A Terra pode parecer um relógio estável, mas o seu “tic-tac” está a abrandar há milhares de milhões de anos. Desde que se formou, há cerca de 4,5 mil milhões de anos, a rotação do planeta tem diminuído muito lentamente - e, com isso, os dias foram ficando, pouco a pouco, mais longos.
Esse abrandamento é impercetível no dia a dia humano, mas ao longo de eras geológicas acumula efeitos capazes de mudar o planeta. Um deles pode ser dos mais importantes para nós: de acordo com um estudo de 2021, o alongamento dos dias está ligado à oxigenação da atmosfera terrestre.
Em concreto, as algas verde-azuladas (ou cianobactérias) que surgiram e se espalharam há cerca de 2,4 mil milhões de anos teriam conseguido produzir mais oxigénio como subproduto metabólico porque os dias da Terra estavam a aumentar de duração.
“Uma questão persistente nas Ciências da Terra tem sido como é que a atmosfera da Terra ganhou oxigénio e que fatores controlaram quando essa oxigenação aconteceu”, explicou em 2021 o microbiologista Gregory Dick, da Universidade do Michigan.
“A nossa investigação sugere que a velocidade a que a Terra gira - ou seja, a duração do dia - pode ter tido um efeito importante no padrão e no timing da oxigenação da Terra.”
Há duas peças principais nesta história que, à primeira vista, parecem pouco relacionadas. A primeira é que a rotação da Terra está a abrandar.
O motivo é que a Lua exerce uma força gravitacional sobre o planeta, o que provoca uma desaceleração rotacional, já que a Lua se está a afastar gradualmente.
Sabemos, com base no 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 hoje. As evidências sugerem que estamos a ganhar 1,8 milissegundos por século.
A segunda peça é o chamado Grande Evento de Oxidação - quando as cianobactérias surgiram em quantidades tão elevadas que a atmosfera da Terra registou um aumento acentuado e significativo de oxigénio.
Sem esta oxidação, os cientistas pensam que a vida como a conhecemos não poderia ter emergido; por isso, embora as cianobactérias hoje possam levantar algumas sobrancelhas, provavelmente não estaríamos aqui sem elas.
Ainda há muito que não se sabe sobre este evento, incluindo perguntas essenciais como porque aconteceu quando aconteceu - e não mais cedo na história da Terra.
Foram cientistas a trabalhar com micróbios cianobacterianos que conseguiram ligar os pontos. No sumidouro de Middle Island, no Lago Huron, existem tapetes microbianos que se pensa serem um análogo das cianobactérias responsáveis pelo Grande Evento de Oxidação.
Nesse tapete microbiano no fundo do lago, cianobactérias roxas que produzem oxigénio por fotossíntese e micróbios brancos que metabolizam enxofre competem entre si.
À noite, os micróbios brancos sobem para o topo do tapete microbiano e fazem o seu “trabalho” de consumir enxofre. Quando chega o dia e o Sol sobe o suficiente no céu, os micróbios brancos recuam e as cianobactérias roxas passam para a superfície.
“Agora podem começar a fotossintetizar 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 grande atraso de manhã. As cianobactérias parecem ser mais ‘dorminhocas’ do que ‘pessoas da manhã’.”
Isto significa que a janela diurna em que as cianobactérias conseguem libertar oxigénio é bastante limitada - e foi esse detalhe que chamou a atenção do oceanógrafo Brian Arbic, da Universidade do Michigan. Ele perguntou-se se a mudança da duração do dia ao longo da história da Terra teria 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.
Para testar esta hipótese, a equipa realizou experiências e medições nos micróbios, tanto no ambiente natural como em laboratório. Também fez estudos de modelação detalhados, com base nos resultados, para ligar a luz solar à produção microbiana de oxigénio - e essa produção à história da Terra.
“A intuição sugere que dois dias de 12 horas deveriam ser semelhantes a um dia de 24 horas. A luz do Sol sobe e desce duas vezes mais depressa, e a produção de oxigénio acompanha ao mesmo ritmo”, explicou o cientista marinho Arjun Chennu, do Leibniz Centre for Tropical Marine Research, na Alemanha.
“Mas a libertação de oxigénio a partir dos tapetes bacterianos não acompanha, porque é limitada pela velocidade da difusão molecular. Este desacoplamento subtil entre a libertação de oxigénio e a luz solar está no coração do mecanismo.”
Estes resultados foram integrados em modelos globais dos níveis de oxigénio, e a equipa concluiu que o alongamento dos dias estava associado ao aumento do oxigénio na Terra - não só no Grande Evento de Oxidação, mas também noutro episódio posterior de oxigenação atmosférica, o Evento de Oxigenação do Neoproterozóico, há cerca de 550 a 800 milhões de anos.
“Juntamos leis da física que operam a escalas muito 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 fundo”, disse Chennu.
“É bastante entusiasmante. Assim, ligamos a dança das moléculas no tapete microbiano à dança do nosso planeta e da sua Lua.”
A investigação foi publicada na Nature Geoscience.
Uma versão anterior deste artigo foi publicada em agosto de 2021.
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