Før jorda ble full av liv, var jordoverflaten et ulevelig sted.

Sola sender nemlig ikke bare fra seg lys og varme. Den mest energirike strålingen som kommer fra sola, den som kalles UV-stråling, kan gjøre stor skade på biologisk vev. Om det ikke finnes noe i lufta som stopper denne strålingen, er livet forvist til å leve under vann, som strålingen ikke klarer å trenge gjennom, og dette var situasjonen for det første livet på jorda.

Fotosyntese og ozonlag

Situasjonen endret seg gradvis etter at encellede organismer i havet begynte å fange solenergi i prosessen som kalles fotosyntese. Som et biprodukt ble det produsert oksygengass, som i løpet av de neste millionene av år strømmet ut i havet og atmosfæren.

Oksygengass består av to oksygenatomer som henger sammen. Høyt oppe i stratosfæren kan energirikt UV-lys rive fra hverandre disse molekylene, og så kan enslige oksygenatomer slå seg sammen med oksygenmolekyler og danne molekyler som består av tre oksygenatomer til en gass som kalles ozon.

Ozon har en sterk evne til å filtrere vekk UV-lys som er på vei ned til jorda, og slik gjorde fotosyntesen at UV-strålingen som traff jordoverflaten med tiden ble lav nok til at livet kunne flytte opp på land.

Bakterier som bryter ned ozonlaget

Om det ikke hadde eksistert noen prosesser som omdannet ozon tilbake til oksygen igjen, så ville stadig mer oksygen blitt omdannet til ozon, mengden med ozon ville ha fortsatt å øke, og det ville blitt stadig mindre UV-stråling til jordoverflaten. Men slik er det ikke. Det finnes prosesser som bryter ned ozon, og de innebærer ulike former for katalyse: molekyler som hjelper til med å rive fra hverandre ozonmolekylene. Blant slike stoffer finner vi de menneskeskapte KFK-gassene, som har vært vanlige i kjøleskap. Bruken av disse ble trappet ned over hele verden som følge av internasjonale avtaler for å redde ozonlaget fra slutten av 1970-tallet.

I naturen er nitrogenoksider, molekyler som består av nitrogen og oksygen, de mest effektive katalysatorene for å bryte ned ozon. Jo mer nitrogenoksider i stratosfæren, desto fortere rives ozonmolekylene i stykker, og desto tynnere blir ozonlaget. Nitrogenoksider produseres både i lynnedslag og i naturlige og industrielle forbrenningsprosesser, men siden de har så lett med å reagere med andre gasser, blir de vanligvis brutt ned før de når opp i stratosfæren. Unntaket er lystgass, molekyler som består av to nitrogenatomer og ett oksygenatom. Lystgass er en kraftig drivhusgass, og den har lang levetid i atmosfæren. Derfor er det lystgass som er den største naturlige kilden til ozonnedbrytning i statosfæren og som dermed kontrollerer tykkelsen på ozonlaget.

Bakterier, og nå også planter, produserer oksygen som gir oss ozonlaget og dets beskyttelse. Men det er også bakterier som produserer lystgass. Det skjer når nitrogenholdig organisk materiale, eller kunstgjødsel, brukes av bakterier i jord og vann til deres livsprosesser. Ofte blir lystgassen brutt ned av andre bakterier før den når ut i atmosfæren, men noen ganger gjør den det ikke. Dårlig drenering og mye bruk av nitrogengjødsel er forhold som kan gi ekstra store utslipp av lystgass fra jordbruket, og lystgassen er et av de mest betydelige bidragene til klimaendringene fra verdens jordbruk.

Jo mer lystgass, desto svakere ozonlag. Det er dårlig nytt for livet på jordoverflaten, som blir truffet av mer UV-stråling, men ikke bare dårlig. Helseeffektene fra UV-stråling er knyttet til endringer i genmaterialet når cellene våre deler seg. Og bakterier tilpasser seg omgivelsene sine ved å utnytte at slike tilfeldige endringer, forårsaket av UV-stråling eller andre forhold i miljøet, noen ganger fører til bedre egenskaper.

Dette er bare noen blant utallige eksempler på hvordan livet selv former betingelsene for liv på planeten. Det er ikke bare vi mennesker som endrer på miljøet og klimaet, men i motsetning til bakteriene, har vi både kunnskap og evner til å forstå hvilke endringer vi forårsaker, og til å endre oppførselen vår for å forsøke å få et bedre resultat for oss selv, våre etterkommere og alt annet liv på jorda.