27억년 전 신시세 시대의 지구는 오늘날과 매우 달랐습니다.

"풀도, 동물도, 나무도 없습니다." 우주생물학자 산조이 솜이 설명했습니다.  “달이 훨씬 더 가까워서 조수가 더 강했습니다. 행성은 더 빨리 회전하고 있었고 산소가 없었습니다.  모든 의도와 목적을 위해 본질적으로 외계 행성입니다.”

또한 그 당시 태양은 약 70% 덜 밝았고 에너지 생산량은 현재 수준의 85% 미만인 것으로 생각되었습니다.  이 '희미한 어린 태양'은 지구의 표면을 물의 어는점 이상으로 유지하지 못했을 것입니다. 

“하지만 그렇지 않았습니다.  액체 상태의 물이 존재하기에 충분히 따뜻했습니다.”라고 Blue Marble Space Institute of Science를 지휘하는 Som이 덧붙였습니다. "암석 기록에는 강, 해변, 비에 대한 많은 증거가 있습니다."

그 따뜻함은 또한 지구가 생명체의 서식지를 제공할 수 있음을 의미했습니다.  바다는 지구상의 유일한 생물인 미생물로 가득 차 있었고, 이들은 육지 생활로 전환하고 있었습니다.  현대 유기체와 마찬가지로 이 미생물도 생존하려면 태양의 온기가 필요했습니다.

이 불일치는 희미한 젊은 태양 역설로 알려져 있으며 Som과 같은 사람들은 온실 가스가 핵심이라고 믿습니다.  그들은 아마도 약한 태양의 열을 가두어 지구를 조화로운 상태로 유지했을 것입니다. 즉, 그 먼 기간 동안 공기의 구성에 대한 의견은 다양합니다.

최근까지 유명한 이론은 대기 중 질소 가스(N2)의 증가가 공기의 두께를 두 배로 증가시켜 지구를 따뜻하게 유지하는 온실 가스 효과를 만든다는 것이었습니다.  이 과정을 압력 확장이라고 하며, 추가 기압으로 인해 Neoarchean에 앉아 있으면 수중 45피트를 수영하는 것처럼 느껴졌을 것입니다.

그러나 2012년 빗방울이 이 생각을 잠식하기 시작했습니다.  당시 워싱턴 대학의 대학원생이었던 솜과 그의 동료들은 남아프리카 화산재에 남겨진 27억년 된 빗방울의 각인과 당대의 빗방울이 남긴 각인을 비교하여 신고기 시대의 공기 두께와 압력을 결정했습니다. 두꺼운 공기는 빗방울이 더 느린 속도로 하강하게 하여 지면에 더 작은 움푹 들어간 곳을 만듭니다.

연구팀은 각인의 모양을 바탕으로 27억년 전의 기압이 더 두꺼운 대기 대신에 현재의 절반에 불과했을 가능성이 높다고 결론을 내렸습니다. 

이 프로젝트는 오차 범위가 넓었지만 1년 후 유럽 과학자 그룹이 27억년 전에 해저에 묻혀 있었고 열수 분출공에서 나온 기포를 포함하고 있는 석영 결정체를 조사한 유럽 과학자 그룹이 그 발견을 뒷받침했습니다.  화학 분석을 수행하여 질소가 있는 주머니를 식별하고 기압을 결정했습니다. 그들의 계산은 솜의 신중한 추정치와 일치하여 밀도가 낮은 고대 대기를 암시합니다.

Som은 지구의 대기가 초기에 많은 양의 질소를 함유하고 있었고 최초의 박테리아가 생존을 위해 가스를 이용했다고 믿습니다.  32억 년 전으로 거슬러 올라가는 알려진 가장 오래된 미생물은 아마도 가스를 암모니아로 변형시킨 질소 고정제였을 것입니다.

이 미생물이 번성하면서 대기 중 질소의 양이 줄어들어 질소가 얇아졌습니다. 이 과정은 광합성을 선호하는 시아노박테리아가 대기에 산소를 추가하여 보충하기 시작한 24억 년 전 대산화 사건까지 계속되었습니다.

솜은 이번 발견이 우리 태양계 밖의 거주 가능한 행성을 찾는 데 미칠 수 있는 의미에 가장 흥분하고 있습니다.

"오늘날과 상황이 매우 달랐을 때 시간이 지남에 따라 지구의 스냅샷을 찍음으로써 생명체를 수용할 수 있는 기존 세계에 대한 또 다른 지표를 제공할 수 있습니다."  솜이 말했습니다. "그러면 초기 지구는 현대 지구와는 다른 거주 가능한 행성을 연구하는 환상적인 실험실이 됩니다."