En ny studie har tagit fram en detaljerad uppskattning av när det fanns tillräckligt med syre i jordens atmosfär för att stödja stort landbaserat liv, som dinosaurier och så småningom människor.

Resultaten kan hjälpa till att fylla i luckorna i vår förståelse av utvecklingen av jordens ekologi och kan ge användbara bevis när man överväger om andra planeter kan stödja ett stort syreberoende liv.

Pappret, publicerad i Naturkommunikation , heter den dramatiska förändringen i jordens klimat som den paleozoiska syrehändelsen, som författarna uppskattar att ha ägt rum för ungefär 450 miljoner år sedan.

Alexander Krause, studera huvudförfattare och forskarutbildare från School of Earth and Environment, sade:"Att fullt ut förstå syrehistorien på jorden öppnar dörren för att svara på många andra frågor om hur vår planet har utvecklats för att stödja en mängd olika liv.

"Dessa fynd är relevanta för biologer, paleontologer, geologer och kemister; och för forskare som letar efter liv på andra planeter.

"Vi visar att jordens atmosfär inte andades under de flesta av dess 4,5 miljarder åriga historia, som kan utesluta möjligheten att hitta intelligent liv på en "ung" planet ".

Ombyggnad av modellen

Medan tidigare forskning har undersökt när jordens atmosfär först började innehålla syre, det har varit svårt att avgöra när syrenivåerna blev liknande de som finns idag.

Det finns ingen direkt registrering av atmosfäriskt syre på jorden, men kol- och svavelisotoper som finns i gamla stenar kan användas för att beräkna en historia av atmosfäriskt syre.

Tidigare, analys av dessa isotoper hade föreslagit två stora och distinkta ökningar av atmosfäriskt syre genom tiden.

Dock, de mest använda metoderna har förenklat tillgängliga data, gör det svårt att få realistiska avläsningar.

Forskarna, ledd av University of Leeds, byggde en ny isotopmodell med hjälp av en förbättrad teoretisk grund, och kombinerade detta med de senaste geokemiska data.

Modellen visar en tydlig övergång från en jord med relativt låga syrenivåer till en planet med ett överflöd av fritt atmosfäriskt syre för nästan 450 miljoner år sedan, banar väg för utvecklingen av stora landlevande djur.

Professor Simon Poulton, en medförfattare från School of Earth and Environment, sade:"I kombination med befintliga geokemiska data, våra nya modellresultat ger ett övertygande fall för en tredje, och sista, stor ökning av atmosfäriskt syre på jorden, sammanfaller med markväxternas uppkomst. "

Hjälper till att leta efter liv

Studera medförfattare Dr Benjamin Mills, även från School of Earth and Environment, sade:"Det finns flera stora exoplanetundersökningar planerade under de kommande decennierna, och en ständigt växande katalog av planeter har hittats utanför vårt solsystem.

"Men det finns lite information om vilka planetariska egenskaper som är viktiga när vi letar efter liv. Vi hoppas kunna använda syrehistorien på jorden för att bättre förstå när och hur en planet kan bli beboelig.

"Till exempel, vi kan kanske utesluta att "Waterworld" -planeter som ännu inte har upptäckts vara beboeliga för människor.

"Vårt arbete visar att syrehöjningen på jorden skedde i takt med utvecklingen av markväxter, så fotosyntes från alger ensam kanske inte räcker för att stödja stora landlevande djur. "