Het antwoord ligt verborgen in oude rotsen die gevonden worden in afgelegen delen van de wereld, zoals de Dresser Formation in Centraal-Australië en de Barberton Greenstone Belt in Zuid-Afrika. Deze rotsen, die miljarden jaren geleden zijn gevormd tijdens de vroege stadia van de geschiedenis van de aarde, bevatten aanwijzingen over de samenstelling van de vroege atmosfeer van de aarde en hoe deze zich ontwikkelde.

1. Platentektoniek:

Het unieke en dynamische platentektonieksysteem van de aarde speelt een cruciale rol bij het reguleren van de niveaus van koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer. Terwijl tektonische platen botsen, wordt de oceanische korst, die koolstof bevat die uit de atmosfeer is opgevangen, teruggeduwd (geduwd) in de aardmantel. Na verloop van tijd verwijdert dit recyclingproces aanzienlijke hoeveelheden CO2 uit de atmosfeer, waardoor extreme opwarming van de broeikasgassen wordt voorkomen en de aarde bewoonbaar blijft.

2. Water:

Het overvloedige vloeibare water van de aarde is een andere kritische factor bij het vermijden van een Mars-achtig lot. Water reageert met CO2 en vormt carbonaatmineralen, die vast kunnen komen te zitten in de aardkorst. De uitgestrekte oceanen en waterrijke omgevingen op de vroege aarde vergemakkelijkten de vorming en accumulatie van deze carbonaatmineralen, waardoor CO2 effectief uit de atmosfeer werd verwijderd en het broeikaseffect werd verzacht.

3. Vulkanische ontgassing:

Terwijl vulkanen CO2 en andere broeikasgassen uitstoten, komt er bij de vulkanische activiteit van de aarde ook waterdamp vrij, wat uiteindelijk leidt tot de vorming van wolken en neerslag. Deze wolken reflecteren zonlicht terug de ruimte in en helpen zo de temperatuur op aarde te reguleren. Het netto-effect van vulkanische activiteit is op aarde evenwichtiger dan op Mars vanwege de aanwezigheid van overvloedig water.

4. Biologische feedback:

Het leven zelf heeft een cruciale rol gespeeld bij het vormgeven van de atmosfeer van de aarde. Toen het vroege fotosynthetische leven zich ontwikkelde, kwam er zuurstof vrij als bijproduct van de fotosynthese. In de loop van de tijd hoopte zuurstof zich op in de atmosfeer en bereikte uiteindelijk een niveau dat de planeet beschermt tegen schadelijke zonnestraling. Bovendien heeft de opkomst van landplanten tijdens de geschiedenis van de aarde verder bijgedragen aan de opslag van CO2 uit de atmosfeer.

Door deze eeuwenoude processen die in gesteenten zijn bewaard te begrijpen en deze te combineren met moderne klimaatmodellen, krijgen wetenschappers inzicht in de complexe wisselwerking tussen de atmosfeer, de geologie en de biologische evolutie. Deze inzichten helpen ons te begrijpen waarom de aarde een bewoonbaar milieu behield, terwijl andere planeten zoals Mars het grootste deel van hun water verloren en een op hol geslagen broeikaseffect ondervonden, waardoor hun oppervlak veranderde in de dorre landschappen die we vandaag de dag waarnemen.