Sorprendentemente, la lunghezza del giorno potrebbe essere stata determinata dalla quantità di ossigeno nell’atmosfera terrestre, a sua volta determinata dall’abbondanza di organismi fotosintetizzanti.
Sebbene diamo per scontato che le nostre giornate durino 24 ore, all’inizio della storia della vita del nostro pianeta i giorni erano ancora più brevi. La durata del giorno era più breve perché la luna era più vicina. “Nel corso del tempo, la luna ha rubato l’energia rotazionale della Terra per portarla in un’orbita più alta e più lontana dalla Terra”, ha affermato Ross Mitchell, geofisico dell’Istituto di geologia e geofisica dell’Accademia cinese delle scienze e autore principale di un nuovo studio pubblicato su Geoscienze della natura . “La maggior parte dei modelli di rotazione terrestre prevede che la durata del giorno sia sempre più breve andando indietro nel tempo”, ha affermato Uwe Kirscher, coautore dello studio e ricercatore ora alla Curtin University in Australia. Ma un cambiamento lento e costante nella lunghezza del giorno che risale indietro nel tempo non è ciò che hanno scoperto Mitchell e Kirscher. In che modo i ricercatori misurano la lunghezza del giorno antico? Nei decenni scorsi, i geologi hanno utilizzato la analisi di alcuni rocce sedimentarie che conservano strati. Conta il numero di strati sedimentari al mese causati dalle fluttuazioni delle maree e conosci il numero di ore in un giorno antico.
Ma tali registrazioni delle maree sono rare e quelle conservate sono spesso contestate. Fortunatamente, c’è un altro modo per stimare la durata del giorno. La ciclostratigrafia è un metodo geologico che utilizza la stratificazione sedimentaria ritmica per rilevare i cicli astronomici “Milankovitch” che riflettono il modo in cui i cambiamenti nell’orbita e nella rotazione terrestre influenzano il clima. “Due cicli di Milankovitch, precessione e obliquità, sono correlati all’oscillazione e all’inclinazione dell’asse di rotazione terrestre nello spazio. La rotazione più veloce della Terra primordiale può quindi essere rilevata in cicli di precessione e obliquità più brevi del passato”, ha spiegato Kirscher. Mitchell e Kirscher hanno approfittato di una recente proliferazione di record di Milankovitch, con oltre la metà dei dati per i tempi antichi generati negli ultimi sette anni. “Ci siamo resi conto che era finalmente giunto il momento di testare una sorta di idea alternativa marginale, ma del tutto ragionevole, sulla paleorotazione della Terra”, ha affermato Mitchell. Una teoria non dimostrata è che la durata del giorno potrebbe essersi fermata a un valore costante nel lontano passato della Terra. Oltre alle maree nell’oceano legate all’attrazione della luna, la Terra ha anche maree solari legate al riscaldamento dell’atmosfera durante il giorno. Le maree atmosferiche solari non sono così forti come le maree oceaniche lunari, ma non sarebbe sempre stato così. Quando la Terra ruotava più velocemente in passato, l’attrazione della luna sarebbe stata molto più debole. A differenza dell’attrazione della luna, la marea del sole invece spinge la Terra. Quindi, mentre la luna rallenta la rotazione terrestre, il sole la accelera. “Per questo motivo, se in passato queste due forze opposte fossero diventate uguali tra loro, una tale risonanza di marea avrebbe fatto sì che la lunghezza del giorno della Terra smettesse di cambiare e rimanesse costante per un po’ di tempo”, ha detto Kirscher. Ed è esattamente ciò che ha mostrato la nuova raccolta di dati. La lunghezza del giorno della Terra sembra aver interrotto il suo aumento a lungo termine e si è appiattita a circa 19 ore all’incirca tra due e un miliardo di anni fa – “il miliardo di anni”, ha osservato Mitchell, “comunemente indicato come il ‘noioso’ miliardo”. La tempistica dello stallo si trova in modo intrigante tra i due maggiori aumenti di ossigeno. Timothy Lyons dell’Università della California, Riverside, che non è stato coinvolto nello studio, ha dichiarato: “È affascinante pensare che l’evoluzione della rotazione terrestre possa aver influenzato l’evoluzione della composizione dell’atmosfera”. Il nuovo studio supporta quindi l’idea che l’ascesa della Terra ai moderni livelli di ossigeno abbia dovuto attendere giorni più lunghi prima che i batteri fotosintetici generassero più ossigeno ogni giorno.
