დედამიწა დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ წარმოიქმნა და მას შემდეგ, მისი ბრუნვა თანდათან ნელდება, რასაც შედეგად მოსდევს დღის ხანგრძლივობის გამუდმებით ზრდა.
მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენი პლანეტის ბრუნვის შენელებას ადამიანები სიცოცხლის განმავლობაში ვერ ვამჩნევთ, ათასწლეულების მანძილზე, ცვლილებები მნიშვნელოვან სახეს იღებს. ახალი კვლევის მიხედვით, ერთ-ერთი ასეთი ცვლილება ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანია, სულ მცირე, ჩვენთვის: დღის ხანგრძლივობის ზრდა დაკავშირებულია დედამიწის ატმოსფეროს ჟანგბადით გაჯერებასთან.
კონკრეტულად კი, ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს (ანუ ციანობაქტერიას), რომლებიც დაახლოებით 2,4 მილიარდი წლის წინ გაჩნდნენ და გავრცელდნენ, დღის ხანგრძლივობის ზრდასთან ერთად, მეტაბოლური ქვეპროდუქტის სახით, უფრო მეტი ჟანგბადის წარმოქმნა უნდა შესძლებოდა.
„დედამიწის მეცნიერებებში უკვდავი კითხვაა, როგორ მიიღო ჟანგბადი დედამიწის ატმოსფერომ, რა ფაქტორები აკონტროლებდა ჟანგბადით გამდიდრების პროცესს. ჩვენი კვლევა მიუთითებს, რომ დედამიწის ბრუნვის მაჩვენებელს, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დღის ხანგრძლივობას, შეიძლება მნიშვნელოვანი ეფექტი ჰქონდა დედამიწის ჟანგბადით გაჯერების მახასიათებელსა და დროში განაწილებაზე“, — ამბობს მიჩიგანის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგი გრეგორი დიკი.
ამ ამბავში ორი მთავარი კომპონენტია, რომლებსაც, ერთი შეხედვით, ერთმანეთთან ბევრი არაფერი აქვთ საერთო. პირველი ის არის, რომ დედამიწის ბრუნვა ნელდება.
დედამიწის ბრუნვის შენელების მიზეზია მთვარის გრავიტაციული გავლენა ჩვენს პლანეტაზე; ვინაიდან მთვარე თანდათან გვშორდება, დედამიწის ბრუნვის მაჩვენებელი მცირდება.
ნამარხებზე დაყრდნობით ვიცით, რომ 1,4 მილიარდი წლის წინ დღის ხანგრძლივობა მხოლოდ 18 საათს შეადგენდა, 70 მილიონი წლის წინ კი დღევანდელზე საათ-ნახევრით პატარა დღეები იყო. მტკიცებულებები მიუთითებს, რომ დღის ხანგრძლივობა საუკუნეში 1,8 მილიწამით იზრდება.
მეორე კომპონენტს დიდი დაჟანგვის მოვლენას (იგივე ჟანგბადის კატასტროფას) უწოდებენ — როდესაც იმდენად დიდი ოდენობით ციანობაქტერია გაჩნდა, რომ დედამიწის ატმოსფეროში მკვეთრად, მნიშვნელოვნად მოიმატა ჟანგბადმა. მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ამ მოვლენის გარეშე ვერ გაჩნდებოდა სიცოცხლის ჩვენთვის ცნობილი ფორმა. შესაბამისად, მიუხედავად იმისა, რომ დღეს ციანობაქტერიების შესახებ ბევრმა არც კი იცის, ფაქტი ის არის, რომ მათ გარეშე ჩვენ სავარაუდოდ არ ვიქნებოდით.
ამ მოვლენის შესახებ ჯერ კიდევ ბევრი რამ არ ვიცით, მათ შორის არც ის, რატომ მოხდა ის მაშინ, როცა მოხდა და არა სხვა დროს, თუნდაც დედამიწის უფრო ადრეულ ისტორიაში.
ციანობაქტერიულ მიკრობებზე მომუშავე მეცნიერებმა ამ საკითხის შესწავლა გადაწყვიტეს. ჰურონის ტბაში გვხვდება მიკრობებისგან წარმოქმნილი „ხალიჩები“, რომლებიც სავარაუდოდ, იმ ციანობაქტერიების ანალოგია, რომლებმაც დაჟანგვის დიდი მოვლენა გამოიწვიეს.
