Медленное вращение Земли кажется незначительным в рамках человеческой жизни, но на масштабах миллиардов лет этот процесс мог радикально повлиять на судьбу всей биосферы. Новое исследование показывает, что удлинение суток сыграло ключевую роль в насыщении атмосферы кислородом и, возможно, стало решающим фактором в эволюции сложной жизни.
С каждым столетием вращение нашей планеты замедляется — в среднем на 1,8 миллисекунды. Причина — гравитационное воздействие Луны, постепенно отдаляющейся от Земли. Хотя эффект едва заметен, за миллиарды лет он привёл к существенному изменению длины суток: если 1,4 миллиарда лет назад день длился всего 18 часов, то сегодня — 24.
В это же время, около 2,4 миллиарда лет назад, на планете появились цианобактерии — микробы, начавшие вырабатывать кислород через фотосинтез. Как выяснили исследователи, их активность зависит от продолжительности светового дня. Чем длиннее день, тем дольше длится фотосинтетическая активность, и тем больше кислорода поступает в атмосферу.
«Интуитивно может показаться, что два 12-часовых дня равны одному 24-часовому, но это не так»
— Арджун Ченну, учёный
Эксперименты с микробными матами в озере Гурон показали, что цианобактерии активируются не сразу после рассвета, а лишь спустя несколько часов. При коротких днях фотосинтеза попросту не хватало, чтобы выделить значимое количество кислорода. Лишь удлинение суток, связанное с замедлением вращения Земли, дало им больше времени — и стало катализатором Великого кислородного события.
Учёные связали данные о скорости диффузии, солнечном освещении и биохимических реакциях с астрономическими моделями. Результаты показали, что подъёмы уровня кислорода в атмосфере совпадают с этапами, когда сутки становились длиннее — как 2,4 миллиарда лет назад, так и в неопротерозойский период.
Таким образом, исследование объединяет микробиологию, геофизику и астрономию в одной теории: чем медленнее вращалась Земля — тем больше шансов у жизни было на то, чтобы дышать.
Источник: Nature
