Een nieuwe studie heeft een gedetailleerde schatting opgeleverd voor wanneer er voldoende zuurstof in de atmosfeer van de aarde was om groot leven op het land te ondersteunen, zoals dinosaurussen en uiteindelijk mensen.

De bevindingen kunnen helpen de hiaten in ons begrip van de evolutie van de ecologie van de aarde op te vullen en kunnen nuttig bewijs leveren bij het overwegen of andere planeten groot zuurstofafhankelijk leven kunnen ondersteunen.

De krant, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , noemt de dramatische verandering in het klimaat op aarde de paleozoïsche zuurstofgebeurtenis, waarvan de auteurs schatten dat ze ongeveer 450 miljoen jaar geleden hebben plaatsgevonden.

Alexander Krause, hoofdauteur en postdoctoraal onderzoeker van de School of Earth and Environment, zei:"Het volledig begrijpen van de geschiedenis van zuurstof op aarde opent de deur naar het beantwoorden van vele andere vragen over hoe onze planeet is geëvolueerd om een ​​grote verscheidenheid aan leven te ondersteunen.

"Deze bevindingen zijn relevant voor biologen, paleontologen, geologen en chemici; en voor wetenschappers die op zoek zijn naar leven op andere planeten.

"We laten zien dat de atmosfeer van de aarde het grootste deel van zijn 4,5 miljard jaar geschiedenis niet ademde, die de mogelijkheid van het vinden van intelligent leven op een 'jonge' planeet kan uitsluiten".

Het model opnieuw opbouwen

Terwijl eerder onderzoek heeft onderzocht wanneer de atmosfeer van de aarde voor het eerst zuurstof begon te bevatten, het was moeilijk vast te stellen wanneer de zuurstofniveaus vergelijkbaar werden met die van vandaag.

Er is geen directe registratie van zuurstof in de lucht op aarde, maar koolstof- en zwavelisotopen die in oude rotsen worden gevonden, kunnen worden gebruikt om een ​​geschiedenis van atmosferische zuurstof te berekenen.

Eerder, analyse van deze isotopen had twee belangrijke en duidelijke stijgingen van zuurstof in de lucht door de tijd gesuggereerd.

Echter, de meest gebruikte methoden hebben de beschikbare gegevens te eenvoudig gemaakt, waardoor realistische metingen moeilijk te verkrijgen zijn.

De onderzoekers, geleid door de Universiteit van Leeds, een nieuw isotopenmodel gebouwd met een verbeterde theoretische basis, en dit gecombineerd met de nieuwste geochemische gegevens.

Het model toont een duidelijke overgang van een aarde met relatief lage zuurstofniveaus naar een planeet met een overvloed aan vrije zuurstof uit de lucht bijna 450 miljoen jaar geleden, de weg vrijmaakt voor de evolutie van grote landdieren.

Professor Simon Poulton, een co-auteur van de School of Earth and Environment, zei:"In combinatie met bestaande geochemische gegevens, onze nieuwe modelresultaten bieden een overtuigend argument voor een derde, en definitief, grote stijging van zuurstof in de lucht op aarde, samenvalt met de opkomst van landplanten."

Hulp bij het zoeken naar leven

Studie co-auteur Dr. Benjamin Mills, ook van de School of Earth and Environment, zei:"Er zijn de komende decennia verschillende grote verkenningsmissies voor exoplaneten gepland, en er is een steeds groter wordende catalogus van planeten buiten ons zonnestelsel gevonden.

"Maar er is weinig informatie over welke planetaire kenmerken belangrijk zijn bij het zoeken naar leven. We hopen de geschiedenis van zuurstof op aarde te gebruiken om beter te begrijpen wanneer en hoe een planeet bewoonbaar kan worden.

"Bijvoorbeeld, we kunnen misschien uitsluiten dat nog te ontdekken 'Waterwereld'-planeten bewoonbaar zijn voor mensen.

"Ons werk laat zien dat de zuurstofstijging op aarde samenviel met de evolutie van landplanten, dus fotosynthese van algen alleen is misschien niet genoeg om grote landdieren te ondersteunen."