მეწამული ციანობაქტერია, რომელიც ჟანგბადს ფოტოსინთეზის გზით წარმოქმნის და თეთრი მიკრობები, რომლებიც გოგირდის მეტაბოლიზებას ახდენენ, ტბის ფსკერზე, მიკრობულ ხალიჩაში უწევენ ერთმანეთს კონკურენციას. ღამით თეთრი მიკრობები ადიან მიკრობული ხალიჩის ზედა ნაწილში და გოგირდის შთანთქმას იწყებენ. გათენებისას, როდესაც მზე ცაში მაღლა აიწევა, თეთრი მიკრობები უკან იხევენ და მათ ადგილს ციანობაქტერიები იკავებენ.
„ამ დროს მათ უკვე შეუძლიათ ფოტოსინთეზის დაწყება და ჟანგბადის წარმოება. თუმცა, ამ მომენტამდე მათ კიდევ რამდენიმე საათი აშორებთ, რადგან დილით გრძელი შუალედია. ციანობაქტერიები გვიან ადგომის მოყვარულ ადამიანებს ჰგვანან“, — ამბობს მაქს პლანკის საზღვაო ბიოლოგიის ინსტიტუტის გეომიკრობიოლოგი ჯუდით კლატი.
ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ძალიან შეზღუდულია დღის ის მონაკვეთი, რა დროსაც ციანობაქტერიებს ჟანგბადის წარმოება შეუძლიათ; სწორედ ამ ფაქტმა მიიქცია მიჩიგანის უნივერსიტეტის ოკეანოგრაფის, ბრაიან არბიკის ყურადღება. მას აინტერესებდა, ჰქონდა თუ არა ფოტოსინთეზზე გავლენა დედამიწის ისტორიის მანძილზე დღის სიგრძის ცვლილებას.
„არ არის გამორიცხული, რომ ადრეულ დედამიწაზე ჟანგბადის წარმოების გადავადებაში წვლილი სწორედ ამ ტიპის კონკურენციამ შეიტანა“, — განმარტავს კლატი.
ამ ჰიპოთეზის დემონსტრირებისთვის, ჯგუფმა მიკრობებზე ექსპერიმენტები და გაზომვები ჩაატარა, როგორც ბუნებრივ გარემოში, ისე ლაბორატორიაში. მიღებულ შედეგებზე დაყრდნობით, ასევე შეასრულეს დეტალური მოდელირების კვლევები, რათა მზის სინათლე დაეკავშირებინათ მიკრობების მიერ ჟანგბადის წარმოებასთან, ეს უკანასკნელი კი დედამიწის ისტორიასთან.
„მარტივი მისახვედრია, რომ 12-საათიანი ორი დღე 24-საათიან ერთ დღეს უდრის. მზის სინათლე ორჯერ სწრაფად ამოდის და ეშვება, რასაც ფეხშეწყობით მიჰყვება ჟანგბადის წარმოება“, — განმარტავს ლაიბნიცის ტროპიკული საზღვაო კვლევების ცენტრის მეცნიერი არიუნ ჩენუ.
მისივე განცხადებით, ასე არ ხდება ბაქტერიული ხალიჩების მიერ ჟანგბადის გამოყოფის შემთხვევაში, რადგან ის შეზღუდულია მოლეკულური დიფუზიის სიჩქარით. მექანიზმის გულს წარმოადგენს მზის სინათლისგან ჟანგბადის წარმოების ეს ოდნავი განცალკევება.
შედეგები შეიყვანეს ჟანგბადის დონის გლობალურ მოდელებში და ჯგუფმა დაადგინა, რომ დღის ხანგრძლივობის ზრდა დაკავშირებული იყო დედამიწის ჟანგბადის რაოდენობის ზრდასთან — არა მხოლოდ დიდი დაჟანგვის მოვლენა, არამედ ატმოსფეროს ჟანგბადით გაჯერების მეორე მოვლენაც, რომელსაც ნეოპროტეროზოული დაჟანგვის მოვლენა ეწოდება და ის დაახლოებით 550-800 მილიონი წლის წინ მოხდა.
„შევაკავშირეთ დიდად სხვადასხვა მასშტაბებზე მომუშავე ფიზიკის კანონები, მოლეკულური დიფუზიიდან დაწყებული, პლანეტური მექანიკით დამთავრებული. ვაჩვენეთ, რომ არსებობს ფუნდამენტური კავშირი დღის ხანგრძლივობასა და მიწაში ბინადარი მიკრობების მიერ ჟანგბადის წარმოებას შორის. ფრიად ამაღელვებელია. ამ გზით, მიკრობულ ხალიჩებში მოლეკულების ცეკვას ვაკავშირებთ ჩვენი პლანეტისა და მისი მთვარის ორბიტულ ცეკვასთან“, — ამბობს ჩენუ.
კვლევა Nature Geoscience-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
