Die Modellierung zeigte, dass die moderate Neigung der Rotationsachse des Planeten für eine intensive Durchmischung von Nährstoffen im Ozean und ein schnelles Wachstum von Bakterien sorgt, die die Luft mit Sauerstoff füllen.
Ohne Sauerstoff ist fortgeschrittenes Leben auf der Erde nicht möglich. Gleichzeitig ist der gesamte Sauerstoff in der Luft des Planeten biogenen Ursprungs. Es füllte die Atmosphäre vor fast 2,5 Milliarden Jahren (obwohl möglicherweise viel früher) als Ergebnis der Aktivität von Cyanobakterien. Neue Modellierungen zeigten, dass die Neigung der Erdachse bei dieser „Sauerstoffrevolution“ eine große Rolle spielte. Es verstärkte die Durchmischung des Ozeans und trug zur Steigerung der Photosynthese bei. Zu diesem Schluss kamen Stephanie Olson und ihre Kollegen von der Purdue University, die einen Bericht auf der Goldschmidt Conference on Geochemistry vorstellten.
Wir kennen nur ein Beispiel eines Planeten, der von Leben bewohnt ist – die Erde – und es ist das einzige Beispiel für Leben selbst. Ob für beide völlig unterschiedliche Optionen möglich sind, ist schwer zu sagen. Daher muss bei der Beurteilung der Wahrscheinlichkeit der Bevölkerung anderer Planeten mit der Erde verglichen werden. Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle: Umlaufbahn, Größe und Zusammensetzung des Planeten, Entfernung zum Stern und Oberflächentemperatur, Magnetfeld. Unter ihnen wird manchmal das Vorhandensein eines Satelliten in Betracht gezogen, der die Rotation des Planeten stabilisiert, und eines jupiterähnlichen Riesen, dessen Schwerkraft viele gefährliche Himmelskörper einfängt und das Leben vor ständigem Bombardement schützt. Ein weiterer dieser Faktoren kann die moderate Neigung der Planetenachse sein.
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Stephanie Olson und ihre Co-Autoren führten Simulationen der Bedingungen durch, die in den Ozeanen der Erde während der Ära der fernen Sauerstoffrevolution herrschten, und bewerteten, wie sich die Änderung verschiedener Bedingungen auf die Aktivität von Cyanobakterien und damit auf die Sauerstoffmenge auswirkt in der Atmosphäre. Wie zu erwarten war, waren die Länge des Tages (und des Tageslichts) und die Bewegung der Kontinente, die die Meeresströmungen bestimmen, wichtige Faktoren dafür. Es stellte sich jedoch heraus, dass der Wert der Neigung der Achse äußerst wichtig ist, um die Atmosphäre mit Sauerstoff zu füllen.
Die Neigung der Erdachse beträgt etwa 23°, und die Simulationen zeigten, dass es die Cyanobakterien viel schwerer hätten, wenn sie zu schwach wäre. Dank dieser moderaten Abweichung gibt es Jahreszeiten auf der Erde. Temperaturänderungen verstärken die Durchmischung von Meerwasser und darin gelösten Nährstoffen. Ohne saisonale Änderungen würde dieser Prozess viel langsamer ablaufen. Andererseits wäre ein zu starkes Gefälle für den Sauerstoffumlauf ungünstig. Die jahreszeitlichen Schwankungen, die es erzeugt, sind zu extrem für das Leben. Die Neigung der Achse sollte moderat sein - etwa wie auf der Erde.
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