Annonce
Uniavisen
Københavns Universitet
Uafhængig af ledelsen

Videnskab

Sporhunden der kan afsløre verdens tidligste liv

Ny viden — Et apparat til 2,6 mio. kroner blev oprindelig indkøbt til at forske for olieindustrien, men i dag bruger kemilektor Tue Hassenkam det til at spore livets fødsel med. Apparatet har allerede spillet en vigtig rolle i en opdagelse, han fik publiceret i 'Nature' i juli, og nu drømmer han om at lede efter spor af liv fra Mars.

Egentlig begyndte historien om at lede efter det første liv på Jorden med en historie om jagten på olie.

billedtekster til topbillede

Rød prik: Den ene halvdel af mikroskopet består af et såkaldt atomisk kraftmikroskop, der ikke anvender lys, men en ‘nål’ i nanostørrelse, der er monteret på en ‘vippearm’, der bevæges hen over overfladen på undersøgelsesobjektet. Det er muligt at styre overfladen i alle rummets retninger med en milliontedel af en millimeters præcision.

Pink prik: En laserstråle belyser nålens vippearm, så den reflekterer laserstrålen, og dens refleks registreres og afslører overfladens fysiske struktur, fordi vippearmen er nødt til at bevæge sig som følge af nålens bevægelser hen forhindringer.

Cyan-grøn prik: Det infrarøde spektrometer varmer overfladen op ved hjælp af forskellige bølgerlængder af lys fra laserstråler. Forskellige partikler på overfladen udvider sig forkelligt alt efter, hvad de er lavet af, og ved at sammenligne målingerne i NanoIR2 med en databank over alle kendte stoffers udvidelser ved varmepåvirkning, er det muligt at bestemme, hvad der ligger på overfladen.

Helt præcist begyndte det med en donation på 2,6 mio. kroner fra energigiganten BP. Den gjorde det muligt for kemilektor Tue Hassenkam og hans kolleger på Kemisk Institut ved Københavns Universitet at investere i et ganske særligt stykke laboratorie-isenkram: en såkaldt NanoIR2.

Den kan uhyre præcist afsløre, hvad der ligger på overfladen af et emne og dermed også fortælle historier om fortiden.

BP var dog først og fremmest interesseret i at udvinde mere olie i Nordsøen, og med NanoIR2 kunne Tue Hassenkam og hans kolleger blive bedre til at forudsige, hvordan man bedst kunne få den resterende olie ud af et allerede eksisterende reservoir af olie.

Science fiction-agtigt apparat

Historien tog imidlertid en uventet drejning, da BP ændrede sin strategi, så Tue Hassenkams NanoIR2 ikke længere skulle lede efter olie for energiganten. Pludselig stod det science fiction-agtige apparat til rådighed for at lede efter liv på Jorden, fordi det så præcist kan afsløre alt organisk materiale helt ned i nanoområdet.

NanoIR2 unikke egenskaber som ‘sporhund’ skyldes, at den bruger to teknologier, begge med en imponerende præcision.

Den ene teknologi i apparatet hedder AFM (Atomic Force Microscope – eller på danske et ‘atomisk kraftmikroskop’). Den teknologi er så fintfølende, at det er muligt at ‘se’ overflader i en 1000 gange bedre opløsning end med et konventionelt lysmikroskop. AFM’en føler sig frem til i alle rummets tre dimensioner med en ultra-lille ‘nål’ i princippet med kun en nanometer (en milliontedel af en millimeter) ad gangen.

Den anden teknologi er et InfraRødt spektroskop (IR), som kan bruges til at bestemme, præcis hvilke kemiske stoffer, der ligger på en overflade, selvom stoffet kun findes i mikroskopiske mængder. Forskellige bølgelængder af laserlys varmer først partikler på et emnes overflade op. Derefter registrerer ‘nålen’ i NanoIR2 partiklernes forskellige udvidelser, og det afslører igen hvilket stof, de er lavet af, fordi alt stof udvider sig forskelligt, når det bliver opvarmet – afhængigt af, hvad det er lavet af.

Gennembruddet

Med NanoIR2 i laboratoriet kunne Tue Hassenkam sætte sig for at spore det tidligste liv på jorden. Han søgte og fik en donation fra Villum Fondens Eksperiment-pulje og indgik samtidig et samarbejde med KU-professor Minik Rosing, der leverede 3,7 milliarder år gamle stenprøver fra Grønland til analyse i NanoIR2.

