Kemisten som tänkte om

Harold Urey hade varit chef för uranisotopseparationen under Manhattanprojektet, USA:s program under andra världskriget för att skapa den första atombomben. Det gällde att ur naturligt uran få fram och renframställa den klyvbara uranisotopen 235U, den enda som kunde användas i kärnvapnen.

Att Urey valts för uppdraget var inte så konstigt. Han var världens ledande expert på isotoper, och han hade fått Nobelpriset i kemi 1932 för sin upptäckt av deuterium – tungt väte.

Urey hade moraliska dubier över att arbeta inom krigsindustrin, men det var ju krig, och alla måste göra sin plikt. Han kände stress och tyckte inte om sitt arbete inom projektet. Särskilt illa tyckte han om den militära ledningen, som han ansåg arrogant och stelbent och i avsaknad av all ödmjukhet inför vetenskapen.

En chock

När kärnvapnen föll över Hiroshima och Nagasaki blev det en chock för många av dem som deltagit i projektet. Visst hade man hjälpt till med att skapa detta fruktansvärda vapen, men det var ju för att stoppa nazismen i Tyskland. Inte för att utplåna civilbefolkningen i två japanska städer.

Harold Urey vände på klacken, och beslutade sig för att aldrig mer syssla med forskning som kunde ha militära tillämpningar. Tillsamman med Albert Einstein, Leo Szilard och några andra forskare som deltagit i Manhattanprojektet grundade han i maj 1946 The Emergency Committee of Atomic Scientists, som krävde att alla kärnvapen snarast skulle ställas under internationell kontroll.

Så blev det nu inte alls. Tvärtom. Några år senare visade det sig att även Sovjet­unionen hade kärnvapen, och kommittén upplöstes. Deltagarna betraktades som säkerhetsrisker och undersöktes på längden och tvären av både FBI och kongressens kommitté för oamerikansk verksamhet.

Det blev inte något av det heller.

Men vad skulle Urey ägna sig åt nu när freden äntligen kommit? Isotoper var ju hans specialområde där han var världsledande, men kunskapen om dem hade ju visat sig vara vital för kärnvapnens utveckling. Harold Urey skrev i ett brev till Einstein att han led av svår stress, och att hans läkare rått honom att helt sluta med alla utåtriktade aktiviteter. Han funderade därför på att gå under jorden – koppla ur sin telefon och byta namn – för att få vara i fred.

Men Urey gick inte under jorden. I stället kastade han sig med hull och hår ut i ett helt nytt forskningsfält: kosmokemi. Det handlade om att undersöka hur jordens kemi förändrats från solsystemets bildande till i dag. Ett steg i detta fann han i isotopisk geokemi – att använda isotopsammansättningar i naturen för att besvara frågor om jordens avlägsna förflutna.

Värmen i världshaven

Förhållandet mellan olika syreisotoper var det första som han engagerade sig i. I vattnet och atmosfären förekommer huvudsakligen syreisotopen 16O, men det finns också en mindre del av isotopen 18O.

När vatten avdunstar vid havsytan förekommer en viss naturlig isotopseparation, vilken leder till att halten av 18O ökar en smula i havets ytvatten. Och mer ju mer temperaturen sjunker. Genom att undersöka syreisotopsammansättningen hos vattenorganismers kalkskal kan man se hurdan temperaturen i havet var när de bildades.

Organismer med kalkskal finns i mängder. Det är de som har byggt upp jordens mäktiga lager av kalksten.

Med isotopernas hjälp hade Urey funnit en metod för att bestämma hur temperaturen i världshaven fluktuerat hundratals miljoner år tillbaka i tiden.

Harold Urey var född i ett frikyrkligt hem i Pennsylvania, något han gjort sitt bästa för att frigöra sig från. En av de stora stötestenarna mellan naturvetenskapen och religionen gällde – och gäller ännu – livets uppkomst.

En dag höll Urey ett föredrag för sina studenter vid University of Chicago där han talade om hur jordens atmosfär borde ha varit sammansatt när den bildades för fyra miljarder år sedan. På den tiden fanns inget syre i atmosfären, det kom först med cyanobakterierna och fotosyntesen, sa han. I stället fanns där en blandning av väte, vattenånga, metan och ammoniak. Det gjorde att atmosfären var reducerande, i stället för oxiderande som i dag.

Det kanske var möjligt för organiska ämnen att bildas spontant i en sådan atmosfär, hävdade Harold Urey. Kanske med hjälp av lite energi från elektriska urladdningar. För åskväder borde ha funnits även i jordens barndom.

Kanske kunde liv uppstå helt spontant där förhållandena var de rätta.

studenten provade

När Harold Urey efter föreläsningen kom tillbaka till sitt arbetsrum stod en av hans studenter och väntade på honom. Han hette Stanley Miller och undrade om han fick använda Ureys hypotes om spontan bildning av organiska molekyler för sitt doktorsarbete.

Urey försökte först avråda Stanley Miller, det kunde ju vara ett stickspår som inte ledde någonstans. Men Miller stod på sig och byggde snabbt upp apparaturen för ett experiment. Han lät vatten och en blandning av ammoniak, väte och metan cirkulera i en serie glaskolvar och rör, och lät elektriska urladdningar gnistra mellan två elektroder.

Redan efter några veckor började vätskan i rören färgas brun. Till Ureys stora förvåning visade det sig att Stanley Miller hade haft rätt. En rad organiska ämnen hade bildats – inklusive aminosyror (proteinernas byggstenar) och sockerarter.

Miller och Urey publicerade sina sensationella resultat våren 1953 i tidskriften Science. Miller stod som ende författare, men han tackade Urey i en fotnot. Det tyckte den generöse Urey var mer än nog.

Men Harold Urey var bekymrad. Mest över kärnvapenhotet och det kalla kriget, men också över forskarnas moral. Titt som tätt dök det upp belägg för forskningsfusk och plagiat.

Urey skrev vad han kallade det Intellektuella manifestet, där han ivrade för en högre moralisk resning inom forskarkåren. Helst skulle han vilja se en forskningens profet som med kraft slog fast en moral liknande den i De tio budorden eller Jesu bergspredikan.

”Du skall inte ljuga” skulle i forskarsamhället kunna översättas till ”du skall inte förfalska eller misstolka data”, och ”Du skall inte stjäla” skulle kunna bli ”Du skall inte låtsas som om du är upphov till arbeten som andra gjort”.

Blandade känslor

Mot slutet av sitt liv grubblade Urey mer och mer på vad naturvetenskapen egentligen åstadkommit. Hade saker och ting blivit bättre? Levde människorna bättre än en generation tidigare? Urey hade blandade känslor.

Visst hade naturvetenskapen höjt levnadsstandarden och räddat miljoner människor från svältdöden genom den gröna revolutionen och läkemedel som penicillin. Men samtidigt hängde kärnvapenkriget över mänskligheten som ett mörkt orosmoln. Skulle mänskligheten över huvudtaget överleva?

Harold Urey fick aldrig vara med om Berlinmurens fall och det kalla krigets slut. Han dog 1981 efter att ha lidit av dålig syn och parkinson under de sista åren. Men hade han levt i dag skulle han med all säkerhet ha oroat sig över överutnyttjandet av jordens resurser, miljöförstöringen och klimatförändringen.