af Kevin Krajick|31. marts 2014

Med hensyn til datoer i den geologiske historie er dannelsen af den slanke landbro, der forbinder Sydamerika og Nordamerika, en af de helt store. Mere end én gang i løbet af de sidste 100 millioner år har de to store landmasser været adskilt af dybt havvand. Den smalle del af Mellemamerika, der nu forener dem – på sit smalleste sted langs Panamas landtange – ændrede ikke blot verdenskortet, men også oceanernes cirkulation, den biologiske udviklingsforløb og sandsynligvis også det globale klima. Den nuværende version af landtangen, der er et torturprodukt af forskellige kræfter, er sandsynligvis blevet formet af vulkanisme og bevægelser af tektoniske plader for et sted mellem 15 millioner og 3 millioner år siden.

Cornelia Class, geokemiker ved Lamont-Doherty Earth Observatory på Columbia University, og Esteban Gazel, en adjungeret forsker fra Lamont, der nu arbejder på Virginia Polytechnic Institute, undersøger en af de mest mystiske kræfter, der er på spil på denne naturlige byggeplads: Galápagos Plume.Plumen er en langvarig varm opstrømning af materiale fra den dybe jord, der smelter nær overfladen og har dannet en række vulkaner, både under vandet og som øer i havet. Den stadig aktive plume kommer fra jordens kappe, snesevis af kilometer nede i jorden, og den ligner de varme magmaplamager, der siver ned under Hawaii og Yellowstone. Man mener, at den startede med enorme lavastrømme for ca. 100 millioner år siden under det nuværende Caribien, men at den siden er vandret langt mod syd og vest ind i Stillehavet til sin nuværende aktive placering under Galápagos-øerne, ca. 600 miles væk, hovedsagelig på grund af de tektoniske pladers bevægelse. Gazel og Class forsøger at hjælpe med at opklare dens livshistorie og dens rolle i skabelsen af landbroen. Normalt er sådanne bjergarter begravet langt under overfladen eller ligger dybt nede på havbunden. Her ligger de på mere eller mindre tørt land og giver et usædvanligt indblik i processerne i den dybe jord.

I efteråret 2012 gik Class og Gazel på jagt efter sten, der er skabt af plymen på Panamas Azuero-halvø, som stikker ud i Stillehavet. Gazel, der er vokset op i det tilstødende Costa Rica (hvor der findes identiske klipper), har specialiseret sig i at studere denne region. Han er lige så veltilpas til at diskutere smeltefraktioneringskemi som til at gå rundt med en 8-punds forhammer over skulderen, mens han kigger rundt efter stenblokke, som han kan smadre. Class, der oprindeligt er geokemiker fra Tyskland, er ekspert i kappekemi; hun har arbejdet med bjergarter fra Østafrika, Antarktis og Atlanterhavets bund. “Folk forsøger ofte at forstå fjerne ting, f.eks. hvordan stjernerne er blevet dannet”, siger Class. “I virkeligheden burde vi kigge meget tættere på vores hjem. Her forsøger vi at forstå, hvad der ligger under os. Hvordan har selve jorden udviklet sig?”

Den stort set ubefolkede vestlige del af Azuero-halvøen er hård ved geologerne. Dens stejle bakker er indhyllet i tyk rød jord og fugtige skove og græsgange; sten ses sjældent, undtagen i nogle bække eller langs kysten, hvor kraftig erosion har fjernet vegetation og snavs. Først for nylig blev en enkelt lille asfalteret vej skubbet en del af vejen langs kysten, så hvis man skal arbejde inde i landet, skal man gennem mudrede stier, gå gennem bække og strande i de gigantiske regnbyger, der kommer hver eftermiddag i regntiden. Langs selve kysten er de bedste forskningssteder havklipper, foragter, fritliggende småøer og murbrokker, der falder direkte ud i det faretruende brusende hav. For at få adgang til disse steder hyrer Gazel og Class en lokal fisker til at sejle med sin båd så tæt på, som han tør. Derefter kaster de sig ud over siden med slædehammer og andet udstyr og svømmer hen til den gennem brændingen. Hvis de er heldige, er der en lille strand at gå i land på; hvis ikke, må de passe på ikke at blive skyllet af bølgerne mod klipperne. Når de har slået prøver ud, svømmer de tilbage til båden, nu tynget af både deres værktøj og klipperne. Heldigvis er Gazel og Class stærke svømmere – og de hajer og krokodiller, der sommetider spøger i disse farvande, synes ikke at være i nærheden.

Rødderne i denne del af Panama er en kompliceret blanding, der repræsenterer den komplekse historie af landtangen. Ud fra deres stærkt forvitrede ydersider er det svært at skelne den ene slags fra den anden. Det er kun ved at bryde dem op, at Gazel og Class kan se, om de har fundet deres stenbrud. Dette er picrit – en type magmatisk sten, der krystalliserer, når magma fra kappen stiger opad. Den er normalt dannet på havbunden og indeholder funklende gulgrønne krystaller af olivin, et typisk mineral fra kappen, som man ikke ser i bjergarter, der er dannet tættere på overfladen. Gazel og hans kandidatstuderende Jarek Trela, der går gennem bunker af afrundede stenblokke som fanger i en fængselsbunke, svinger slæden mod stenblokke, der ser sandsynlige ud, indtil en kant flækker af. Hvis de er heldige, ligger de afslørende krystaller indeni, hvorefter de smadrer stenen i mindre stykker. Class bruger en mindre geologhammer til at rense de forvitrede yderkanter af de knytnævestore eksemplarer, inden de sættes i sække.

