Въртенето на Земята се забавя. Какво означава това?
От самото си образуване преди към 4.5 милиарда години Земята последователно забавя въртенето си към оста. Въпреки че това закъснение е съвсем незабележимо в границите на човешкия живот, то оказва значително въздействие в геоложки времеви мащаб . Според проучване, оповестено през 2021 година в списанието Nature Geoscience, удължаването на земните дни е обвързвано с един от най-фундаменталните процеси в историята на планетата – обогатяването на атмосферата с О2.
Цианобактериите – синьо-зелени водорасли, появили се всеобщо преди към 2.4 милиарда години – евентуално са съумели да създават повече О2 с помощта на увеличената дневна светлина в резултат на удължените дни . Това допуска, че продължителността на деня може да е била основен фактор за навременното пускане на така наречен Велико кислородно събитие – развой, без който актуалните форми на живот надали биха могли да се развият.
Защо Земята забавя своя ход?
Забавянето на въртенето на Земята е резултат от гравитационното въздействие на Луната , която последователно се отдалечава от планетата. В палеонтологичните данни се откриват доказателства, че преди 1.4 милиарда години денят е бил към 18 часа, а преди 70 милиона години – с към половин час по-кратък от днешния. Учените пресмятат, че Земята „ печели “ по 1.8 милисекунди на век.
Ключовото изобретение се базира на наблюдения върху микробни мати от цианобактерии в потъналата котловина Middle Island в езерото Хурон. Там се следи динамично състезание сред фотосинтезиращи лилави цианобактерии и бели микроорганизми, които разграждат сяра. През нощта микробите, метаболизиращи сяра, се издигат към повърхността, а денем се отдръпват, отстъпвайки място на цианобактериите, които стартират фотосинтеза и отделят О2 – само че с няколкочасово забавяне след изгрев.
Тази специфичност предизвика океанографа Брайън Арбик от Университета в Мичиган да се запита дали точно продължителността на деня не е ограничавала опцията за фотосинтеза и по този начин не е забавила появяването на О2 в ранната атмосфера на Земята. Екипът организира серия от лабораторни и полеви опити, както и моделиране на връзката сред слънчевото греене, фотосинтетичната интензивност и световните равнища на О2 в разнообразни геоложки столетия.
Според морския академик Арджун Чену от Германския център за тропически морски проучвания, даже в случай че две 12-часови денонощия наподобяват еквивалентни на едно 24-часово, производството на О2 не се удвоява пропорционално, защото скоростта на молекулярна дифузия слага физически предел. Именно тази фина разлика – сред количеството светлина и действителния рандеман на О2 – се оказва решаваща.
Моделите демонстрират, че удължаването на дните не е повлияло единствено на Великото кислородно събитие, само че и на втори значим стадий – Неопротерозойската кислородна гражданска война , настъпила преди към 550 до 800 милиона години.
Изследването открива връзка сред фундаментални физични процеси на разнообразни мащаби – от молекулярната дифузия в микробни структури до орбиталната механика на Земята и Луната. Тази връзка акцентира по какъв начин ритъмът на нашата планета е оказал надълбоко въздействие върху еволюцията на живота.
