Ученые из Мичиганского университета (США) выяснили, как в атмосфере Земли появился кислород. По данным исследования, это произошло из-за замедления вращения нашей планеты, сообщает Nature Geoscience.
Известно, что ранняя Земля вращалась очень быстро, и день на ней длился всего несколько часов. Но со временем скорость вращения стала снижаться из-за гравитационного влияния Луны.
Судя по анализу окаменелостей, 1,4 млрд лет назад сутки длились 18 часов. 70 млн лет назад они были на полчаса короче, чем сейчас. Ученые подсчитали, что в сутках прибавляется 1,8 миллисекунды в столетие.
Ученые пришли к выводу, что более длинные дни повлияли на жизненный цикл цианобактерий – микроорганизмов, появившихся на Земле 2,4 миллиарда лет назад. Они получали больше солнечного света и производили больше кислорода в качестве подобного продукта метаболизма.
Исследователи проанализировали микробные маты, найденные в озере Гурон. Их считают аналогами цианобактерий, вызвавших так называемую кислородную катастрофу.
Анализ выявил два вида микроорганизмов: фиолетовые цианобактерии, которые вырабатывают кислород посредством фотосинтеза, и белые микробы, которые метаболизируют серу. Первые активны днем, вторые – ночью.
Ученые отметили, что цианобактерии начинают полноценно вырабатывать кислород лишь через несколько часов после рассвета. Если световой день будет коротким, они не успеют создать достаточное количество газа.
Команда провела эксперименты и измерения на микробах как в их естественной среде, так и в лабораторных условиях. Они также создали компьютерную модель, которая связывала солнечный свет с производством микробного кислорода.
Результаты показали, что увеличение светового дня связано как с кислородной катастрофой, так и с другим эпизодом насыщения атмосферы кислородом в неопротерозойскую эру (550-800 млн лет назад).
«Мы связываем воедино законы физики, действующие в совершенно разных масштабах, от молекулярной диффузии до планетарной механики. Мы показываем, что существует фундаментальная связь между продолжительностью дня и тем, сколько кислорода может выделяться наземными микробами», – отметили авторы научной работы.
Другое исследование показало, что ранняя Земля была полностью водным миром . Суша была скрыта под водами океана.
