Det store geologiske puslespil om Jordens tidlige historie
Helikoptere er ofte en forudsætning for at kunne indsamle geologiske prøver systematisk i ufremkommelige fjeldområder i Grønland. Foto: Kent Pørksen
Publiceret:
11.09.2024
Grønland er hjemsted for nogle af Jordens ældste bjergarter, der rummer fortællinger om planetens turbulente 4,6 milliarder år. Geolog Kristoffer Szilas forsker i de tidlige byggesten, som ikke bare er vigtige for at forstå historien, men også fungerer som afgørende puslespilsbrikker i kortlægningen af, hvor vigtige mineraler befinder sig.
Et uskønt stillads må forceres for at nå frem til en parkbænk tæt på Palmehuset i Botanisk Have i København. Det tilbageværende byggerod i den 150 år gamle have preller dog af på geolog og lektor på Københavns Universitet Kristoffer Szilas, da vi mødes dér på en solrig sommerdag.
For det er blot en påmindelse om, at det ambitiøse milliardbyggeri, som skal blive til det nye Statens Naturhistoriske Museum, er stort set færdigt.
Videnskabs- historier
Kristoffer Szilas modtog i 2023 en bevilling fra Carlsbergfondet til projektet 'Raman spectroscopic investigation of rare earth element minerals from Greenland (RaMin)'. Videnskabshistorier er produceret af Videnskab.dk for Carlsbergfondet.
Museet bliver hjemsted for alle byens naturvidenskabelige samlinger og discipliner under ét. En ny, underjordisk bygning og en kuppel dedikeret oceanernes liv vil fra 2026 blandt andet fremvise interessante aspekter af naturhistorisk viden og naturens fantastiske fortællinger om zoologi, planter, biodiversitet - og så selvfølgelig vise udvalgte meteoritter, fossiler, mineraler og bjergarter.
Sidstnævnte kommer fra samlingen på det gamle Geologisk Museum, som har hjemme i et hjørne af Botanisk Have.
Et sted, der har en helt særlig betydning for Kristoffer Szilas’ vej til geologien og hans store begejstring for både faget og naturvidenskab i det hele taget. Noget, der har ført blandt andet til en ph.d.-grad, 15 arbejdssomre i Grønland og studier af nogle af verdens ældste bjergarter og mineraler med sig.
Forskningen har genereret mange resultater, når det gælder om at forstå Jordens tidlige trinvise udvikling. Sammen med en gruppe af internationale forskere har han blandt andet ved hjælp af bjergarter fundet i Grønland og nye analysemetoder kunnet bekræfte teorierne om, at vand blev bragt til Jorden via meteoritter fra det ydre Solsystem i et bombardement for 3,8 milliarder år siden. Resultatet udsprang blandt andet af et tidligere projekt ’Oldest Rocks on Earth’ støttet af Carlsbergfondet.
Nye midler fra Carlsbergfondet har senest gjort anskaffelsen af et Ramen-mikroskop muligt. Et redskab, som er afgørende for bedre at kunne stadfæste eksempelvis hvor, hvordan og hvornår, bestemte mineraler er dannet.
Mineraler er i dag helt centrale i tidens grønne omstilling, hvor de afløser fossile brændstoffer som energiskabere. Men Kristoffer Szilas’ interesse i mineraler er her og nu fokuseret på at forstå Jordens byggesten og tidlige faser mange milliarder år tilbage i tiden.
Dengang, hvor Jorden var en helt anden planet. For hvis vi ikke forstår Jordens egne grundlæggende tilblivelsesprocesser, hvordan skal vi så kunne få indsigt i for eksempel alle de nyopdagede planeter i det ydre rum?
Fascineret af sten som seksårig
Kristoffer Szilas var ikke mere end seks år, da han, som han formulerer det, i første omgang blev ’slæbt med’ på Geologisk Museum igen og igen. Men hurtigt vandrede han selv nysgerrigt rundt forbi montrerne med alverdens funklende sten og mineraler i museets historiske mineralsale. Interessen var ikke helt tilfældig.
“Min mormor var glad for smykkesten som de blågrønne akvamariner sat i ringe og halskæder, og det var også hende, der gav mig mine allerførste sten: en lilla ametyst og en bjergkrystal,” husker Kristoffer Szilas.
