ออกซิเจนในอากาศที่เราหายใจมาจากไหน? คำตอบอาจซ่อนอยู่ในการหมุนของโลกที่ช้าลง

การศึกษาล่าสุดจากทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ได้เปิดเผยความเชื่อมโยงที่น่าสนใจระหว่างการหมุนของโลกที่ช้าลงกับปริมาณออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ทำให้สิ่งมีชีวิตซับซ้อนอย่างมนุษย์ถือกำเนิดขึ้นได้

โลกของเราไม่ได้หมุนด้วยความเร็วคงที่เสมอไป แต่หมุนช้าลงอย่างต่อเนื่องมาตั้งแต่ถือกำเนิดเมื่อประมาณ 4,500 ล้านปีที่แล้ว โดยแรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์ที่กำลังค่อยๆ โคจรออกห่างจากโลกไปเรื่อยๆ คือปัจจัยสำคัญที่ทำให้การหมุนของโลกลดความเร็วลง และส่งผลให้ความยาวของวันเพิ่มขึ้น

เมื่อประมาณ 1,400 ล้านปีที่แล้ว วันหนึ่งบนโลกมีความยาวเพียง 18 ชั่วโมง และในช่วง 70 ล้านปีที่ผ่านมา วันก็ยาวขึ้นราว 30 นาที ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่ค่อยเป็นค่อยไปนี้ กลับส่งผลกระทบอย่างมหาศาลต่อการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อ “ไซยาโนแบคทีเรีย” (cyanobacteria) หรือที่รู้จักกันในชื่อสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกๆ ที่สามารถสร้างออกซิเจนด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสงได้

ศาสตราจารย์ จูดิธ แคลทท์ (Judith Klatt) นักธรณีจุลชีววิทยาจากสถาบันมักซ์พลังค์ (Max Planck Institute) ในเยอรมนี และทีมวิจัย ได้ทำการทดลองโดยนำแผ่นจุลชีพ (microbial mats) ที่เป็นแหล่งอาศัยของจุลินทรีย์ยุคโบราณมาจากทะเลสาบฮิวรอน (Lake Huron) พวกเขาจำลองสภาพแวดล้อมและทดลองปรับเปลี่ยนความยาวของวัน และพบว่ายิ่งจุลินทรีย์เหล่านี้ได้รับแสงอย่างต่อเนื่องนานขึ้นเท่าไหร่ พวกมันก็ยิ่งผลิตออกซิเจนออกมามากขึ้นเท่านั้น

นักวิจัยอธิบายว่าบนแผ่นจุลชีพนี้ มีการแข่งขันกันระหว่างไซยาโนแบคทีเรียที่ผลิตออกซิเจนกับจุลินทรีย์ชนิดอื่นที่ใช้กำมะถันในการดำรงชีวิต โดยไซยาโนแบคทีเรียจะเริ่มกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและปล่อยออกซิเจนออกมาในช่วงกลางวันเท่านั้น เมื่อวันมีระยะเวลาสั้น การแพร่ของออกซิเจนจากแผ่นจุลชีพสู่ชั้นน้ำและชั้นบรรยากาศก็มีเวลาจำกัด และเมื่อเข้าสู่ช่วงกลางคืน จุลินทรีย์อื่นๆ ก็จะเข้ายึดพื้นที่ทำให้ไซยาโนแบคทีเรียไม่สามารถผลิตออกซิเจนได้อย่างต่อเนื่อง

แต่เมื่อวันยาวนานขึ้น เวลาสำหรับแสงอาทิตย์ก็เพิ่มตามไปด้วย ทำให้ไซยาโนแบคทีเรียมีการผลิตและปลดปล่อยออกซิเจนได้นานขึ้น ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศค่อยๆ สะสมเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล

การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่ดูเหมือนเล็กน้อยของโลก เมื่อเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานับพันล้านปี ก็สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอย่างการสร้างบรรยากาศที่เอื้อต่อการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้อย่างเหลือเชื่อ

ข้อมูลอ้างอิง: Science Alert