Estudio comprobó que la duración del día en la Tierra primitiva no eran 24 horas

(CNN) – La Tierra no siempre ha experimentado el día de 24 horas con el que estamos tan familiarizados ahora. De hecho, la forma en que gira el mundo no solo determina la duración de nuestro día, sino que podría haber contribuido a una afluencia de oxígeno en la Tierra primitiva que ayudó a que la vida floreciera, según una nueva investigación.

Los investigadores que estudian un entorno único en el lago Huron de Michigan lo usaron para mirar hacia atrás de manera efectiva a la Tierra antigua y cómo el cambio de duración del día podría haber impactado las formas de vida más antiguas que existieron: organismos diminutos llamados cianobacterias.

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También llamadas algas verdiazules, las cianobacterias evolucionaron hace más de 2.400 millones de años y producían oxígeno cuando la Tierra todavía era bastante inhóspita. Los científicos han luchado por explicar por qué los niveles de oxígeno de la Tierra tardaron tanto en aumentar tan gradualmente durante casi 2 mil millones de años, hasta ahora.

Las cianobacterias no tienen una gran reputación en estos días porque están asociadas con la proliferación de algas tóxicas en el lago Erie y otros cuerpos de agua. Pero esta bacteria ha existido por más tiempo que cualquier otra forma de vida en la Tierra, y fue la primera en convertir la luz en energía a través de la fotosíntesis y liberar oxígeno como subproducto.

Los investigadores comenzaron a preguntarse cómo el aumento de la duración del día en la Tierra primitiva podría haber permitido que las cianobacterias crearan más oxígeno y dieran lugar a una diversidad en la vida animal.

“Cuando se formó el sistema Tierra-Luna, los días eran mucho más cortos, posiblemente incluso tan cortos como seis horas”, dijo el coautor del estudio Brian Arbic, oceanógrafo físico de la Universidad de Michigan, en un comunicado. “¿Podría esto significar que el cambio de la duración del día habría afectado la fotosíntesis a lo largo de la historia de la Tierra?”.

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Cuando la luna se convirtió en el satélite de la Tierra, el tirón de la gravedad de la luna ralentizó la velocidad de rotación de nuestro planeta, lo que llevó a días más largos. Más horas de luz solar tendrían un efecto positivo en la actividad fotosintética de las cianobacterias.

Respuestas en un sumidero

Debajo del lago Huron hay un lecho de roca formado a partir de mares antiguos que una vez cubrieron el continente de América del Norte. Este lecho de roca incluye piedra caliza, dolomita y yeso, y con el tiempo, el agua subterránea ha disuelto parte de ella. Esto ha formado grietas y cuevas, las cuales han creado sumideros sumergidos.

Se muestra a un buzo observando los microbios púrpuras, blancos y verdes que cubren las rocas en el sumidero de Middle Island del lago Huron. Crédito: CNN

El sumidero sumergido de Middle Island en el lago Huron es donde el agua subterránea fría rica en azufre y pobre en oxígeno se filtra fuera del fondo del lago. Si bien la mayoría de la vida vegetal y animal evita esta área, los microbios han encontrado un hogar en este ambiente extremo a 24,4 metros por debajo de la superficie del agua. Las bacterias de colores brillantes forman colonias llamadas esteras microbianas, y son el análogo perfecto para los investigadores que desean estudiar colonias similares que alguna vez existieron en la tierra y el fondo marino hace miles de millones de años.

Hoy en día, dos tipos de cianobacterias forman colonias en competencia aquí. Una es una cianobacteria púrpura que produce oxígeno, mientras que la otra es una bacteria blanca que genera energía con la ayuda del azufre.

Las bacterias alimentadas con azufre se encuentran encima de las cianobacterias desde el anochecer hasta el amanecer, lo que bloquea su acceso a la luz solar. Pero una vez que sale el sol, la colonia de bacterias superior se mueve hacia abajo y permite que las cianobacterias púrpuras inicien el proceso fotosintético para producir oxígeno.

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“Sin embargo, pasan algunas horas antes de que realmente se pongan en marcha, hay un largo retraso en la mañana. Las cianobacterias son más madrugadoras que madrugadoras, al parecer“, dijo la autora del estudio Judith Klatt, geomicrobióloga del Instituto Max Planck. para Microbiología Marina en Alemania, en un comunicado.

“Me di cuenta de que la duración del día y la liberación de oxígeno de las esteras microbianas están relacionadas por un concepto muy básico y fundamental: durante los días cortos, hay menos tiempo para que se desarrollen los gradientes y, por lo tanto, puede escapar menos oxígeno de las esteras”, dijo Klatt.

Al modelar el vínculo entre la luz solar y la producción de oxígeno, Klatt y sus colegas descubrieron que la liberación de oxígeno durante dos días de 12 horas en la Tierra primitiva no coincidiría con la de un día de 24 horas. Los hallazgos del equipo del estudio mostraron un vínculo directo entre la duración del día y la cantidad de oxígeno que pueden liberar los microbios.

“Simplemente hablando, hay menos tiempo para que el oxígeno abandone el tapete en días más cortos“, dijo Klatt.

Esto sugiere que dos grandes saltos de oxígeno en la Tierra, incluido el Gran Evento de Oxidación hace más de 2 mil millones de años y el Evento de Oxigenación Neoproterozoica hace entre 800 y 540 millones de años, podrían estar conectados a días más largos en la Tierra.

El estudio se publicó el lunes en la revista Nature Geoscience.