Svaret ligger gömt i forntida stenar som finns i avlägsna delar av världen, som Dresser-formationen i centrala Australien och Barberton Greenstone-bältet i Sydafrika. Dessa stenar, som bildades för miljarder år sedan under de tidiga stadierna av jordens historia, har ledtrådar om sammansättningen av jordens tidiga atmosfär och hur den utvecklades.

1. Platttektonik:

Jordens unika och dynamiska plattektoniska system spelar en avgörande roll för att reglera nivåerna av koldioxid (CO2) i atmosfären. När tektoniska plattor kolliderar, subduceras (trycks) tillbaka oceanisk skorpa, som innehåller kol som fångas från atmosfären, in i jordens mantel. Med tiden tar denna återvinningsprocess bort betydande mängder CO2 från atmosfären, vilket hjälper till att förhindra extrem uppvärmning av växthus och håller jorden beboelig.

2. Vatten:

Jordens rikliga flytande vatten är en annan kritisk faktor för att undvika ett Mars-liknande öde. Vatten reagerar med CO2 och bildar karbonatmineraler, som kan låsa sig i jordskorpan. De stora haven och vattenrika miljöer på den tidiga jorden underlättade bildandet och ackumuleringen av dessa karbonatmineraler, vilket effektivt avlägsnade CO2 från atmosfären och mildrade växthuseffekten.

3. Vulkanavgasning:

Medan vulkaner släpper ut CO2 och andra växthusgaser, frigör jordens vulkaniska aktivitet också vattenånga, vilket i slutändan leder till bildandet av moln och nederbörd. Dessa moln reflekterar solljus tillbaka ut i rymden och hjälper till att reglera jordens temperatur. Nettoeffekten av vulkanisk aktivitet är mer balanserad på jorden jämfört med Mars på grund av närvaron av rikligt med vatten.

4. Biologisk feedback:

Livet i sig har spelat en avgörande roll för att forma jordens atmosfär. När det tidiga fotosyntetiska livet utvecklades frigjorde det syre som en biprodukt av fotosyntesen. Med tiden ackumulerades syre i atmosfären och nådde så småningom nivåer som skyddar planeten från skadlig solstrålning. Dessutom bidrog uppkomsten av landväxter under jordens historia ytterligare till CO2-bindning från atmosfären.

Genom att förstå dessa uråldriga processer bevarade i bergarter och kombinera dem med moderna klimatmodeller får forskare insikter i det komplexa samspelet mellan atmosfären, geologin och den biologiska evolutionen. Dessa insikter hjälper oss att förstå varför jorden behöll en beboelig miljö, medan andra planeter som Mars förlorade det mesta av sitt vatten och upplevde en skenande växthuseffekt som förvandlade sin yta till de karga landskap vi observerar idag.