Een van de grootste mysteries van de aarde is hoe het zichzelf transformeerde, ooit zo geleidelijk, van een kale bal rots in een lanceerplatform voor het leven.

Aardwetenschappers hebben tientallen jaren besteed aan het samenstellen van de relevante aanwijzingen - het identificeren en bestuderen van het complexe samenspel van geologische processen van de planeet, atmosferische dynamiek, en chemische cycli. Vooral, wetenschappers hebben de rol bestudeerd die koolstof en silicium spelen bij het stabiliseren van het klimaat op aarde gedurende een lange periode.

Nu een door Yale geleide studie in het tijdschrift Natuur geeft een ongekende kijk op dit 3 miljard jaar oude verhaal, verteld in oude sedimenten van over de hele wereld.

"We wilden ons begrip vergroten van welke processen het klimaat op aarde hebben gereguleerd over geologische tijdschalen, " zei Noah Planavsky, een universitair hoofddocent aard- en planetaire wetenschappen aan de Faculteit der Kunsten en Wetenschappen van Yale en co-corresponderende auteur van de nieuwe studie met Yale-afgestudeerde student Boriana Kalderon-Asael en University College London-onderzoeker Philip Pogge von Strandmann.

"Hoe het klimaat op aarde het grootste deel van de afgelopen 3 miljard jaar stabiel is gebleven, is een van de meest fundamentele vragen die men kan stellen over hoe de aarde werkt, ' zei Planavsky.

Aan de basis van het klimaatverhaal van de aarde ligt het vermogen om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen en op te slaan in rotsen en sedimenten. Dat hebben we aan planten te danken, aldus de onderzoekers.

De opkomst van planten op het land en in de oceaan leidde tot geleidelijke - maar grote - veranderingen in de manier waarop rotsen en sedimenten verweerden. Deze veranderingen in verwering opende de deur voor het vastleggen van koolstof in de aarde zelf.

"Het resultaat was een substantiële daling van het kooldioxidegehalte, die gelijke tred hield met de toenemende helderheid van de zon naarmate deze ouder werd, helpen ervoor te zorgen dat de aarde blijvend bewoonbaar bleef voor zowel eenvoudige als complexe levensvormen, ' zei Planavsky.

Kalderon-Asael en Planavsky leidden een internationaal team van onderzoekers dat meer dan 600 sedimentmonsters verzamelde op ongeveer 100 locaties wereldwijd. De onderzoekers bestudeerden geochemische gegevens die werden gevonden in lithiumisotopen in de monsters - een methode die in andere onderzoeken in het afgelopen decennium werd gebruikt om naar specifieke punten in het recente en verre verleden van de aarde te kijken.

De nieuwe studie omvat de hele geschiedenis van de aarde, waardoor onderzoekers de evolutie kunnen documenteren van hoe de aarde het klimaat reguleerde.

"Het geeft ons het hele plaatje, " zei Kalderon-Asael, de eerste auteur van de studie. "Dit begon als een eenjarig project om naar een aantal sites te kijken. Toen we de gegevens begonnen binnen te zien komen, we hebben meer medewerkers en meer voorbeelden toegevoegd totdat we de hele geschiedenis van de aarde konden bekijken."

Naast de geschiedenisles, de studie biedt een langetermijnperspectief op de snelle veranderingen in het mondiale klimaat van vandaag.

"Door alle enorme veranderingen die de aarde heeft ondergaan - in de biosfeer en in de hoeveelheid zonnestraling die het ontvangt - is het bewoonbaar gebleven door aanpassingen te maken op extreem lange tijdschalen, " Zei Planavsky. "Het benadrukt hoe totaal ongekend de huidige verschuivingen zijn in de koolstofcyclus."