З моменту утворення Землі близько 4,5 млрд років тому її обертання поступово сповільнюється. Як наслідок, тривалість днів збільшується. Хоча це уповільнення непомітне в масштабах життя однієї людини, за мільярди років воно спричинило значні зміни. Одна з таких змін — насичення атмосфери киснем, що суттєво вплинуло на розвиток життя.

Близько 2,4 млрд років тому синьо-зелені водорості (ціанобактерії) почали активно розмножуватися, виробляючи кисень як побічний продукт фотосинтезу. Дослідження 2021 року припускає, що подовження днів створило сприятливі умови для цього процесу. Мікробіолог Грегорі Дік з Мічиганського університету зазначає: «Швидкість обертання Землі — або тривалість дня — могла впливати на час і характер насичення атмосфери киснем».
Причиною уповільнення обертання є гравітаційна взаємодія з Місяцем, який поступово віддаляється від нашої планети. Згідно з даними, 1,4 млрд років тому день тривав лише 18 годин. За останні 70 млн років тривалість доби збільшилася на 30 хвилин. Вважається, що Земля набирає 1,8 мілісекунд на століття.
Окислювальна подія
Іншою ключовою подією стала Велика окислювальна подія, коли ціанобактерії збільшили вміст кисню в атмосфері до рівня, достатнього для підтримки більш складного життя. Цей процес був надзвичайно важливим для формування сучасної біосфери. Науковці припускають, що конкуренція між мікробами могла загальмувати цей процес. Наприклад, у мікробних килимках озера Гурон у Канаді фіолетові ціанобактерії вдень виробляють кисень, тоді як уночі білі бактерії споживають сірку, таким чином відбувається боротьба за ресурси.
Геомікробіолог Джудіт Клатт пояснює, що ціанобактерії потребують кілька годин після сходу Сонця, щоб розпочати фотосинтез. Це обмежує час, протягом якого вони можуть виробляти кисень. Вчений Браян Арбіч із Мічиганського університету зауважив, що подовження днів у минулому могло збільшити ефективність фотосинтезу і, відповідно, виробництва кисню.
Дослідники провели експерименти, моделювання та аналіз мікробних процесів, щоб з’ясувати зв’язок між тривалістю дня і насиченням атмосфери киснем. Вони виявили, що збільшення тривалості дня сприяло як Великій окислювальній події, так і Неопротерозойському окисленню, яке сталося 550–800 млн років тому.
Вплив подовжених днів на еволюцію
Вчений Арджун Ченну зазначає, що вивільнення кисню бактеріями обмежується швидкістю молекулярної дифузії. Цей механізм допомагає пояснити, як фізичні процеси, такі як уповільнення обертання планети, могли вплинути на еволюцію життя на Землі.
Отже, подовження днів відіграло важливу роль у насиченні атмосфери киснем і формуванні умов, які дозволили виникнути сучасному життю. Дослідники продовжують вивчати цей процес, поєднуючи знання з планетарної механіки, мікробіології та геохімії.
Раніше ми розповідали про те, що станеться, коли ядро Землі охолоне.
За матеріалами sciencealert.com