Fascinationen var stor over stenenes blotte udseende.
“I begyndelsen var det nok bare skønheden og det store i, at naturen kunne fremstille sådan nogle fantastiske og perfekte ting. At det var noget, der rent faktisk voksede af sig selv i naturen. Senere var det spændende også at begynde at forstå, at der var et system bag. Jo flere mineraler jeg fik, desto mere kunne jeg begynde at se den kemiske variation bag, hvad de indeholdt og også begynde at forstå systematikken,” fortæller han.
Stengaverne var ikke den eneste ’bjergindflydelse’ i barndommens land. Mange somre blev tilbragt i Ungarn, hvor hans far oprindeligt kom fra. Dér vandrede de lange ture i de små bjerge i familiens ’baghave’, besøgte drypstenshuler og betragtede den glitrende stjernehimmel, når mørket faldt på, bænket omkring bålet. Da han blev lidt ældre, handlede vandreturene også om at se og prøve at forstå, hvordan landskabet var dannet: at det hele hang sammen.
Bjergbestigning kalder
De lave bjerge var nok til snart at tænde en tidlig drøm om at blive bjergbestiger. Hjemme igen fra somrene i Ungarn besluttede han sig målrettet for at blive den bedste danske bjergbestiger, han kunne blive, når nu han ikke boede i for eksempel Alperne. Når vennerne gik i byen, brugte han tiden på klatrevæg og træningshal.
Snart fulgte en imponerende række af ekspeditioner og klatreture fra Alaska til El Capitan-klippen i Californien, de franske alper, Peru, Kina, Nepal og favoritterne: de to granitspir Mount Fitz Roy og Cerro Torre i Patagonien. Spir, der rejser sig lodret fra isen i et ufremkommeligt terræn med ekstreme vejrskift og med en sværhedsgrad, som Kristoffer Szilas selv beskriver som sværere end Mount Everest. Ti års træning gik forud. Videoer lagt på YouTube viser vilde isformationer og for en lægperson helt ufremkommelige bjergsider.
Selve klatringen har handlet både om det æstetiske i et bjergs formation og selve den personlige udfordring: at sætte sig et mål, træne, blive bedre, gerne fejle, for så at blive klog på, hvorfor man fejlede og så prøve igen.
’Oldest Rocks on Earth’
Rytmiske lag af kromitit, som oprindelig blev dannet i et magmakammer dybt i Jordens skorpe. Disse bjergarter var helt centrale for forskningsprojektet ’Oldest Rocks on Earth’, der var støttet af Carlsbergfondet. Formålet var at bestemme den absolutte alder og dannelsesforholdene for disse bjergarter ved Ujaragssuit i Grønland. Overraskende nok viste de sig at være næsten én milliard år yngre end hidtil antaget. Endnu mere overraskende viste bjergarterne sig at indeholde en helt unik isotop-anomali for grundstoffet ruthenium med stor betydning for vores forståelse af Jordens oprindelige byggesten. Foto: Kristoffer Szilas
Denne dedikerede målrettethed har vist sig som god træning for at blive fastansat på Københavns Universitet. Selve bjergklatringen har han tidligere beskrevet i et interview med Universitetsavisen som noget nær en walk in the park sammenlignet med stressen omkring det akademiske forhindringsløb, som skal gennemføres og klares for at blive fastansat på universitetet.
Noget, som han er lykkedes med ved Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet.
Med familie og to små børn er selve klatringen lagt på hylden. Det frister heller ikke på de geologiske feltarbejdsture om sommeren i Grønland, for der er vandtætte skotter mellem tingene.
“På min første sommer i Grønland efter min bachelorgrad var jeg faktisk hyret som klatregeolog af et mineselskab. Her blev jeg fløjet ud med helikopter og skulle så fire mig ned ad et bjerg og lokalisere mineraler som guld undervejs. Men det var alt for farligt, og det var en type fjeld, jeg aldrig selv ville vælge at klatre,” fortæller han.
Grønlands grundfjeld gemmer på et kæmpe bibliotek
I dag er den faglige hovedinteresse solid grundforskning i Jordens tidlige byggesten og grundprocesser som de tektoniske bevægelser. Altså at forstå, hvordan jordpladerne har bevæget sig både horisontalt og vertikalt. Noget, som faget geologi ved forbavsende lidt om tilbage i tid, men som har alverdens betydning for, hvilke mineraler og bjergarter der er blevet ført hvorhen og hvornår.