Billede af scanning med NanoIR2

Et eksempel på et af de billeder, Tue Hassenkam har fået fra en scanning med NanoIR2. Målestoksforholdet er mikrometer (µm, som er en milliontedel af en meter, 1000 x større end en nanometer). Udsnittet på billedet er altså 3 x 5 µm. De røde felter er tegn på liv, hvor nitrogen er bundet til kulstof, mens det blå område er det mineral, det har været indfanget i i 3,7 mia. år.

Det var Minik Rosing, der i 1999 – ud fra andre analyser af de 3,7 milliarder år gamle bjergarter, som han selv havde opdaget i Isua i Sydvestgrønland – fremsatte en kontroversiel teori om, at livet på Jorden begyndte flere hundrede millioner år tidligere end antaget.

Nu kunne Tue Hassenkam ved hjælp af NanoIR2 bekræfte Rosings teori om Jordens tidligste liv. Den 24. juli i år fik han publiceret en artikel i det anerkendte naturvidenskabelige tidsskrift ‘Nature’ om det.

Uniavisen skrev om Tue Hassenkams triumf: ‘KU-forskere bestemmer jordens ældste liv’

Minik Rosings kontroversielle teori er således meget tættere på en endelig videnskabelig anerkendelse. Det er blevet sværere for kritikere at argumentere for, at det organiske materiale, der er fundet i bjergarterne, skulle stamme fra en senere forurening, eller at det skulle skyldes en tilfældighed.

Life on Mars

NanoIR2’s anvendelsesmuligheder er langt fra udtømte med opdagelsen af jordens tidligste liv. Måske kan det også bruges til at lede efter spor af liv på Mars:

»Jeg har i forvejen modtaget meteoritter fra andre forskere, blandt andre fra geologiprofessor Minik Rosing, som jeg har undersøgt med NanoIR2, og hvis jeg på et tidspunkt kunne få fat i en stenprøve fra Mars, som er blevet taget med her tilbage til Jorden fra en Marsrejse, for at undersøge det, ville det være fantastisk,« siger Tue Hassenkam.

Om Tue Hassenkam

Forsker i nanoscience og ansat som lektor siden 2009 ved Nano-Science Center på Kemisk Institut i Universitetsparken.
Uddannet som faststoffysiker i 1997 og har en ph.d. med fokus på molekylær elektronik.

Man har faktisk forsøgt at sende et AFM til Mars, men apparatet kræver så meget løbende justering (fra et menneske, red.), at det ikke kan lade sig gøre at få brugbare resultater ud af det. I stedet skal prøverne hentes ned på jorden for at kunne undersøges for liv, forklarer Tue.

Han tilføjer dog, at der er mange om buddet, og at en sådan analyse ikke er mulig lige nu. De Mars-meteoritter, der er fundet på Jorden, er højst sandsynligt forurenet med organisk materiale herfra, og derfor skal prøverne komme direkte fra Mars, hvis svaret på, om der har været liv deroppe engang, skal få et sikkert svar.

Findes kun i 50 eksemplarer

Kun cirka 50 steder i verden er der laboratorier med et apparat som NanoIR2 – heraf står nogle på universiteter og andre i virksomheder. NanoIR2 kom først på markedet for et par siden, og derfor er der gode muligheder for, at forskere kan gøre nogle opdagelser med det, som ingen andre har gjort før. Det gælder bare om at komme først.

Når det gælder muligheden for at kunne finde spor af eventuelt liv på Mars ved hjælp af NanoIR2, så kan dens præcision næsten virke ’imponerende skræmmende’. Den skal arbejde med inden for nanometer for at kunne afsløre de eventuelle mikroskopiske rester af kulstof fra liv, og det gør den også meget hurtigt i forhold til alle tidligere undersøgelsesmetoder.

Den kan dog ikke ’se’ direkte rester af liv, der er flere milliarder år gammelt. Der er absolut intet dna tilbage, men den helt rigtige kombination af grundstofferne kulstof, oxygen, nitrogen og fosfor viser, at der har været liv engang, og det kan NanoIR2 sniffe sig frem til.

Annonce

Seneste