Guano, Chilesalpeter og fosfat: gjødsel med storpolitiske konsekvenser
Guano og Guanokrigen
Guano er rester av avføring fra sjøfugl, pingviner eller flaggermus. Mest kjent er guano fra Chincha Island utenfor kysten av Peru. Alexander von Humboldt tok med guano fra Peru til Europa i 1804. På begynnelsen av 1840-tallet startet utvinning av Perus “hvite gull” fra opptil 30 meter dype sedimenter med guano. Guanoen var et viktig gjødselprodukt med stor betydning for utvikling av landbruket i Europa, men etter 30 år var bonanzaen slutt. Hvitbrystskarv (Phalacrocorax lucidus), pelikaner (Pelecanus sp.) , havsuler (Sula variegata) og andre sjøfugl la igjen store mengder avføring bestående av urinsyre og rester av fosfat fra fiskebein blandet med fjær. Guano inneholder ca. 15% nitrogen, ca. 9% kalium og ca. 3% fosfor. Fugleskitten ble delvis omsatt av mikroorganismer, ble herdet og tørket inn i et klima med lite nedbør. Perustrømmen/Humboldtstrømmen bringer kaldt næringsrikt vann fra Antarktis til Ekvator nordover langs vestkysten av S-Amerika, inkludert Peru. Sørøstpassatvindene bringer varmt overflatevann vekk fra kysten og oppstrømningen av næringsrikt kaldt vann gir grunnlag for store fiskebestander med sardiner (Sardinops sagax) og anchoveta (Engraulis sp.) langs Perukysten, som sjøfuglene er avhengig av. Latin-Amerika fikk etter hvert selvstendighet fra Spania etter en krigsperiode 1814-1826. De store verdiene i guano fra Chincha Island førte imidlertid til Guanokrigen (1865-1866) mellom Spania og Peru. Det er likheter med oppstrømning av næringsrikt vann med Humboldtstrømmen utenfor Peru og Benguela- oppstrømningen utenfor vestkysten av S-Afrika. Fugleskitt fra kapp-skarv (Phalacrocorax capensis) og kapp-sule (Sula capensis) ga grunnlag for utvinning av guano fra sedimenter på øyer utenfor S-Afrika. Pingviner bidro til produksjonen av guano bl.a. kapp-pingvin (Spheniscus demersus) i S-Afrika og humboldtpingvin (Speniscus humboldti) utenfor Peru, som hadde reirplasser i sedimentene med guano og sand. Pingvinguano bidrar til ornitogen jord i Antarktis.
Det fantes også guano på de vestindiske øyer. Da Christopher Columbus kom til Jamaica i 1504, reiste noen av mannskapet på vei til Haiti (Lille-Spania, Hispaniola) forbi Navaza. Denne øya Navassa Island, ble annektert av USA i 1857, med grunnlaget i lovverket Guano Island Act som sa at når en borger av USA oppdaget avsetninger av guano på ubebodde øyer som ingen gjorde spesielt krav på, så skulle øyene tilfalle USA.. Baker Island, Jarvis Island, Howland Islands, Kingman Reef, Johnston Atoll og Midway Atoll ble annektert ifølge Guano Island Act. Swan Island har blitt tilbakeført til Honduras, men uenigheten om Navassa Island mellom USA og Haiti er ikke løst. Flere amerikanske selskaper deltok i utvinningen av guano, US Guano Company / American Guano Company,
Avføring kan gi opphopning av flaggermusguano i huler hvor flaggermus oppholder seg. Det ble en periode også forsøkt å lage guano ved å behandle fiskeavfall med svovelsyre, eks. Helgoländer Fisch-guano, og alger ble også brukt eks. Altonar Algen guano. Soppen Histoplasma capsulatum som vokser på avføringen til sjøfugl og flaggermus kan gi sykdommen histoplasmose forårsaket av støv fra guano.
Chilesalpeter og Salpeterkrigen
Det store behovet fra gjødsel til landbruket ga basis for nitrathandel fra Europa til Chile, en transport som foregikk med seilskip. I ørkenen Atacama var det store forekomster med natriumnitrat (Chilesalpeter, natronsalpeter, natriumsalpeter, NaNO3) som i tillegg til gjødsel også kunne brukes i produksjon av sprengstoff. Oppdagelsen av naturlige forekomster av salpeter i Atacama-ørkenen skjedde på begynnelsen av 1820-tallet. Salpeter, l. sal petrae - klippesalt) var opprinnelig kjent fra Egypt og India. Bolivia hevet skattene som de krevde inn for å utnytte Bolivias del av Atacama-ørkenen. Dette førte til Salpeterkrigen (Stillehavskrigen) 1879-1883 mellom Chile, Peru og Bolivia. Navnet Chilesalpeter viste hvem som vant krigen. Seilskip fra Europa seilte fra øst til vest rundt Kapp Horn og innlastingen av Chilesalpeter skjedde i havnebyene Iquique og Antofagasta som Chile hadde erobret fra Peru. Salpeter brukes som fellesnavn. F.eks. kalksalpeter (kalsiumnitrat, Ca(NO3)2), kalisalpeter (kaliumnitrat, KNO3), og ammonsalpeter (ammoniumnitrat, NH4NO3). Chilesalpeter kan omdannes til kalisalpeter. Det er kalisalpeter som inngår i svartkrutt, kjent fra Kina i 1044, og svartkruttet kom til Europa på 1200-tallet. I India ble det produsert Bengalsk salpeter.
