Представете си време, когато денят на Земята е продължавал само 18 часа, а планетата се е въртяла толкова бързо, че нощите са настъпвали светкавично. В продължение на милиарди години въртенето на нашата планета постоянно се е забавяло, удължавайки дните до познатите ни днес 24 часа. Но това космическо забавяне не е просто интересна особеност на физиката – то може би е причината, поради която днес дишаме кислород.

Неотдавнашно революционно проучване разкрива изненадваща връзка между скоростта на въртене на Земята и увеличаването на кислорода – газът, поддържащ живота, който преобрази атмосферата ни и позволи на сложния живот да процъфти. Нека разгледаме как постепенното удължаване на дните ни е оформило въздуха, от който зависим.

Когато Земята се е образувала преди около 4.5 милиарда години, един пълен ден е продължавал само около 18 часа. Оттогава гравитационното притегляне на Луната забавя въртенето на Земята чрез приливни сили, които действат като спирачка на ротацията на планетата. Експертите оценяват, че този ефект удължава деня с около 2 милисекунди на всеки век.

Но как това се отнася към кислорода? Ключовите фактори тук са цианобактериите, древни микроскопични организми, които са започнали да произвеждат кислород чрез фотосинтеза преди около 2.4 милиарда години. Това производство на кислород е предизвикало Голямото окислително събитие, значително увеличение на кислорода в атмосферата, което е преобразило околната среда на нашата планета и е отворило вратата за живота, какъвто го познаваме.

Цианобактериите зависят от слънчевата светлина, за да произвеждат кислород, така че продължителността на дневната светлина е от решаващо значение за тяхната продуктивност. Когато дните бяха по-къси, възможността им да създават кислород беше ограничена. Със забавянето на въртенето на Земята и удължаването на дните тези микроби имаха повече време да изпомпват кислород в атмосферата, постепенно обогатявайки въздуха.

За да разберат как промяната в продължителността на деня влияе върху производството на кислород, учените проучиха микробните общности в карстовата яма Мидъл Айлънд под езерото Хюрън в Северна Америка. Там се наблюдава интересна конкуренция между лилавите цианобактерии, произвеждащи кислород, и белите микроби, хранещи се със сяра.

При изгрев слънце поглъщателите на сяра доминират повърхността, хранейки се активно, но се оттеглят, когато слънчевата светлина стане по-силна, давайки път на цианобактериите да фотосинтезират. Цианобактериите обаче не започват веднага да произвеждат кислород – те се нуждаят от няколко часа, за да „се събудят“. Това забавяне ограничава производството на кислород, когато дните са къси.

Океанографът Брайън Арбик и неговият екип комбинираха наблюдения на място, лабораторни експерименти и компютърно моделиране, за да потвърдят, че по-дългите дни позволяват на цианобактериите по-дълъг и по-ефективен период на производство на кислород. Забележително е, че два бързи 12-часови дни не се равняват на един дълъг 24-часов ден по отношение на производството на кислород. Това се дължи на факта, че бавният процес на молекулярна дифузия не може да освободи кислород бързо по време на къси, редуващи се периоди на дневна светлина. 

Това проучване свързва увеличаването на продължителността на деня на Земята не само с първия скок на кислорода преди милиарди години, но и с втори скок на кислорода по време на едиакарския период преди около 550 до 800 милиона години. Тогава започна да процъфтява сложният многоклетъчен живот, поставяйки основите на невероятното биоразнообразие, което виждаме днес.

Постепенното забавяне на въртенето на Земята е спомогнало за създаването на благоприятни условия за тези кислородни бумове. Така бавното удължаване на нашите дни е направило много повече от това да отбележи времето – то е оформило фундаментално въздуха, който дишаме, и самата еволюция на живота.

Снимка: Unsplash

Виж още: Серията iPhone 17, ултратънкият iPhone Air и всичко друго, което Apple анонсира днес (ОБЗОР)