Jord – et ganske nytt produkt

Hvor gammel er den eldste jorda?

Det er litt avhengig av hvordan du definerer jord. Jord er i sin videste forstand alle løsmasser. Men jeg velger å bruke uttrykket litt mer snevert. Når vær og vind sliter ned bergarter, blir de til steinstøv, sand og knust stein. Disse produktene kalles regolitter. Først når noe organisk blander seg inn, kaller vi det vanligvis for jord. For at regolitt skal modnes til jord, må den først og fremst ligge stille lenge mens mineralene omdannes, «råtner», og blandes med organisk materiale.

Hva er det i dag som gjør at løsmasser på land ligger stille, løser opp stein og samtidig tilsetter organisk materiale? – Jo, planterøtter.  Så for å finne den første jorda som ikke bare er regolitt, må vi vite noe om hvordan landjorda ble erobret av liv.

Utvikling av planter og jord. Ill.: Rim Tusvik

De første levende organismene som koloniserte landjorda var lav og bakteriematter. Antagelig gjorde de det før, men sikre funn er først fra kambriumperioden for noe over 500 millioner år siden. Vi finner også de første tynne lagene med jord i denne perioden, og kan se spor av at de ble holdt på plass av disse organismene. Men jorda – jordkloden – er mye eldre, 4540 millioner år gammel. Det betyr at jorda har vært uten jord i over 4000 millioner år. Støv, sand og grus som ble dannet før dette ble blåst og vasket ut i hav og innsjøer. Hele landjorda var uten liv og lignet en steinørken.

Det var begrenset hvor mye jord bakteriematter og lav kunne holde på, så de neste 75 millioner årene forblir jordlagene tynne og sjeldne. Noen funn fra 475 millioner år siden viser at moseaktige planter fantes i vannkanten. Først i silurperioden for 425 millioner år siden tar endelig de første plantene steget fra vann til land. De første landplantene er små, bare et par centimeter og lever i våte områder. De stammer fra eldre vannplanter. Planter i vann utviklet seg lenge før silur. Vannplanter blir støttet av vannet rundt seg slik at de ikke trengte et eget vev for å vokse oppover. Selvsagt tørker ikke vannplanter ut heller så lenge de er i vann. Den første landplanten heter Cooksonia og er kjent fra mange forekomster. De så nesten ut som trompetformet begerlav med enkle forgreininger, men var grønne planter. De hadde litt støttevev slik at de kunne holde seg så vidt oppe fra bakken og et tynt, vokslignende ytterlag som gjorde at de ikke tørket ut. Vi kjenner ikke rotsystemet dens i detalj, men det ser ikke ut til at det kunne holde på mye jord. Som sine forfedre, vannplantene, trenger de første landplantene fortsatt vann for å formere seg.

På slutten av silurperioden noen få millioner år senere begynner jordprofilene å bli dypere. Planter med blader og bedre rotsystem utvikler seg. Det beste eksempelet er Baragwanathia, en slektning av kråkefotplantene. Disse kunne bli opptil 10 cm høye og var gigantene blant plantene på land. Røttene er det som er mest spennende, disse gikk ned i bakken og brøt opp regolitten, påvirket surheten med organiske syrer, økte oksygentilførselen og ledet vann ned i lagene. Alt dette gjorde at mineraler som feltspat (det veldig mange bergarter inneholder mye av) kunne brytes raskere ned til leirmineraler.

Planter er mat både som levende og døde, og dette koldtbordet på land tiltrakk seg først sopp som brøt ned dødt materiale,  men også små leddyr og mark kom opp fra vannet. Disse beitet sikkert på plantene over bakken, men med tanke på jordutvikling skjedde det viktigste nede i bakken. Vi kan finne graveganger etter disse små dyrene. Her ble for første gang regolitt og avføring blandet. Dette ble det skikkelig jord av. Graveganger fører også til en luftigere jord, med mer oksygen, mer vann og dermed flere kjemiske reaksjoner.

En jord med leirmineraler, røtter, dødt plantemateriale, sopp, graveganger og avføring er som den jorda vi har i dag. Den ser vi mye av utover i devon-perioden (412–354 millioner år siden) da plantene ble mer og mer avanserte og store trær og myrer dukket opp. Men fortsatt kunne ikke mange av plantene vokse langt fra vann fordi de trengte vann for å formere seg. Dette endret seg i løpet av perioden da frøplanter ble de dominerende. Dermed ble landjorda dekket av planter, og jord ble vanlig over hele kloden. På slutten av devon var allerede rotsystemene mer enn en meter dype og plantene opptil 30 meter høye.

Utvikling av planter og jord. Ill.: Rim Tusvik

Endringer i landskapet

Når jord holdes på plass av planter, endres landskapet. Før silur fantes det bare én type elver. Dette var forgrenete elver, slike vi i dag ser i områder med mye grus og lite vegetasjon. Elvene kunne renne akkurat hvor de ville. Elver som snor seg i landskapet, meandrerende elver, har mer permanente løp som styres av elvebankene. Disse elvebankene er stabile fordi de inneholder røtter. Elvesedimenter som viser meandrerende elver ser vi ikke før i silurperioden. Slike stabile elveløp hadde dypere og klarere vann og dermed mange muligheter for organismer å leve i.

Endringer i klimaet

Jord begraver og bevarer organisk materiale. Planter tar CO₂ direkte fra atmosfæren til sin fotosyntese og skiller ut oksygen som et avfallsprodukt. Når landjorda plutselig blir grønn i devon, gjør dette at enorme mengder CO₂ blir fanget og karbonet forseglet i sedimentene. I slutten av silur er CO₂-nivået 10–18 ganger høyere enn i dag (avhengig av hvilke målinger vi refererer til), og det er varmt. Men i slutten av devon er CO₂-nivået bare 2–5 ganger høyere enn i dag, og det er mye kaldere enn i silur. Store iskapper ble dannet på Sørpolen. Denne klimaforverringen var med på å forårsake en utryddelse i slutten av devon-perioden, for 374 millioner år siden, som var verre enn den som tok livet av de siste dinosaurene. Mer enn 50 % av alle slekter døde ut. Alt fra slekter av kalk-svamper, koraller, trilobitter, panserhaier til primitive planter dør ut. Den eksplosive utviklingen av landplantene førte også til at det ble mer oksygen i atmosfæren. Dette gjorde at etter denne utryddelsen, i den neste perioden, karbon, kunne dyr som ikke hadde lunger, men pustet gjennom huden, bli større: Øyenstikkere med vingespenn på 65 cm og tusenbein på 2,6 meter! – men det er en annen historie.

Så kommer vi egentlig fra jord? Nei, livet utviklet seg lenge før den første jorda. Jord er sluttproduktet av et langt samspill mellom stein, vann, sopp, planter og dyr.

PS: … til jord skal du bli, sier presten også. Men stemmer det? Les artikkelen Av jord er du komen...