Under mycket av sina första två miljarder år, Jorden var en helt annan plats:syre var knappt, mikrobiellt liv styrde, och solen var betydligt svagare än vad den är idag. Ändå visar stenrekordet att stora hav täckte mycket av den tidiga jorden under den svaga unga solen.

Forskare har länge diskuterat vad som hindrade dessa hav från att frysa. En populär teori är att potenta gaser som metan – med många gånger mer värmande kraft än koldioxid – skapade en tjockare växthusatmosfär än vad som krävs för att hålla vattnet flytande idag.

I frånvaro av syre, järn byggt upp i gamla hav. Under rätt kemiska och biologiska processer, detta järn rostade ur havsvatten och cyklade många gånger genom en komplex slinga, eller "järnhjul." Vissa mikrober kan "andas" denna rost för att konkurrera ut andra, som de som tillverkade metan. När rost var rikligt, en "järnridå" kan ha dämpat metanutsläpp.

"Förfäderna till moderna metanframställande och rostandande mikrober kan länge ha kämpat för dominans i livsmiljöer som till stor del styrs av järnkemi, sa Marcus Bray, en biologi Ph.D. kandidat i laboratoriet av Jennifer Glass, biträdande professor vid Georgia Institute of Technologys School of Earth and Atmospheric Sciences och huvudutredare av studien som finansieras av NASA:s Exobiology and Evolutionary Biology Program. Forskningen rapporterades i tidskriften Geobiologi den 17 april, 2017.

Med hjälp av lera som dragits från botten av en tropisk sjö, forskare vid Georgia Tech fick ett nytt grepp om hur forntida mikrober gjorde metan trots denna "järnridå".

Samarbetspartner Sean Crowe, en biträdande professor vid University of British Columbia, samlade lera från djupet av Indonesiens sjö Matano, ett anoxiskt järnrikt ekosystem som unikt efterliknar tidiga hav. Bray placerade leran i små inkubatorer som simulerade tidiga jordförhållanden, och spårade mikrobiell mångfald och metanemissioner under en period av 500 dagar. Minimalt metan bildades när rost tillsattes; utan rost, mikrober fortsatte att göra metan genom flera utspädningar.

Om man extrapolerar dessa fynd till det förflutna, teamet drog slutsatsen att metanproduktion kunde ha fortsatt i rostfria fläckar av forntida hav. Till skillnad från situationen i dagens välluftade hav, där den mesta naturgasen som produceras på havsbotten förbrukas innan den når ytan, det mesta av denna gamla metan skulle ha rymt till atmosfären för att fånga värme från den tidiga solen.