A rotação da Terra está desacelerando e pode explicar por que temos oxigênio: WebCuriosos
Desde a sua formação, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a rotação da Terra tem vindo a abrandar gradualmente e, como resultado, os seus dias têm-se tornado progressivamente mais longos.
Embora a desaceleração da Terra não seja perceptível nas escalas de tempo humanas, é suficiente para produzir mudanças significativas ao longo de eras. Uma dessas mudanças é talvez a mais significativa de todas, pelo menos para nós: o aumento dos dias está ligado à oxigenação da atmosfera terrestre, segundo um estudo de 2021.
Especificamente, as algas verde-azuladas (ou cianobactérias) que surgiram e proliferaram há cerca de 2,4 mil milhões de anos teriam sido capazes de produzir mais oxigénio como subproduto metabólico porque os dias da Terra se tornaram mais longos.
“Uma questão persistente nas ciências da Terra tem sido como a atmosfera da Terra obteve seu oxigênio e quais fatores controlaram quando essa oxigenação ocorreu”, microbiologista Gregory Dick da Universidade de Michigan explicado em 2021.
“A nossa investigação sugere que a velocidade à qual a Terra gira – por outras palavras, a duração do dia – pode ter tido um efeito importante no padrão e no tempo de oxigenação da Terra.”
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Há dois componentes principais nesta história que, à primeira vista, não parecem ter muito a ver um com o outro. A primeira é que a rotação da Terra está a abrandar.
A razão pela qual a rotação da Terra está desacelerando é porque a Lua exerce uma atração gravitacional sobre o planeta, o que causa uma desaceleração rotacional à medida que a Lua se afasta gradualmente.
Sabemos, com base no registo fóssil, que os dias tinham apenas 18 horas de duração há 1,4 mil milhões de anos, e meia hora mais curtos do que são hoje, há 70 milhões de anos. As evidências sugerem que estamos ganhando 1,8 milissegundos por século.
O segundo componente é algo conhecido como Grande Evento de Oxidação – quando as cianobactérias surgiram em quantidades tão grandes que a atmosfera da Terra sofreu um aumento acentuado e significativo de oxigénio.
Sem esta oxidação, os cientistas pensam que a vida tal como a conhecemos não poderia ter surgido; então, embora as cianobactérias possam policial um pouco de olho hojeo fato é que provavelmente não estaríamos aqui sem eles.
Ainda há muito que não sabemos sobre este evento, incluindo questões candentes como por que aconteceu naquele momento e não em algum momento anterior na história da Terra.
Foram necessários cientistas trabalhando com micróbios cianobacterianos para ligar os pontos. No sumidouro de Middle Island, no Lago Huron, podem ser encontrados tapetes microbianos que se acredita serem análogos das cianobactérias responsáveis pelo Grande Evento de Oxidação.
As cianobactérias roxas que produzem oxigênio por meio da fotossíntese e os micróbios brancos que metabolizam o enxofre competem em um tapete microbiano no leito do lago.
À noite, os micróbios brancos sobem ao topo do tapete microbiano e fazem a sua tarefa de mastigar enxofre. Quando o dia amanhece e o Sol nasce alto o suficiente no céu, os micróbios brancos recuam e as cianobactérias roxas sobem ao topo.
“Agora eles podem começar a fotossintetizar e produzir oxigênio”, disse a geomicrobiologista Judith Klatt do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha na Alemanha.
“No entanto, leva algumas horas até que eles realmente comecem, há um longo atraso pela manhã. As cianobactérias acordam mais tarde do que as pessoas da manhã, ao que parece.”
Isto significa que a janela diurna em que as cianobactérias podem bombear oxigénio é muito limitada – e foi este facto que chamou a atenção do oceanógrafo Brian Arbic, da Universidade de Michigan. Ele se perguntou se a mudança na duração do dia ao longo da história da Terra teve um impacto na fotossíntese.
“É possível que um tipo semelhante de competição entre micróbios tenha contribuído para o atraso na produção de oxigénio na Terra primitiva,” Klatt.
Para demonstrar esta hipótese, a equipe realizou experimentos e medições nos micróbios, tanto em seu ambiente natural quanto em laboratório. Eles também realizaram estudos de modelagem detalhados com base em seus resultados para vincular a luz solar à produção de oxigênio microbiano e a produção de oxigênio microbiano à história da Terra.
“A intuição sugere que dois dias de 12 horas devem ser semelhantes a um dia de 24 horas. A luz do sol nasce e desce duas vezes mais rápido, e a produção de oxigênio segue em sincronia.” explicou o cientista marinho Arjun Chennu do Centro Leibniz para Pesquisa Marinha Tropical na Alemanha.
“Mas a liberação de oxigênio dos tapetes bacterianos não ocorre, porque é limitada pela velocidade da difusão molecular. Esse desacoplamento sutil da liberação de oxigênio da luz solar está no cerne do mecanismo.”
Estes resultados foram incorporados em modelos globais de níveis de oxigénio, e a equipa descobriu que o aumento dos dias estava ligado ao aumento do oxigénio na Terra – não apenas o Grande Evento de Oxidação, mas outra segunda oxigenação atmosférica chamada Evento de Oxigenação Neoproterozóica cerca de 550 a 800 milhões de anos atrás.
“Unimos leis da física que operam em escalas muito diferentes, desde a difusão molecular até a mecânica planetária. Mostramos que existe uma ligação fundamental entre a duração do dia e a quantidade de oxigênio que pode ser liberada pelos micróbios que vivem no solo,” Chennu disse.
“É muito emocionante. Desta forma, ligamos a dança das moléculas no tapete microbiano à dança do nosso planeta e da sua Lua.”
A pesquisa foi publicada em Geociências da Natureza.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em agosto de 2021.
