Djupt nere i urberget finns Sveriges verkliga urinvånare, mikroberna. Där har de levt i många miljoner år, obekymrade om de skiftande förhållandena vid ytan där kilometertjocka inlandsisar bildats och smält bort och landet ibland varit täckt av hav.


Från borrhål som når sprickor djupt nere i berget tas vatten ut för analys i det underjordiska laboratoriet. I varje liter vatten finns cirka 100 miljoner mikrober.

I underjorden är förhållandena stabila med jämn temperatur, evigt kolmörker, högt tryck och inget syre. Det kan tyckas vara en omöjlig och livsfientlig miljö, men där kryllar det av mikroorganismer som lever i ett till stora delar okänt biologiskt kretslopp.

Allt fler forskare tror nu att livet på jorden startade nere i underjorden, och inte vid ytan, som länge varit den etablerade teorin. En av dem är Karsten Pedersen, professor i mikrobiologi vid Göteborgs universitet. En stor del av hans forskning bedrivs djupt under jorden vid Äspölaboratoriet nära Oskarshamns kärnkraftverk. Där undersöker Svensk kärnbränslehantering AB (SKB) hur ett slutförvar för utbränt svenskt kärnbränsle i urberget kan utformas. För den skull har SKB konstruerat ett tunnelsystem, ett berglaboratorium som går drygt 450 meter ner i berget. På olika platser pågår tester och experiment för att slutförvaret skall bli så säkert som möjligt.

Karsten Pedersens forskning går ut på att se vilka mikrober som finns i berggrunden, och hur dessa eventuellt skulle kunna påverka lagrat kärnbränsle. Hans undersökningar har hittills avslöjat ett myllrande liv i den underjord man fram till för ett par decennier sedan trodde var livlös. Varje liter grundvatten från det djupa urberget innehåller cirka 100 miljoner bakterier. Fler än 200 olika arter av mikrober har identifierats med hjälp av modern DNA-teknik, men bara några få av dem har hittills beskrivits vetenskapligt.
- Bakteriernas livsbetingelser ändras radikalt om de tas upp till ett laboratorium vid jordytan.

Det är svårt att simulera trycket och få samma gaser som finns lösta i vattnet. Därför har vi flyttat laboratoriet ner till mikroberna, berättar Karsten Pedersen när vi med en hiss på några minuter reser 450 meter ner i underjorden.
Där nere finns en speciell lukt av berg och fukt. Det droppar och rinner vatten från tak och väggar. På många platser där vatten tränger fram ur tunnelväggen bildas olikfärgade avlagringar. Det är ett resultat av den bakterieverksamhet som pågår där det syrefria grundvattnet kommer ut i tunnelns syrehaltiga miljö. De roströda avlagringarna bildas av järnoxiderande bakterier.

I ett utsprängt utrymme finns Karsten Pedersens unika laboratorium i en stor container. Den är full med apparater, ledningar, tankar, skärmar och ett experimenttält med syrefri miljö. Det mikrobiologiska laboratoriet har varit igång sedan i somras, och den senaste veckan har Karsten Pedersen arbetat med att installera ny utrustning som förhoppningsvis kan avslöja hur mycket av grundvattnets vätgas som mikroberna konsumerar. Karsten Pedersen visar hur vatten i mycket smala ledningar leds in i containern från tre olika borrhål i bergväggen utanför. Vattnet från varje borrhål går till separata skåp med flera cylinderformade behållare. I varje behållare finns små glasplåtar, som är ett bra underlag för bakterier att växa på. Dagens arbete börjar med att han läser av hur mycket vatten som runnit genom anläggningen, och sedan knappar in resultatet på sin dator.

- Det rinner ungefär 15 till 20 milliliter i minuten från varje borrhål, vilket motsvarar en sakta droppande kran. Trycket i behållarna är lika högt som inne i bergets sprickor, och det gör att gaserna håller sig på plats. Skåpen har kylning så att temperaturen är densamma som i berget. Mikroberna har samma förhållanden som i ursprungsmiljön, och vi kan nu se hur aktiva de är.
Karsten Pedersen skall ta ut tre glasplåtar ur behållare från varje borrhål. Glasplåtarna skall han ta med till Göteborg där DNA-analyserna görs. Han börjar med att sterilisera pincetter och annan utrustning över en gaslåga. Han tar även på sig en steril operationshandske för att undvika att andra mikroorganismer kan smita ned och förorena proverna. När den första cylindern försiktigt öppnas bubblar gaserna i vattnet upp. Han förklarar att det mesta är kvävgas, men där finns metan, kolmonoxid, vätgas och svavelväte. Den sistnämnda känns direkt igen på lukten.

Han arbetar mycket koncentrerat, och varje liten glasskiva släpps försiktigt ner i ett provrör för ett "renlighetsbad" som sköljer bort föroreningar från grundvattnet. Efter någon timme flyttas skivorna till provrör med alkohol som sedan djupfryses. Därmed blir det ett tvärt slut på ett otal mikrobers liv. Ungefär femton miljoner mikrober finns på varje skiva, beräknar Karsten Pedersen.

Innan han fortsätter med nästa behållare steriliseras på nytt alla verktyg, och operationshandsken byts ut. Mikrobprover från de olika borrhålen får inte förorena varandra. De sprickor som varje borrhål får sitt vatten från har var och en sitt speciella mikrobiologiska liv.
- På laboratoriet i Göteborg krossas glasskivorna och placeras i en stark lösning som tar sönder mikroberna så att vi kan komma åt deras DNA, och sedan se vilka slags mikrober som finns i bergets grundvatten och som växer på våra provytor.

Många av mikroberna har vätgas som energikälla. Det finns gott om vätgas i den svenska graniten, och den bildas vid olika processer djupt nere i berget. Det är just gasen i grundvattnet från djupen som Karsten Pedersen mäter. I ett planerat nytt forskningsprojekt skall han försöka ta reda på hur mycket vätgas som mikroberna konsumerar. Genom att stänga flödet av nytt vatten till cylindrarna och i stället låta samma vatten cirkulera runt i anläggningen borde vätgashalten minska på grund av mikrobernas aktivitet.

Med den egenhändigt konstruerade apparaturen hoppas han kunna mäta hur vätgasinnehållet sjunker. Det finns ingen annan maskin i världen som kan mäta vätgas med sådan precision i så låga koncentrationer. Karsten Pedersen är entusiastisk över sina nya apparater. Han tycker det är roligt med kombinationen av teoretisk forskning och tekniskt konstruktionsarbete. Han har många idéer om framtida forskningsprojekt vad gäller "de små under jorden". Innan han lämnar det underjordiska laboratoriet för denna gång kontrollerar han all apparatur en extra gång. Till sist städar han containern minutiöst. Arbetsbänk och golv torkas skinande rena, och han anmärker att när man umgås med mikrober gäller det att ha rent.

Text och Foto: Bengt Jonsson, vetenskap@svd.se