Hur kol, livets viktigaste byggsten, hamnar i atmosfären

Kol anses vara själva "ryggraden" för det liv vi har här på jorden. När forskarna letar efter liv i universum söker man oftast efter just kol. En av de viktigaste förutsättningarna för liv på en planet är att planeten har en lagom tät atmosfär som ser till att hålla planeten lagom varm och samtidigt skyddar planeten från skadlig strålning från den stjärna som planeten kretsar kring. Vår jord har just en sådan skyddande atmosfär. Den består av framförallt kväve och syre, men också av koldioxid. Även om andelen koldioxid i atmosfären endast uppgår till delar av en promille så är det sannolikt av allra största betydelse för liv på jorden. Det viktiga är dock att ha lagom mängd koldioxid i atmosfären. Annars kan det gå som för Venus och Mars.

Hur har vi då fått koldioxid i vår atmosfär. Jo genom den s.k kolcykeln sker en ständig omsättning av kol mellan biosfär, geosfär, hydrosfär och atmosfär. Det är alltså en kombination av biologiska och geologiska processer samt mänsklig påverkan i form av förbränning av organiskt material som förser atmosfären med kol. Om vi här bortser från biologin och mänsklig påverkan och tittar lite på geologin så beskrivs i en färsk forskningsrapport hur kol tillförs atmosfären från underjorden så att säga.

Till skillnad från t.ex Venus och Mars atmosfärer, som till mer än 95% består av koldioxid, är vår atmosfär relativt koldioxidfattig. Venus lider av ett extremt växthusklimat eftersom koldioxid förhindrar värme att komma ut i rymden. Det innebär att planeten har en yttemperatur på över 400 grader Celcius. Mars har en tunn atmosfär som i huvudsak består av koldioxid. Tabellen nedan visar lite atmosfärfakta. Förutom skillnader i andelen koldioxid i atmosfären kan man också notera den stora skillnaden i atmosfärtryck. Venus har mer än 90 gånger större tryck än jorden!

På jorden däremot är det mesta av kolet bundet i sedimentära bergarter såsom kalksten. När material från jordmanteln smälter till magma fångas en del av detta kol in. När sedan magman rör sig uppåt jordytan vid t.ex ett vulkanutbrott minskar trycket på magman och kolet frigörs som gas. Koldioxid förs därmed till vår atmosfär. Denna process har varit känd länge. Däremot har viss oklarhet rått kring motsvarande process på andra planeter och på månar. I forskningsrapporten har forskarna nu klarlagt hur det sannolikt går till.

Kolet binds lite annorlunda i magman i dessa himlakroppar och frigörs i planeternas atmosfärer som kolmonoxid eller metangas. Skillnaden mellan jorden och t.ex Mars eller vår måne är mängden fritt syre. Jorden har betydligt större andel fritt syre i jordmanteln. Denna skillnad innebär en helt annorlunda utveckling på jorden än på Mars. Det fick till följd att Mars en gång i tiden hade aktiva vulkaner som sprutade ut en stor mängd metangas i Marsatmosfären. Eftersom metangas har en mycket kraftigare växthuseffekt än koldioxid kunde även en relativt tunn atmosfär ge planeten ett skyddande lager som höll planetytan varm. Mars var betydligt varmare än idag vilket gjorde att planeten kunde behålla stora mängder flytande vatten. I det skedet av planetens historia kan liv ha uppstått. Det är spår av eventuellt liv från denna tid som rymdsonder och Marsfordon nu söker efter.

Bild av den röda planeten Mars, en idag torr planet (Bildkälla: NASA)