La rotazione della Terra sta rallentando e questo aumenta l'ossigeno che respiriamo

Il nostro pianeta, la Terra, si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa. Da allora, la sua rotazione ha iniziato a rallentare gradualmente e, come conseguenza, le giornate si sono progressivamente allungate. Come riporta Science Alert, sebbene questo rallentamento non sia percepibile su scala temporale umana, è sufficiente a generare cambiamenti significativi nel corso degli eoni (miliardi di anni).

Uno di questi cambiamenti è forse il più importante di tutti, almeno per noi: l’allungamento delle giornate è legato all’ossigenazione dell’atmosfera terrestre, secondo uno studio pubblicato nel 2021 su Nature Geoscience. Le alghe azzurre (o cianobatteri), emerse e proliferate circa 2,4 miliardi di anni fa, avrebbero potuto produrre più ossigeno come sottoprodotto del metabolismo proprio grazie all’allungamento delle giornate.

«Una domanda ricorrente nelle scienze della Terra è sempre stata come abbia fatto l’atmosfera terrestre a ottenere ossigeno e quali fattori abbiano controllato il momento in cui si è verificata questa ossigenazione», ha spiegato il microbiologo Gregory Dick, dell’Università del Michigan e membro del gruppo di ricerca.

1,8 millisecondi per secolo

La causa concreta del rallentamento della rotazione terrestre è l’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna, che provoca una decelerazione perché il nostro satellite si sta gradualmente allontanando dal pianeta. Sappiamo, grazie al record fossile, che 1,4 miliardi di anni fa le giornate duravano solo 18 ore, e 70 milioni di anni fa erano mezz’ora più brevi rispetto a oggi. Le evidenze suggeriscono che stiamo guadagnando 1,8 millisecondi ogni secolo.

Il secondo elemento chiave è quello che viene chiamato Grande Evento di Ossidazione, quando i cianobatteri si diffusero in quantità tali da provocare un drastico e significativo aumento di ossigeno nell’atmosfera terrestre. Senza questa ossidazione, gli scienziati ritengono che la vita come la conosciamo non sarebbe mai emersa; quindi, anche se oggi i cianobatteri ricevono poca attenzione, probabilmente non saremmo qui senza di loro.

Molti aspetti di questo evento restano ancora poco compresi, incluse domande cruciali come perché e quando sia avvenuto. A collegare i punti sono stati scienziati che lavorano con cianobatteri moderni: nel sinkhole di Middle Island, nel lago Huron, si trovano tappeti microbici che si ritiene siano analoghi a quelli responsabili del Grande Evento di Ossidazione.

Il Sole e la fotosintesi

I cianobatteri viola, che producono ossigeno tramite fotosintesi, e i microbi bianchi, che metabolizzano lo zolfo, competono all’interno di un tappeto microbico sul fondo del lago Huron. Lì, di notte, i microbi bianchi risalgono in superficie e si nutrono di zolfo.

All’alba, quando il sole raggiunge un’inclinazione sufficiente, i microbi bianchi si ritirano e le cianobatteri viola salgono in superficie. È in quel momento che possono iniziare a fotosintetizzare e produrre ossigeno. Tuttavia, impiegano alcune ore per attivarsi completamente, a causa di un notevole ritardo mattutino. A quanto pare, le cianobatteri non sono particolarmente mattiniere.

Questo significa che la finestra di luce utile in cui le cianobatteri possono pompare ossigeno è molto limitata, ed è proprio questo fatto ad aver attirato l’attenzione dell’oceanografo Brian Arbic, dell’Università del Michigan, il quale si è chiesto se la variazione della durata del giorno nel corso della storia della Terra abbia influenzato la fotosintesi.

Riferimenti allo studio

Klatt, J.M., Chennu, A., Arbic, B.K. et al. Possible link between Earth’s rotation rate and oxygenation. Nat. Geosci. 14, 564–570 (2021). https://doi.org/10.1038/s41561-021-00784-3