Ni kjemiske grunnstoffer som endret historien

Elementer som forandret menneskehetens kurs

Når vi tenker på hva som har forandret menneskeheten — industrier, kriger, medisin — tenker vi sjelden på de grunnleggende byggesteinene som gjorde det mulig. Men alt som har skjedd kan spores tilbake til grunnstoffer. Jern gjorde landbruk mulig. Kulstoff ligger til grunn for alt organisk liv. Uran ga oss både energi og frykt.

Disse ni elementene ble valgt fordi de på hver sin måte har endret retningen av menneskelig sivilisasjon. Noen gjorde krig og industrialisering mulig. Noen gjorde det mulig å helbrede sykdom. Noen ga oss energi som drev hele moderne verden. Noen påtvang oss etiske dilemmaer vi fortsatt kjemper med.

En reise gjennom disse ni elementene er faktisk en reise gjennom menneskehetens historie — fra steinalderen til dagens informasjonssamfunn. Det er en påminnelse om at vitenskap handler om det dypeste menneskehetens behov: mat, sikkerhet, helse og kraft.

Jern, kobber og tinn — grunnlaget for sivilisasjon

Jern (Fe) var gjennombruddselementet som gjorde det mulig for menneskeheten å gå fra steinalderen til jernelder. Når mennesket lærte å smelte jern, kunne det lage verktøy, våpen, og senere maskineri. Uten jern ville vi ikke hatt moderne landbruk, bygg eller transport. Jern ligger bokstavelig talt under hele moderne sivilisasjon.

Kobber (Cu) kom tidligere — vi brukte det til å lage bronse (en legering av kobber og tinn) som gjorde både kraftigere verktøy og våpen mulig. Kobber er også uunnværlig i elektrisk ledning. Uten kobber, ingen elektrisk kraft som distribueres over lange avstander.

Tinn (Sn) var viktig for å lage bronse, men ble senere erstattet av sterkere alternativer. Imidlertid har både tinn og bly (Pb) etterlatt dype merker på menneskehetens historie — både gode og dårlige (bly-forgiftning i gamle romerske akvadukter).

Svovel, nitrogen og fosfor — livets grunnlag

Svovel (S) møter oss overalt — det er i proteiner, industriien bruker det til å lage drikkeposer og gummi, og det var en sentral del av krutt. Når mennesket oppdaget krutt i Kina for over 1000 år siden, forandret det alt — militærbransjen, bergverksing og konstruksjon ble mulig.

Nitrogen (N) er kanskje det viktigste for moderne landbruk. I 1909 utviklet Fritz Haber en prosess for å fikse nitrogen fra atmosfæren — Haber-Bosch-prosessen. Dette gjorde kunstgjødsel i industriell skala mulig. Dette eneste elementet gjorde det mulig å fø flere milliarder mennesker. Uten nitrogen-fiksering kunne jorden bære kanskje en tredjedel av dagens befolkning.

Fosfor (P) er mindre kjent, men essensielt for alle levende ting — det er i DNA, RNA, og ATP. Fosfor er kritisk for jordbruk, og vi graver opp fosfordepoter for å gjøre kunstgjødsel. Uten fosfor, ingen moderne landbruk.

Tall og trender

Periodesystemet har vokst fra 63 kjente elementer da Mendeleev publiserte sitt system i 1869, til 118 kjente elementer i dag. De fleste nye elementene er syntetisk produsert og radioaktive. Mange av de viktigste elementene for menneskeheten var kjent siden antikken.

Karbon, hydrogen og uran — moderne epoken

Karbon (C) fortjener sin egen plass. Alt organisk liv er basert på karbon — det er grunnlaget for proteiner, lipider, karbohydrater, DNA og alt som lever. Fossilt karbon (olje, kull, gass) drev industrialiseringen. Men nå gjør karbon-dioksid og klimaendringene at vi må rethink hele vår energiøkonomi.

Hydrogen (H) er det enkleste og vanligste elementet i universet. På jorden spiller det en rolle både som brennstoff (når det kombineres med karbon) og som drivkraft for framtiden. Det er gjort enorme investeringer i hydrogenbiler og hydrogen-basert industri fordi hydrogen kan produseres på bærekraftig måter.

Uran (U) ga menneskeheten både største håp og største frykt. Oppdagelsen av radioaktivitet førte til medisinsk billedbehandling, kjerneenergi, og medisinsk behandling av kreft. Men den samme oppdagelsen førte til atomvåpen som har holdt verden i åndeløs tilstand i sytti år.

Framtiden — nye elementer for nye utfordringer

Vi nærmer oss grensen for hvor mange grunnstoffer vi kan oppdage — mange nye elementer eksisterer bare i mikroskopiske mengder før de forfaller. Men vitenskapen søker allerede nye element som kan løse problemer vi ikke visste vi hadde. Seltne jordartsmetaller er nøkkelelementene for moderne elektronikk, magneter, og grønn energi. Kobolt og litium for batterier, gallium for elektronikk, helium for kryogenik — alle blir stadig viktigere. Framtiden av menneskeheten vil til syvende og sist avhenge av hvilke elementer vi velger å fokusere på. Som Prof. Henrik Sørensen fra Universitetet i Oslo sier: «Kjemien gir oss verktøyene. Spørsmålet er hvordan vi skal bruke dem.»

"Kjemien gir oss verktøyene. Spørsmålet er hvordan vi skal bruke dem."