News

Cum am ajuns să existăm datorită zilelor mai lungi de pe Pământ. Efectul nevăzut și benefic al încetinirii rotației planetei

O nouă cercetare arată că durata crescândă a zilelor de pe Pământ a fost crucială în dezvoltarea vieții.
08.08.2021 | 14:32
Cum am ajuns să existăm datorită zilelor mai lungi de pe Pământ. Efectul nevăzut și benefic al încetinirii rotației planetei
Cum am ajuns să existăm datorită zilelor mai lungi de pe Pământ. Efectul nevăzut și benefic al încetinirii rotației planetei. Sursa foto: pixabay.com.
ADVERTISEMENT

Încă de la formarea sa, acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, Pământul a avut tendința continuă de încetinire în ceea ce privește viteza de rotație.

O primă și evidentă consecință a acestei încetiniri este faptul că avem parte de zile mai lungi în prezent decât am fi avut-o acum zeci sau sute de milioane de ani. Zilele vor tot continua să crească, însă insesizabil din perspectivă umană.

Dincolo de acest aspect evident, cel al schimbării duratei zilei, încetinirea vitezei de rotație a planetei are și alte efecte. Unul dintre acestea este extrem de important, fiind poate unul definitoriu pentru dezvoltarea vieții pe Pământ.

ADVERTISEMENT

Astfel, se pare că lungimea crescută a zilelor a dus la oxigenarea atmosferei planetei. Aici ne referim la cianobacterii, care au putut să prolifereze acum 2,4 miliarde de ani și să producă mai mult oxigen, deoarece zilele au devenit mai lungi.

”O întrebare crucială în științele Pământului este ‘de unde are atmosfera planetei oxigen și ce factori au controlat momentul declanșării oxigenării'”, afirmă Gregory Dick, microbiolog la University of Michigan.

ADVERTISEMENT

Această problemă are două componente ce, aparent, nu par foarte legate una de cealaltă. Prima este aceea că rotația Terrei încetinește.

Motivul pentru care Pământul încetinește este că Luna exercită o atracție gravitațională asupra planetei, ceea ce cauzează o decelerare rotațională, din cauză că satelitul ”trage” de Pământ.

ADVERTISEMENT

Din analiza fosilelor descoperite în lume, știm că o zi avea doar 18 ore acum 1,4 miliarde de ani. Ceva mai recent, acum ”doar” 70 milioane de ani, zilele aveau cam 23 de ore și jumătate.

În principiu, zilele se prelungesc cu 1,8 milisecunde în fiecare secol. Așadar, ziua se va prelungi cu o secundă abia peste aproximativ 55.500 de ani, peste mult prea mult timp ca vreunul dintre noi să se mai poată bucura de acest timp ”în plus.”

ADVERTISEMENT

A doua componentă importantă este perioada numită Marea Oxidare – când atât de multe cianobacterii au apărut pe Pământ, încât atmosfera planetei a cunoscut o creștere rapidă și semnificativă a cantității de oxigen.

În lipsa acestei oxidări, cercetătorii cred că viața pe Pământ n-ar fi putut apărea în forma actuală.

ADVERTISEMENT

Încă nu se știu foarte multe despre acest eveniment, nu știm nici măcar de ce s-a întâmplat atunci și nu mai devreme în istoria planetei.

Cercetătorii au lucrat îndeaproape cu microbi cianobacterieni pentru a rezolva puzzle-ul. În lacul Huron, există ”covoare” de microbi despre care se crede că sunt analogi pentru cianobacteriile responsabile de Marea Oxidare.

Cianobacteriile mov, care produc oxigen prin fotosinteză, și microbii albi care metabolizează sulf sunt într-un ciclu pe aceste covoare microbiene de pe fundul lacului.

Noaptea, microbii se ridică deasupra covorului și consumă sulf, iar ziua, aceștia se retrag și oferă cianobacteriilor posibilitatea să producă oxigen.

”Cu toate acestea, cianobacteriile au nevoie de câteva ore să ajungă la capacitatea maximă de producție. Acestea se ‘trezesc mai târziu’, nu sunt foarte matinale”, afirmă Judith Klatt, geomicrobiolog la Max Planck Institute for Marine Microbiology, din Germania.

Astfel, fereastra de timp din timpul zilei în care cianobacteriile pot produce oxigen este una limitată, iar asta i-a atras atenția oceanografului Brian Arbic, de la University of Michigan.

Acesta s-a întrebat dacă variabilitatea duratei zilei, de-a lungul istoriei planetei, a avut un impact asupra fotosintezei.

”E posibil ca o competiție similară între microbi a contribuit la întârzierea producerii oxigenului în perioada timpurie a Pământului”, a explicat Klatt.

Pentru a demonstra această ipoteză, echipa a realizat experimente și măsurători pe microbi, atât în mediul natural cât și în laborator. Au efectuat și modele detaliate bazate pe rezultate, pentru a corela lumina solară cu producerea de oxigen microbian și mai apoi această producere de oxigen de istoria Pământului.

”Intuiția sugerează că două zile de 12 ore ar trebui să fie echivalente cu una de 24 de ore. Soarele răsare și apune de două ori mai rapid, iar producția de oxigen urmează acest tipar”, a arătat Arjun Chennu, cercetător marin la Leibniz Center for Tropical Marine Research din Germania.

”Totuși, eliberarea oxigenului din covoarele bacteriene nu urmează tiparul, deoarece este limitată de viteza difuziei moleculare. Decuplarea subtilă a eliberării oxigenului de către lumina solară este nucleul acestui mecanism.” 

Rezultatele au fost încorporate în modele globale ale nivelurilor de oxigen, iar echipa a descoperit că lungimea crescândă a zilelor se corelează cu creșterea nivelului de oxigen de pe Pământ. Nu doar în cazul Marii Oxidări, ci și în timpul celei de-a doua etape de acest fel, Oxigenarea Neoproterozoică, de acum 550 – 800 de milioane de ani.

”Am adus laolaltă legi ale fizicii ce operează la intervale extrem de diferite de timp, de la difuzia moleculară la mecanica planetară. Am arătat că există o legătură fundamentală între lungimea zilelor și cantitatea de oxigen pe care o pot elibera microbii”, a afirmat Chennu, conform sciencealert.com.

Cercetarea a fost publicată în jurnalul Nature Geoscience.

CITEȘTE mai multe articole interesante din categoria NEWS
A apărut noua revistă Taifasuri
  • Câștigă ACUM o Dacia Logan, 2.000 de euro și multe alte premii!
  • Nr. 853. 32 pagini + CD Armin Nicoară. Doar 10 lei!
A apărut noua revistă Taifasuri