Počasnejše vrtenje Zemlje in skrivnost kisika v ozračju
Zemlja se že od svojega nastanka pred približno 4,5 milijarde let vrti vse počasneje, kar povzroča postopno podaljševanje dni. Ta proces, ki je za človeške časovne okvire skoraj neopazen, je v milijardah let privedel do pomembnih sprememb na planetu.
Nedavne raziskave so pokazale, da bi lahko prav to upočasnjevanje vrtenja Zemlje imelo ključno vlogo pri povečanju količine kisika v ozračju, kar je omogočilo razvoj življenja, kot ga poznamo danes. Znanstveniki so odkrili povezavo med daljšimi dnevi in delovanjem cianobakterij, mikroorganizmov, ki so pred približno 2,4 milijarde let začeli sproščati kisik kot stranski produkt fotosinteze.
Vpliv Lune na Zemljino vrtenje
Glavni razlog za upočasnjevanje Zemljinega vrtenja je gravitacijski vpliv Lune. Ta povzroča tako imenovano plimsko trenje, ki postopoma zmanjšuje hitrost vrtenja planeta, saj se Luna počasi oddaljuje od Zemlje.
Po podatkih iz fosilnih zapisov so bili dnevi pred 1,4 milijarde let dolgi le 18 ur, pred 70 milijoni let pa približno pol ure krajši kot danes. Znanstveniki ocenjujejo, da se dolžina dneva povečuje za približno 1,8 milisekunde na stoletje. Čeprav se to zdi zanemarljivo, je imelo v geoloških obdobjih daljnosežne posledice, med drugim tudi na procese, povezane z razvojem ozračja.
Veliki oksidacijski dogodek in cianobakterije
Eden najpomembnejših trenutkov v Zemljini zgodovini je tako imenovani veliki oksidacijski dogodek, ki se je zgodil pred približno 2,4 milijarde let. Takrat so cianobakterije, znane tudi kot modrozelene alge, začele v velikih količinah proizvajati kisik s pomočjo fotosinteze.
Proces je dramatično povečal raven kisika v ozračju, kar je omogočilo razvoj kompleksnejših oblik življenja. Znanstveniki so dolgo razpravljali, zakaj se je ta dogodek zgodil prav takrat in ne prej. Raziskava, objavljena v reviji Nature Geoscience, nakazuje, da je podaljševanje dni omogočilo cianobakterijam daljše časovno okno za fotosintezo, kar je povečalo njihovo proizvodnjo kisika.
Raziskave v jezeru Huron in novi vpogledi
Da bi bolje razumeli to povezavo, so znanstveniki preučevali mikrobne preproge v podvodnem ponoru na dnu jezera Huron, znanem kot Middle Island Sinkhole. Te preproge, ki jih sestavljajo vijolične cianobakterije in bele bakterije, ki presnavljajo žveplo, so po mnenju raziskovalcev dober približek razmer na zgodnji Zemlji.
Opazili so, da ponoči bele bakterije prevladajo na površini preproge in ovirajo fotosintezo, zjutraj pa se umaknejo, kar omogoča cianobakterijam, da začnejo proizvajati kisik. Vendar pa cianobakterije potrebujejo nekaj ur, da se “prebudijo”, kar pomeni, da je čas, ki ga imajo na voljo za fotosintezo, omejen.
Daljši dnevi so jim torej omogočili več časa za sproščanje kisika, kar je imelo pomemben vpliv na oksigenacijo ozračja, pojasnjuje geomikrobiologinja Judith Klatt iz Inštituta Maxa Plancka za morsko mikrobiologijo.
Znanstveniki so z eksperimenti in modeliranjem pokazali, da daljši dnevi niso povečali le količine kisika, ki so ga proizvedle cianobakterije, temveč tudi količino kisika, ki je ušel iz mikrobnih preprog, preden so ga ponoči porabile druge bakterije.
Proces je bil ključen ne le za veliki oksidacijski dogodek, temveč tudi za poznejši neoproterozojski oksidacijski dogodek, ki se je zgodil pred 550 do 800 milijoni let in je še dodatno povečal raven kisika v ozračju.
Miha D. Kovač
