Ondanks dat het getuige was van zijn eigen toename van de atmosfeer van de aarde met ongeveer 2,5 tot 2,3 miljard jaar geleden, zuurstof heeft tot nu toe relatief weinig te zeggen gehad over zijn eigen vroege geschiedenis. Een recent door de EU gefinancierd onderzoek biedt een nieuw perspectief op een van de belangrijkste verhalen uit de geschiedenis van de aarde:de opkomst van zuurstof.

Hoewel de recente geschiedenis van de atmosfeer van de aarde kan worden bekeken door rechtstreeks atmosferische gassen te meten die in ijskernen zijn gevangen, het kan verrassend zijn om te weten dat een even getrouwe tijdcapsule van atmosferische zuurstof nog niet bekend is voor het grootste deel van de geschiedenis van de aarde. De opkomst van zuurstof in de lucht is een van de grootste verhalen van de geschiedenis van de aarde, maar dit verhaal wordt meestal verteld door middel van tweedehands bewijs, zoals van proxy's van zwavelstabiel isotoopbewijs van oude rotsen. Stabiele isotopen van zwavel zijn bijzonder nuttig voor het begrijpen van de tijd dat zuurstof zich voor het eerst ophoopte in de atmosfeer van de aarde, omdat ze een karakteristieke reactie vertonen op de toename van zuurstof boven 0,001% van de huidige atmosferische niveaus. Echter, het verslag van hoe het zwavelisotoopverslag in rotsen reageert op de eerste toename van zuurstof in de lucht heeft geen volledig eenvoudige interpretatie. Concurrentie tussen mondiaal versus lokaal, en origineel versus secundair, processen beïnvloeden het behoud van chemische signalen in oude gesteenten. Overeenkomstig, er is aanvullend bewijs nodig om de huidige interpretaties van vroege atmosferische zuurstof te ondersteunen die gebaseerd zijn op verschillende proxy's.

In een door Europa gefinancierd project met een internationaal team van onderzoekers, nieuw gepubliceerd bewijs van gesteenten jonger dan 2,31 miljard jaar oud uit W. Australië laat nu zien hoe stabiele isotoopsignalen van zwavel die wijzen op een extreem laag zuurstofgehalte, kunnen worden gerecycleerd in gesteenten dat wordt gevormd onder toenemende zuurstofniveaus. Zuurstof zelf is getuige van deze recycling. In feite, het is een karakteristiek isotoopsignaal in zuurstof dat de vorming van zwavel- en zuurstofhoudende sulfaten op het oude continentale oppervlak impliceert, ongeveer 2,3 miljard jaar geleden. Dit sulfaat werd bewaard in mineralen, barieten, in rotsen die zijn gevormd in een mariene omgeving dicht bij de kust, zoals blijkt uit hun coëxistentie met fossielen van microbiële matten, of stromatolieten, unieke rimpelige concave kenmerken (afgebeeld in het midden van de foto). Stabiele isotoopresultaten van zuurstof en zwavel uit de barieten laten zien hoe verwering van oude rotsen op het oude aardoppervlak een signaal kan verlengen dat wijst op een gebrek aan atmosferische zuurstof, zelfs na de opkomst van atmosferische zuurstof.

De unieke chemische, isotoop, handtekeningen bewaard in de gerapporteerde barieten houden een verdere belofte in voor het ontrafelen van de vroegste geschiedenis van de productie van zuurstofgas. Voordat er zich aanzienlijke zuurstof in de atmosfeer verzamelde, gelokaliseerde productie van zuurstofgas door microbiële organismen (inclusief de microben die hebben bijgedragen aan de bovengenoemde stromatolieten) hebben mogelijk al bijgedragen aan de oxidatie, of het "roesten, " van het aardoppervlak. Deze vroege afdruk van zuurstof kan, in de toekomst, op dezelfde manier worden gedetecteerd door de specifieke combinatie van zwavel- en zuurstofisotoopsignalen die worden beschreven in de nieuwe studie die is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .