Reporter: Handoyo | Editor: Handoyo
KONTAN.CO.ID - JAKARTA. Sejak terbentuknya sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, rotasi Bumi secara bertahap melambat, menyebabkan panjang hari-hari di Bumi semakin panjang seiring berjalannya waktu.
Meskipun perubahan ini tidak terlihat dalam skala waktu manusia, dampaknya cukup signifikan dalam jangka panjang, salah satunya adalah terkait dengan oksigenasi atmosfer Bumi, menurut sebuah studi yang diterbitkan pada tahun 2021.
Dampak Perubahan Lama Hari terhadap Oksigenasi Atmosfer
Mengutip sciencealert, secara khusus, alga biru-hijau (atau sianobakteri) yang muncul sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu dapat memproduksi lebih banyak oksigen sebagai produk sampingan metabolisme mereka karena panjang hari Bumi yang semakin bertambah.
Menurut mikrobiolog Gregory Dick dari University of Michigan, riset mereka menunjukkan bahwa kecepatan rotasi Bumi – atau panjang hari Bumi – mungkin berperan penting dalam pola dan waktu terjadinya oksigenasi atmosfer Bumi.
Baca Juga: Terungkap! Kucing Modern Mungkin Lahir dari Ritual Pengorbanan di Mesir Kuno
Dua Komponen Utama: Perlambatan Rotasi dan Kejadian Oksidasi Besar
Ada dua komponen utama dalam cerita ini yang, pada pandangan pertama, tampaknya tidak terlalu berhubungan. Komponen pertama adalah rotasi Bumi yang semakin melambat.
Penyebab perlambatan rotasi Bumi ini adalah gaya gravitasi yang diberikan oleh Bulan, yang secara perlahan menarik Bumi, menyebabkan deselerasi rotasi Bumi. Hal ini terjadi karena Bulan juga secara perlahan menjauh dari Bumi.
Berdasarkan rekaman fosil, kita tahu bahwa pada 1,4 miliar tahun yang lalu, panjang hari di Bumi hanya sekitar 18 jam. Bahkan, 70 juta tahun yang lalu, panjang hari Bumi lebih pendek setengah jam dibandingkan dengan saat ini. Bukti ilmiah menunjukkan bahwa setiap abad, durasi hari Bumi bertambah sekitar 1,8 milidetik.
Komponen kedua adalah Kejadian Oksidasi Besar atau Great Oxidation Event (GOE), ketika sianobakteri muncul dalam jumlah yang sangat besar, menyebabkan atmosfer Bumi mengalami lonjakan oksigen yang signifikan.
Tanpa oksigenasi ini, para ilmuwan berpendapat bahwa kehidupan seperti yang kita kenal tidak akan pernah muncul. Oleh karena itu, meskipun sianobakteri mungkin tidak selalu dihargai, kita tidak akan ada di sini tanpa kontribusi mereka.
Menghubungkan Sianobakteri dan Perubahan Durasi Hari
Meskipun banyak yang masih belum dipahami tentang Kejadian Oksidasi Besar, termasuk mengapa peristiwa ini terjadi saat itu dan bukan lebih awal dalam sejarah Bumi, sebuah penemuan penting baru-baru ini memberikan wawasan baru.
Para ilmuwan telah menemukan bukti bahwa kompetisi mikroba di dasar laut dapat membantu menjelaskan keterlambatan dalam produksi oksigen di Bumi purba. Di Middle Island Sinkhole di Danau Huron, ditemukan lapisan mikroba yang dipercaya sebagai analog dari sianobakteri yang bertanggung jawab atas oksigenasi besar.
Baca Juga: Ilmuwan Peringatkan: Gunung Berapi Raksasa di AS akan Meletus dalam Waktu Dekat!
Sianobakteri ungu yang dapat menghasilkan oksigen melalui fotosintesis dan mikroba putih yang mencerna belerang bersaing di lapisan mikroba yang ada di dasar danau.
Pada malam hari, mikroba putih naik ke permukaan lapisan mikroba untuk mencerna belerang. Namun, pada pagi hari ketika matahari terbit, sianobakteri ungu muncul untuk mulai melakukan fotosintesis dan menghasilkan oksigen.
Namun, seperti yang dijelaskan oleh Judith Klatt dari Max Planck Institute for Marine Microbiology di Jerman, sianobakteri ini tidak segera memulai proses fotosintesis. Dibutuhkan waktu beberapa jam sebelum mereka benar-benar aktif, yang menunjukkan bahwa waktu yang tersedia untuk menghasilkan oksigen sangat terbatas.
Hipotesis Pengaruh Durasi Hari terhadap Produksi Oksigen
Untuk menguji hipotesis ini, tim peneliti melakukan eksperimen dan pengukuran pada mikroba baik di lingkungan alami mereka maupun dalam pengaturan laboratorium. Mereka juga melakukan studi pemodelan rinci untuk menghubungkan sinar matahari dengan produksi oksigen mikroba, serta produksi oksigen mikroba dengan sejarah Bumi.
Arjun Chennu, seorang ilmuwan kelautan di Leibniz Centre for Tropical Marine Research di Jerman, menjelaskan bahwa meskipun secara intuisi dua hari 12 jam seharusnya serupa dengan satu hari 24 jam, kenyataannya oksigen yang dilepaskan dari lapisan mikroba tidak mengikuti pola tersebut.
Hal ini karena produksi oksigen terbatas oleh kecepatan difusi molekul. Pemisahan halus antara pelepasan oksigen dan sinar matahari ini ternyata menjadi inti dari mekanisme yang ditemukan oleh tim peneliti.
Baca Juga: Gunung-Gunung Ini Jadi yang Tertinggi di Dunia Kalahkan Gunung Everest
Hasil Penelitian dan Temuan Baru
Model global yang menggunakan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa panjang hari Bumi yang semakin bertambah berhubungan langsung dengan peningkatan oksigen atmosfer Bumi.
Temuan ini tidak hanya terkait dengan Kejadian Oksidasi Besar, tetapi juga dengan peristiwa oksigenasi atmosfer kedua yang dikenal sebagai Neoproterozoic Oxygenation Event, yang terjadi sekitar 550 hingga 800 juta tahun yang lalu.
Chennu menambahkan, "Kami menghubungkan hukum fisika yang bekerja pada skala yang sangat berbeda, dari difusi molekul hingga mekanika planet. Kami menunjukkan bahwa ada hubungan mendasar antara panjang hari dan seberapa banyak oksigen yang dapat dilepaskan oleh mikroba yang hidup di tanah."
