这种摩擦会消耗地球的自转能量，减慢自转速度，使白昼时间变长。但由于这一进程十分缓慢，所以我们并不能轻易观察到昼夜长短的变化，也很难在深层地质记录中追踪到。
“目前，确切的地球自转速度最早能追溯到约5.5亿年前……我们可以利用带生长带的贝壳判断一天有多长，”Spalding说道。“但那之前的速度就无从而知了，因为我们没有可供参考的珊瑚或贝壳。”
“回溯地球历史的过程中，我们找到了模型，”加州理工学院的行星科学家Woodward Fischer说道，他没有参与这项研究。“我们知道一天的长度有一个系统的变化历史，我们知道(变化)的方向，但其中有很多细节还未弄清。”
地球自转速度的模型有很多，一个自20世纪80年代末开始一直在使用的模型指出，一日的长度在逐渐增加，直到大约25亿年前，一天的长度稳定在21小时左右，并在数百万年中保持相对不变。
大约在那个时候，潮汐、地球和月球可能已经达到了建模者所说的共振。实际上有两种旋转力影响着地球的自转。潮汐对地球产生阻力，使其转速减慢。而太阳在白天会使地球的一侧受热更多，导致海洋和大气膨胀，这使得地球在自转轨道上向前移动了一点点。
在这场拉锯战中，潮汐一直占据上风，直到系统发生共振，这两种相反的力量相互抵消。一旦达到了那个“神奇的”频率，自转速度在相当长的一段时间内都不太可能发生变化。
Klatt及其团队在研究中也用到了这一模型。有趣的是，他们发现共振造成的一日21小时存续时间段与地质记录反映的大气中氧气爆发的时间段相重合。“我非常希望看到氧气模式和自转速度之间的关联，”Klatt说道。“这太让我兴奋了。”
晒太阳的蓝细菌
今天，蓝细菌在地球的水域中仍然十分繁盛，而生活在中岛落水洞“微生物垫”中的蓝细菌为研究小组解决谜团提供了新线索。
落水洞深达23米，水中含有高浓度的硫，氧气含量很少。科学家们认为，这些条件可能与数十亿年前的古代海洋相似。通过研究这种环境，Klatt的团队可以大致了解类似的古代生态系统是如何运作的。
Klatt发现这些微生物处于氧气生产和损失的不稳定平衡状态。
结合落水洞微生物垫(如图所示)和地球自转模型的数据，科学家们发现，地球一天稳定在21小时左右的那段时期，氧气水平出现了飙升。阳光充足的稳定日子让蓝细菌开始大踏步前进，优化它们的生物过程，以产生过量的氧气。
摄影：NOAA, THUNDER BAY NATIONAL MARINE SANCTUARY
“微生物垫的状态非常接近零和博弈。它们在制造大量氧气的同时也会消耗大量氧气，最后只有一点点氧气释放出来。这一点就是论文所确认的，”Fischer说道。那么，蓝细菌产生的氧气需要怎样才能离开微生物垫并丰富大气呢?
一种被称为扩散的物理机制给了我们答案。在这个机制中，高浓度的氧气总是倾向于向低浓度区域移动。这就像你打开一瓶苏打水，二氧化碳气泡就会冲出来一样。
