Urhavets ophavsmand modtager Årslegat

Professor Donald Canfield bruger kemi til at studere Jordens fortid, og han har flere gange været årsag til, at lærebøgerne om havenes historie skulle skrives om – og dermed også historien om livets udvikling. Den 23. januar 2023 modtager han Villum Kann Rasmussens Årslegat på 5 mio. kr.

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk

Det er de helt store spørgsmål, der optager Donald Canfield: Hvordan så Jorden ud for milliarder af år siden, og hvorfor ser den anderledes ud i dag? Hvorfor udviklede livet sig, som det gjorde, og hvad skulle der til, for at det overhovedet kunne lade sig gøre? Hvad er det for samspil mellem kemi, geologi og biologi, der gør vores planet til en levende og dynamisk Jord, der hele tiden sørger for at cirkulere livsvigtige stoffer som ilt og kulstof rundt i globale kredsløb?

Svarene finder han bl.a. i studier af klipper, i sedimentprøver fra havbund og flodbund, i akvarier med havsvampe og i bakker med alger, som ikke stiller de store krav til laboratorieomgivelser; det er fx ikke usædvanligt at finde plastikbakker med slimede grønne måtter af cyanobakterier i vindueskarmen på hans kontor på Syddansk Universitet.

Mikroorganismers biologiske aktivitet har enorm indvirkning på de globale stofkredsløb af fx svovl, ilt, kulstof, fosfor, jern, osv., som i deres evige cyklus nærer livet på Jorden. Undervejs skifter disse stoffer fase: De bliver optaget af organismer og udskilt igen, de lejres i sedimenter og bliver til sten, som forvitrer, så stofferne frigives igen. De er evigt i forandring, evigt i bevægelse, men altid indgående i sit eget kredsløb.

Urhavet Canfield Ocean

Mange stoffer omdannes løbende af mikroorganismer. Det har de altid gjort, og ved at studere nutidens mikrobielle aktivitet i fx mudder kan man lære om fortidens stofkredsløb. I løbet af sin karriere har Canfield udviklet metoder til, vha. mikroorganismer, at finde svar på specifikke spørgsmål om Jordens fortid som: Hvor meget ilt var der i havene? Hvor meget sulfat i havvandet?

Et af hans vigtige bidrag til videnskaben er urhavet Canfield Ocean, som er opkaldt efter ham. Gængs viden før denne opdagelse lød, at Jordens have blev ramt af ”The Great Oxidation Event” for 2,4 mia. år siden. Canfield så imidlertid noget andet, når han studerede bevisførelsen og foreslog i stedet, at Jordens atmosfære ikke fik fuldt iltindhold, og at havene stort set forblev iltfrie i de næste 1,7 mia. år. Denne tilstand er siden blevet kaldt for Canfield Ocean.

Et andet er påvisningen af bioturbation: At levende dyrs aktivitet – fx orme, der graver i havbund og mudder - kan ændre havenes kemi i et omfang, der har betydning for hele havets kemi og forårsage enorme økologiske forandringer.

Et sidste eksempel er påvisningen af, at dyrelivets udvikling ikke altid har hængt sammen med tilgængeligheden af ilt. De fleste tænker umiddelbart, at alt dyreliv på Jorden er så afhængigt af ilt, at ilt og dyr må følges ad: Når der ikke er meget ilt på Jorden, kan der ikke være meget dyreliv. I en række publikationer har Canfield et al vist, at det ikke altid har været tilfældet.

Forståelse af fremtidens klimaforandringer

”Donald Canfields excellente og banebrydende forskning i fortidens geokemi kan hjælpe os med at forstå fremtidens klimaforandringer – udfordringer, der optager hele verden, og som kalder på videnbaserede løsninger. Og derfor er vi i VILLUM FONDEN stolte over at kunne tildele ham Villum Kann Rasmussens Årslegat,” siger Jens Kann-Rasmussen, formand for VILLUM FONDEN.