smeltning
Dannelse af granit foregår ved delvis opsmeltning af forvitret materiale dybt nede i Jorden. Når forvitret materiale ved pladetektoniske processer bringes dybere ned i Jorden – eller simpelthen bliver begravet under tykke aflejringer – stiger temperaturen. Ved en temperatur på ca. 600–700 °C begynder materialet at smelte. Det sker ved en proces, som kaldes partiel smeltning. I princippet virker den på samme måde som destillation. De mest flygtige komponenter adskilles fra de mindre flygtige. Det betyder, at det kun er nogle komponenter af det forvitrede materiale, som smelter, mens andre komponenter forbliver faste. De smeltede dele er lettere end den faste rest. De skiller sig derfor ud ved simpel opdrift, stiger opad til køligere regioner i jordskorpen, og størkner igen som granit.
Vores nuværende viden tyder på, at kontinenterne først for alvor begyndte at dannes for ca. 3,8 milliarder år siden, samtidig med de første tegn på, at livet muligvis havde udviklet evnen til fotosyntese.
