Fosfor är ett viktigt grundämne som ingår i många cellföreningar, t.ex. DNA och energibäraren ATP. Allt liv behöver fosfor och jordbruksavkastningen förbättras när fosfor tillsätts till växande växter och djurens foder. Följaktligen används det globalt som gödningsmedel – och spelar en viktig roll för att tillgodose världens livsmedelsbehov.

För att vi ska kunna tillsätta det måste vi dock först utvinna det i koncentrerad form – och tillgången kommer nästan uteslutande från fosfatgruvor i Marocko (med betydligt mindre mängder som kommer från Kina, USA, Jordanien och Sydafrika). I Marocko finns de flesta gruvorna i Västsahara, en före detta spansk koloni som annekterades av Marocko 1975.

Det faktum att mer än 70 procent av det globala utbudet kommer från denna enda plats är problematiskt, särskilt som forskare varnar för att vi närmar oss ”fosfortoppen”, den punkt där efterfrågan börjar överstiga utbudet och det intensiva jordbruket inte kan fortsätta att ge nuvarande avkastning. I värsta fall kan de brytbara reserverna vara uttömda inom så lite som 35 år.

Så vad är det som händer – och hur oroliga bör man vara?

Naturliga gränser

I naturen finns fosfor endast bundet till syre, vilket kallas fosfat. Det är i denna form som den utvinns. Kemister kan ta bort de oxygener som är bundna till den för att få elementär vit fosfor, som lyser i mörkret, men den är så instabil att den spontant antänds när den utsätts för luft.

Fosfat diffunderar lätt genom jord eller vatten och kan tas upp av celler. När fosfat möter fritt kalcium eller järn förenas de till mycket olösliga salter.

Under första halvan av 1800-talet populariserade Justus von Liebig lagen om minimum för jordbruket, som säger att tillväxten begränsas av den minst tillgängliga resursen. Man upptäckte snart att detta ofta var någon form av fosfor.

Som en följd av detta grävdes ben – som mestadels bestod av kalcium och fosfat – från gamla slagfält upp för att användas i jordbruket. Guano, stora ansamlingar av fågelspillning, innehåller också höga koncentrationer av fosfor och användes för att gödsla grödor. Men förråden av detta var snart uttömda. När efterfrågan ökade fick man i stället bryta förråden.

Men detta oorganiska fosfatgödselmedel som används är mycket rörligt och läcker ut i vattendrag. Dessutom vittrar fosfatsten och sköljs slutligen också ut i havet där den antingen deponeras som kalciumfosfat eller tas upp av marina organismer som också slutligen deponeras på havsbotten när de dör. Följaktligen försvinner fosfor på jorden inte riktigt, men det kan röra sig utanför vår räckvidd.

Naturligt slöseri

För att komplicera saken ytterligare slösas till och med den fosfor som vi kan använda till stor del bort. Av den fosfor som bryts som gödningsmedel når endast en femtedel fram till maten vi äter. En del läcker bort och en del binds till kalcium och järn i jorden. Vissa växtrötter har förmågan att extrahera det sistnämnda, men inte i tillräckligt stora mängder för att få ut all fosfor.

Förutom dessa oorganiska former omvandlas fosfat också till cellföreningar och skapar organiskt bunden fosfor, till exempel fosfolipider eller fytat. Efter en organisms död måste dessa organiska fosforföreningar återföras till den användbara fosfatformen. Hur mycket organiskt bunden fosfor som finns i marken beror på antalet och aktiviteten hos de organismer som kan göra detta.

Lantbruksjordar är vanligtvis rika på oorganisk fosfor medan det i ostörda ekosystem, såsom skogar och långvariga betesmarker, dominerar organiskt bunden fosfor. Men jordbruksmark utarmas ofta på fosfor i samband med skörd och markskötselmetoder som t.ex. plöjning, därav tillsatsen av fosfathaltiga gödselmedel.

Spridning av gödsel och undvikande av jordbearbetning är sätt att öka den mikrobiella rikedomen i marken – och på så sätt behålla mer fosfor i en organiskt bunden form.

Riskerna med fosfortoppen kan motverkas med några enkla lösningar. Att äta mindre kött är en början, eftersom enorma mängder används för att föda upp boskap för köttproduktion. Det är troligt att jordbruksavkastningen begränsas av fosfortillgången och att den kommer att bli ännu mer ansträngd i takt med att den globala befolkningen växer.

Människor är själva slösaktiga med fosfor, eftersom det mesta av det vi tar in går direkt ut igen. Lyckligtvis har tekniker utvecklats för att utvinna fosfor ur avloppsvatten, men för närvarande är de för dyra för att vara praktiska.

Peak phosphor betyder inte att fosfor kommer att försvinna, utan snarare att reserverna med brytbara höga koncentrationer håller på att ta slut. Istället ökar vi bakgrundskoncentrationerna av fosfor och tillför det till havsbotten. En mer hållbar fosforanvändning kräver en större uppskattning och förståelse för de många organismer som utgör marken – och den roll de spelar i fosforfördelningen – annars kanske vi inte längre kan föda världen till ett överkomligt pris.