Desastre de oxígeno en una tierra que se desacelera

El oxígeno en la atmósfera terrestre no apareció de inmediato, o más bien, hubo una cierta cantidad, pero era imposible respirar ese aire. Y luego los organismos vivieron en los océanos que podrían prescindir de oxígeno. Los microbios de esa época eran capaces de realizar la fotosíntesis, es decir, eran capaces de sintetizar moléculas orgánicas utilizando la energía de la luz, pero eso era fotosíntesis sin oxígeno: estos microbios no emitían oxígeno.

Pero un día, algunas cianobacterias aprendieron la fotosíntesis del oxígeno y la vida en la Tierra nunca volvió a la primera: la atmósfera cambió radicalmente y los organismos que se sentían bien en una atmósfera libre de oxígeno se vieron obligados a pasar a la tierra, dando paso a formas de “oxígeno”. de vida. Ocurrió hace unos 2.300 millones de años. Por otro lado, el nivel de oxígeno en la atmósfera no se elevó muy rápidamente. Las primeras cianobacterias capaces de realizar la fotosíntesis oxigenada aparecieron en los mares y océanos hace unos 3.500 millones de años. Y tuvieron que pasar unos mil millones de años más para que aparecieran rastros de oxígeno en las rocas, lo que indica que había mucho en la atmósfera.

¿Por qué tardó tanto en acumularse el oxígeno? Quizás se habría acumulado aún más si no hubiera sucedido algo que ayudara a las cianobacterias a cambiar la atmósfera. Empleados del Instituto de Microbiología Marina Sociedad Max Planck junto con colegas de la Universidad de Michigan creen que esto es “algo”: la desaceleración de la rotación de la Tierra alrededor de su eje.

De hecho, se sabe que los días en la Tierra no siempre eran los mismos, y una vez, la joven Tierra giraba sobre su eje mucho más rápido que ahora. Entonces, hace 4.500 millones de años, un día duraba solo 6 horas. Aproximadamente 2.400 millones de años, debido a la influencia de la Luna, la rotación de la Tierra se ralentizó y el día se extendió hasta las 21 horas. Luego, la interacción gravitacional de la Luna y la Tierra se estabilizó y durante mil millones de años el día se mantuvo constante. Pero hace 700 millones de años, la Luna volvió a influir en la Tierra y se desaceleró un poco más, y el día aumentó hasta las 24 horas actuales.

Para la fotosíntesis, como entendemos, se necesita luz. En 2016, se sugirió que los saltos de oxígeno en la atmósfera terrestre corresponden a la desaceleración de la Tierra y al aumento de las horas de luz. De hecho, la primera vez que hubo más oxígeno fue hace unos 2.400 millones de años: fue una catástrofe de oxígeno. Pero luego el nivel de oxígeno aumentó un par de veces más, y estos aumentos en el tiempo ocurrieron aproximadamente después de que la Tierra comenzara a girar más lentamente.


Comunidad de cianobacterias (alfombra bacteriana) en el fondo del lago Huron. (Foto: Phil Hartmeyer / NOAA Thunder Bay National Marine Sanctuary)

En un artículo en Naturaleza Geociencia Se describen experimentos con cianobacterias modernas, que confirman la conexión entre la catástrofe del oxígeno y el aumento de la jornada terrestre. Se tomaron cianobacterias para el experimento en el lago Huron: viven aquí en lugares donde, por un lado, hay suficiente luz para la fotosíntesis, y por otro lado, hay muy poco oxígeno y mucho óxido de azufre en el agua. que en parte se asemeja al fondo de un océano prehistórico. Es decir, las cianobacterias de Huron pueden, hasta cierto punto, considerarse similares a las que comenzaron a saturar la atmósfera terrestre con oxígeno hace miles de millones de años. El experimento en sí fue bastante simple: las cianobacterias se transfirieron al laboratorio, donde se les dio diferentes cantidades de luz, simulando días más cortos y más largos, y con “días” más largos, las cianobacterias dieron más oxígeno.

Es cierto que las cianobacterias necesitan oxígeno para su propio metabolismo, para respirar. Pero según los nuevos cálculos, las horas extra de luz que aparecen cuando la Tierra se desaceleró permitió que las cianobacterias produjeran un exceso de oxígeno, un exceso que las cianobacterias en sí mismas no necesitaban y que dejó las comunidades bacterianas (o esteras bacterianas) en el agua circundante. , y de él al aire.

Los investigadores escalaron los resultados de laboratorio a todo el planeta. Se conoce cómo cambió el contenido de oxígeno en la atmósfera a partir de depósitos geológicos, y resultó que el aumento de laboratorio en el nivel de oxígeno corresponde a su acumulación histórica: el oxígeno en la atmósfera aumentó simultáneamente con un aumento en las horas de luz del día, y su nivel también se estabilizó junto con las horas de luz.

Las primeras cianobacterias con fotosíntesis de oxígeno no podían compartir oxígeno con la atmósfera: el día era corto y todo el oxígeno que tenían tiempo de sintetizar lo gastaban en sus propias necesidades. Pero cuando la Tierra se desaceleró por primera vez y el día aumentó drásticamente, apareció un exceso de oxígeno en las esteras de cianobacterias de la atmósfera.

Los autores del trabajo consideraron solo aquellas cianobacterias que se asientan en el lecho marino y forman colonias densas y complejas (esas mismas esteras bacterianas). Otros investigadores creen que la fotosintética de natación libre puede haber jugado un papel en la creación de una atmósfera de oxígeno.

Por otro lado, la acumulación de oxígeno podría verse obstaculizada por volcanes que emiten grandes cantidades de minerales que se unen químicamente al oxígeno. Estos y otros factores deben tenerse en cuenta en el modelo final, pero es poco probable que cambien radicalmente el modelo en sí: aparentemente, los microbios antiguos lograron saturar nuestra atmósfera con oxígeno y, de hecho, solo después de que el día de la Tierra se hizo más largo.


Source: Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru.

*The article has been translated based on the content of Автономная некоммерческая организация "Редакция журнала «Наука и жизнь»" by www.nkj.ru. If there is any problem regarding the content, copyright, please leave a report below the article. We will try to process as quickly as possible to protect the rights of the author. Thank you very much!

*We just want readers to access information more quickly and easily with other multilingual content, instead of information only available in a certain language.

*We always respect the copyright of the content of the author and always include the original link of the source article.If the author disagrees, just leave the report below the article, the article will be edited or deleted at the request of the author. Thanks very much! Best regards!