I denne bergarten fra Nuvvuagittuq Supracrustal Belt i Canada, er det spor etter jordas eldste livsformer. Mikroskopiske rørlignende strukturer med det røde jernoksidmineralet hematitt. (Foto: Matthew Dodd)
Fant spor av verdens eldste liv
Mikroorganismene er minst 300 millioner år eldre enn det som tidligere har vært akseptert som jordas eldste spor etter livsformer.
– Mikroorganismene er påvist i jaspis, en bergart som hovedsakelig består av mineralene kvarts og hematitt, og som opprinnelig ble avsatt som et sediment på havbunnen, forteller forsker Tor Grenne ved Norges geologiske undersøkelse (NGU).
Funnene er gjort i det som allerede var kjent som noen av verdens eldste avsetningsbergarter, i det såkalte Nuvvuagittuq Supracrustal Belt ved bredden av Hudsonbukta, nordøst i Canada.
Alderen på bergartene – og dermed også mikroorganismene – er noe omdiskutert, men forskerne fastslår at de er minst 3770 millioner år gamle. Noen aldersbestemmelser tyder på at de er så mye som 4280 millioner år. Til sammenligning er jordas alder knapt 4600 millioner år.
Funnene av jordas eldste kjente livsformer er svært viktige for å forstå historien om vår planet og hvordan livet har utviklet seg. Det kan også hjelpe oss å identifisere liv på andre planeter og i andre solsystem, ifølge amerikanske forskere som også har deltatt i prosjektet.
– Sammen med jaspislagene finner vi også andre jernrike avsetninger og vulkanske bergarter, og trolig var disse mikroorganismene knyttet til metallrike varme kilder i forbindelse med den vulkanske aktiviteten, forklarer Tor Grenne.
Mikroorganismene er minst 300 millioner år eldre – kanskje nesten 800 millioner år eldre – enn det som tidligere har vært allment akseptert som jordas eldste spor etter livsformer. Det var såkalte stromatolitter – kolonier av encellete cyanobakterier som levde på grunt vann og i tidevannssonen – og som ble funnet i Vest-Australia.
– Sist høst publiserte det vitenskapelige tidsskriftet Nature en artikkel om strukturer som kanskje stammer fra lignende stromatolitter i 3700 millioner år gamle bergarter på Grønland Men tolkningen har vært trukket i tvil fordi strukturene også kan ha blitt til ved ikke-biologiske prosesser, sier Grenne.
– Det samme gjelder funn av små korn av mineralet grafitt i bergarter av omtrent samme alder.
I den nye studien har forskerne lagt vekt på systematiske undersøkelser for å se om funnene kan tenkes å stamme fra nettopp det - ikke-biologiske prosesser, for eksempel temperatur- og trykkforandringer i bergartene etter at de ble avsatt. Konklusjonen er at strukturene må skyldes mikroorganismer.
Forsker Tor Grenne ved Norges geologiske undersøkelse har deltatt i studien som nå er publisert i Nature, blant annet gjennom sitt arbeid ved Løkken gruver i Meldal. Her er han fotografert på feltarbeid i Hessdalen. (Foto: Gudmund Løvø)
Fant avtrykket
Restene av mikroorganismene danner tynne tråder og rørlignende strukturer. Studien viser at organismene i seg selv ikke er bevart, men at avtrykket etter dem avsløres ved fordelingen av finkornig hematitt i bergarten.
Grenne forklarer at strukturene har karakteriske former og forgreninger som ligner det vi finner rundt metallrike varme kilder på havbunnen i dag. Her lever visse typer bakterier av å oksidere jern og gjøre det om til rust, et slags jernoksid som etter hvert omdannes til hematitt.
– I de samme strukturene finnes mineralene grafitt, apatitt og karbonat, som er typisk for omdannet biologisk materiale og fossiler, sier han.
Sammen med avtrykkene av bakteriene fant forskerne også små runde strukturer, såkalte rosetter og granuler. De ble til under nedbrytningen av bakterierestene mens avsetningen ennå lå på havbunnen, og lenge før den ble til fast bergart.