Norgessalpeter, Norsk Hydro og Yara
En alvorlig konkurrent til Chilesalpeter ble Norgessalpeter og industriell nitrogenfiksering. Sam Eyde grunnla Norsk Hydro-Elektrisk Kvælstof aktieselskab i 1905. Basert på en elektrisk lysbue hadde Kristian Birkeland og Sam Eyde gjort det mulig å binde nitrogen (N2) fra lufta, og verdens første fabrikk for produksjon av syntetisk nitrogengjødsel startet på Notodden i 1905. Dette medførte store behov for elektrisk energi, med stor vannkraftutbygging i Telemark bl.a. Vemork kraftstasjon.
Birkeland-Eyde prosessen ble imidlertid utkonkurrert av den mer effektive Haber-Bosch-metoden basert på den katalyttiske reaksjonen
N2 + 3H2 → 2NH3
og Norsk Hydro inngikk samarbeid med I.G. Farbenindustri i 1927. Ammunisjonsfabrikkene i Tyskland hadde også stort behov for nitrat. Hydrogen (H2) ble i starten produsert ved elektrolyse av vann. Elektrolyse av vann gir anrikning av tungtvann i elektrolyttluten. Vemork-aksjonen utført av Kompani Linge i februar 1943 satte stopper for tysk utnyttelse av tungtvann til forskning med tanke på utvikling av atomvåpen. Haldenreaktoren, norges første atomkraftverk, som startet i 1958 var basert på tungtvann gitt fra Norsk Hydro. Norskprodusert tungtvann ble seinere herostratisk berømt etter å ha vært på verdensturne. Norsk Hydro A/S ble et stort industriselskap innen metaller (aluminium og magnesium), havbruk, olje og gass. Det franske gjødselselskapet Cofaz ble kjøpt opp, og seinere ble landbruksdivisjonen fra Norsk Hydro utskilt som eget selskap Yara A/S. Yara tok med seg varemerket det stiliserte vikingskipet, og driver en verdensomspennende produksjon av gjødsel: fullgjødsel, salpeter, urea og ammoniakk. Hydrogen kommer nå fra hydrokarboner, og gjødselindustrien er således avhengig av oljeindustrien, med de storpolitiske følger det har. Produksjon av mat til over 7 milliarder mennesker er fullstendig avhengig av kunstgjødsel (mineralgjødsel). I tillegg har avrenning av nitrogengjødsel fra landbruket gitt grunnlag for algeoppblomstring i ferskvann og kystnære områder, med tilhørende eutrofisering og anaerobe bunnsedimenter med produksjon av illeluktende hydrogensulfid fra sulfatreduserende bakterier. Nitrat finnes også igjen i grunnvannet, jfr. “Blue babies”.
Fosfat og Vest-Sahara
Nitrogen er det mineralnæringsstoffet som oftest begrenser veksten av planter, men planter trenger også fosfor. På samme måte som kunstgjødsel er en begrenset ressurs, siden den er basert på oljeprodukter, er også fosfatforekomstene i verden begrensete. I Vest-Sahara, tidligere spansk koloni, Spansk Sahara, er det noen av verdens rikeste fosfatforekomster. Spania inngikk en avtale med Mauretania og Marokko i 1975 om deling av Spansk Sahara når Spania trakk seg ut. Samtidig støttet FN i 1975 kravet om lokalt selvstyre og medbestemmelse i Vest-Sahara. Vest-Sahara ble delt mellom Mauretania og Marokko i 1976. Mauretania trakk seg ut av Vest-Sahara i 1979 etter kamper med frigjøringsbeveglsen Polisario støttet av Algerie, og det endte med at Marokko invaderte og overtok hele Vest-Sahara. Marokko blir støttet av Saudi-Arabia og USA. Marokko er verdens største eksportør av fosfat basert på fosfatforekomstene i det okkuperte Vest-Sahara. I tillegg er det rike fiskerier utenfor kysten av Vest-Sahara.
Fosfor kan utvinnes fra havavleiringer med fosforitt, lite krystallisert apatitt. Thomasfosfat er fosfat fra slagget fra Thomasprosessen (e.S. G. Thomas) under produksjon av stål fra råjern med fosfor. Vi får fosfat fra ultrabasiske og alkaliske bergarter med magnesiumrike fosfater bl.a. apatitt (Ca5(PO4)3(OH, F, Cl) fra Zheleznygruvene i Kovdor massivet på SV-Kola i Russland. Råfosfat fra Kola inneholder mindre mengder giftig kadmium enn det som råfosfat vanligvis inneholder. For øvrig er kadmium fra fosfat i kunstgjødsel et viktig bidrag til forurensning av jordsmonnet med giftig kadmium. Fosfatforekomster finnes i Egypt nær Bur Safaga og Quseir ved Rødehavskysten, og i Israel. Fosfatforekomster finnes også i Kanada.
Alakaliske jordmetaller: kalsium og magnesium
De rikeste kalsiummineralene er kalkspat, kalkdolomitt, kalsiumkarbonat i kalkstein og kritt, apatitt, fosforit og flusspat. Magnesium finnes som dobbeltsaltet dolomitt ((CaMg(CO3)2), olivin, hornblende, biotit, talk og augit. Epsom-salt (Engelsk salt, magnesiumsulfat) kommer fra mineralkilder i Epsom-traktene i nærheten av London. Saltkildene har vært et berømt kursted siden 1600-tallet. Tilsvarende kilder med Seidlitzersalt finnes i Tyskland.