Perlambatan Rotasi Sebabkan Bumi Alami Lonjakan Oksigen

Secara teori, sebelumnya komposisi atmosfer Bumi terdiri dari hidrogen sulfida, metana, dan karbon dioksida (CO2). Selanjutnya komposisi itu berubah dimana kandungan oksigennya mencapai sekitar 20 persen seperti saat ini.
Bumi berubah menjadi kaya kandungan oksigen yang diduga karena adanya oksigenisasi oleh sianobakteri (cyanobacteria), memungkinkan organisme kompleks berevolusi dan berdiversifikasi.
Tetapi para ilmuwan masih belum tahu pasti apa yang memicu dua peristiwa oksigenasi transformatif itu, yang mengubah Bumi dari planet rendah oksigen menjadi dunia kaya oksigen.
Penelitian terbaru yang ditulis oleh seorang ilmuwan peneliti di The Max Planck Institute for Marine Microbiology di Bremen, Jerman, Judith Klatt, mengidentifikasi bahwa perlambatan rotasi Bumi yang dimulai 2,4 miliar tahun yang lalu menjadi faktor penting yang mendorong pelepasan oksigen yang dihasilkan mikroba.
Sebelumnya saat baru lahir, Bumi berputar lebih cepat. Dalam satu putarannya hanya berlangsung dalam beberapa jam saja. Perlambatan rotasi, menurut para peneliti, membuat paparan sinar Matahari semakin intensif hingga memungkinkan lebih banyak molekul oksigen pada area dengan konsentrasi tinggi pada Bumi ke area dengan konsentrasi lebih rendah (atmosfer).

Teori Kompetisi
Para ilmuwan menemukan petunjuk tentang hubungan ini di lubang pembuangan yang disebut dengan Middle Island Sinkhole di dasar Danau Huron, sebuah danau yang berada di perbatasan Michigan di Amerika Serikat dan Ontario di Kanada yang adalah sebuah danau air tawar terbesar di dunia.
Lubang pembuangan itu memiliki kedalaman 91 meter dengan diameter 24 meter. Di sana, air yang kaya belerang menyokong kehidupan mikroba berwarna-warni yang tumbuh subur di lingkungan rendah oksigen. Kondisi dinilai mirip dengan kehidupan bakteri paling awal di Bumi.
Pada lubang pembuangan yang dingin itu hidup dua jenis mikroba sianobakteri ungu yang mencari sinar matahari untuk menghasilkan oksigen melalui fotosintesis, dan bakteri putih yang mengkonsumsi belerang dan melepaskan sulfat.
Mereka berebut posisi sepanjang hari, bakteri pemakan belerang menutupi tetangga ungu mereka di pagi dan sore hari, menghalangi akses mikroba ungu ke Matahari. Namun, pada sinar matahari siang yang kuat, mikroba putih menghindari cahaya dan bermigrasi lebih dalam ke lubang pembuangan, meninggalkan sianobakteri ungu terbuka.
"Mungkin ada kompetisi serupa antara komunitas mikroba miliaran tahun yang lalu, dengan paparan sinar matahari bakteri penghasil oksigen terhambat oleh tetangga mikroba mereka. Selanjutnya seiring bertambahnya panjang hari di Bumi, bakteri pembuat oksigen memperoleh lebih banyak waktu di bawah sinar matahari untuk dilepaskan ke atmosfer," tulis Klatt seperti dikutip Live Science.
Klatt kemudian menyadari ada hubungan mendasar antara dinamika cahaya dan pelepasan oksigen. Hubungan itu didasarkan pada peristiwa difusi molekul yaitu ketika perubahan termal menyebabkan molekul bermigrasi dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke yang lebih rendah.
Menurut Klatt semakin pendek hari, jumlah oksigen yang dihasilkan semakin sedikit. "Hari yang lebih pendek akan memungkinkan lebih sedikit oksigen untuk keluar dari Bumi, bahkan jika jumlah oksigen yang sama diproduksi per jam," kata Klatt.
Rekan penulis studi, seorang ilmuwan peneliti di Leibniz Center for Tropical Marine Research di Bremen, Jerman, Arjun Chennu mengatakan, ini bukan karena mikroba lebih banyak berfotosintesis, sebaliknya, itu karena periode sinar matahari yang lebih lama sehingga lebih banyak oksigen keluar dalam satu hari. "Pelepasan oksigen akibat lamanya paparan sinar matahari adalah inti dari mekanisme ini," kata Chennu. hay/I-1