Planeta Pământ are câteva calități cu adevărat impresionante. (Recenziile negative, trebuie spus, se concentrează mai ales pe personal și clientelă.) Sus pe lista de avantaje se află o atmosferă bogată în oxigen, dar asta nu s-a întâmplat peste noapte - a fost nevoie de câteva miliarde de ani de evoluție pentru a face o lume propice vieții animale ca a noastră.

Oamenii de știință au o mulțime de idei despre ce ar fi putut cauza creșterea oxigenului, și se pare că mai multe dintre ele sunt probabil corecte. Viața face parte din poveste, cu viața fotosintetică pompând oxigen. Chimia Pământului solid a avut și ea un rol, atât prin susținerea vieții fotosintetice, cât și prin reacții care transferă oxigenul între atmosferă și rocile adânci din interiorul planetei.

Un nou studiu condus de Wei Shi de la Universitatea de Tehnologie din Chengdu sugerează că dovezile schimbărilor în subducție - procesul prin care plăcile tectonice dispar în interiorul Pământului - se aliniază cu momentul creșterilor de oxigen. Pământul s-a răcit treptat în timp, iar rămășițele rare ale istoriei sale timpurii arată că procesele geologice majore au evoluat destul de mult ca urmare. La început, roca rece și densă de la suprafață s-ar fi scufundat prin roca fierbinte a mantalei în moduri care nu semănau deloc cu tectonica modernă a plăcilor. Continentele din jurul nostru sunt proiecte de construcție vechi de 4,5 miliarde de ani, așa că este nevoie de imaginație pentru a ne imagina ce era prezent la început.

Nu a fost o evoluție lină, liniară - se pare că există puncte de tranziție în această istorie geologică. Oxigenarea atmosferei Pământului nu a fost nici ea liniară. A început cu un salt în timpul Marelui Eveniment de Oxigenare, acum aproximativ 2,4 până la 2,0 miliarde de ani, apoi a stagnat până la reluarea între 800 și 500 de milioane de ani în urmă. O a treia creștere între 450 și 250 de milioane de ani în urmă ne-a adus la nivelurile moderne de oxigen.

Ideea echipei de cercetare a fost că schimbările în subducție ar fi putut influența oxigenul atmosferic prin controlul cantității de carbon și sulf - ambele iubind să se lege de oxigen - care erau transportate în interiorul adânc. Când mantaua este mai fierbinte, carbonul și sulful nu ajung foarte departe în jos cu roca subdusă; sunt eliberați în mantaua superficială și se pot întoarce curând prin vulcani, gata să captureze orice moleculă de oxigen curajoasă. Invers, o placă care se scufundă într-o manta mai rece va reține mai mult din sulful și carbonul său.

La siturile unde roca subdusă își găsește drumul înapoi la suprafață, mineralele și chimia subtilă din interiorul lor ne spun despre temperaturile și presiunile pe care le-au experimentat. Comparând aceste date, echipa a compilat o imagine amplă a istoriei subducției. Dacă ipoteza este corectă, te-ai aștepta la subducție la temperaturi mai scăzute în același timp cu creșterea oxigenului atmosferic.

Datele par să se alinieze. Subducția la temperaturi mai scăzute apare între 2,2 și 1,8 miliarde de ani în urmă și apoi, după o pauză, domină în ultimii 800 de milioane de ani. Perioada anterioară se potrivește cu Marele Eveniment de Oxigenare inițial; perioada mai recentă acoperă a doua și a treia creștere de oxigen. (Timpul dintre ele este cunoscut în geologie ca „Miliardul Plictisitor” pentru că... nu pare să se fi întâmplat mare lucru.) Aplicând această istorie printr-un model chimic de bază, cercetătorii au descoperit că puteau reproduce aproximativ cronologia oxigenării.

Începutul poveștii, spun ei, ar putea fi asamblarea unui supercontinent timpuriu numit Columbia. Cu uscat deasupra nivelului mării, eroziunea putea livra suficienți nutrienți oceanelor pentru a susține o cantitate mare de cianobacterii fotosintetice - vizibile în rocile sedimentare de pe fundul mării bogate în carbon organic. Ruperea Columbiei se aliniază cu primele semne de subducție la temperaturi mai scăzute, care ar fi permis mai mult carbon organic și carbonat să fie subduse adânc în manta.

Apoi a venit Miliardul Plictisitor, când chiar și convecția mantalei și mișcarea plăcilor tectonice par să fi fost lente. Dar după aceea, formarea și ruperea Gondwanei și Pangeei ne-au îndreptat spre o hartă tectonică plină de...