Geologer mener, at Galápagos-pumpen blev aktiv for mere end 100 millioner år siden under det, der nu er det meste af Mellemamerika. For ca. 75 millioner år siden – på grænsen til dinosauriernes tidsalder – var store lavaudstrømninger fra plymen med til at danne en tidligere version af landbroen. Tektoniske plader blev også skubbet op mod hinanden og skubbede dele af havbunden op af vandet. På et tidspunkt forvandlede de kombinerede processer havet til sumpområder, derefter til en øgruppe – og til sidst til tørt land. Nord- og Sydamerika blev forenet. Skabninger, der engang var isoleret på det ene eller det andet kontinent, kunne vandre og blandes frem og tilbage. Beviset kan i dag ses i fossiler, der viser de evolutionære træer for beslægtede dinosaurer og tidlige orme, slanger og pattedyr på steder, der ligger så langt fra hinanden som Utah og Argentina. Men denne første landbro menes at være brudt op for ca. 50 eller 65 millioner år siden, da de fortsatte tektoniske bevægelser ødelagde den. (Sidstnævnte dato stemmer nogenlunde overens med en gigantisk meteorit, der slog ned ved Mexico, og som dræbte dinosaurerne; men om den på nogen måde var relateret til opbruddet er ukendt.)

For omkring 15 millioner til 65 millioner år siden vandrede Galápagos-pumpen mod vest ind i Stillehavet og dannede strenge af vulkanske øer og undervulkaner. Samtidig bevægede den tektoniske Stillehavsplade over den sig tilbage mod øst. I takt med at pladen bevægede sig, bragte den resterne af de vulkaner, der blev dannet af plumpen, tilbage til Mellemamerika. Her kolliderede Stillehavspladen langsomt med en separat plade, der bevægede sig ind fra det, der nu er Caribien. Da de modsatrettede plader mødtes, blev dele af dem skubbet opad, og en anden landbro begyndte at tage form. Nogle af de øer og havbjerge, der var opstået på Stillehavspladen, blev klistret fast på den nye landmasse som kirsebær på en cupcake. Det er de nu smuldrende rester af disse omrejsende vulkanske bjerge, der udgør mange af halvøens bakker og havklipper. Vulkanskibet fortsætter med at bryde ud under de fjerne Galápagosøer (en del af Ecuador, ikke Panama). Dens nøjagtige form og dynamikken i de nuværende udbrud er stadig genstand for en del mystik.

Tilbage i forskernes laboratorier på Lamont-Doherty og Virginia Tech vil kemiske analyser af de panamanske picrites hjælpe med at afsløre tidspunktet, temperaturerne og andre forhold, under hvilke klipperne er dannet. Forskerne håber, at dette vil kaste lys ikke kun over dannelsen af landtangen, men også over processer i den dybe jord. Gazel og andre kolleger har arbejdet med Galápagos-plumen i et stykke tid nu. Blandt deres første resultater kan nævnes, at siden dinosauriernes tid synes magmaen i plymen at være afkølet med ca. 200 grader F, ligesom størrelsen og hastigheden af udbruddene er blevet mindre og mindre. Det kan betyde, siger Gazel, at “kappeplumper kan være som mennesker; de bliver gamle og dør”. Men denne her, siger han, har et stykke vej endnu, før den blinker ud – formentlig i titusindvis af millioner af år.

Med hensyn til den nuværende landbro foretrækker Gazel den nuværende teori om, at den er dannet i ryk, og at den startede som den tidligere, som en række sumpe, stræder og øer, for måske 15 millioner år siden. For måske 8 millioner år siden steg de bevægelige sømandsmonter op fra havbunden og styrtede ind i de sammenvoksende landmasser. Han mener, at det var disse bjerge, der til sidst lukkede landtangen helt og holdent, så Panama og Costa Rica blev Amerikas skillepunkt. “Uden disse ville vi ikke have haft landbroen”, siger han. Den konventionelt accepterede dato for den fuldstændige lukning er for ca. 3,5 millioner år siden, men Gazel mener, at det kan være sket et par millioner år tidligere. Dette er kontroversielt; en nyere undersøgelse foretaget af andre forskere anslår det til 13 til 15 millioner år siden.

Hvad end den nøjagtige rækkefølge og timing er, viser fossiler, at skabninger, der havde udviklet sig isoleret i titusindvis af millioner af år i det adskilte Amerika, igen begyndte at strømme og udvikle sig fra nord til syd. Nogle af de første var nogle af dem, der kunne svømme godt eller i det mindste vade: sydgående tapirer, pekarier og elefantlignende Gomphotheres og nordgående kæmpesludder, eller Megatherium, hvoraf nogle var helt op til 29 fod høje. Efterhånden som landbroen fyldtes op, blev den lille strøm af indvandrere til en syndflod. Dette kulminerede for et par millioner år siden med den såkaldte Great American Biotic Interchange. På forskellige tidspunkter kom forfædrene til nutidens nordamerikanske bæltedyr, pindsvin og pungrotter og de nu for længst uddøde rovfugle, der er 3,5 meter høje, flyvefærdige fugle, til at strømme opad fra Sydamerika. På vej ned fra Nordamerika kom hjorte, mastodonter, kameler, vaskebjørne, katte, hunde og gnavere af alle slags. Af ukendte årsager var invasionen fra nord meget mere vellykket end invasionen fra syd. Som følge heraf blev mange sydlige arter erstattet af de nordlige – forfædrene til nutidens jaguarer, lamaer og andre karakteristiske sydamerikanske dyreliv.