Jorda har gjennomgått en rekke istider, hvorav den siste (istiden i kvartær) endte for 11 300 år siden.
Den aller første istiden fant sted for ca. 2,4 milliarder år siden, og geologene mener at planeten vår på et tidspunkt kan ha vært nesten fullstendig dekket av is – et fenomen kjent som «Snowball Earth».
Fenomenet kan ha gjentatt seg flere ganger, og trolig senest for om lag 630 millioner år siden.
Bakterier ga oss oksygen
Hva var årsaken til at vi fikk vår første istid?
Jorda gjennomgikk flere fundamentale endringer for 2,5 – 2,3 milliarder år siden. Den kanskje viktigste endringen er at atmosfæren begynte å fylles med oksygen.
Tidligere bestod atmosfæren hovedsakelig av nitrogen og CO2, ikke ulikt hva vi ser på våre naboplaneter Venus og Mars i dag.
Hendelsen “The Great Oxygenation Event”, eller GOE, er en følge av at cyanobakterier begynte å drive fotosyntese med oksygen som restprodukt. Vi kjenner til fossile kolonier av cyanobakterier i sedimentære bergarter fra denne tiden i form av laminerte, kalkholdige strukturer.
– Det har lenge vært et spørsmål om hvorvidt oksygenet eller den første istiden kom først. Det finnes hypoteser og argumenter som støtter begge alternativer, forteller forsker Matthew Warke i en artikkel i theconversation.com.
Om istiden kom først, kan økte mengder sedimenter som følge av isbreers eroderende kraft på kontinentene ha gitt næring til cyanobakterier i havet.
Om oksygenet kom først, kan det ha destabilisert metanet i atmosfæren slik at konsentrasjonen ble lavere. Metan er en kraftig drivhusgass, og en betydelig reduksjon ha ført til et kjøligere klima.
Oksygenøkningen kom først
I 2020 publiserte Warke en forskningsartikkel i tidsskriftet PNAS sammen med blant annet Aivo Lepland, forsker ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) og Senter for arktisk gasshydrat, miljø og klima (CAGE). De mener nå å ha funnet svaret.
Forskningen er basert på analyser av russiske kjerneprøver som er lagret ved NGU.
LES OGSÅ: Undersøker urgamle fosforitter
Kort fortalt undersøkte forskerne varianter (isotoper) av svovel. Disse isotopene forekommer i et relativt forutsigbart forhold til hverandre, men i prøvene som var eldre enn 2,5 milliarder år var det ikke lenger slik.
Basert på analysene hevder forskerne at GOE fant sted for 2,5 – 2,43 milliarder år siden. Det indikerer at hendelsen er eldre enn tidligere antatt, men på linje med tilsvarende isotopdata fra andre deler av verden.
Den første istiden er datert til 2,42 milliarder år siden, og Warke mener derfor GOE kom først, og utløste et kjøligere klima.
– Vi konkluderer med at det er sannsynlig at økt konsentrasjon av oksygen i atmosfæren reduserte metankonsentrasjonen, noe som svekket drivhuseffekten og ledet planeten inn i en periode med istider, avslutter forskeren.
De russiske borekjernene ble samlet inn i 2007 av International Continental Drilling Program (ICDP) og flere internasjonale aktører inkludert NGU på Kolahalvøya og i Karelen.
Totalt ble 3,6 kilometer med kjerneprøver bestående av 2,0 – 2,44 milliarder år gammelt grunnfjell hentet opp og sendt til NGU. Prøvene har i nærmere 15 år vist seg å være en verdifull ressurs for forskningen på jordas tidlige historie.
