Az ősi Föld. Oxidáció minden mennyiségben © utah.edu

A Washington egyetem kutatói szerint a késedelem oka, hogy a korai szakaszban a ciánbaktériumok által fotoszintézissel előállított oxigén gyorsan kémiai kapcsolatba lépett a vassal és a hidrogénnel, s a folyamat igen sok oxigént nyelt el. Az új modell kidolgozói, Mark Claire doktorandusz, tanára David Catling és Kevin Zahnle NASA kutató az amerikai geológiai társaság augusztus 9-i szekció-ülésén, Albertában tartottak nyilvános vitát új elméletükről.

Eszerint a Föld oxigénellátásáról kezdetben ciánbaktériumok, a vízben fotoszintézisből élő parányi szervezetek gondoskodtak. A baktériumok széndioxidból és vízből szerves szénvegyületet és szabad oxigént állítottak elő. Ez a szabad oxigén szinte azonnal reakcióba lépett a nagy mennyiségben jelen lévő hidrogénnel vagy szénnel, nem jutott belőle a légkörbe. A légkörre annak idején a szénből és hidrogénből álló metángáz volt a jellemző.

A Nap halványabb és hidegebb volt, és a Föld csak a metán-légkör miatt tudott annyira felmelegedni, hogy megmaradjon az élet. A légkör felső rétegeiben ultraibolya sugárzás hatására szétbomlott a metán és az űrbe szökött a hidrogén. Ahogy szökött a hidrogén, több oxigén maradt a földkéreg oxidálására, kialakultak a felszíni sziklák, és kevesebb hidrogén került a légtérbe. A metán-takaró elvékonyodott, és a Föld legalább 30 Celsius fokkal hidegebb lett. Mivel nem volt már olyan sok szabad hidrogén, 2,4 milliárd évvel ezelőtt eluralkodott az oxigén a légkörben.

A fotoszintézissel oxigént előállító baktériumok megjelenése utáni késedelem egyik fő oka az volt, hogy a vulkanikus gázok elnyelték a keletkezett oxigént. A vulkánfüst kémiai reakcióba lépett az oxigénnel, s az új vegyületek kialakulása igen sok oxigént nyelt el. Ugyancsak sok oxigént nyelő folyamat volt a földkérget kívülről bombázó vas-meteorit zuhatag. A fémek oxidálásakor, rozsdásodásakor is sok oxigén fogyott.

A föld külső kérgének vastartalma fontos tényező. Ha a modellben a külső földkéreg vastartalmát ötszörösére változtatják, 1 milliárd évvel később, ha ötödére csökkentik, 1 milliárd évvel hamarabb alakul ki az oxigéntartalmú légkör. A régebbi elméleteknél a kiindulási adatokban volt a hiba, túl kevés felszíni vassal számoltak – állítják a kutatók.