Шесть часов в день и немного жизни: какой была Земля до того, как дела пошли на спад

Гравитационное притяжение Луны к Земле было намного сильнее, чем сегодня, из-за чего она быстрее вращалась вокруг своей оси Предоставлено: NASA Archive / Alamy Stock Photo

Ученые выяснили, что раньше дни на Земле длятся всего шесть часов, а сложная жизнь возможна только тогда, когда она начинает вращаться медленнее.

Более короткие дни были результатом того, что гравитационное притяжение Луны к Земле было намного сильнее, чем сегодня, что заставило ее быстрее вращаться вокруг своей оси. Со временем трение замедлило Землю, и теперь один оборот занимает чуть меньше 24 часов.

«Когда образовалась система Земля-Луна, дни были намного короче, возможно, даже всего шесть часов», — сказал доктор Брайан Арбич, физический океанограф из Мичиганского университета.

Но в то время, около 2,4 миллиарда лет назад, условия на Земле были негостеприимными, и зарождающейся микробной жизни было невозможно выжить. Когда Земля стала вращаться медленнее, появились микробы, называемые цианобактериями, также известные как сине-зеленые водоросли, которые смогли использовать солнечный свет для производства энергии и выброса кислорода.

Этот процесс фотосинтеза теперь лежит в основе всей жизни на Земле, и успех примитивных водорослей эоны назад означает, что кислород перешел с незначительного уровня до одной из пяти молекул, присутствующих в сегодняшнем воздухе — этого достаточно для процветания морской и наземной фауны и флоры.

Доктор Арбич изучил взаимодействие между двумя типами микробов в лишенных кислорода водах на дне озера Гурон в Мичигане, чтобы понять, как начинается производство кислорода водорослями.

В воронке есть коврики из двух типов микробов — цианобактерий и бактерий, пожирающих серу, — живущих в тандеме. В течение дня водоросли, производящие кислород, доминируют и поднимаются на вершину, а ночью берут верх бактерии, поедающие серу.

Исследователи пишут в своем исследовании, опубликованном в Nature Geoscience, что аналогичные симбиотические отношения могли иметь место в годы становления Земли.

«Однако до того, как они начнут действовать, требуется несколько часов», — сказала Джудит Клатт, геомикробиолог. «Похоже, цианобактерии скорее поздно встают, чем утренники».

Она считает, что более короткие дни, вероятно, больше подходили цианобактериям, чем другим формам жизни, позволяя им процветать, а модель производства кислорода стала шаблоном для будущих форм жизни.

«В короткие дни меньше времени для развития градиентов, и поэтому меньше кислорода может выходить из матов», — сказала г-жа Клатт.

Арджун Ченну, морской микробиолог, сказал: «Интуиция подсказывает, что два 12-часовых дня должны быть подобны одному 24-часовому дню. Солнечный свет поднимается и опускается в два раза быстрее, а выработка кислорода идет синхронно.

«Но высвобождение кислорода из бактериальных матов — нет, потому что оно ограничено скоростью молекулярной диффузии. Это тонкое разделение выделения кислорода из солнечного света лежит в основе механизма».