Perlambatan Putaran Bumi Hasilkan Lonjakan Oksigen
Terasjabar.id - Putaran Bumi yang melambat menyimpan cerita bagaimana planet ini menjadi kaya oksigen. Saat rotasi Bumi melambat, mikroba bermandikan sinar Matahari lebih lama yang meningkatkan pelepasan oksigen mereka ke atmosfer.
Setiap napas yang kalian hirup, adalah mungkin karena miliaran tahun lalu, lapisan padat cyanobacteria (saat kehidupan awal di Bumi) mulai menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan dari fotosintesis.
Tetapi para ilmuwan masih belum tahu pasti apa yang memicu dua peristiwa oksigenasi transformatif yang mengubah Bumi dari planet rendah oksigen menjadi kaya oksigen, di mana organisme kompleks dapat berevolusi dan berdiversifikasi.
Kini, seperti dikutip dari Live Science, para peneliti telah mengidentifikasi faktor penting yang dapat mendorong pelepasan oksigen yang dihasilkan mikroba: perlambatan rotasi Bumi yang dimulai sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu.
Saat baru lahir, Bumi berputar lebih cepat saat itu. Bayangkan, Bumi menyelesaikan satu putarannya hanya dalam beberapa jam. Namun secara bertahap, putarannya melambat selama ratusan juta tahun.
LIHAT JUGA:
View this post on Instagram
Menurut studi terbaru, setelah panjang hari mencapai ambang batas tertentu, bentangan sinar Matahari yang lebih lama kemungkinan telah menyebabkan lebih banyak molekul oksigen untuk melompat dari area konsentrasi tinggi (di lapisan padat cyanobacteria) ke area dengan konsentrasi lebih rendah (atmosfer).
Para ilmuwan baru-baru ini menemukan petunjuk tentang hubungan ini di lubang pembuangan di dasar Danau Huron. Berbatasan dengan Michigan di Amerika Serikat dan Ontario di Kanada, Danau Huron adalah salah satu danau air tawar terbesar di dunia.
Middle Island Sinkhole pada danau tersebut berukuran diameter 91 meter dan terletak sekitar 24 meter di bawah permukaan. Di sana, air yang kaya belerang memelihara mikroba berwarna-warni yang tumbuh subur di lingkungan rendah oksigen, seperti bentuk bakteri paling awal di Bumi.
Di kedalaman dingin lubang pembuangan itu hidup dua jenis mikroba: cyanobacteria ungu yang mencari sinar Matahari serta menghasilkan oksigen melalui fotosintesis, dan bakteri putih yang mengonsumsi belerang dan melepaskan sulfat.
Mikroba berebut posisi sepanjang hari, dan bakteri pemakan belerang menutupi cyanobacteria di pagi dan sore hari, menghalangi akses mikroba ungu ke Matahari. Namun, ketika siang hari, mikroba putih menghindari cahaya dan bermigrasi lebih dalam ke lubang pembuangan, meninggalkan cyanobacteria ungu terbuka dan dengan demikian mampu berfotosintesis dan melepaskan oksigen.
Para peneliti menuliskan, mungkin ada juga kompetisi serupa di antara "komunitas" mikroba miliaran tahun yang lalu, dengan paparan sinar Matahari bakteri penghasil oksigen terhambat oleh "tetangga" mikroba mereka. Seiring bertambahnya hari di Bumi, para penghasil oksigen memperoleh lebih banyak waktu di bawah sinar Matahari dan melepaskan lebih banyak oksigen ke atmosfer.
"Kami menyadari bahwa ada hubungan mendasar antara dinamika cahaya dan pelepasan oksigen, dan hubungan itu didasarkan pada fisika difusi molekul, yakni ketika perubahan termal menyebabkan molekul bermigrasi dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke yang lebih rendah," kata penulis utama studi Judith Klatt, peneliti di Max Planck Institute untuk Marine Microbiology di Bremen, Jerman.
"Hari yang lebih pendek membuat lebih sedikit oksigen untuk keluar dari lapisan padat cyanobacteria, bahkan jika jumlah oksigen yang sama diproduksi per jam," kata Klatt.
Putaran siklus
Sekarang, Bumi menyelesaikan rotasi penuh pada porosnya sekali setiap 24 jam. Tetapi lebih dari 4 miliar tahun yang lalu, waktu dalam sehari hanya berlangsung sekitar enam jam.
Selama miliaran tahun, putara Bumi yang berkelanjutan dengan Bulan telah memperlambat rotasi planet melalui proses yang dikenal sebagai gesekan pasang surut.
"Saat Bumi berputar, tarikan Bulan (dan Matahari, pada tingkat yang lebih rendah) menarik lautan di Bumi. Ini meregangkan lautan sehingga mereka menonjol menjauh dari pusat Bumi, menyedot energi menjauh dari putaran dan memperlambatnya," kata rekan penulis studi Brian Arbic, profesor Earth and Environmental Sciences Department di University of Michigan's College of Literature, Science and the Arts.
Arbic menyebutkan, perlambatan ini mungkin tampak kecil, namun berdampak menambah jam siang hari tambahan selama ratusan juta tahun, dan pelambatan masih terjadi hingga sekarang.
"Gesekan pasang surut terus memperlambat laju rotasi. Hari-hari akan terus memanjang seiring waktu geologis," kata Arbic.
TONTON JUGA:
Kemunculan oksigen di Bumi
Para peneliti memodelkan skenario yang memvariasikan panjang hari dan pelepasan oksigen dari lapisan mikroba. Ketika mereka membandingkan model mereka dengan analisis lapisan mikroba serupa yang diambil sampelnya dari Middle Island Sinkhole, mereka menemukan konfirmasi prediksi mereka, bahwa bakteri fotosintesis melepaskan lebih banyak oksigen ketika hari lebih panjang.
Ini bukan karena mikroba lebih banyak berfotosintesis. Sebaliknya, hal itu karena periode sinar Matahari yang lebih lama berarti lebih banyak oksigen keluar dari lapisan mikroba dalam satu hari.
Untuk diketahui, atmosfer Bumi terbentuk setelah planet terbentuk dan mendingin, sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu dan sebagian besar terdiri dari hidrogen sulfida, metana, dan karbon dioksida (CO2).
Semua itu berubah setelah peristiwa oksidasi hebat (Great Oxidation Event/GOE) sekitar 2,4 miliar tahun alu, diikuti oleh peristiwa oksigenasi Neoproterozoikum (Neoproterozoic Oxygenation Event) sekitar 2 miliar tahun kemudian. Peristiwa ini membawa oksigen atmosfer ke level saat ini sekitar 21%.
BACA JUGA: Ronaldo Pemain Pertama yang Raih Penghargaan Paolo Rossi
Kedua peristiwa oksigenasi tersebut sebelumnya telah dikaitkan dengan aktivitas fotosintesis cyanobacteria, dan bukti baru ini menunjukkan bahwa faktor lain bisa jadi adalah siang hari di Bumi yang cukup lama, memicu pelepasan lebih banyak oksigen dari lapisan mikroba.
(sumber:detik.com)