Esteras microbianas de color púrpura en el sumidero de Middle Island en el lago Huron, junio de 2019. Pequeñas colinas y «dedos» como este en los tapetes son causados por gases como el metano y el sulfuro de hidrógeno que burbujean debajo de ellos – Phil Hartmeyer, NOAA Thunder Bay National
Desde que se originó la Tierra hace 4.500 millones de años , poco a poco, su rotación se ha ido desacelerando . Si bien nosotros no lo notamos en nuestra vida, este lento pero inexorable freno ha tenido como consecuencia clara el alargamiento de los días. Ahora, un estudio publicado en ‘ Nature Geoscience ‘ afirma que este fenómeno se puede conectar con la oxigenación de la atmósfera terrestre.
Concretamente, según apuntan los investigadores, las algas verde-azuladas o cianobacterias que emergieron y proliferaron hace unos 2.400 millones de años pudieron producir más oxígeno porque los días de la Tierra se alargaron. «Una larga pregunta es cómo la atmósfera de nuestro planeta obtuvo su oxígeno y qué factores controlaron cuando tuvo lugar esta oxigenación», afirma el microbiólogo Gregory Dick de la Universidad de Michigan, y uno de los autores del estudio. «Nuestra investigación sugiere que la velocidad a la que gira la Tierra, en otras palabras, la duración del día, puede haber tenido un efecto importante en el patrón y el momento de la oxigenación».
Pero, por partes. La razón de por qué el giro de la Tierra se está desacelerando es porque la Luna ejerce una atracción gravitacional sobre el planeta . Según el registro fósil, hace 1.400 millones de años, los días solo tenían 18 horas. Y hace 70 millones de años eran media hora más cortos. Es por ello que los científicos creen que ganamos 1,8 milisegundos por siglo -que para los humanos es muy poco, pero notables a escalas universales-.
Por otro lado, hace 2.400 millones de años, se produjo el fenómeno conocido como ‘Gran Oxidación ‘, momento en el que las cianobacterias emergieron en cantidades tan grandes que la atmósfera de la Tierra experimentó un aumento brusco y significativo de oxígeno. Sin esta oxidación, los científicos piensan que la vida tal como la conocemos no podría haber surgido, si bien se desconocen los detalles concretos de este evento, como por qué y cuándo exactamente ocurrió y si pasó más de una vez.
Este estudio conecta ambos puntos. En el sumidero de Middle Island en el lago Hurón (uno de los famosos cinco Grandes Lagos de EE. UU.), se pueden encontrar esteras microbianas que se cree que son un análogo de las cianobacterias responsables de la Gran Oxidación. Las cianobacterias púrpuras que producen oxígeno a través de la fotosíntesis y los microbios blancos que metabolizan el azufre compiten en una estera microbiana en el lecho del lago. Por la noche, los microbios blancos se elevan a la parte superior de la alfombra microbiana y comen azufre. Cuando amanece y el Sol se eleva lo suficiente en el cielo, los microbios blancos se retiran y las cianobacterias púrpuras suben a la cima. Es entonces cuando comienzan a realizar la fotosíntesis y a producir oxígeno. «Sin embargo, pasan algunas horas antes de que realmente se pongan en marcha, hay un largo retraso en la mañana», afirma para Sciencealert la geomicrobióloga Judith Klatt , del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania.
Esto significa que la ventana del día en la que las cianobacterias pueden producir oxígeno es muy limitada, y fue este hecho lo que llamó la atención del oceanógrafo Brian Arbic , de la Universidad de Michigan. Se preguntó si el cambio de la duración del día a lo largo de la historia de la Tierra había tenido un impacto en la fotosíntesis.
Para demostrar esta hipótesis, el equipo realizó experimentos y mediciones en los microbios, tanto en su entorno natural como en un laboratorio. También realizaron estudios de modelado detallados basados en sus resultados para vincular la luz solar con la producción de oxígeno microbiano y la producción de oxígeno microbiano con la historia de la Tierra. «La lógica sugiere que dos días de 12 horas deberían ser similares a uno de 24 horas. La luz del sol sube y baja dos veces más rápido, y la producción de oxígeno sigue al mismo ritmo», explica el científico marino Arjun Chennu del Centro de Leibniz para la Investigación Marina Tropical, en Alemania. «Pero la liberación de oxígeno de las esteras bacterianas no lo hace, porque está limitada por la velocidad de difusión molecular. Este desacoplamiento sutil de la liberación de oxígeno de la luz solar está en el corazón del mecanismo».
Estos resultados se incorporaron a modelos globales de niveles de oxígeno, y el equipo descubrió que el alargamiento de los días estaba relacionado con el aumento del oxígeno de la Tierra, no solo la Gran Oxidación, sino en otra segunda oxigenación atmosférica llamada ‘Evento de Oxigenación Neoproterozoica ‘, que ocurrió hace alrededor de 550 a 800 millones de años. «Demostramos que existe un vínculo fundamental entre la duración del día y la cantidad de oxígeno que pueden liberar los microbios terrestres», afirma Chennu.
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