Udpakning af historien om, hvordan Jorden fodrer liv, og livet ændrer Jorden

Ved et flygtigt blik, studiet af liv – biologi – virker meget adskilt fra klippernes, eller geologi.

Men et tilbageblik gennem historien viser, at geologiske processer har været nøglen til udviklingen af ​​livet på Jorden. Geologien har formet biologien ved at skabe gunstige forhold, og faktisk de grundlæggende "ingredienser", for livets opståen og udvikling.

Og nu er der voksende beviser på, at dette også virker omvendt:livet har formet vores planets atmosfære, oceaner og landskaber på mange måder.

Lad os gå en tur tilbage gennem tiden.

Vores planet er en levende organisme

Tidligt i det 20. århundrede, Russiske videnskabsmænd hævdede, at levende organismer former deres miljø på en måde, der gør det muligt at opretholde liv. I 1970'erne, en lignende idé kendt som "Gaia-hypotesen" dukkede op i den vestlige verden, takket være forskerne James Lovelock og Lynn Margulis.

Livet begyndte at forme planeten, så snart den dukkede op, muligvis så tidligt som for 3,7 milliarder år siden. Dengang var strålingen fra solen ikke så stærk som i dag og uden lidt hjælp, hele planeten burde være forblevet frossen.

Den lille hjælp kan være kommet fra bakterier, der producerer den varmefangende gas metan, med betydelige mængder af denne drivhusgas frigivet til atmosfæren.

Meget senere - for omkring 200 millioner år siden - skete et lignende forhold omvendt. På dette tidspunkt, mere komplekse livsformer kan have forhindret en løbsk opbygning af kuldioxid i atmosfæren (som set på Venus) ved at fange CO₂ i skelettet af marine organismer som plankton. Disse blev så senere begravet på bunden af ​​oceanerne for at danne kalksten.

Vi er lavet af stjernestøv

De kemiske grundstoffer, der udgør vores krop, blev lavet i eksplosionen af ​​en stjerne - vi er lavet af stjernestøv! Vi deler oprindelsen af ​​vores atomer med alt omkring os, inklusive sten.

Men kræfter dybt inde i planeten Jorden former også livet.

Forvitring af bjerge, og kontinenter generelt, leverer også essentielle næringsstoffer til marine livsformer. Et eksempel er fosfor, som frigives til floder og oceaner ved forvitring af mineralet apatit findes i kontinentale klipper. Fosfor er også et byggeelement i DNA-molekyler, og adenosintrifosfat (ATP), det "genopladelige batteri", der er ansvarlig for energioverførsler i vores celler.

Den første udbredte fremkomst af kontinenter kunne have været nøglen til den første oxidation af atmosfæren (kaldet Great Oxidation Event, 2,4 milliarder år siden). Ved at levere essentielle næringsstoffer som fosfor, forvitring af de første kontinenter ville have gjort det muligt for fotosyntetiske cyanobakterier, der udgør stromatolitter, at trives og frigive ilt til atmosfæren.

Det store udyr har brug for den lille

I 2018 lærte vi, at i begyndelsen af ​​juraperioden (for omkring 200 millioner år siden), plankton begyndte at mineralisere på større havdybder. Plankton producerer ilt som et biprodukt af fotosyntesen - og så, som resultat, ilt begyndte at samle sig i de lavvandede have og nå sit nuværende niveau i atmosfæren.

Stigningen i atmosfærisk ilt til moderne niveauer ville have givet større organismer mulighed for at blomstre (inklusive dinosaurerne), fordi de har højere krav til dette element.

Så ikke kun er plankton en nøglebrik i det økologiske puslespil – fordi så mange marine livsformer er afhængige af det – men det gav også de rette betingelser for udviklingen af ​​store marine krybdyr.

Lukning af løkken

Så det næste spørgsmål er naturligvis:hvad gjorde det muligt for plankton at mineralisere anderledes i juraperioden? Måske bevægende tektoniske plader.

For mellem omkring 300 og 175 millioner år siden, Kontinentalplader blev samlet i superkontinentet kaldet Pangea. Pladerekonstruktioner viser, at store dele af dette superkontinent drev gennem troperne for mellem omkring 250 og 200 millioner år siden.

Som resultat, kontinenter oplevede mere rigelig nedbør og klipper forvitrede mere omfattende, frigiver til havene de elementer, der er nødvendige for, at plankton kan bygge et calciumcarbonatskelet.

Disse processer lukker sløjfen mellem biologi og geologi. Tektoniske plader, der bevægede sig ind i troperne, resulterede i stor forsyning af elementer, muliggør fremkomsten af ​​kalkholdigt plankton, og dette plankton var til gengæld ansvarlig for den sidste store stigning i atmosfærisk ilt.

Mennesker er i stigende grad opmærksomme på, at de har formet planeten i et hidtil uset omfang på grund af udledningen af ​​drivhusgasser forbundet med den industrielle revolution, 200 år siden, og til fremkomsten af ​​landbrugsrevolutionen omkring 8, 000 år siden.

Cyanobakterier, karplanter og plankton har også ændret hele kemien i Jordens atmosfære længe før menneskeheden, over meget længere tidsskalaer.

Imidlertid, der er slående forskelle imellem Homo sapiens på den ene side, og plankton og planter på den anden side. Mennesker former planeten på en måde, der i sidste ende kan sende arten selv i glemmebogen (og mange andre med dem).

Vores art er højst sandsynligt den første, der har evnerne til at genkende og afbøde dens indvirkning på det miljø, den er afhængig af.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.