Вчені виявили прихований зв’язок між обертанням Землі та появою кисню на планеті

Земля поступово сповільнює своє обертання з моменту формування близько 4,5 млрд років тому, і внаслідок цього тривалість доби зростає. Науковці пов’язують це явище з одним із ключових процесів в історії планети — збагаченням атмосфери киснем. Дослідження 2021 року показало, що саме подовження днів могло сприяти активнішому виробленню кисню ціанобактеріями приблизно 2,4 млрд років тому.

За словами мікробіолога Грегорі Діка з Університету Мічигану, швидкість обертання Землі могла суттєво впливати на час і характер «кисневої революції». Це пояснюється тим, що синьо-зелені водорості починали фотосинтез лише після кількох годин від сходу Сонця, і чим довшою ставала доба, тим більше часу вони мали для вироблення кисню.

Відомо, що близько 1,4 млрд років тому тривалість дня становила лише 18 годин, а 70 млн років тому була на пів години коротшою, ніж зараз. У середньому Земля «втрачає» 1,8 мілісекунди за століття через гравітаційний вплив Місяця, який поступово віддаляється. Цей процес, за моделями, напряму пов’язаний із різким підйомом рівня кисню в атмосфері — спершу під час Великої кисневої події, а потім приблизно 550–800 млн років тому, у неопротерозої.

Дослідники проводили експерименти з сучасними мікробними матами на дні озера Гурон у США, що вважаються аналогами давніх ціанобактерій. Вони виявили, що вдень кисневидільні бактерії конкурують із мікроорганізмами, які споживають сірку. Зранку фотосинтез розганяється повільно, тож лише довший світловий день дозволяв накопичувати достатньо кисню.

Результати, опубліковані в журналі Nature Geo­science, підтверджують фундаментальний зв’язок між фізикою на молекулярному рівні та динамікою всієї планети. Як зазначив морський науковець Арджун Ченну, «подовження дня означало, що мікробні мати могли ефективніше віддавати кисень в атмосферу», і саме це могло стати ключем до появи складного життя на Землі.