Bisnis.com, JAKARTA – Saat rotasi planet Bumi melambat, oksigen yang dihasilkan akan menjadi lebih banyak.
Ini karena saat bumi berputar lebih lambat, mikroba dalam bumi akan bermandikan sinar matahari yang lebih lama, dan akhirnya meningkatkan pelepasan oksigen mereka ke atmosfer.
Hari ini, setiap napas yang Anda ambil mungkin karena produksi oksigen miliaran tahun yang lalu, saat lapisan padat cyanobacteria kehidupan pertama di Bumi mulai menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan dari fotosintesis.
Tetapi para ilmuwan masih belum tahu pasti apa yang memicu dua peristiwa oksigenasi transformatif yang mengubah Bumi dari planet rendah oksigen menjadi dunia kaya oksigen di mana organisme kompleks dapat berevolusi dan berdiversifikasi.
Saat ini, para peneliti telah mengidentifikasi faktor penting yang dapat mendorong pelepasan oksigen yang dihasilkan mikroba. Adapun perlambatan rotasi Bumi yang dimulai sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu.
Bumi berputar lebih cepat ketika masih menjadi planet yang baru lahir, dimana menyelesaikan putaran hanya dalam beberapa jam, tetapi secara bertahap melambat selama ratusan juta tahun.
Mikroba yang menciptakan oksigen
Menurut sebuah studi terbaru, setelah panjang hari mencapai ambang batas tertentu, selama periode oksigenasi kunci, bentangan sinar matahari yang lebih lama mungkin telah membuat lebih banyak molekul oksigen untuk melompat dari area dengan konsentrasi tinggi (di dalam tikar bakteri) ke area dengan konsentrasi lebih rendah (atmosfer).
Melansir Live Science, Selasa (3/8/2021), para ilmuwan baru-baru ini menemukan petunjuk tentang hubungan ini di lubang pembuangan di dasar Danau Huron. Berbatasan dengan Michigan di Amerika Serikat dan Ontario di Kanada, Danau Huron adalah salah satu danau air tawar terbesar di dunia.
Danau Middle Island Sinkhole ini berukuran 300 kaki (91 meter) dengan diameter dan terletak sekitar 80 kaki (24 m) di bawah permukaan. Di sana, air yang kaya belerang memelihara mikroba berwarna-warni yang tumbuh subur di lingkungan rendah oksigen, sama seperti bentuk bakteri paling awal di Bumi.
Di kedalaman dingin lubang pembuangan itu hidup dua jenis mikroba yakni cyanobacteria ungu yang mencari sinar matahari, yang menghasilkan oksigen melalui fotosintesis, dan bakteri putih, yang mengonsumsi belerang dan malah melepaskan sulfat.
Mikroba berebut posisi sepanjang hari, dengan bakteri pemakan belerang menghalangi akses mikroba ungu ke matahari. Namun, ketika siang hari paling kuat, mikroba putih menghindari cahaya dan bermigrasi lebih dalam ke lubang pembuangan, meninggalkan cyanobacteria ungu terbuka dan dengan demikian mampu berfotosintesis dan melepaskan oksigen.
Mungkin ada kompetisi serupa antara komunitas mikroba miliaran tahun yang lalu, dengan paparan sinar matahari bakteri penghasil oksigen terhambat oleh tetangga mikroba mereka, tulis para peneliti dalam penelitian tersebut. Kemudian, seiring bertambahnya hari di Bumi, pembuat oksigen memperoleh lebih banyak waktu di bawah sinar matahari dan melepaskan lebih banyak oksigen ke atmosfer.
"Kami menyadari bahwa ada hubungan mendasar antara dinamika cahaya dan pelepasan oksigen, dan hubungan itu didasarkan pada fisika difusi molekul. Ketika perubahan termal menyebabkan molekul bermigrasi dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke yang lebih rendah, kata penulis utama studi tersebut, Judith Klatt, seorang ilmuwan peneliti di Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Kelautan di Bremen, Jerman.
"Hari yang lebih pendek akan memungkinkan lebih sedikit oksigen untuk keluar, bahkan jika jumlah oksigen yang sama diproduksi per jam," kata Klatt.
Sekarang, Bumi menyelesaikan rotasi penuh pada porosnya sekali setiap 24 jam, tetapi lebih dari 4 miliar tahun yang lalu, sehari hanya berlangsung sekitar enam jam.
Selama miliaran tahun, putaran bumi yang berkelanjutan dengan bulan telah memperlambat rotasi planet melalui proses yang dikenal sebagai gesekan pasang surut.
Saat Bumi berputar, tarikan bulan (dan matahari, pada tingkat yang lebih rendah) menarik lautan di Bumi. Ini meregangkan lautan sehingga mereka menonjol menjauh dari pusat Bumi, menyedot energi menjauh dari putaran dan memperlambatnya, kata rekan penulis studi Brian Arbic, seorang profesor di departemen Ilmu Bumi dan Lingkungan di Fakultas Sastra Universitas Michigan, Sains dan Seni.
Perlambatan ini kecil, tetapi menambah jam siang hari tambahan selama ratusan juta tahun, dan pelambatan masih berlangsung hingga hari ini, kata Arbic.
Perputaran bumi
"Gesekan pasang surut terus memperlambat laju rotasi hari-hari akan terus memanjang seiring waktu geologis," kata Arbic.
Para peneliti memodelkan skenario yang memvariasikan panjang hari dan pelepasan oksigen dari tikar mikroba. Ketika mereka membandingkan model mereka dengan analisis tikar mikroba pesaing yang diambil sampelnya dari Middle Island Sinkhole, mereka menemukan konfirmasi prediksi mereka: Bakteri fotosintesis melepaskan lebih banyak oksigen ketika hari lebih panjang.
Ini bukan karena mikroba lebih banyak berfotosintesis, tetapi, itu karena periode sinar matahari yang lebih lama berarti lebih banyak oksigen keluar dari tikar dalam satu hari, kata rekan penulis studi Arjun Chennu, seorang ilmuwan peneliti di Pusat Penelitian Kelautan Tropis Leibniz di Bremen.
"Pemisahan halus pelepasan oksigen dari sinar matahari adalah inti dari mekanisme ini," kata Chennu.
Atmosfer bumi
Atmosfer bumi terbentuk setelah planet terbentuk dan mendingin, sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, dan sebagian besar terdiri dari hidrogen sulfida, metana, dan karbon dioksida (CO2) sebanyak 200 kali jumlah CO2 yang ada di atmosfer saat ini, menurut Pusat Penelitian Lingkungan Smithsonian.
Itu semua berubah setelah Peristiwa Oksidasi Hebat (GOE) sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu, diikuti oleh Peristiwa Oksigenasi Neoproterozoikum sekitar 2 miliar tahun kemudian, membawa oksigen atmosfer ke tingkat saat ini sekitar 21 persen.
Kedua peristiwa oksigenasi tersebut sebelumnya telah dikaitkan dengan aktivitas fotosintesis cyanobacteria, dan bukti baru ini menunjukkan bahwa faktor lain bisa jadi adalah siang hari di Bumi "faktor yang sebelumnya sebagian besar tidak dipertimbangkan" menjadi cukup lama untuk memicu pelepasan lebih banyak oksigen dari tikar mikroba, bekerja "secara paralel dengan pendorong oksigenasi lain yang disarankan sebelumnya," kata Klatt.
Temuan ini dipublikasikan pada 2 Agustus di jurnal Nature Geoscience.
Berikut ilustrasi perputaran bumi
