Oxigenul de pe Pământ este produs prin fotosinteză care a apărut datorită unor organisme minuscule, cianobacteriile, pe vremea când planeta noastră era nelocuibilă.
Cianobacteriile au evoluat în urmă cu peste 2,4 miliarde de ani, dar Pământul s-a transformat doar încet într-o planetă bogată în oxigen, conform unui articol din scitechdaily.com.
„Nu înțelegem pe deplin de ce a durat atât de mult și ce factori au controlat producerea oxigenului pe Pământ. Dar când am studiat covoarele de cianobacterii din Middle Island Sinkhole din lacul Huron din Michigan, care trăiesc în condiții asemănătoare cu cele ale Pământului timpuriu, ne-am făcut o idee”, a declarat geomicrobiologul Judith Klatt.
Judith Klatt a lucrat împreună cu o echipă de cercetători de la Universitatea din Michigan și a studiat apa din Middle Island Sinkhole, foarte săracă în oxigen.
„Viața de pe fundul lacului este în principal microbiană și prezintă condiții analoge pentru celor care au existat pe planeta noastră timp de miliarde de ani”, a spus Bopi Biddanda, un ecologist microbian colaborator de la Grand Valley State University.
Cum se produce oxigenul
Microbii de acolo sunt în principal cianobacterii purpurii producătoare de oxigen care concurează cu bacteriile albe care oxidează sulf. Primele generează energie cu ajutorul luminii solare, iar cele din urmă cu ajutorul sulfului. Pentru a supraviețui, aceste bacterii care mănâncă sulf se așează deasupra cianobacteriilor, blocându-le accesul la lumina soarelui. Când soarele iese dimineața, bacteriile mâncătoare de sulf se deplasează în jos, iar cianobacteriile se ridică la suprafața covorului și produc oxigen
„Acum pot începe să facă fotosinteză și să producă oxigen. Cu toate acestea, este nevoie de câteva ore înainte ca ele să pornească cu adevărat, există un decalaj lung dimineața. Se pare că cianobacteriile sunt se trezesc mai trziu”, a explicat Klatt.
Cum afectează viteza de rotație procesul de fotosinteză
Prin urmare, timpul lor pentru fotosinteză este limitat la doar câteva ore în fiecare zi. Or, acest lucru l-a făcut pe oceanograful Brian Arbic, de la Universitatea din Michigan, să se întrebe ce s-ar întâmpla dacă durata zilei ar fi modificată:
„Ar putea însemna acest lucru că schimbarea duratei zilei ar fi avut un impact asupra fotosintezei de-a lungul istoriei Pământului?”, s-a întrebat acesta.
Durata zilei pe pământ nu a fost întotdeauna de 24 de ore, spun oamenii de știință. Cînd s-a format sistemul Pământ-Lună, zilele erau mult mai scurte, posibil chiar și de șase ore. Apoi, rotația planetei noastre a încetinit din cauza atracției gravitaționale a Lunii și a fricțiunii mareice, iar zilele au devenit mai lungi.
Există o legătură directă între mărimea unei zile și producția de oxigen
După ce a observat similitudinea uimitoare dintre producerea oxigenului și viteza de rotație a Pământului în funcție de epocile geologice, Klatt a fost fascinată de ideea că ar putea exista o legătură între cele două.
„Mi-am dat seama că lungimea zilei și eliberarea de oxigen din covoarele microbiene sunt legate printr-un concept foarte elementar și fundamental. În timpul zilelor scurte, există mai puțin timp pentru ca gradienții să se dezvolte și, prin urmare, se produce mai puțin oxigen”, a precizat Klatt.
Pentru a înțelege modul în care proceseledintr-o zi pot avea impact asupra producerii oxigenului pe termen lung, cercetătorii au introdus rezultatele pe care le-au obținut în modele globale. Analiza sugerează că modificarea mărimii zilei ar putea genera mai mult oxigen la nivel global.
„Legăm împreună legi ale fizicii care operează la scări foarte diferite, de la difuzia moleculară la mecanica planetară. Demonstrăm că există o legătură fundamentală între lungimea zilei și cantitatea de oxigen care poate fi eliberată de microbii care trăiesc la sol”, spun oamenii de știință.