Også disse strukturene inneholder mineraler som gjerne dannes ved nedbrytning av organisk materiale, og de er identiske med funn i yngre bergarter gjennom mye av jordas geologiske historie, blant annet i bergarter forskerne har studert i Nord-Amerika, Vest-Australia og Norge.
– Et problem med å dokumentere livsformer i så gamle bergarter er at avsetningene nesten alltid er svært omdannet i ulike geologiske hendelser gjennom den uendelig lange historien. I kalkrike bergarter – der det ellers er vanligst å finne fossiler – er dette særlig problematisk, ettersom kalkmineralene har svært lett for å endre struktur når bergarten utsettes for høy temperatur og trykk dypt i jordskorpa, forteller Grenne.
– Den spesielle bergarten jaspis, med sin tette struktur av finkornig kvarts og hematitt, er imidlertid i stand til å bevare opprinnelige mikroskopiske trekk mye bedre enn andre avsetningsbergarter.
Kjent fra Norge
I området rundt Løkken gruver i Meldal i Sør-Trøndelag er slike strukturer særlig godt bevart. Her er sammenhengen mellom jaspis med fossile bakterier og rosettstrukturer grundig dokumentert gjennom tidligere arbeider av Tor Grenne og hans amerikanske kollega John F. Slack, som også er medforfatter i den nye artikkelen i Nature.
Her er også sammenhengen med varme kilder som felte ut jern, kobber og andre metaller på havbunnen svært tydelig. Selv om bergartene ved Nuvvuagittuq er mye eldre og mer omdannet, kan jaspisstrukturene gjenkjennes, slik at Løkkenfeltet kan fungere som en nøkkel til å forstå hvordan de ble til.
Ved Løkken i Sør-Trøndelag finnes mikroskopiske trådformede spor av bakterier som levde av å omdanne jern til jernoksid ved varme kilder på havbunnen for 480 millioner år siden, likt det vi finner i de minst 3770 millioner år gamle bergartene i Nordøst-Canada. (Foto: Matthew Dodd)
Doktorgradsstudent Matthew Dodd ved University College London har hatt hovedansvaret for undersøkelsene, som har omfattet et forskerteam fra både England, USA, Canada, Australia og Norge.
Sammen med veilederen sin Dominic Papineau påpeker han i en pressemelding at funnene av jordas eldste kjente livsformer er svært viktige for å forstå historien om vår planet og hvordan livet har utviklet seg. Det kan også hjelpe oss å identifisere liv på andre planeter og i andre solsystem.
Annonse
– Resultatene støtter tidligere ideer om at mikroorganismer først etablerte seg nært varme kilder knyttet til vulkanisme på havbunnen, påpeker Dodd og Papineau i pressemeldingen.
De nye funnene viser også at de første livsformene oppsto overraskende snart etter at jordoverflaten var blitt kald nok til at vanndamp kunne kondensere og danne de første havene, bare noen få hundre millioner år etter at solsystemet ble til. Trolig var det liv her på et tidspunkt da Mars enda hadde aktiv vulkanisme og flytende vann på overflaten.
Dermed kan det ha vært enkle livsformer også på Mars i planetens tidlige historie, før planetens indre ble avkjølt, atmosfæren forsvant, og vannet på overflaten frøs til is. Flytende vann regnes som en grunnleggende forutsetning for alt liv.
Liv i verdensrommet
NGU-forsker Tor Grenne tilføyer enda et spennende trekk, mulighetene for liv i andre solsystemer:
– I det mye omtalte Trappist-1-systemet er det nylig funnet bevis for planeter på størrelse med vår jord. Her er avstanden til sola slik at det kan finnes flytende vann. Overflaten er verken for varm eller for kald. Dermed kan det ha vært levelige forhold kort tid etter at planetene ble til og helt frem til i dag, sier Grenne.
– Teoretisk er det mulig at avanserte livsformer har hatt tid til å utvikles og at de fremdeles eksisterer.
