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20亿年前地球氧气剧增,只是因为一天时间变长(神奇的旋转速度)

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在地球历史上,迄今为止,白天的长度显着增加。据说30亿年前地球上一天只有6个小时左右。而到了现在一天大约有 24 小时。这是地球自转在很长一段时间内减速的结果。这种变化与潮起潮落有关。任何在海滩上度过一天的人都可能已经看到了海岸上的风暴潮。这种看似平稳的运动是地球和月球之间产生的巨大能量的结果。结果,海洋在海洋和海床之间产生潮汐和摩擦。这被称为“潮汐摩擦”。

潮汐摩擦剥夺了地球的旋转能量,从而减慢了地球的速度并延长了白天。这个过程非常缓慢,需要数亿年的时间,因此很难观察每日长度的变化和追踪海底的地质记录。那时,地球的自转速度可能已经达到了一种叫做“共振岩”的平衡状态。一些影响地球自转的力实际上会加速。太阳施加的力略微推进了地球的自转。一旦这个力达到与减缓旋转的力相称的“神奇的旋转速度”,此后很长一段时间都不会改变。

蓝藻仍在地球水域中繁殖。而生活在美国五大湖之一休伦湖底部的“中岛天坑”微生物垫中的蓝藻,为团队提供了新的拼图。中岛天坑是一个深约 23 米的天坑。这里的水含有高浓度的硫,几乎没有氧气。科学家推测,这种情况类似于数十亿年前的古代海洋。通过研究这个环境,我们可以大致了解古代生态系统的行为。

有趣的是,较长的白天并没有改变蓝藻的光合作用效率,而是增加了蓝藻微生物释放的氧气量。由于昼夜转换速度减慢,白天时间长,氧气容易扩散。事实上,在克拉特的实验中,湖底的微生物样本暴露在阳光下的时间越长,释放到大气中的氧气就越多。

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