Dünyamızın yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluşumundan bu yana dönüş hızı yavaşlıyor ve bunun sonucunda günler giderek uzuyor.
Dünya'nın yavaşlaması insanlık ölçeğinde fark edilmese de, çağlar boyunca önemli değişikliklere yol açacak kadar kayda değer. Bu değişikliklerden biri, en azından bizim için, belki de en önemlisi: Uzayan günler, 2021 yılında yapılan bir araştırmaya göre, Dünya atmosferinin oksijenlenmesiyle bağlantılı.
Araştırmaya göre, yaklaşık 2,4 milyar yıl önce ortaya çıkan ve çoğalan mavi-yeşil algler (siyanobakteriler), Dünya'nın günleri uzadıkça metabolik bir yan ürün olarak daha fazla oksijen üretebildi.
Bilim insanları, "Yer bilimlerinde süregelen bir soru, Dünya atmosferinin oksijenini nasıl elde ettiği ve bu oksijenlenmenin ne zaman gerçekleştiğini hangi faktörlerin kontrol ettiğidir" diye belirtiyor. "Araştırmamız, Dünya'nın dönüş hızının - yani gün uzunluğunun - Dünya'nın oksijenlenmesinin deseni ve zamanlaması üzerinde önemli bir etkiye sahip olabileceğini gösteriyor."
Bu hikayenin, ilk bakışta birbiriyle pek ilgisi yok gibi görünen iki ana bileşeni var. Birincisi, Dünya'nın dönüşünün yavaşlıyor olması.
Dünya'nın dönüş hızının yavaşlamasının nedeni, Ay'ın gezegen üzerinde kütle çekimsel bir çekim uygulamasıdır. Ay yavaş yavaş uzaklaştığı için bu, dönüşte bir yavaşlamaya neden olur.
Fosil kayıtlarına dayanarak biliyoruz ki, 1,4 milyar yıl önce günler sadece 18 saatti ve 70 milyon yıl önce ise günümüzden yarım saat daha kısaydı. Kanıtlar, her yüzyılda günlerin 1,8 milisaniye uzadığını gösteriyor.
İkinci bileşen ise Büyük Oksidasyon Olayı olarak bilinir - siyanobakterilerin o kadar büyük miktarlarda ortaya çıkması ki, Dünya atmosferinde keskin, önemli bir oksijen artışı yaşandı.
Bu oksidasyon olmasaydı, bilim insanları bildiğimiz yaşamın ortaya çıkamayacağını düşünüyor. Yani, siyanobakteriler bugün pek hoş karşılanmasa da, muhtemelen onlarsız burada olamazdık.
Bu olay hakkında hala bilmediğimiz birçok şey var, örneğin neden Dünya tarihinde daha önce değil de tam o zamanda gerçekleştiği gibi yakıcı sorular.
Bağlantıyı kurmak, siyanobakteri mikroplarıyla çalışan bilim insanlarına düştü. Michigan Gölü'ndeki Middle Island Sinkhole'da, Büyük Oksidasyon Olayı'ndan sorumlu siyanobakterilerin bir benzeri olduğu düşünülen mikrobiyal matlar bulundu.
Göl yatağındaki bir mikrobiyal matta, fotosentez yoluyla oksijen üreten mor siyanobakteriler ve kükürt metabolize eden beyaz mikroplar rekabet ediyor.
Geceleri, beyaz mikroplar mikrobiyal matın üstüne çıkar ve kükürt yeme işlerini yaparlar. Gün ağardığında ve Güneş gökyüzünde yeterince yükseldiğinde, beyaz mikroplar geri çekilir ve mor siyanobakteriler üste çıkar.
Araştırmacılar, "Şimdi fotosentez yapmaya ve oksijen üretmeye başlayabilirler" diyor. "Ancak, gerçekten işe başlamaları birkaç saat sürer, sabahları uzun bir gecikme var. Siyanobakteriler sabah insanlarından ziyade geç kalkanlara benziyor gibi görünüyor."
Bu, siyanobakterilerin oksijen pompalayabileceği gündüz penceresinin çok sınırlı olduğu anlamına geliyordu - ve okyanus bilimcilerin dikkatini çeken de tam olarak bu gerçek oldu. Dünya tarih boyunca değişen gün uzunluğunun fotosentez üzerinde bir etkisi olup olmadığını merak ettiler.
Araştırmacılar, "Mikroplar arasındaki benzer bir rekabet türünün, erken Dünya'daki oksijen üretimindeki gecikmeye katkıda bulunmuş olması mümkün" diye açıklıyor.
Bu hipotezi göstermek için ekip, mikroplar üzerinde hem doğal ortamlarında hem de laboratuvar koşullarında deneyler ve ölçümler yaptı. Ayrıca, sonuçlarına dayanarak, güneş ışığını mikrobiyal oksijen üretimine ve mikrobiyal oksijen üretimini de Dünya tarihine bağlamak için detaylı modelleme çalışmaları gerçekleştirdiler.
Deniz bilimciler, "Sezgi, iki adet 12 saatlik günün bir adet 24 saatlik güne benzer olması gerektiğini söyler. Güneş ışığı iki kat daha hızlı yükselir ve düşer, oksijen üretimi de aynı şekilde takip eder" diye belirtiyor. "Ancak, bakteriyel matlardan oksijen salınımı bunu yapmaz, çünkü moleküler difüzyon hızıyla sınırlıdır. Oksijen salınımının güneş ışığından bu ince ayrılması, mekanizmanın kalbinde yer alır."
Bu sonuçlar, küresel oksijen seviyeleri modellerine dahil edildi ve ekip, uzayan günlerin Dünya'daki oksijen artışıyla bağlantılı olduğunu buldu - sadece Büyük Oksidasyon Olayı değil, aynı zamanda yaklaşık 550 ila 800 milyon yıl önce gerçekleşen Neoproterozoik Oksijenlenme Olayı adı verilen ikinci bir atmosferik oksijenlenme olayıyla da.
Bilim insanları, "Moleküler difüzyondan gezegen mekaniğine kadar çok farklı ölçeklerde çalışan fizik yasalarını bir araya getiriyoruz. Yerleşik mikroplar tarafından ne kadar oksijen salınabileceğinin, gün uzunluğu ile temel bir bağlantısı olduğunu gösteriyoruz" diyor. "Bu oldukça heyecan verici. Bu şekilde, mikrobiyal mattaki moleküllerin dansını, gezegenimizin ve Ay'ının dansına bağlıyoruz."
Araştırma, *Nature Geoscience* dergisinde yayınlandı.
