Desde que se formou, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a rotação da Terra tem vindo a abrandar de forma gradual - e, como consequência, os dias tornaram-se progressivamente mais longos.
Embora este abrandamento não seja percetível à escala de uma vida humana, é suficiente para provocar alterações importantes ao longo de eras geológicas. Uma dessas mudanças poderá ser, para nós, a mais relevante: de acordo com um estudo de 2021, o aumento da duração do dia está associado à oxigenação da atmosfera terrestre.
Em concreto, as algas verde-azuladas - também conhecidas como cianobactérias - que surgiram e se multiplicaram em grande escala há aproximadamente 2,4 mil milhões de anos poderão ter produzido mais oxigénio como subproduto do seu metabolismo precisamente porque os dias se tornaram mais longos.
Veja o vídeo abaixo para uma síntese da investigação.
"Uma questão persistente nas ciências da Terra tem sido como é que a atmosfera da Terra ganhou oxigénio e que fatores controlaram o momento em que esta oxigenação aconteceu", explicou em 2021 o microbiologista Gregory Dick, da Universidade do Michigan.
"A nossa investigação sugere que a velocidade a que a Terra está a rodar - por outras palavras, a duração do dia - pode ter tido um efeito importante no padrão e no calendário da oxigenação da Terra."
A rotação da Terra está a abrandar
Esta história assenta em dois grandes elementos que, à primeira vista, parecem ter pouco em comum. O primeiro é o facto de a rotação do planeta estar a perder velocidade.
O motivo para esse abrandamento está na atração gravitacional que a Lua exerce sobre a Terra. Como a Lua se está a afastar lentamente, essa interação provoca uma desaceleração da rotação terrestre.
Sabemos, a partir do registo fóssil, que há 1,4 mil milhões de anos os dias tinham apenas 18 horas e que, há 70 milhões de anos, eram meia hora mais curtos do que os de hoje. As evidências apontam para um ganho de 1,8 milissegundos por século.
O Grande Evento de Oxidação e as cianobactérias
O segundo elemento é o chamado Grande Evento de Oxidação - o período em que as cianobactérias surgiram em quantidades tão elevadas que a atmosfera da Terra sofreu um aumento acentuado e significativo de oxigénio.
Sem essa oxidação, os cientistas consideram que a vida tal como a conhecemos não teria podido aparecer; por isso, ainda que hoje as cianobactérias possam receber algum olhar de desconfiança, é provável que não estivéssemos aqui sem elas.
Apesar da importância do fenómeno, continuam a existir muitas incógnitas, incluindo perguntas essenciais como a razão pela qual aconteceu quando aconteceu - e não mais cedo na história do planeta.
Para ligar as peças, foi necessário estudar microrganismos cianobacterianos no terreno. No sumidouro da Ilha do Meio, no Lago Huron, existem tapetes microbianos que se pensa serem um análogo das cianobactérias responsáveis pelo Grande Evento de Oxidação.
Nesses tapetes, cianobactérias roxas, que produzem oxigénio através da fotossíntese, competem com micróbios brancos que metabolizam enxofre, numa espécie de disputa por espaço e recursos no fundo do lago.
Durante a noite, os micróbios brancos sobem para o topo do tapete microbiano e dedicam-se a consumir enxofre. Quando o dia nasce e o Sol sobe o suficiente no céu, os micróbios brancos recuam e as cianobactérias roxas sobem para a superfície.
"Agora podem começar a fazer fotossíntese e a produzir oxigénio", disse a geomicrobiologista Judith Klatt, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, na Alemanha.
"No entanto, demoram algumas horas até arrancarem a sério; há um atraso longo de manhã. As cianobactérias parecem ser mais tardias do que matutinas."
Isto significa que a janela de luz diurna durante a qual as cianobactérias conseguem libertar oxigénio é bastante curta - e foi esse detalhe que chamou a atenção do oceanógrafo Brian Arbic, da Universidade do Michigan. Ele questionou se a mudança da duração do dia ao longo da história da Terra poderia ter influenciado a fotossíntese.
"É possível que um tipo semelhante de competição entre micróbios tenha contribuído para o atraso na produção de oxigénio na Terra primitiva", explicou Klatt.
Do Lago Huron aos modelos globais de oxigénio
Para testar esta hipótese, a equipa realizou experiências e medições com os microrganismos, tanto no ambiente natural como em laboratório. Depois, com base nos resultados, conduziram estudos de modelação detalhados para relacionar a luz solar com a produção microbiana de oxigénio e, por sua vez, ligar essa produção microbiana à história do planeta.
"A intuição sugere que dois dias de 12 horas deveriam ser semelhantes a um dia de 24 horas. A luz solar sobe e desce duas vezes mais depressa e a produção de oxigénio acompanha esse ritmo", explicou o cientista marinho Arjun Chennu, do Centro Leibniz de Investigação Marinha Tropical, na Alemanha.
"Mas a libertação de oxigénio a partir de tapetes bacterianos não acompanha, porque é limitada pela velocidade da difusão molecular. Esta subtil dissociação entre a libertação de oxigénio e a luz solar está no centro do mecanismo."
Os resultados foram incorporados em modelos globais de níveis de oxigénio. A equipa concluiu que o alongamento dos dias esteve associado ao aumento do oxigénio na Terra - não só no Grande Evento de Oxidação, mas também noutro episódio de oxigenação atmosférica, o Evento de Oxigenação Neoproterozóica, ocorrido há cerca de 550 a 800 milhões de anos.
"Juntamos leis da física que operam em escalas extremamente diferentes, desde a difusão molecular até à mecânica planetária. Mostramos que existe uma ligação fundamental entre a duração do dia e a quantidade de oxigénio que pode ser libertada por micróbios que vivem no solo", disse Chennu.
"É bastante entusiasmante. Desta forma, ligamos a dança das moléculas no tapete microbiano à dança do nosso planeta e da sua Lua."
A investigação foi publicada na revista Nature Geoscience.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em agosto de 2021.
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