Desde su formación hace unos 4.500 millones de años, la rotación de la Tierra se ha desacelerado gradualmente, y sus días han aumentado progresivamente más tiempo como resultado.
Si bien la desaceleración de la Tierra no se nota en las escalas de tiempo humanas, es suficiente para trabajar cambios significativos en EONS. Uno de esos cambios es quizás el más significativo de todos, al menos para nosotros: los días de alargamiento están vinculados a la oxigenación de la atmósfera de la Tierra, según un estudio de 2021.
Específicamente, las algas de color verde azulado (o cianobacterias) que surgieron y proliferaron hace unos 2.400 millones de años habrían podido producir más oxígeno como un subproducto metabólico porque los días de la Tierra se hicieron más largos.
“Una pregunta duradera en las ciencias de la tierra ha sido cómo obtuvo la atmósfera de la Tierra su oxígeno y qué factores controlaron cuando tuvo lugar esta oxigenación”. Microbiólogo Gregory Dick de la Universidad de Michigan explicada en 2021.
“Nuestra investigación sugiere que la tasa a la que la tierra está girando, en otras palabras, su duración del día, puede haber tenido un efecto importante en el patrón y el momento de la oxigenación de la Tierra”.
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Hay dos componentes principales en esta historia que, a primera vista, no parecen tener mucho que ver entre sí. El primero es que el giro de la Tierra se está desacelerando.
La razón por la que el giro de la Tierra se está desacelerando es porque el Moon ejerce un tirón gravitacional en el planetaque causa una desaceleración rotacional desde la luna se está alejando gradualmente.
Sabemos, según el registro fósil, que los días fueron solo 18 horas de duración Hace 1.400 millones de años, y Media hora más corta de lo que son hoy hace 70 millones de años. La evidencia sugiere que estamos ganando 1.8 milisegundos un siglo.
El segundo componente es algo conocido como el Gran evento de oxidación – Cuando las cianobacterias surgieron en cantidades tan grandes que la atmósfera de la Tierra experimentó un aumento agudo y significativo en el oxígeno.
Sin esta oxidación, los científicos piensan que la vida como la conocemos no podría haber surgido; Entonces, aunque las cianobacterias pueden COP un poco de ojo lateral hoyProbablemente no estaríamos aquí sin ellos.
Todavía hay mucho que no sabemos sobre este evento, incluidas preguntas tan ardientes como por qué sucedió cuando lo hizo y no antes en la historia de la Tierra.
Se necesitó científicos que trabajen con microbaces cianobacterianos para conectar los puntos. En el sumidero de la isla media en el lago Hurón, se puede encontrar esteras microbianas que se cree que son un análogo de las cianobacterias responsables del gran evento de oxidación.
Cianobacterias moradas que producen oxígeno a través de la fotosíntesis y los microbios blancos que metabolizan el azufre, compiten en una estera microbiana en el lecho del lago.
Por la noche, los microbios blancos se elevan a la parte superior de la alfombra microbiana y hacen su cosa que sale de azufre. Cuando se rompe el día, y el sol se eleva lo suficientemente alto en el cielo, los microbios blancos se retiran y las cianobacterias moradas se elevan a la cima.
“Ahora pueden comenzar a fotosintetizar y producir oxígeno”, dijo la geomicrobióloga Judith Klatt del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania.
“Sin embargo, tardan unas horas antes de que realmente se pongan en marcha, hay un largo retraso por la mañana. Parece que las cianobacterias son elevadores bastante tarde que las personas de la mañana”.
Esto significa que la ventana del día en la que las cianobacterias pueden bombear oxígeno es muy limitada, y fue este hecho el que llamó la atención del oceanógrafo Brian Arbic de la Universidad de Michigan. Se preguntó si cambiar la duración del día sobre la historia de la Tierra había tenido un impacto en la fotosíntesis.
“Es posible que un tipo similar de competencia entre los microbios haya contribuido a la demora en la producción de oxígeno en la Tierra temprana”. Klatt explicó.
Para demostrar esta hipótesis, el equipo realizó experimentos y mediciones en los microbios, tanto en su entorno natural como en un entorno de laboratorio. También realizaron estudios de modelado detallados basados en sus resultados para vincular la luz solar con la producción de oxígeno microbiano y la producción de oxígeno microbiano a la historia de la Tierra.
“La intuición sugiere que dos días de 12 horas deberían ser similares a un día de 24 horas. La luz del sol se eleva y se reduce el doble de rápido, y la producción de oxígeno sigue en Lockstep”, explicó el científico marino Arjun Chennu del Centro Leibniz para la Investigación Marina Tropical en Alemania.
“Pero la liberación de oxígeno de las esteras bacterianas no, porque está limitada por la velocidad de la difusión molecular. Este sutil desacoplamiento de la liberación de oxígeno de la luz solar está en el corazón del mecanismo”.
Estos resultados se incorporaron a los modelos globales de niveles de oxígeno, y el equipo descubrió que los días de alargamiento estaban vinculados al aumento del oxígeno de la Tierra, no solo el gran evento de oxidación, sino de otro, segundo oxigenación atmosférica llamada Evento de oxigenación neoproterozoico alrededor de 550 a 800 millones de años.
“Atitamos las leyes de física que operan a escalas muy diferentes, desde la difusión molecular hasta la mecánica planetaria. Mostramos que hay un vínculo fundamental entre la duración del día y cuánto oxígeno puede liberar por microbios que viven en el suelo”, “,”, Chennu dijo.
“Es bastante emocionante. De esta manera, vinculamos el baile de las moléculas en la estera microbiana con el baile de nuestro planeta y su luna”.
La investigación ha sido publicada en Geosciencia de la naturaleza.
Una versión anterior de este artículo se publicó en agosto de 2021.