Tre nylige undersøgelser forbedrer vores forståelse af miljøforholdene på den tidlige Jord – hvilket er vigtigt ikke kun for at rekonstruere vores egen planets historie, men også for at vurdere beboeligheden af planetariske legemer generelt.
Den første af disse undersøgelser blev ledet af John Tarduno fra University of Rochester og rapporteret i Proceedings of the National Academy of Sciences. Forfatterne fremlægger beviser for et stærkt magnetfelt omkring Jorden fra ca. 4,1 milliarder til 4 milliarder år siden. Deres konklusion er baseret på magnetitindeslutninger i visse mineraler (zirkoner) og synes derfor at være meget pålidelig. Et stærkt magnetfelt ville have været afgørende for, at der kunne opstå liv på Jorden, fordi det ville have beskyttet overfladen mod solvinden. Stjerner som vores sol er kendt for at udsende store mængder skadelig stråling, når de stadig er unge, og uden et magnetfelt er det tvivlsomt, om livet på Jordens overflade ville have kunnet overleve spærreild.
Hvordan var Jordens atmosfære på det tidspunkt? Baseret på modelleringsarbejde, som Owen Lehmer fra University of Washington og kolleger har rapporteret om i Science Advances, ser den ud til at have bestået af mindst 70 procent kuldioxid. Vi vidste allerede fra tidligere forskning, at Jordens tidlige atmosfære havde et meget lavt iltindhold. Lehmer et al. hævder, at et kuldioxidindhold på 70 procent eller mere kunne forklare den observerede oxidation af jern, der er fundet i 2,7 milliarder år gamle mikrometeoritter. Det er sandsynligt, at disse høje koncentrationer strakte sig tilbage til begyndelsen af den arkæiske tidsperiode for ca. 4 milliarder år siden, hvilket betyder, at livet kan være opstået under denne form for atmosfære.
En anden vigtig miljøfaktor, der påvirkede den tidlige Jord, var bombardement af meteoritter – ikke kun mikrometeoritter, men også større nedslag, som begge var mere almindelige end i dag. Desværre har vi ikke en fuldstændig optegnelse af disse, fordi sten ældre end ca. fire milliarder år er meget sjældne, da de er blevet slettet af geologisk aktivitet. Vi kan kun få estimater baseret på kraterfrekvensen på Månen – på steder, hvor vi stadig kan se gamle kratere – og ekstrapolere denne frekvens til Jorden.
Trods disse begrænsninger rapporterede et hold under ledelse af Timmons Erickson fra Astromaterials Research and Exploration Science Division ved NASA Johnson Space Center for nylig i Nature Communications om det ældste meteoritkrater, der endnu ikke er fundet på Jorden. Det blev identificeret fra mineraler, der blev ændret og chokeret under et nedslag i det nuværende Vestaustralien for omkring 2,2 milliarder år siden.
Dette nedslag kan have haft enorme konsekvenser for Jordens klima, fordi det tilfældigvis fandt sted, da Jorden netop var kommet ud af en periode med istid. Lige inden da var vores planet helt eller næsten helt dækket af is – et scenarie, der normalt omtales som Snebold Jorden. Sammenstødet var så kraftigt, at det ville have omdannet isen direkte til vanddamp, en potent drivhusgas, der opvarmede planeten tilstrækkeligt til at afslutte istiden. Jordens biosfære, som på det tidspunkt kun var mikrobiel, ville have været i stand til at formere sig og diversificere sig.
Om den australske meteorit virkelig var årsagen til opvarmningen, eller om timingen af nedslaget kun var tilfældig, ved vi ikke. Men forskningen viser os den magt, som udenjordiske begivenheder har til at ændre vores klima. Og den giver os – sammen med de andre nylige undersøgelser – et indblik i, hvordan forholdene på den tidlige Jord virkelig var.