Hvor er de for eksempel presset op fra Jordens glødende indre? Og hvor er de blevet mast 30 kilometer ned igen? At få svar på det kan på sigt gøre det nemmere at finde bestemte mineraler. Grønland er i den forbindelse det optimale geografiske sted til feltarbejde, for her findes nogle af Jordens ældste bjergarter, som bærer iboende fortællinger om planetens turbulente 4,6 milliarder år gamle historie.
“Grundfjeldet i Grønland er som et kæmpestort arkiv eller bibliotek over hele Jordens historie. Her findes de allerældste bjergarter, som er opstået for 3,8 milliarder år siden. Her er vulkansk lava, sedimenter, grundfjeld, havaflejringer og ikke mindst mineralforekomster.
Der er nærmest ikke det mineral, man ikke kan finde i Grønland. Hele spektret er der, fra diamanter til rubiner i tillæg til alle de her sjældne jordarter samt for eksempel kobber og nikkel. Mange forskeres karrierer venter dér, for mulighederne og perspektiverne ved at undersøge Grønland er uudtømmelige,” understreger Kristoffer Szilas.
Hans egen stensamling fra Grønland på efterhånden tre tons bliver fortsat analyseret og er åben for andre, der har et forskningsprojekt. Der er tilsvarende mange gamle bjergarter i for eksempel Sydafrika og Australien, men dér har der været jordbundsudvikling, så det hele er dækket af et tykt lag jord.
“I Grønland er bjergarterne meget velbevarede, ikke mindst fordi de har været dækket af is, indtil isen for 10.000 år siden trak sig tilbage. Så landskabet er ligesom blevet skrabet rent af gletsjerne. Bjergarterne er ovenikøbet blevet bevaret i arktiske forhold, det vil sige meget lidt eroderet og forvitret i forhold til mange andre steder. I Grønland kan man sine steder se måske 90 procent af grundfjeldet eksponeret. Man kan gå kilometervis og se det samme landskab. Noget, der er bevaret i mere end tre milliarder år, og dermed kan man undersøge tingene mere kontinuerligt,” forklarer han.
Vores viden er ikke klippefast
De fleste har i skolen lært en basal fortælling om planetens opståen og dens mange udviklingstrin. Og man har hørt teorierne om de dramatiske begivenheder, som har ført til livets opståen. Men vores viden om Jordens tidlige udvikling er på ingen måde klippefast, og teorierne diskuteres ofte iltert og livligt af de faglige eksperter.
“Vi har en masse vigtige puslespilsbrikker, men vi har kun en brøkdel af det, der skal til for at stykke hele historien sammen. Hvert eneste studie kan bidrage med en ny lille brik. Jo mere vi får på bordet, desto bedre kan vi sammensætte et billede af, hvad der egentlig skete dengang,” siger han.
Nye analysemetoder og teknikker fører også til, at bare få år gammel viden på kort tid kan være forældet.
Forskningsgruppen ’Early Earth Research Group’, som Kristoffer Szilas leder, satte sig for nogle år siden for at efterprøve og genbesøge internationale kollegers fund af, hvad der dengang blev kaldt verdens ældste bjergarter i Grønland. En ganske normal grundforskningsprocedure. Men det viste sig, at det første projekt havde taget fejl af bjergarternes alder med en margin på en milliard år.
“På en måde var det skuffende, at det ikke holdt stik, men det var og er også tilfredsstillende at få den viden på plads,” siger Kristoffer Szilas.
Så han fortsætter ufortrødent den dedikerede grundforskning i Jordens tidlige historie med et forskningsliv knyttet til Grønland. En interesse for naturvidenskab, der blev tændt her i et hjørne af Botanisk Have, og som han glæder sig stort til at give videre til sine to børn, når Statens Naturhistoriske Museum åbner i 2026 i de helt nye rammer.
Her vil visualiseringer af for eksempel Jordens tidlige dramaer fra meteorit-regn til bjergkæder, der blev presset op gennem havene, appellere til nysgerrighed og undren hos en ny generation af måske kommende forskere.
Videnskabshistorier er produceret af Videnskab.dk for Carlsbergfondet.