地球自转减慢会导致氧气激增吗？该结果是否可靠？

这是关于地球如何成为富含氧气的星球的新观点：随着我们星球的自转速度减慢，微生物沐浴在更长时间的阳光下，从而加快了它们向大气中释放氧气的速度。

你的每一次呼吸都是可能的，因为数十亿年前，密集的蓝藻——地球上的第一个生命——开始产生氧气，作为光合作用的副产品。

但是科学家们仍然不确定是什么触发了两个转变性的氧化事件，将地球从一个低氧星球变成了一个富氧世界，在那里复杂的生物可以进化和多样化。

现在，研究人员已经确定了一个可能刺激微生物产生的氧气释放的重要因素：大约 24 亿年前开始的地球自转放缓。

地球在新生行星时自转速度更快，在短短几个小时内完成转动，但在数亿年的时间里逐渐减速。

一旦一天的长度达到某个阈值——可能是在那些关键的氧合时期——更长的阳光可能使更多的氧分子从高浓度区域（细菌垫内）跳跃到低浓度区域（大气） ，根据一项新的研究。

科学家最近在休伦湖底部的一个天坑中发现了这种联系的线索。

休伦湖与美国的密歇根州和加拿大的安大略省接壤，是世界上最大的淡水湖之一。

该湖的中岛天坑直径为 300 英尺（91 米），位于地表以下约 80 英尺（24 m）处。

在那里，富含硫的水滋养着在低氧环境中茁壮成长的多彩微生物，就像地球上最早的细菌一样。

在天坑寒冷的深处生活着两种微生物：寻求阳光的紫色蓝藻，通过光合作用产生氧气，以及白色细菌，消耗硫而不是释放硫酸盐。

微生物一整天都在争夺位置，在早上和晚上，吃硫磺的细菌会覆盖它们的紫色邻居，阻止紫色微生物接触阳光。

然而，当日光最强时，白色微生物会避开光线并迁移到更深的天坑中，使紫色蓝藻未被覆盖，从而能够进行光合作用并释放氧气。

研究人员在研究中写道，数十亿年前微生物群落之间可能存在类似的竞争，产氧细菌的阳光照射受到其微生物邻居的阻碍。

然后，随着地球上的日子变得越来越长，制氧机在阳光下获得了更多的时间——并向大气中释放了更多的氧气。

研究主要作者说：“我们意识到光动力学和氧气释放之间存在基本联系，这种联系以分子扩散物理学为基础。

”当热变化导致分子从高浓度区域迁移到低浓度区域时Judith Klatt 是德国不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的研究科学家。

研究人员报告说，现在地球每 24 小时完成一次自转，但在 40 亿多年前，一天只持续了大约 6 个小时。

数十亿年来，地球与月球的持续共舞通过称为潮汐摩擦的过程减缓了地球的自转。

随着地球自转，月球（和太阳，在较小程度上）的拉力会吸引地球的海洋。

研究合著者、密歇根大学文学学院地球与环境科学系教授布赖恩·阿尔比克 （Brian Arbic） 说，这会拉伸海洋，使它们远离地球中心，从自旋中吸取能量并减慢它的速度。

这种减速很小，但在数亿年的时间里，它增加了数小时的额外日照。

“潮汐摩擦继续减慢自转速度——随着地质时间的推移，日子将继续延长。

”阿尔比克说。

研究人员模拟了不同日长和氧气从微生物垫中逸出的场景。

当他们将他们的模型与从 Middle Island Sinkhole 采样的竞争微生物垫的分析进行比较时，他们发现他们的预测得到了证实：当天数更长时，光合作用细菌会释放更多的氧气。

这不是因为微生物进行了更多的光合作用；研究合著者、不来梅莱布尼茨热带海洋研究中心的研究科学家 Arjun Chennu 说：“相反，这是因为较长时间的阳光意味着一天内更多的氧气逸出。

大约 46 亿年前，地球的大气层在地球形成和冷却后形成，主要由硫化氢、甲烷和二氧化碳 （CO2） 组成——是当今大气中二氧化碳含量的 200 倍，根据史密森尼环境研究中心。

在大约 24 亿年前的大氧化事件 （GOE） 和大约 20 亿年后的新元古代氧化事件之后，这一切都发生了变化，将大气中的氧气含量提高到了大约 21％ 的当今水平。

这两个氧化事件以前与光合作用蓝藻的活动有关，这一新证据表明，地球上的另一个因素可能是白天——“一个以前基本上没有考虑过的因素”——变得足够长以触发更多的氧气从地球上释放出来。

Klatt 说：“微生物垫与其他先前建议的氧合驱动因素并行工作。