Sainskita.com - Rotasi Bumi melambat secara bertahap. Hal ini terjadi sejak pembentukannya sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu. Akibatnya hari-hari pun semakin lama.
Berdasarkan catatan fosil, hari memiliki waktu 18 jam pada 1,4 miliar tahun yang lalu. Sedangkan lama waktu pada hari ini setengah jam lebih pendek dibandingkan satu hari pada 70 juta tahun yang lalu.
Nah, berdasarkan hasil penelitian terbaru, terungkap bahwa perpanjangan hari tersebut berpengaruh terhadap peristiwa oksigenisasi atmosfer Bumi.
"Sebuah pertanyaan abadi dalam ilmu Bumi adalah bagaimana atmosfer Bumi mendapatkan oksigennya, dan faktor-faktor apa yang dikendalikan ketika oksigenasi ini terjadi," kata ahli mikrobiologi Gregory Dick dari University of Michigan, dilansir dari ScienceAlert, Selasa (3/8/2021).
Penelitian tersebut menunjukkan bahwa perlambatan rotasi Bumi memiliki efek penting pada pola dan waktu oksigenasi Bumi.
Dijelaskan, Bumi berputar melambat karena Bulan memberikan tarikan gravitasi yang menyebabkan perlambatan rotasi karena Bulan secara bertahap menarik diri.
Secara khusus, ganggang biru-hijau (atau cyanobacteria) yang muncul dan berkembang biak sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu akan mampu menghasilkan lebih banyak oksigen sebagai produk sampingan metabolisme.
Ketika cyanobacteria muncul dalam jumlah besar, atmosfer Bumi pun mengalami peningkatan oksigen yang tajam dan signifikan. Peristiwa ini dikenal dengan Peristiwa Oksidasi Hebat.
Memang, masih banyak yang tidak kita ketahui tentang peristiwa ini, termasuk pertanyaan seperti mengapa hal itu terjadi dan mengapa terjadi bukan pada waktu yang lebih awal dalam sejarah Bumi.
Butuh ilmuwan yang bekerja dengan mikroba cyanobacteria untuk menghubungkan kaitan-kaitan tersebut. Di Lubang Tenggelam Pulau Tengah di Danau Huron, tikar mikroba dapat ditemukan yang dianggap sebagai analog dari cyanobacteria yang bertanggung-jawab atas Peristiwa Oksidasi Hebat.
Cyanobacteria ungu yang menghasilkan oksigen melalui fotosintesis dan mikroba putih yang memetabolisme belerang, bersaing dalam tikar mikroba di dasar danau.
Pada malam hari, mikroba putih naik ke atas tikar mikroba dan melakukan aktivitas mengunyah belerang mereka. Ketika siang hari, dan Matahari terbit cukup tinggi di langit, mikroba putih mundur dan cyanobacteria ungu naik ke atas.
"Sekarang mereka dapat mulai berfotosintesis dan menghasilkan oksigen," kata ahli geomikrobiologi Judith Klatt dari Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Kelautan di Jerman.
"Namun, butuh beberapa jam sebelum mereka benar-benar pergi, ada jeda panjang di pagi hari. Cyanobacteria agak terlambat bangun daripada orang pagi, sepertinya," imbuhnya.
Ini berarti pada siang hari cyanobacteria dapat memompa oksigen sangat terbatas. Fakta inilah yang menarik perhatian ahli kelautan Brian Arbic dari University of Michigan. Dia bertanya-tanya apakah perubahan panjang hari sepanjang sejarah Bumi berdampak pada fotosintesis.
"Ada kemungkinan bahwa jenis kompetisi yang sama antara mikroba berkontribusi pada keterlambatan produksi oksigen di Bumi awal," jelas Klatt.
Untuk mendemonstrasikan hipotesis ini, tim melakukan eksperimen dan pengukuran pada mikroba, baik di lingkungan alami maupun di laboratorium.
Mereka juga melakukan studi pemodelan terperinci berdasarkan hasil mereka untuk menghubungkan sinar matahari dengan produksi oksigen mikroba, dan produksi oksigen mikroba dengan sejarah Bumi.
"Intuisi menunjukkan bahwa dua hari 12 jam harus serupa dengan satu hari 24 jam. Sinar matahari naik dan turun dua kali lebih cepat, dan produksi oksigen mengikuti secara berurutan," jelas ilmuwan kelautan Arjun Chennu dari Leibniz Center for Tropical Marine Research di Jerman.
"Tetapi pelepasan oksigen dari lapisan bakteri tidak, karena dibatasi oleh kecepatan difusi molekuler. Pemisahan halus pelepasan oksigen dari sinar matahari adalah inti dari mekanisme ini."
Hasil ini dimasukkan ke dalam model global tingkat oksigen, dan tim menemukan bahwa perpanjangan hari dikaitkan dengan peningkatan oksigen Bumi. Bukan hanya Peristiwa Oksidasi Besar, tetapi oksigenasi atmosfer kedua yang disebut Peristiwa Oksigenasi Neoproterozoikum sekitar 550 hingga 800 juta bertahun-tahun lalu.
"Kami menyatukan hukum fisika yang beroperasi pada skala yang sangat berbeda, dari difusi molekuler hingga mekanika planet. Kami menunjukkan bahwa ada hubungan mendasar antara panjang hari dan berapa banyak oksigen yang dapat dilepaskan oleh mikroba yang tinggal di tanah," kata Chennu.
"Ini cukup menarik. Dengan cara ini kami menghubungkan tarian molekul di tikar mikroba dengan tarian planet kita dan Bulannya."
Baca Juga: Berapa Umur Bumi
Penelitian ini telah dipublikasikan di Nature Geoscience. [skt]
